CN104072939A

CN104072939A - 一种改性聚苯板及其制备方法

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Publication number: CN104072939A
Application number: CN201410280725.0A
Authority: CN
Inventors: 邓刚; 彭绵广; 乔林; 吕爱超
Original assignee: Shandong Shengquan Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Shandong Shengquan Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 2014-06-20
Filing date: 2014-06-20
Publication date: 2014-10-01

Abstract

本发明涉及一种建筑材料，具体涉及一种改性聚苯板及其制备方法。包括如下步骤：1)将发泡剂和固化剂与预发的聚苯乙烯颗粒及组分A混合均匀，形成组分B，其中组分A为发泡树脂、阻燃剂、表面活性剂和无机填料的混合物；2)将组分B均匀浇注到层压输送机的面板上，发泡、固化、成型后即得产品。本发明提供一种改性聚苯板的制备方法，实现连续化生产，解决了原有工艺存在的生产效率较低，产品的质量不稳定，合格率较低等问题。通过改性聚苯板的连续化制法所获得的产品较原有工艺获得的产品在力学强度、保温性能及安全性上均有较大程度的提升。

Description

一种改性聚苯板及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种建筑材料，具体涉及一种改性聚苯板及其制备方法。

背景技术

聚苯乙烯泡沫板因具有吸水率低、质轻、机械强度高、价格低廉等特点而被广泛应用于保温隔热，现阶段已成为全球使用量最大的外墙保温材料。

但是，一般的聚苯乙烯泡沫板都属于易燃材料，且燃烧时易熔融滴落，并产生大量有毒浓烟，给消防安全带来极大的隐患。目前，聚苯乙烯泡沫塑料的阻燃方法主要有以下几类：1.采用添加阻燃剂的方法。此种方法简单直接，但并不能有效解决防火问题。2.将阻燃单体与苯乙烯共聚得到本质阻燃的聚苯乙烯。此种方法工艺复杂，多数仅停留在科学研究阶段。3.采用热固性阻燃树脂对颗粒进行涂覆的方法，但该种方法成本较高。

CN102807683和CN102863706公开了两种聚苯乙烯泡沫材料，其以不易燃的树脂包覆可发性聚苯乙烯颗粒，在100℃以上通过蒸汽熟化挤压成型，制成板材。

CN103601995A公开了一种“石榴式”防火保温板，是通过将每个聚苯乙烯颗粒单体被阻燃剂包覆处理后，干燥形成石榴籽式的结构，再通过100℃以上蒸汽熟化挤压成型，制成类石榴结构的防火保温板。

以上方法都是利用聚苯乙烯预发泡后，在颗粒表面包覆阻燃剂，提高阻燃性能，再利用蒸汽熟化，预发泡的聚苯乙烯发泡膨胀后，将其挤压成型，做成板材。

但上述方法在生产加工技术上存在较多缺陷，主要包括：由于工艺的限制，难以实现大规模的连续化生产；其生产加工工艺因受多种条件的影响，常使产品的质量不稳定，产品的合格率较低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种改性聚苯板及其制备方法，克服现有技术的弊端，在提高聚苯板阻燃性能的同时，使其能够实现连续化生产，提高产品合格率。

一种改性聚苯乙烯板的制备方法，包括如下步骤：1)将发泡剂和固化剂与预发的聚苯乙烯颗粒及组分A混合均匀，形成组分B，其中组分A为可发泡树脂、阻燃剂、表面活性剂和无机填料的混合物；2)将组分B均匀浇注到层压输送机的面板上，发泡、固化、成型后即得产品。

所述预发的100重量份聚苯乙烯颗粒，50-250份重量份发泡树脂，25-100重量份阻燃剂，5-50重量份固化剂，2-15重量份发泡剂，1-10重量份表面活性剂，50-200重量份无机填料。

所述预发的100重量份聚苯乙烯颗粒，100-140重量份发泡树脂，30-50重量份阻燃剂，15-25重量份固化剂，3-10重量份发泡剂，2-5重量份表面活性剂，55-80重量份无机填料。

本发明的原理在于，通过对预发的聚苯乙烯颗粒表面涂覆阻燃混合物及发泡混合物，利用聚苯颗粒表面涂覆物发泡膨胀，靠树脂的粘结力及层压机压力使颗粒紧密粘结在一起，并利用树脂发泡使硬质泡沫填充于颗粒之间形成保温性能优异的板材产品。

所述预发的聚苯乙烯颗粒100份，树脂50-250份，阻燃剂25-100份，固化剂5-50份，发泡剂2-15份，表面活性剂1-10份，无机填料50-200份。

所述预发的聚苯乙烯颗粒100份，树脂占100-140份，阻燃剂占30-50份，固化剂占15-25份，发泡剂占3-10份，表面活性剂占2-5份，无机填料占55-80份。

