CN104119638A - 一种改性石墨聚苯乙烯板及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种改性石墨聚苯乙烯板及其制备方法，原料包括可发性聚苯乙烯珠粒、可膨胀石墨、酚醛树脂和固化胶，具体的制备方法是先将可发性聚苯乙烯珠粒进行预发和熟化，再与可膨胀石墨和部分固化胶混合，然后再与酚醛树脂和剩余固化胶混合，最后经过板材机成型切割既得。本发明所提供的改性石墨聚苯乙烯板具备较强的阻燃性、保温性能、不熔淌和无滴落的优点。

Description

一种改性石墨聚苯乙烯板及其制备方法

技术领域

 本发明涉及一种改性石墨聚苯乙烯板及其制备方法。

背景技术

目前，在墙体保温隔热领域，应用较广的保温材料为可发性聚苯乙烯，但是由于可发性聚苯乙烯自身具有易燃、发烟量大、滴落物多、燃烧后呈无定形粘性液体等弊端，影响了在墙体保温隔热领域的应用和推广。

现有技术中，为了提高聚苯乙烯的阻燃性，通常采用的方法为添加阻燃剂来实现。例如向其中添加石墨颗粒，可以达到B2的防火等级，但是仍然无法解决其熔滴的现象。有的如CN10176114A中公开了一种添加粒径为1-50μm的阻燃剂和粘接剂的方法的阻燃EPS泡沫的，对可发性聚苯乙烯珠粒和一次发泡泡粒进行表面涂覆，改善了发泡聚苯乙烯泡沫的绝缘性和阻燃性，所采用的阻燃剂为金属或非金属氧化物，但因所使用的阻燃剂与聚苯乙烯炮粒间相容性差，制备的聚苯乙烯发泡材料的力学性能难以达到使用要求。

发明内容

为克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种改性石墨聚苯乙烯板及其制备方法，可以有效改善聚苯乙烯板的阻燃性能和克服燃烧时的滴落现象。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：

一种改性石墨聚苯乙烯板，是由按重量份计的以下组分制成：

可发性聚苯乙烯珠粒       100份；

可膨胀石墨              20-35份；

酚醛树脂               120-160份；

固化胶                 20-35份；

所述固化胶选自硫酸、磷酸、苯甲酸、甲基苯磺酸、酚磺酸、磷酸、硼酸的一种或一种以上；

所述可膨胀石墨的膨胀度在150 ～ 200ml/g。

进一步的，上述乙烯板是由按重量份计的以下组分制成：

可发性聚苯乙烯珠粒       100份；

可膨胀石墨               25份

酚醛树脂                140份；

固化胶                 25份。

所述可膨胀石墨的粒径为80目。

上述改性石墨聚苯乙烯板的制备方法具体包括以下步骤：

步骤一 将可发性聚苯乙烯珠粒，放入温度为 100-120℃、压力为 0.01-0.5MPa 的发泡装置中进行预发泡，并保持 5-120s 得到粒径为1～10mm、密度为18～20g/L的聚苯聚苯乙烯预发泡颗粒 ；

步骤二 将预发泡颗粒在室温、常压下放置 3-48 小时，使之熟化 ；

步骤三 将可膨胀石墨和10份固化胶加入到步骤二得到的发泡颗粒中，搅拌均匀，得到混合物；

步骤四 向步骤三得到的混合物中加入酚醛树脂和余量固化胶，搅拌均匀，放入板材机中成型，干燥切割，既得。

其中，所述步骤四中，放入板材机中后，压力为0.10-0.18MPa，控制温度为90-100℃。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明提供的改性石墨聚苯乙烯板首先对聚苯乙烯颗粒进行可膨胀石墨涂抹，使其在燃烧时膨胀阻燃，使板材达到B1级别。再经过与和适量酚醛树脂和固化胶的涂抹，使两者结合，大大提高了保温才来哦的各项性能指标，可以使防火等级达到A1。本发明方法所提供的改性石墨聚苯乙烯板具备不熔淌，无滴落的优点。本发明的原料成本低，具备较好的推广前景。

具体实施方式

以下通过具体实施方式，对本发明做进一步详细说明。

实施例1 

一种改性石墨聚苯乙烯板，按以下方法制备：

将100份可发性聚苯乙烯珠粒，放入温度为120℃、压力为0.4MPa 的发泡装置中进行预发泡，并保持 10s，得到聚苯乙烯预发泡颗粒 ；将预发泡颗粒在室温、常压下放置 4小时，使聚苯乙烯预发泡颗粒熟化；再加入25份膨胀度在300ml/g的可膨胀石墨和10份固化胶，搅拌均匀；继续加入140份酚醛树脂和余量15份固化胶，搅拌均匀，放入板材机中成型，控制通入的蒸汽的压力为0.18MPa，蒸汽温度为100℃，保持60S后，泄压、冷却、干燥切割，既得。

