CN103172970A - 改性聚苯乙烯泡沫及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种改性聚苯乙烯泡沫，聚苯乙烯、添加剂和酚醛树脂，所述酚醛树脂包裹于聚苯乙烯的表面，所述添加剂分散于聚苯乙烯和酚醛树脂中；所述添加剂为表面活性剂、发泡剂和固化剂中的一种或几种；所述酚醛树脂和添加剂的质量比为100:（7～45）；所述酚醛树脂和添加剂的总质量与聚苯乙烯的质量比为（5～100）:1。本发明采用酚醛树脂对聚苯乙烯进行改性，在聚苯乙烯颗粒表面包裹了一层酚醛树脂，从而使得到的改性聚苯乙烯泡沫在被引燃时，包裹在外层的酚醛树脂燃烧碳化生成一层保护层，隔绝火焰对内层聚苯乙烯颗粒的进一步引燃，阻止聚苯乙烯颗粒燃烧时产生滴落物，从而使得本发明提供的改性聚苯乙烯泡沫具有较好的阻燃性能。

Description

改性聚苯乙烯泡沫及其制备方法

技术领域

本发明涉及保温材料技术领域，尤其涉及一种聚苯乙烯泡沫及其制备方法。

背景技术

聚苯乙烯（PS）泡沫塑料是以聚苯乙烯树脂为主体，加入发泡剂等添加剂制成，它是目前使用最多的一种缓冲材料。它具有闭孔结构，吸水性小，有优良的抗水性；密度小，一般为0.015～0.03kg/m3；机械强度好，缓冲性能优异；加工性好，易于模塑成型；着色性好，温度适应性强，抗放射性优异等优点，而且尺寸精度高，结构均匀。因此在外墙保温中其占有率很高。由于PS泡沫塑料质量轻、保温隔音效果好、强度高，通过挤出成型、压缩成型、浇铸成型等生产工艺可制成各种管件、铝箔复合板、彩钢板等，因而被广泛地应用于风管、地面、墙体、顶面等保温领域。

PS泡沫塑料属易燃材料，其极限氧指数仅为10%，遇火后分解产生苯乙烯单体、苯乙烯二聚体及碳氢化合物（如苯、低烷基苯和少量含氧芳香化合物等），具有较好的热值。PS泡沫塑料燃烧时易产生带明火的熔融滴落，能够引燃其他易燃物，即便移走火源仍能持续燃烧，因此在堆放及建筑施工过程中易发生火灾。

为了提高PS泡沫塑料的阻燃性能，现有技术公开了多种实现PS泡沫塑料阻燃的方式，其中最常用的是添加阻燃剂，常用的阻燃剂包括卤系阻燃剂、磷系阻燃剂、无机阻燃剂以及阻燃协效剂。然而这种添加阻燃剂的方式得到的PS泡沫塑料仍然较易燃烧，且燃烧时容易熔融滴落，滴落物容易引燃其它可燃或易燃材料，燃烧后自熄性差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种改性聚苯乙烯泡沫及其制备方法，本发明提供的改性聚苯乙烯泡沫具有良好的阻燃性能，不易熔融滴落。