选择合适配比的表面涂覆物，能够提高聚苯板的防火性能，还能使其在发泡后更好的填充颗粒空隙，增强保温性能，增强颗粒间的粘结性能。

步骤1)中，所述预发的聚苯乙烯颗粒直径为3-8mm，预发密度为6-22kg/m3。

步骤1)中，所述预发的聚苯乙烯颗粒直径为4-6mm，预发密度为15-20kg/m3。

步骤2)中所述树脂包括酚醛树脂、环氧树脂、脲醛树脂。

所述酚醛树脂为液态甲阶酚醛树脂，25℃时粘度为100-4000mPa.s。

所述阻燃剂包括氢氧化铝、氢氧化镁、可膨胀石墨、硼酸锌中的一种或几种。

步骤2)中所述表面活性剂为吐温、蓖麻油聚氧乙烯醚、十二烷基苯磺酸钠中的一种或几种与有机硅泡沫稳定剂复配而成。

步骤2)中所述无机填料为石英粉、重晶石粉、重钙粉中的一种或几种，粒径范围：200-5000目。

步骤3)中所述发泡剂为正戊烷、异戊烷、正己烷、环戊烷、异丙基氯、二氯甲烷和二氧化碳中的一种或几种。

步骤3)中所述固化剂为有机酸、无机酸和水组成的复配物。

步骤4)中发泡温度为40-70℃。

通过采用此制备方法，可以有效地降低发泡温度，节省能源消耗。

一种改性聚苯板。

有益效果：

1.本发明提供一种改性聚苯板的制备方法，实现连续化生产，解决了原有工艺存在的生产效率较低，产品的质量不稳定，合格率较低等问题。

2.通过改性聚苯板的连续化制法所获得的产品较原有工艺获得的产品在力学强度、保温性能及安全性上均有较大程度的提升。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的说明：

(以下份数均以重量份计)

实施例1

对以上组分分别进行恒温处理，恒温处理温度为25℃，然后将混匀的可发泡酚醛树脂、阻燃剂、表面活性剂和无机填料混合后计量倒入混料斗与聚苯乙烯颗粒充分搅拌混合，混合时间15min，温度为20℃，再加入发泡剂和固化剂混合均匀，时间10s，温度为20℃，将其均匀浇注到层压输送机的面板上，在低压密闭状态下完成发泡、固化和成型，获得本发明产品。输送机内温度为70℃，成型时间6min。本发明产品性能符合以下指标：

项目	本实例产品
		压缩强度MPa	0.16
抗拉强度MPa	0.22
		导热系数W/m·K	0.033
吸水率％	6
		氧指数％	36

实施例2

对以上组分分别进行恒温处理，恒温处理温度为25℃，然后将混匀的可发泡酚醛树脂、阻燃剂、表面活性剂和无机填料混合后计量倒入混料斗与聚苯乙烯颗粒充分搅拌混合，混合时间5min，温度为30℃，再把发泡剂和固化剂同时快速加入快速混合均匀，时间20s，温度为25℃，将其均匀浇注到层压输送机的面板上，在低压密闭状态下完成发泡、固化和成型，获得本发明产品。输送机内温度为50℃，成型时间8min。本发明产品性能符合以下指标：

项目	本实例产品
		压缩强度MPa	0.21
抗拉强度MPa	0.23
		导热系数W/m·K	0.028

吸水率％	3
		氧指数％	39.8

实施例3

将混匀的可发泡环氧树脂、阻燃剂、表面活性剂和无机填料混合后计量倒入混料斗与聚苯乙烯颗粒充分搅拌混合，混合时间10min，温度为25℃，再把发泡剂和固化剂同时快速加入快速混合均匀，时间10s，温度为30℃，将其均匀浇注到层压输送机的面板上，在低压密闭状态下完成发泡、固化和成型，获得本发明产品。输送机内温度为60℃，成型时间7min。本发明产品性能符合以下指标：

项目	本实例产品
		压缩强度MPa	0.15
抗拉强度MPa	0.21
		导热系数W/m·K	0.035
吸水率％	4
		氧指数％	34

实施例4

将混匀的可发泡脲醛树脂、阻燃剂、表面活性剂和无机填料混合后计量倒入混料斗与聚苯乙烯颗粒充分搅拌混合，混合时间8min，温度为30℃，再把发泡剂和固化剂同时快速加入快速混合，时间15s，温度为25℃，均匀浇注到层压输送机的面板上，在低压密闭状态下完成发泡、固化和成型，获得本发明产品。输送机内温度为40℃，成型时间10min。本发明产品性能符合以下指标：

