CN104559043B - 气相主动阻燃改性聚苯板及其制备方法 - Google Patents

气相主动阻燃改性聚苯板及其制备方法 Download PDF

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本发明公开了一种气相主动阻燃改性聚苯板及其制备方法，属于阻燃聚苯板制备领域。该聚苯板由按重量比的以下组分制备而成：阻燃型改性包覆酚醛树脂35～40、阻燃型聚苯乙烯树脂30、固化剂7～8、稀释剂5～6、聚磷酸铵15和季戊四醇7～8。该聚苯板将有机与无机相结合，通过对EPS模塑聚苯板的颗粒表面进行改性预处理，针对聚苯乙烯燃烧过程中气相和凝聚相同时起到延缓作用，在提高防火安全性的同时又不失其良好的保温隔热功能，使其最终燃烧后不融化不结团，能保持和燃烧前近乎一样完整并且具有一定强度的骨架外形，对火焰蔓延起到阻碍和隔绝的作用。

Description

气相主动阻燃改性聚苯板及其制备方法
技术领域
本发明涉及阻燃聚苯板制备领域，特别是涉及一种气相主动阻燃改性聚苯板及其制备方法。
背景技术
在现有的众多外墙保温材料当中，EPS模塑聚苯板由于其具有较低的导热系数，良好的耐酸碱腐蚀性，不宜翘曲，易生产等特点，故而占有着很高的市场比例。然而其材质本身属于易燃材料，遇火即燃。火灾发生时火焰蔓延速度快，并伴随着大量的熔滴物，烟雾及有害气体，既会环境污染，又将造成和重大的人员伤亡和经济损失。09年央视大楼发生重大火灾，10年上海胶州路公寓楼着火，对此公安部先后出台了《民用建筑外保温系统及外墙装饰防火暂行规定》的46号文和《关于进一步明确民用建筑外保温材料消防监督管理有关要求的通知》的65号文件，并最终确定严格执行46号文，在采用B1和B2级保温材料时应设置防火隔离带。综上所述改善保温材料的阻燃性刻不容缓。目前在市场上大量的B1级EPS模塑聚苯板添加的阻燃剂都属于可挥发型，随着时间的推移其阻燃性能会大大降低。该种板材在燃烧过程中表面会发生塌陷、融滴、结团，尤其是聚苯乙烯等有机材料在聚积成团后会发生瞬间的爆燃，极大的促进火势的蔓延。而现有的大多数厂家所制备的阻燃型改性聚苯板皆为单一的以在聚苯乙烯颗粒外部形成一层隔离层为目的从而单纯的以隔绝火焰的方式达到阻燃的效果。此种方式并不能提高保温材料本身的氧指数。板材在成型切割后表面的聚苯乙烯颗粒暴露在外，因此在火焰轰击下表面一层乃至几层颗粒会迅速融化、燃烧。碳层仅仅只能护住内部的颗粒保持不变。若碳层强度过低，在火焰轰击过程中会自行塌陷，脱落，甚至燃烧殆尽，并未达到阻燃的效果。因此解决其燃烧融滴、结团，以及增加阻燃剂的使用寿命是行业内一个急需解决的课题。
发明内容
基于上述现有技术所存在的问题，本发明提供一种气相主动阻燃改性聚苯板及其制备方法，能解决EPS模塑聚苯板燃烧融滴、结团以及增加阻燃剂使用寿命短等问题。
为解决上述技术问题，本发明提供一种气相主动阻燃改性聚苯板，该聚苯板由按重量比的以下组分制备而成：阻燃型改性包覆酚醛树脂35～40、阻燃型聚苯乙烯树脂30、含磷无机酸固化剂7～8、醇类稀释剂5～6、聚磷酸铵15和季戊四醇7～8。
本发明实施例还提供一种气相主动阻燃改性聚苯板的制备方法，按本发明所述的配方取制备聚苯板各原料，包括以下步骤：
(1)将阻燃型聚苯乙烯树脂在一定蒸汽压力和一定温度下发泡膨胀后制成阻燃型聚苯乙烯泡沫颗粒；
(2)常温下将阻燃型改性包覆酚醛树脂稀释后，加入聚磷酸铵和季戊四醇并搅拌，待均匀分散后加入固化剂并搅拌制得改性涂覆料；
(3)将步骤(2)制得的所述改性涂覆料加入到步骤(1)制成的所述阻燃型聚苯乙烯泡沫颗粒内并充分搅拌，形成表面均匀的包覆型阻燃聚苯乙烯颗粒；
(4)将上述步骤(3)制得的包覆型阻燃聚苯乙烯颗粒注入至板材机内，在一定蒸汽压下打板成型，即完成气相主动阻燃改性聚苯板的制备。