本发明提供了一种改性聚苯乙烯泡沫，包括聚苯乙烯、添加剂和酚醛树脂，所述酚醛树脂包裹于所述聚苯乙烯的表面，所述添加剂分散于所述聚苯乙烯和酚醛树脂中；

所述添加剂为表面活性剂、发泡剂和固化剂中的一种或几种；

所述酚醛树脂和添加剂的质量比为100:（7～45）；

所述酚醛树脂和添加剂的总质量与聚苯乙烯的质量比为（5～100）:1。

优选的，所述酚醛树脂为热固性树脂。

优选的，所述酚醛树脂的制备方法包括以下步骤：

将苯酚和甲醛在碱性催化剂的作用下进行加成缩合反应，得到酚醛树脂；

所述苯酚和甲醛的摩尔比为1:（1～3）。

优选的，所述碱性催化剂为碱金属的氢氧化物和碱金属的碳酸盐中的一种或几种。

优选的，所述表面活性剂为蓖麻油聚氧乙烯醚类表面活性剂和聚硅氧烷类表面活性剂中的一种或几种。

优选的，所述发泡剂为烃类化合物。

优选的，所述固化剂为无机酸和有机磺酸中的一种或几种。

本发明提供了一种改性聚苯乙烯泡沫的制备方法，包括以下步骤：

将聚苯乙烯弹性粒料进行预发泡，得到预发好的聚苯乙烯弹性粒料；

将酚醛树脂和添加剂混合，得到酚醛树脂混合料，所述添加剂为表面活性剂、发泡剂和固化剂中的一种或几种；

将所述预发好的聚苯乙烯弹性粒料与酚醛树脂混合料混合，将得到的混合物料进行模压成型，得到模压成型品；

将所述模压成型品进行发泡，得到改性聚苯乙烯泡沫。

优选的，所述模压成型的压力为0.1MPa～0.4MPa。

优选的，所述模压成型的温度为100℃～130℃。

本发明提供了一种改性聚苯乙烯泡沫的制备方法，包括以下步骤：

将酚醛树脂和添加剂混合，得到酚醛树脂混合料，所述添加剂为表面活性剂、发泡剂和固化剂中的一种或几种；

将不可再发聚苯乙烯弹性粒料或已发泡的聚苯乙烯颗粒与所述酚醛树脂混合料混合，将得到的混合物料进行模压成型，得到模压成型品；

将所述模压成型品进行加热，得到改性聚苯乙烯泡沫。

优选的，所述模压成型的温度为40℃～120℃；

所述模压成型的压力为0.1MPa～0.3MPa。

优选的，所述加热的温度为30℃～130℃；

所述加热的时间为15分钟～120分钟。

本发明提供了一种改性聚苯乙烯泡沫，包括聚苯乙烯、添加剂和酚醛树脂，所述酚醛树脂包裹于所述聚苯乙烯的表面，所述添加剂分散于所述聚苯乙烯和酚醛树脂中；所述添加剂为表面活性剂、发泡剂和固化剂中的一种或几种；所述酚醛树脂和添加剂的质量比为100:（7～45）；所述酚醛树脂和添加剂的总质量与聚苯乙烯的质量比为（5～100）:1。本发明采用酚醛树脂对聚苯乙烯进行改性，在聚苯乙烯颗粒表面包裹了一层酚醛树脂，从而使得到的改性聚苯乙烯泡沫在被引燃时，包裹在外层的酚醛树脂燃烧碳化生成一层保护层，隔绝火焰对内层聚苯乙烯颗粒的进一步引燃，阻止聚苯乙烯颗粒燃烧时产生滴落物，从而使得本发明提供的改性聚苯乙烯泡沫具有较好的阻燃性能。实验结果证明，本发明提供的改性聚苯乙烯泡沫的氧指数高达37%，其在1s～460s内的燃烧长度小于120mm，且没有燃烧滴落物。

具体实施方式

本发明提供了一种改性聚苯乙烯泡沫，包括聚苯乙烯、添加剂和酚醛树脂，所述酚醛树脂包裹于所述聚苯乙烯的表面，所述添加剂分散于所述聚苯乙烯和酚醛树脂中；

所述添加剂为表面活性剂、发泡剂和固化剂中的一种或几种；

所述酚醛树脂和添加剂的质量比为100:（7～45）；

所述酚醛树脂和添加剂的总质量与聚苯乙烯的质量比为（5～100）:1。

本发明提供了一种改性聚苯乙烯泡沫，在聚苯乙烯颗粒的表面包裹酚醛树脂，从而在改性聚苯乙烯泡沫被引燃时，包裹在外层的酚醛树脂会燃烧碳化生成保护层，隔绝火焰对内部聚苯乙烯颗粒的进一步引燃，阻止聚苯乙烯颗粒燃烧时产生滴落物，从而使得本发明提供的改性聚苯乙烯泡沫具有较好的阻燃性能。而且，本发明采用的酚醛树脂具有较好的刚性，从而改善了聚苯乙烯泡沫受热容易收缩的缺点，使其具有较好的尺寸稳定性。

本发明提供的改性聚苯乙烯泡沫包括聚苯乙烯，本发明对所述聚苯乙烯的种类没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的聚苯乙烯材料即可，如可以采用聚苯乙烯弹性粒料，也可以是不可再发聚苯乙烯弹性材料，还可以是回收的已经发泡的聚苯乙烯颗粒料。本发明对所述聚苯乙烯的来源也没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的聚苯乙烯即可，如可以采用聚苯乙烯的市售商品。