本实施例中的固化胶的调配方法如下：取苯甲酸 30wt%、磷酸 25wt%、硫酸 15wt%、水 30wt% 搅拌溶解。 

实施例2

一种改性石墨聚苯乙烯板，按以下方法制备：

将100份可发性聚苯乙烯珠粒，放入温度为100℃、压力为0.5MPa 的发泡装置中进行预发泡，并保持 5s，得到聚苯乙烯预发泡颗粒 ；将预发泡颗粒在室温、常压下放置 4小时，使聚苯乙烯预发泡颗粒熟化；再加入20份膨胀度在300ml/g的可膨胀石墨和10份固化胶，搅拌均匀；继续加入120份酚醛树脂和余量25份固化胶，搅拌均匀，放入板材机中成型，控制通入的蒸汽的压力为0.15MPa，蒸汽温度为100℃，保持60S后，泄压、冷却、干燥切割，既得。

本实施例中的固化胶的调配方法如下：取酚磺酸20wt%、硼酸35wt%、硫酸 15wt%、水 30wt% 搅拌溶解。

实施例3

一种改性石墨聚苯乙烯板，按以下方法制备：

将100份可发性聚苯乙烯珠粒，放入温度为110℃、压力为0.2MPa 的发泡装置中进行预发泡，并保持 10s，得到聚苯乙烯预发泡颗粒 ；将预发泡颗粒在室温、常压下放置 4小时，使聚苯乙烯预发泡颗粒熟化；再加入35份膨胀度在300ml/g的可膨胀石墨和10份固化胶，搅拌均匀；继续加入160份酚醛树脂和余量10份固化胶，搅拌均匀，放入板材机中成型，控制通入的蒸汽的压力为0.10MPa，蒸汽温度为100℃，保持60S后，泄压、冷却、干燥切割，既得。

本实施例中的固化胶的调配方法如下：取甲基苯磺酸 27wt%、硼酸25wt%、硫酸 15wt%、水 33wt% 搅拌溶解。

对比文件1

按照CN20130665329.5中实施例1的方式制备，得到的复合泡沫塑料。

对比例2

一种改性石墨聚苯板，按以下方法制备：

将100份可发性聚苯乙烯珠粒，放入温度为120℃、压力为0.4MPa 的发泡装置中进行预发泡，并保持 10s，得到聚苯乙烯预发泡颗粒 ；将预发泡颗粒在室温、常压下放置 4小时，使聚苯乙烯预发泡颗粒熟化；再加入25份膨胀度在300ml/g的可膨胀石墨，搅拌均匀；放入板材机中成型，控制通入的蒸汽的压力为0.18MPa，蒸汽温度为100℃，保持60S后，泄压、冷却、干燥切割，既得。

本实施例中的固化胶的调配方法如下：取苯甲酸25wt%、磷酸 25wt%、硫酸20wt%、水 3 0wt% 搅拌溶解。

效果例1 

对实施例1和对比例1和2得到的保温板以及传统的聚苯乙烯板的性能参数进行比较，具体见表1：

表1性能对比

保温板名称	熔融、滴落	燃烧等级	火焰蔓延速度	保温系数	其它缺陷或不足
						实施例1	不熔淌、无滴落	A2	无	0.035	无
对比例1	不熔淌、无滴落	A2	无	0.021	加工工艺比传统略为复杂
						对比例2	不熔淌、无滴落	B1	（B1的基础上加上热固性	0.032-0.035	加工工艺比传统略为复杂
聚苯乙烯	高温熔融、滴落	-	慢	0.042	流淌物燃烧或者助燃
						石墨聚苯乙烯板	高温熔融、滴落	B1	慢	0.032	流淌物燃烧或者助燃

以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1. 一种改性石墨聚苯乙烯板，其特征在于：是由按重量份计的以下组分制成：

可发性聚苯乙烯珠粒       100份；

可膨胀石墨              20-35份；

酚醛树脂               120-160份；

固化胶                 20-35份；

所述固化胶选自硫酸、磷酸、苯甲酸、甲基苯磺酸、酚磺酸、磷酸、硼酸的一种或一种以上；

所述可膨胀石墨的膨胀度在150 ～ 200ml/g。

2.如权利要求1所述的一种改性石墨聚苯乙烯板，其特征在于：是由按重量份计的以下组分制成：

可发性聚苯乙烯珠粒       100份；

可膨胀石墨               25份

酚醛树脂                140份；

固化胶                 25份。

3.如权利要求1所述的一种改性石墨聚苯乙烯板，其特征在于：所述可膨胀石墨的粒径为80目。

4.一种如权利要求1-3任一项所述的改性石墨聚苯乙烯板的制备方法，其特征在于：具体包括以下步骤：

步骤一 将可发性聚苯乙烯珠粒，放入温度为 100-120℃、压力为 0.01-0.5MPa 的发泡装置中进行预发泡，并保持 5-120s 得到粒径为1～10mm、密度为18～20g/L的聚苯乙烯预发泡颗粒 ；

步骤二 将预发泡颗粒在室温、常压下放置 3-24小时，使之熟化 ；

步骤三 将可膨胀石墨和10份固化胶加入到步骤二得到的发泡颗粒中，搅拌均匀，得到混合物；

步骤四 向步骤三得到的混合物中加入酚醛树脂和余量固化胶，搅拌均匀，放入板材机中成型，干燥切割，既得。

5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于：所述步骤四中，放入板材机中后，压力为0.10-0.18MPa，控制温度为90-100℃。