CN101892713A - 膨胀石墨/挤塑聚苯乙烯复合保温板 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种膨胀石墨/挤塑聚苯乙烯复合保温板的制备方法。采用界面剂对200～500目膨胀石墨、纳米级Al(OH)3进行表面接枝改性，加入到聚苯乙烯树脂颗粒中持续搅拌30～60分钟，在140～160℃下经双螺杆挤出机挤出造粒。然后以此为原料，加上纳米滑石粉，通过混配，在180～200℃进行搅拌后均匀加入到挤塑机内，进行加热混合同时加入发泡剂HCFC-141b，然后挤塑压出成型，得到隔热保温和阻燃性能较好的复合保温板。
Description
技术领域
本发明属于有机/无机复合材料、高分子物理、保温材料技术领域，涉及无机粉体表面接枝改性、物理膨胀型阻燃、挤塑聚苯乙烯复合保温板的制作方法。
背景技术
当今世界正面临能源储量逐渐减少、能源消费需求不断增长、价格不断攀升的严重现实。随着经济和社会的发展，对可持续发展提出了更高的要求。节约能源和保护环境已成为人类的共识，节能降耗已成为人类实际行动之一。人民生活水平的提高，居住条件和环境相应提高，所以，建筑节能孕育而生。现有住房和新建住房对节能要求的提高，对高性能的隔热保温材料的需求随之也增加，特别是有机高分子材料如挤塑聚苯乙烯保温板因其质轻、保温性能和综合性能好已作为隔热保温板被日益广泛地应用于建材行业。而无机保温材料经济性好、压缩模量高、阻燃性好，但无机保温材料质重、吸水率大、性脆、易破碎。将有机-无机材料进行复合可发挥两者的优势，并克服各自的缺点，相互取长补短，而形成性能优的复合隔热保温材料。
高分子材料中常加入阻燃剂提高材料的阻燃性，常用的阻燃剂是卤系阻燃剂、磷系阻燃剂、无机阻燃剂和膨胀型阻燃剂等。长期以来，含卤阻燃剂体系占据主要地位，但由于含卤阻燃剂自身无法克服的缺点，如燃烧烟雾大、可放出有毒和腐蚀性气体及造成“二次灾害”。环保和安全的需要，对无卤阻燃剂在聚苯乙烯材料中应用的呼声越来越高。国际上已提出禁用或严格限用含卤阻燃剂。高阻隔性、耐热性及阻燃性的无机材料与聚苯乙烯相结合，不但提高了材料的隔热性和阻燃性，还提高了材料的其他性能，可更好地满足市场对高性能挤塑聚苯乙烯保温板的需求。
石墨经化学法或电化学法处理，可以使其形成石墨层间化合物，便是膨胀石墨。膨胀石墨具有遇高温马上膨胀200～300倍的特点，随着科技的发展广泛应用到建筑业、制造业用来生产阻火圈、密封条、防火剂、阻燃剂等，即防火又环保卫生。
氢氧化铝水合物又称水合氧化铝，当燃烧发生时，在200℃时脱出大量的水，吸收热量，降低材料表面温度，形成大量的水蒸气，稀释燃烧区的氧气，减少烟雾和有毒可燃气体的浓度，在燃烧中生成氧化铝能促成聚合物表面生成炭化保护层，可用作阻燃剂，无毒且使用安全性好。
发明内容
本发明的目的是提供一种膨胀石墨/挤塑聚苯乙烯复合保温板，它含有均匀分布的5-10％的200～500目的膨胀石墨，基于苯乙烯聚合物计。利用无机材料的隔热性、耐热性和阻燃性来制备有机-无机复合保温板，提高聚苯乙烯挤塑保温板的隔热性和无卤阻燃性，其经济效益和社会效益是显而易见的。
本发明的上述目的由以下技术解决方案实现：
本发明的挤塑聚苯乙烯复合保温板，由以下重量分数的原料而制成：
聚苯乙烯树脂100～130份、膨胀石墨5～10份、纳米级Al(OH)35～10份、硅烷偶联剂0.5～1份、HCFC-141b 0.5～1份、纳米滑石粉2.5～2.6份。
制备上述膨胀石墨/挤塑聚苯乙烯复合保温板的方法，包括以下步骤：
(1)用界面剂对200～500目膨胀石墨、纳米级Al(OH)3进行表面接枝改性，待用；
(2)将表面改性好的无机粉末加入到聚苯乙烯树脂颗粒中持续搅拌30～60分钟，混合均匀，待用；
(3)将上述原料加入双螺杆挤出机中，在140～160℃挤出造粒，待用；
(4)将造粒后的原料加上纳米滑石粉，通过混配，在180～200℃进行搅拌后均匀加入到挤塑机内，进行加热混合；