本发明提供的改性聚苯乙烯泡沫包括酚醛树脂，所述酚醛树脂包裹在所述聚苯乙烯的表面，从而能够在引燃时碳化在聚苯乙烯表面形成保护层，阻隔火焰对聚苯乙烯颗粒的进一步引燃，而且能够阻止聚苯乙烯颗粒燃烧时产生滴落物，使得本发明提供的改性聚苯乙烯泡沫具有较好的阻燃性能。在本发明中所述酚醛树脂可以为未改性的酚醛树脂，也可以为改性的酚醛树脂，本发明对此不作特殊的限定。在本发明中，所述酚醛树脂优选为热固性酚醛树脂，所述酚醛树脂的制备方法优选包括以下步骤：

将苯酚和甲醛在碱性催化剂的作用下进行加成缩合反应，得到酚醛树脂；

所述苯酚和甲醛的摩尔比为1:（1～3）。

本发明将苯酚和甲醛在碱性催化剂的作用下进行加成缩合反应，得到酚醛树脂。在本发明中，上述制备方法得到的酚醛树脂为热固性。在本发明中，所述苯酚与甲醛的摩尔比优选为1:（1～3）；所述碱性催化剂优选为碱金属的氢氧化物和碱金属的碳酸盐中的一种或几种，所述碱金属优选为钠、钾、钡或钙；所述碱性催化剂更优选为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钡和氢氧化钙中的一种或几种。本发明对所述加成缩合反应的条件没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的苯酚和甲醛加成缩合反应的条件即可。在本发明中，所述加成缩合反应的温度优选为60℃～90℃，更优选为70℃～80℃；所述加成缩合反应的时间优选为1小时～3小时，更优选为1.5小时～2.5小时。

本发明提供的聚苯乙烯泡沫包括添加剂，所述添加剂分散于聚苯乙烯和酚醛树脂中，在本发明中，所述添加剂为表面活性剂、发泡剂和固化剂中的一种或几种。当所述聚苯乙烯为聚苯乙烯弹性粒料时，所述添加剂可以为表面活性剂、发泡剂和固化剂中的一种或几种，当所述聚苯乙烯为不可再发的聚苯乙烯粒料或回收的已发泡的聚苯乙烯颗粒料是，所述添加剂优选为表面活性剂、发泡剂和固化剂。

在本发明中，所述表面活性剂优选为蓖麻油聚氧乙烯醚类表面活性剂和聚硅氧烷类表面活性剂中的一种或几种，更优选为蓖麻油聚氧乙烯醚类表面活性剂，最优选为蓖麻油-环氧乙烷加合物，最最优选为蓖麻油与环氧乙烷的摩尔比为1:（20～40）的蓖麻油-环氧乙烷加合物；

在本发明中，所述发泡剂优选为烃类化合物，所述烃类化合物可以为取代烃类化合物，也可以为未取代的烃类化合物，所述发泡剂更优选为卤代烃或未取代的烃类化合物中的一种或多种，最优选为碳原子数小于等于10的未取代的烃类化合物，最最优选正丁烷、正戊烷、异戊烷或环戊烷中的一种或多种；

在本发明中，所述固化剂优选为无机酸和有基磺酸中的一种或多种，更优选为硫酸、磷酸、盐酸、醋酸、盐酸、对甲苯磺酸、二甲苯磺酸、苯酚磺酸、甲基磺酸，最优选为硫酸、磷酸、对甲苯磺酸、二甲苯磺酸；

在本发明中，所述酚醛树脂与添加剂的质量比优选为100:（7～45），所述酚醛树脂、表面活性剂、发泡剂和固化剂的质量比优选为100:（1～5）:（1～8）:（5～30），更优选为100:（2～4）:（2～5）:（10～20）；所述酚醛树脂与添加剂的总质量与聚苯乙烯的质量比为（5～100）:1，优选为（10～90）:1，更优选为（10～80）:1，最优选为（10～30）:1。