项目	本实例产品
		压缩强度MPa	0.2
抗拉强度MPa	0.2
		导热系数W/m·K	0.034
吸水率％	5
		氧指数％	33

实施例5

对以上组分分别进行恒温处理，恒温处理温度为25℃，然后将混匀的可发泡酚醛树脂、表面活性剂和无机填料混合后计量倒入混料斗与聚苯乙烯颗粒充分搅拌混合，混合时间9min，温度为28℃，再把发泡剂和固化剂同时快速加入混料斗内，快速混合均匀，时间12s，温度为25℃，混合后的料浆，直接均匀浇注到层压输送机的面板上，在低压密闭状态下完成发泡、固化和成型，获得本发明产品。输送机内温度为60℃，成型时间9min。本发明产品性能符合以下指标：

项目	本实例产品
		压缩强度MPa	0.18
抗拉强度MPa	0.23
		导热系数W/m·K	0.033
吸水率％	4
		氧指数％	35

对比实施例

将可发性聚苯乙烯颗粒在0.3MPa蒸汽压力下预发15min，得到粒径6-8mm的聚苯乙烯珠粒。

将可膨胀石墨5重量份，微胶囊化红磷2重量份干混均匀，另将正戊烷2重量份、聚氧乙烯醚3重量份、对甲苯磺酸5重量份充分混合后制得液体助剂。

将向放于混料仓中的80重量份聚苯乙烯珠粒中加入40重量份粘度为1000的酚醛树脂，充分混合，使树脂均匀涂覆在珠粒表面。倒入液体助剂，继续搅拌，混合均匀。然后再倒入上述阻燃剂干混料，混合均匀。

在颗粒潮湿状态下倒入成型机进行机械压缩，使其体积压缩减少10％，然后在0.3MPa压力的下成型20分钟。成型完成后，切割得到热固性改性聚苯防火保温板。

其相关指标检测结果如下：

项目	本实例产品
		压缩强度MPa	0.18
抗拉强度MPa	0.23
		导热系数W/m·K	0.033
吸水率％	4
		氧指数％	30

通过本发明连续生产8h，产能在80-100方，产品合格率在95％以上，且不产生废边角料；对比实施例中方法连续生产8h，产能在10-15方，产品合格率90％，且在切割过程中产生的废边角料较多，有效利用率90％。

Claims

1.一种改性聚苯乙烯板的制备方法，包括如下步骤：

1)将发泡剂和固化剂与预发的聚苯乙烯颗粒及组分A混合均匀，形成组分B，其中组分A为可发泡树脂、阻燃剂、表面活性剂和无机填料的混合物；

2)将组分B均匀浇注到层压输送机的面板上，发泡、固化、成型后即得产品。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其中所述预发的100重量份聚苯乙烯颗粒，50-250份重量份发泡树脂，25-100重量份阻燃剂，5-50重量份固化剂，2-15重量份发泡剂，1-10重量份表面活性剂，50-200重量份无机填料。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其中所述预发的100重量份聚苯乙烯颗粒，100-140重量份发泡树脂，30-50重量份阻燃剂，15-25重量份固化剂，3-10重量份发泡剂，2-5重量份表面活性剂，55-80重量份无机填料。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其中步骤1)中，所述预发的聚苯乙烯颗粒直径为3-8mm，预发密度为6-22kg/m³。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其中步骤1)中，所述预发的聚苯乙烯颗粒直径为4-6mm，预发密度为15-20kg/m³。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其中，步骤2)中所述树脂包括酚醛树脂、环氧树脂、脲醛树脂。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其中，所述酚醛树脂为液态甲阶酚醛树脂，25℃时粘度为100-4000mPa.s。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述阻燃剂包括氢氧化铝、氢氧化镁、可膨胀石墨、硼酸锌中的一种或几种。

9.根据权利要求1所述的制备方法，其中，步骤2)中所述表面活性剂为吐温、蓖麻油聚氧乙烯醚、十二烷基苯磺酸钠中的一种或几种与有机硅泡沫稳定剂复配而成。

10.根据权利要求1所述的制备方法，其中，步骤2)中所述无机填料为石英粉、重晶石粉、重钙粉中的一种或几种，粒径范围：200-5000目。

11.根据权利要求1所述的制备方法，其中，步骤3)中所述发泡剂为正戊烷、异戊烷、正己烷、环戊烷、异丙基氯、二氯甲烷和二氧化碳中的一种或几种。

12.根据权利要求1所述的制备方法，其中，步骤3)中所述固化剂为有机酸、无机酸和水组成的复配物。

13.如权利要求1所述的制备方法，其中，步骤4)中发泡温度为40-70℃。

14.一种根据权利要求1-13任意一项所述的方法制备而成的改性聚苯板。