(5)同时加入发泡剂HCFC-141b，然后挤塑压出成型。
采用上述方案，具有以下优点：
此法生产的产品具有高阻燃性、高隔热保温性、力学性能优等优点，是一种高性能的节能降耗新材料。
具体实施方式
实施例1：
用30g硅烷偶联剂对200目膨胀石墨300g、纳米级Al(OH)3150g进行表面接枝改性，将表面改性好的无机粉末加入到3kg聚苯乙烯树脂颗粒中持续搅拌60分钟，在140～160℃下经双螺杆挤出机挤出造粒。然后以此为原料，加上75g纳米滑石粉，通过混配，在180～200℃进行搅拌后均匀加入到挤塑机内，进行加热混合同时加入发泡剂HCFC-141b，然后挤塑压出成型。
实施例2：
用30g硅烷偶联剂对200目膨胀石墨150g、纳米级Al(OH)3150g进行表面接枝改性，将表面改性好的无机粉末加入到3kg聚苯乙烯树脂颗粒中持续搅拌60分钟，在140～160℃下经双螺杆挤出机挤出造粒。然后以此为原料，加上75g纳米滑石粉，通过混配，在180～200℃进行搅拌后均匀加入到挤塑机内，进行加热混合同时加入发泡剂HCFC-141b，然后挤塑压出成型。
实施例3：
用30g硅烷偶联剂对500目膨胀石墨150g、纳米级Al(OH)3150g进行表面接枝改性，将表面改性好的无机粉末加入到3kg聚苯乙烯树脂颗粒中持续搅拌60分钟，在140～160℃下经双螺杆挤出机挤出造粒。然后以此为原料，加上75g纳米滑石粉，通过混配，在180～200℃进行搅拌后均匀加入到挤塑机内，进行加热混合同时加入发泡剂HCFC-141b，然后挤塑压出成型。
Claims (12)
1.一种膨胀石墨/挤塑聚苯乙烯复合保温板的制备方法，采用界面剂对膨胀石墨、纳米级Al(OH)3进行表面接枝改性，将表面改性好的无机粉末加入到聚苯乙烯树脂颗粒中持续搅拌一段时间，在一定温度下经双螺杆挤出机挤出造粒，然后以此为原料，加上纳米滑石粉，通过混配，在一定温度下进行搅拌后均匀加入到挤塑机内，进行加热混合同时加入发泡剂HCFC-141b，然后挤塑压出成型。
2.根据权利要求1所述的挤塑聚苯乙烯复合保温板的制备方法，其特征在于具有阻燃作用的原料有膨胀石墨，纳米级Al(OH)3。
3.根据权利要求2所述的挤塑聚苯乙烯复合保温板的制备方法，其特征在膨胀石墨的尺寸为200～500目，用量为聚苯乙烯树脂重量的5～10％。
4.根据权利要求2所述的挤塑聚苯乙烯复合保温板的制备方法，其特征在于加入的纳米级Al(OH)3的用量为聚苯乙烯树脂重量的5～10％
5.根据权利要求1所述的挤塑聚苯乙烯复合保温板的制备方法，其特征在于改性无机粉体表面的界面剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、表面活性剂。
6.根据权利要求5所述的挤塑聚苯乙烯复合保温板的制备方法，其特征在于加入界面剂的量为无机粉体材料重量的0.5～1％。
7.根据权利要求1所述的挤塑聚苯乙烯复合保温板的制备方法，其特征在于表面改性好的无机粉末加入聚苯乙烯颗粒中以后持续搅拌的时间为30～60分钟。
8.根据权利要求1所述的挤塑聚苯乙烯复合保温板的制备方法，其特征在于原料混合后挤出造粒温度为140～160℃。
9.根据权利要求1所述的挤塑聚苯乙烯复合保温板的制备方法，其特征在纳米滑石粉用量为聚苯乙烯树脂重量的2.5～2.6％。
10.根据权利要求1所述的挤塑聚苯乙烯复合保温板的制备方法，其特征在于加入纳米滑石粉混配后，搅拌的温度为180～200℃。
11.根据权利要求1所述的挤塑聚苯乙烯复合保温板的制备方法，其特征在于加入的HCFC-141b的量为聚苯乙烯树脂重量的0.5～1％。
12.根据权利要求1所述的挤塑聚苯乙烯复合保温板的制备方法，其特征在于所制备的复合保温板具有隔热保温性和阻燃性能好的特点。
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