当聚苯乙烯为聚苯乙烯弹性粒料时，本发明提供了一种改性聚苯乙烯泡沫的制备方法，包括以下步骤：

将聚苯乙烯弹性粒料进行预发泡，得到预发好的聚苯乙烯弹性粒料；

将酚醛树脂和添加剂混合，得到酚醛树脂混合料，所述添加剂为表面活性剂、发泡剂和固化剂中的一种或几种；

将所述预发好的聚苯乙烯弹性粒料与酚醛树脂混合料混合，将得到的混合物料进行模压成型，得到模压成型品；

将所述模压成型品进行发泡，得到改性聚苯乙烯泡沫。

当聚苯乙烯的来源为聚苯乙烯弹性粒料时，本发明将所述聚苯乙烯弹性粒料进行预发泡，得到预发好的聚苯乙烯弹性粒料。本发明对所述预发泡的方法没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的预发泡的技术方案即可。本发明优选将聚苯乙烯弹性粒料通过流化床进行预发泡；

本发明将酚醛树脂和添加剂混合，得到酚醛树脂混合料。在本发明中所述添加剂为上述技术方案所述的添加剂，在此不再赘述；所述酚醛树脂与添加剂的质量比也与上述技术方案所述的一致，在此也不再赘述。本发明对所述酚醛树脂和添加剂的混合顺序没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的物料的混合顺序即可；

得到预发好的聚苯乙烯弹性粒料和酚醛树脂混合料后，本发明将所述预发好的聚苯乙烯弹性粒料与酚醛树脂混合料混合，将得到的混合物料进行模压成型，得到改性聚苯乙烯泡沫。本发明在将预发好的聚苯乙烯弹性粒料和酚醛树脂混合料混合后，优选将得到的混合物料进行搅拌，使其混合均匀，从而使得每个聚苯乙烯弹性粒料都被酚醛树脂混合料包覆起来，使得到的改性聚苯乙烯中的聚苯乙烯表面被酚醛树脂包覆。本发明对所述搅拌的方法没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的搅拌的技术方案即可，如可以为人工搅拌，也可以为机械搅拌，能够将物料混合均匀即可。本发明对所述模压成型的方法没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的模压成型的技术方案即可。本发明优选将得到的混合物料迅速充入聚苯乙烯模压成型设备，进行模压成型；所述模压成型的压力优选为0.1MPa～0.4MPa，更优选为0.2MPa～0.3MPa；所述模压成型的温度优选为100℃～130℃，更优选为110℃～120℃。在本发明中，所述模压成型的压力优选为蒸汽压力。

本发明在完成上述模压成型步骤后，将得到的模压成型品进行发泡，得到改性聚苯乙烯泡沫。本发明对所述发泡的方法没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的发泡的技术方案即可。本发明优选降低模压成型的温度，使得模压成型的压力降低，使得聚苯乙烯弹性粒料软化膨胀，在此过程中，包裹在聚苯乙烯弹性粒料上的酚醛树脂混合料液迅速发泡且渗透进聚苯乙烯弹性粒料中，并且在交联固化过程中把已经软化膨胀的聚苯乙烯弹性粒料包裹粘结起来。

本发明在完成上述发泡步骤后，优选将得到的发泡产品进行冷却，使得发泡产品在冷却的过程中成型，得到改性聚苯乙烯泡沫。本发明对所述冷却的方法没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的冷却的技术方案即可。

下面以具体的聚苯乙烯模压成型设备对上述改性聚苯乙烯的制备方法进行进一步的描述：

在得到预发好的聚苯乙烯弹性粒料和酚醛树脂混合料的混合物料后，本发明在将得到的混合物料充入聚苯乙烯模压成型设备中后，打开进气阀门，优选向其中冲入0.1MPa～0.4MPa压力的蒸汽，赶走颗粒间的空气，加热10分钟～20分钟后，使其中的混合物料升温至100℃～130℃，然后关闭出气口，同时向模壁中的冷却水管道通水，使模腔中的加热蒸汽迅速冷却，模腔压力迅速下降，使得模腔中的聚苯乙烯弹性粒料迅速软化膨胀，且在此过程中，包裹在聚苯乙烯弹性粒料上的酚醛树脂混合料也在迅速发泡且渗透进聚苯乙烯弹性粒料中，并且在交联固化过程中把已经软化膨胀的聚苯乙烯弹性粒料包裹粘结起来。然后逐步冷却成型，成型开模，将冷却水放出，取出已经成型的酚醛改性聚苯乙烯泡沫板。

当所述聚苯乙烯为不可再发聚苯乙烯弹性粒料或者回收的已经发泡的聚苯乙烯颗粒料，本发明提供了一种改性聚苯乙烯泡沫的制备方法，包括以下步骤：

将酚醛树脂和添加剂混合，得到酚醛树脂混合料，所述添加剂为表面活性剂、发泡剂和固化剂中的一种或几种；

将不可再发聚苯乙烯弹性粒料或已发泡的聚苯乙烯颗粒与所述酚醛树脂混合料混合，将得到的混合物料进行模压成型，得到模压成型品；

将所述模压成型品进行加热，得到改性聚苯乙烯泡沫。

当聚苯乙烯的原料选自不可再发聚苯乙烯弹性粒料或者回收的已经发泡的聚苯乙烯颗粒料，制备改性聚苯乙烯的添加剂为表面活性剂、发泡剂和固化剂中的一种或几种。本发明首先将酚醛树脂和添加剂混合，得到酚醛树脂混合料。在本发明中，所述酚醛树脂、表面活性剂、发泡剂和固化剂的来源于上述技术方案所述的一致，在此不再赘述；所述酚醛树脂、表面活性剂、发泡剂和固化剂的质量比也与上述技术方案所述的一致，在此也不再赘述。本发明对所述酚醛树脂和添加剂的混合顺序没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的加料顺序即可。

得到酚醛树脂混合料后，本发明将不可再发聚苯乙烯弹性粒料或已发泡的聚苯乙烯颗粒与所述酚醛树脂混合料混合，然后将得到的混合物料进行模压成型，得到模压成型品。本发明优选将不可再发聚苯乙烯弹性粒料或已发泡的聚苯乙烯颗粒加入到所述酚醛树脂混合料中，搅拌均匀后，使得每个聚苯乙烯颗粒都被酚醛树脂混合料包覆起来。本发明对不可再发聚苯乙烯弹性粒料或已发泡的聚苯乙烯颗粒与酚醛树脂混合料的质量比与上述技术方案所述的一致，在此不再赘述。本发明对所述搅拌的方法没有特殊的限制，采用本领域技术人员树脂的搅拌的技术方案即可，如可以采用人工搅拌的方法，也可以采用机械搅拌的方法。

得到混合物料后，本发明将所述混合物料进行模压成型，得到模压成型品。在本发明中，所述模压成型的温度优选为40℃～120℃，更优选为50℃～110℃，最优选为60℃～100℃；所述模压成型的压力优选为0.1MPa～0.3MPa，更优选为0.1MPa～0.2MPa。本发明优选将所述混合物料加入已经预热到40℃～120℃的聚苯乙烯模压成型设备中，使混合物料充满模具；然后通过在物料上加盖盖板对物料施加0.1MPa～0.3MPa的压力并固定保持压力不变，从而保证模具内的物料挤实。

得到模压成型品后，本发明将所述模压成型品进行加热，得到改性聚苯乙烯泡沫。在本发明中，所述加热的温度优选为30℃～130℃，更优选为40℃～110℃，最优选为50℃～90℃；所述加热的时间优选为15分钟～120分钟，更优选为15分钟～100分钟，最优选为15分钟～60分钟，最最优选为30分钟～60分钟。本发明优选将所述模压成型品放入30℃～130℃的烘房内放置15分钟～120分钟。

本发明优选在将模压成型品加热后，将得到的产品进行冷却，得到改性聚苯乙烯泡沫。本发明对所述冷却的方法没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的冷却的技术方案即可。本发明优选将得到的加热后的产品冷却至室温，得到改性聚苯乙烯泡沫。

下面以具体的聚苯乙烯模压成型设备对上述改性聚苯乙烯的制备方法进行进一步的描述：

在得到不可再发聚苯乙烯弹性粒料或者回收的已经发泡的聚苯乙烯颗粒料和酚醛树脂混合料的混合物料后，采用机械搅拌混合均匀，本发明在将得到的混合物料充入已经预热到40℃～120℃的聚苯乙烯模压成型设备中，在已经充满模具的物料通过上盖板施加0.1MPa～0.3MPa的压力并固定保持压力，保证里面的物料挤实；然后将模具放入30℃～130℃的烘房内放置15分钟～120分钟；然后将模具推出烘房冷却至室温即可开模，取出泡沫体，得到改性聚苯乙烯泡沫。

本发明提供了一种改性聚苯乙烯泡沫，包括聚苯乙烯、添加剂和酚醛树脂，所述酚醛树脂包裹于所述聚苯乙烯的表面，所述添加剂分散于所述聚苯乙烯和酚醛树脂中；所述添加剂为表面活性剂、发泡剂和固化剂中的一种或几种；所述酚醛树脂和添加剂的质量比为100:（7～45）；所述酚醛树脂和添加剂的总质量与聚苯乙烯的质量比为（5～100）:1。本发明采用酚醛树脂对聚苯乙烯进行改性，在聚苯乙烯颗粒表面包裹了一层酚醛树脂，从而使得到的改性聚苯乙烯泡沫在被引燃时，包裹在外层的酚醛树脂燃烧碳化生成一层保护层，隔绝火焰对内层聚苯乙烯颗粒的进一步引燃，阻止聚苯乙烯颗粒燃烧时产生滴落物，从而使得本发明提供的改性聚苯乙烯泡沫具有较好的阻燃性能。实验结果证明，本发明提供的改性聚苯乙烯泡沫的氧指数高达37%，其在1s～460s内的燃烧长度小于120mm，且没有燃烧滴落物。

另外，本发明采用酚醛树脂对聚苯乙烯进行改性，使得到的改性聚苯乙烯具有较好的刚性性能，改善了聚苯乙烯泡沫受热容易收缩的缺点，使得到的改性聚苯乙烯具有良好的尺寸稳定性。

为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的改性聚苯乙烯泡沫及其制备方法进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。

在下述实施例中，酚醛树脂选用的是山东圣泉化工股份有限公司牌号为PF-3013的酚醛树脂，固化剂为山东圣泉化工股份有限公司牌号为G3013B的固化剂，聚苯乙烯颗粒为未添加阻燃剂的聚苯乙烯颗粒。

实施例1

将质量比为100:10的酚醛树脂和硫酸混合均匀，得到树脂混合液；

向所述树脂混合液中加入聚苯乙烯弹性粒料，聚苯乙烯弹性粒料与上述树脂混合液的重量比为10:2，采用机械搅拌将得到的混合物料混合均匀，从而使得每个聚苯乙烯弹性粒料都被酚醛预混液包覆起来；

然后将物料迅速冲入聚苯乙烯模压成型设备中，打开进气阀门，冲入0.2MPa压力的蒸汽，赶走颗粒间的空气，加热15分钟左右，使物料升温至110℃左右，然后关闭出气口，同时向模壁中的冷却水管道通水，使模腔中的加热蒸汽迅速冷却，模腔压力迅速下降，然后逐步冷却成型，成型开模，将冷却水放出，取出已经成型的酚醛改性聚苯乙烯泡沫板。

本发明按照标准号为GB10801.2-2002的中华人民共和国国家标准《绝热模塑聚苯乙烯泡沫塑料》中记载的检测方法，对得到的酚醛改性聚苯乙烯泡沫板进行性能测试，结果如表1所示，表1为本发明实施例和比较例得到的聚苯乙烯泡沫板的性能测试结果；

本发明采用z803单体燃烧试验装置来测试得到的改性聚苯乙烯泡沫板进行燃烧性能测试，本发明提供的改性聚苯乙烯在1s～460s内的燃烧长度小于120mm，且没有燃烧滴落物，具有较好的燃烧性能。

实施例2

将质量比100:3:3:10的酚醛树脂、蓖麻油-环氧乙烷加合物、正丁烷、磷酸合均匀，得到酚醛树脂混合液；

将聚苯乙烯弹性粒料加入到上述酚醛树脂混合液中，所述聚苯乙烯弹性粒料与酚醛树脂混合液的重量比为10:2，再将得到的混合物料采用机械搅拌混合均匀，使每个聚苯乙烯弹性粒料都被酚醛预混液包覆起来；

然后将得到的物料迅速冲入聚苯乙烯模压成型设备中，打开进气阀门，冲入0.3MPa压力的蒸汽，赶走颗粒间的空气，加热15分钟左右，使物料升温至110℃左右，然后关闭出气口，同时向模壁中的冷却水管道通水，使模腔中的加热蒸汽迅速冷却，模腔压力迅速下降，然后逐步冷却成型，成型开模，将冷却水放出，取出已经成型的酚醛改性聚苯乙烯泡沫板。

本发明按照标准号为GB10801.2-2002的中华人民共和国国家标准《绝热模塑聚苯乙烯泡沫塑料》中记载的检测方法，对得到的酚醛改性聚苯乙烯泡沫板进行性能测试，结果如表1所示，表1为本发明实施例和比较例得到的聚苯乙烯泡沫板的性能测试结果；

本发明采用z803单体燃烧试验装置来测试得到的改性聚苯乙烯泡沫板进行燃烧性能测试，本发明提供的改性聚苯乙烯在1s～460s内的燃烧长度小于120mm，且没有燃烧滴落物，具有较好的燃烧性能。

实施例3

将质量比为100:3:6:10酚醛树脂、蓖麻油-环氧乙烷加合物、正戊烷和对苯甲磺酸混合均匀，得到酚醛树脂混合液；

将不可再发聚苯乙烯弹性粒料与上述酚醛混合液按1:20的重量比投入到搅拌容器内，采用机械搅拌混合均匀，然后将得到的物料迅速冲入已经预热到80℃的聚苯乙烯模压成型设备中，将已经充满模具的物料通过上盖板施加0.2MPa的压力并固定保持压力，使模具中的物料挤实；

然后将充满物料的模具放入80℃的烘房内放置30分钟，然后将模具推出烘房冷却至室温开模，取出泡沫体，得到酚醛改性聚苯乙烯制品。

本发明按照标准号为GB10801.2-2002的中华人民共和国国家标准《绝热模塑聚苯乙烯泡沫塑料》中记载的检测方法，对得到的酚醛改性聚苯乙烯泡沫板进行性能测试，结果如表1所示，表1为本发明实施例和比较例得到的聚苯乙烯泡沫板的性能测试结果；

本发明采用z803单体燃烧试验装置来测试得到的改性聚苯乙烯泡沫板进行燃烧性能测试，本发明提供的改性聚苯乙烯在1s～460s内的燃烧长度小于120mm，且没有燃烧滴落物，具有较好的燃烧性能。

实施例4

将质量比为100:3:4:20的酚醛树脂、蓖麻油-环氧乙烷加合物、异戊烷和二甲苯磺酸混合均匀，得到酚醛树脂混合液；

将回收的已经发泡的聚苯乙烯颗粒料与上述酚醛混合液按1:30的重量比投入到搅拌容器内，采用机械搅拌混合均匀，然后将得到的物料迅速冲入已经预热到80℃的聚苯乙烯模压成型设备中，将已经充满模具的物料通过上盖板施加0.2MPa的压力并固定保持压力，使模具中的物料挤实；

然后将充满物料的模具放入80℃的烘房内放置30分钟，然后将模具推出烘房冷却至室温开模，取出泡沫体，得到酚醛改性聚苯乙烯制品。

本发明按照标准号为GB10801.2-2002的中华人民共和国国家标准《绝热模塑聚苯乙烯泡沫塑料》中记载的检测方法，对得到的酚醛改性聚苯乙烯泡沫板进行性能测试，结果如表1所示，表1为本发明实施例和比较例得到的聚苯乙烯泡沫板的性能测试结果；

本发明采用z803单体燃烧试验装置来测试得到的改性聚苯乙烯泡沫板进行燃烧性能测试，本发明提供的改性聚苯乙烯在1s～460s内的燃烧长度小于120mm，且没有燃烧滴落物，具有较好的燃烧性能。

比较例1

用市售聚苯乙烯做的18kg/m³颗粒聚苯泡沫。

本发明采用z803单体燃烧试验装置来测试得到的聚苯乙烯泡沫板进行燃烧性能测试，结果表明，本比较例得到的聚苯乙烯泡沫在60s内燃烧长度大于150mm，且在燃烧40s时有燃烧滴落物引燃滤纸。

比较例2

用市售聚苯乙烯做的25kg/m³颗粒聚苯泡沫。

本发明采用z803单体燃烧试验装置来测试得到的聚苯乙烯泡沫板进行燃烧性能测试，结果表明，本比较例得到的聚苯乙烯泡沫在60s内燃烧长度大于150mm，且在燃烧40s时有燃烧滴落物引燃滤纸。

表1本发明实施例和比较例得到的聚苯乙烯泡沫板的性能测试结果

由表1可以看出看，本发明提供的改性聚苯乙烯泡沫具有较高的氧指数，其具有较好的阻燃性能。而且本发明提供的改性聚苯乙烯泡沫具有较高的尺寸稳定性。

由以上实施例可知，本发明提供了一种改性聚苯乙烯泡沫，包括聚苯乙烯、添加剂和酚醛树脂，所述酚醛树脂包裹于所述聚苯乙烯的表面，所述添加剂分散于所述聚苯乙烯和酚醛树脂中；所述添加剂为表面活性剂、发泡剂和固化剂中的一种或几种；所述酚醛树脂和添加剂的质量比为100:（7～45）；所述酚醛树脂和添加剂的总质量与聚苯乙烯的质量比为（5～100）:1。本发明采用酚醛树脂对聚苯乙烯进行改性，在聚苯乙烯颗粒表面包裹了一层酚醛树脂，从而使得到的改性聚苯乙烯泡沫在被引燃时，包裹在外层的酚醛树脂燃烧碳化生成一层保护层，隔绝火焰对内层聚苯乙烯颗粒的进一步引燃，阻止聚苯乙烯颗粒燃烧时产生滴落物，从而使得本发明提供的改性聚苯乙烯泡沫具有较好的阻燃性能。实验结果证明，本发明提供的改性聚苯乙烯泡沫的氧指数高达37%，其在1s～460s内的燃烧长度小于120mm，且没有燃烧滴落物。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (13)

1.一种改性聚苯乙烯泡沫，包括聚苯乙烯、添加剂和酚醛树脂，所述酚醛树脂包裹于所述聚苯乙烯的表面，所述添加剂分散于所述聚苯乙烯和酚醛树脂中；

所述添加剂为表面活性剂、发泡剂和固化剂中的一种或几种；

所述酚醛树脂和添加剂的质量比为100:（7～45）；

所述酚醛树脂和添加剂的总质量与聚苯乙烯的质量比为（5～100）:1。

2.根据权利要求有1所述的改性聚苯乙烯泡沫，其特征在于，所述酚醛树脂为热固性树脂。

3.根据权利要求1～2任意一项所述的改性聚苯乙烯泡沫，其特征在于，所述酚醛树脂的制备方法包括以下步骤：

将苯酚和甲醛在碱性催化剂的作用下进行加成缩合反应，得到酚醛树脂；

所述苯酚和甲醛的摩尔比为1:（1～3）。

4.根据权利要求3所述的改性聚苯乙烯泡沫，其特征在于，所述碱性催化剂为碱金属的氢氧化物和碱金属的碳酸盐中的一种或几种。

5.根据权利要求1所述的改性聚苯乙烯泡沫，其特征在于，所述表面活性剂为蓖麻油聚氧乙烯醚类表面活性剂和聚硅氧烷类表面活性剂中的一种或几种。

6.根据权利要求1所述的改性聚苯乙烯泡沫，其特征在于，所述发泡剂为烃类化合物。

7.根据权利要求1所述的改性聚苯乙烯泡沫，其特征在于，所述固化剂为无机酸和有机磺酸中的一种或几种。

8.一种改性聚苯乙烯泡沫的制备方法，包括以下步骤：

将聚苯乙烯弹性粒料进行预发泡，得到预发好的聚苯乙烯弹性粒料；

将酚醛树脂和添加剂混合，得到酚醛树脂混合料，所述添加剂为表面活性剂、发泡剂和固化剂中的一种或几种；

将所述预发好的聚苯乙烯弹性粒料与酚醛树脂混合料混合，将得到的混合物料进行模压成型，得到模压成型品；

将所述模压成型品进行发泡，得到改性聚苯乙烯泡沫。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述模压成型的压力为0.1MPa～0.4MPa。

10.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述模压成型的温度为100℃～130℃。

11.一种改性聚苯乙烯泡沫的制备方法，包括以下步骤：

将酚醛树脂和添加剂混合，得到酚醛树脂混合料，所述添加剂为表面活性剂、发泡剂和固化剂中的一种或几种；

将不可再发聚苯乙烯弹性粒料或已发泡的聚苯乙烯颗粒与所述酚醛树脂混合料混合，将得到的混合物料进行模压成型，得到模压成型品；

将所述模压成型品进行加热，得到改性聚苯乙烯泡沫。

12.根据权利要求11所述的制备方法，其特征在于，所述模压成型的温度为40℃～120℃；

所述模压成型的压力为0.1MPa～0.3MPa。

13.根据权利要求11所述的制备方法，其特征在于，所述加热的温度为30℃～130℃；

所述加热的时间为15分钟～120分钟。