本发明的有益效果为：该聚苯板将有机与无机相结合，通过对EPS模塑聚苯板的颗粒表面进行改性预处理，针对聚苯乙烯燃烧过程中气相和凝聚相同时起到延缓作用，在提高防火安全性的同时又不失其良好的保温隔热功能，使其最终燃烧后不融化不结团，能保持和燃烧前近乎一样完整并且具有一定强度的骨架外形，对火焰蔓延起到阻碍和隔绝的作用。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
本发明实施例提供一种气相主动阻燃改性聚苯板，该聚苯板由按重量比的以下组分制备而成：阻燃型改性包覆酚醛树脂35～40、阻燃型聚苯乙烯树脂30、含磷无机酸固化剂7～8、醇类稀释剂5～6、聚磷酸铵15和季戊四醇7～8。
本发明实施例还提供一种气相主动阻燃改性聚苯板的制备方法，用于制备上述的气相主动阻燃改性聚苯板，包括以下步骤：
(1)将阻燃型聚苯乙烯树脂在一定蒸汽压力和一定温度下发泡膨胀后制成阻燃型聚苯乙烯泡沫颗粒；
(2)常温下将阻燃型改性包覆酚醛树脂稀释后，加入聚磷酸铵和季戊四醇并搅拌，待均匀分散后加入固化剂并搅拌制得改性涂覆料；
(3)将步骤(2)制得的所述改性涂覆料加入到步骤(1)制成的所述阻燃型聚苯乙烯泡沫颗粒内并充分搅拌，形成表面均匀的包覆型阻燃聚苯乙烯颗粒；
(4)将上述步骤(3)制得的包覆型阻燃聚苯乙烯颗粒注入至板材机内，在一定蒸汽压下打板成型，即完成气相主动阻燃改性聚苯板的制备。
上述制备气相主动阻燃改性聚苯板步骤中，
所述步骤(1)中，蒸汽压力为0.4～0.6bar，温度为110℃；
所述步骤(2)中，加入聚磷酸铵和季戊四醇后的搅拌时间为1min，加入固化剂后的搅拌时间为20s；
所述步骤(3)中，搅拌时间为8～10min；
所述步骤(4)中，蒸汽压力为0.5～0.6bar。
下面结合具体实施例对本发明聚苯板作进一步说明。
本发明的聚苯板将有机与无机相结合，通过对EPS模塑聚苯板的颗粒表面进行改性预处理，针对聚苯乙烯燃烧过程中气相和凝聚相同时起到延缓作用，在提高防火安全性的同时又不失其良好的保温隔热功能，使其最终燃烧后不融化不结团，能保持和燃烧前近乎一样完整并且具有一定强度的骨架外形，对火焰蔓延起到阻碍和隔绝的作用。
本发明气相主动阻燃改性聚苯板为B1级阻燃改性聚苯板，按重量计，阻燃型改性包覆酚醛树脂35～40份，阻燃型聚苯乙烯树脂30份，固化剂7～8份，稀释剂5～6份，聚磷酸铵(APP)15份，季戊四醇(PER)7～8份。
上述气相主动阻燃改性聚苯板制备步骤如下：
(1)将阻燃型聚苯乙烯树脂在0.4～0.6bar的蒸汽压力下110℃下发泡膨胀后制备得到阻燃型聚苯乙烯泡沫颗粒；
(2)常温下将阻燃型改性包覆酚醛树脂稀释后向其中掺入聚磷酸铵(APP)和季戊四醇(PER)并搅拌1min，待均匀分散后加入固化剂并搅拌20s；
(3)将改性涂覆料加入到聚苯乙烯颗粒内部并充分搅拌8～10min，形成表面均匀的包覆型阻燃聚苯乙烯颗粒；
(4)最后将上述制备的包覆型阻燃聚苯乙烯颗粒注入至板材机内，在0.5～0.6bar的蒸汽压下打板成型。
本发明的最大特点是在凝聚相阻燃体系内加入气象阻燃技术，案制备的聚苯乙烯颗粒的包覆层分布均匀，固化速率较慢，不易结团，生产工艺方便；颗粒之间相互膨胀粘接紧密牢固，保温板熔结性良好；阻燃改性树脂包覆层附着力强，不易脱落。燃烧后其形成的碳层完整性好，强度高，不会发生塌陷，脱落等现象；阻燃改性树脂包覆层由于含有APP和PER，因此其在受热后会释放出不燃烧的气体，从而冲淡空气中的氧含量，提高保温材料的氧指数。若空气中氧含量较低时，可直接熄灭火焰。
经过阻燃改性的聚苯板，保留了传统保温板的优点，同时保温效果也有所提升,导热系数可降至0.0335w/(m·k)，并且内应力强度远大于普通聚苯板。与水泥基材拉拔强度最高可达0.22MPa。与普通B1级阻燃改性聚苯板相比，具有更高的残碳率，更高效的防火效果。由于其具有释放阻燃气体的功效，打破了传统意义上的以壁垒隔绝火焰为目的的被动耐火模式，真正意义上达到了可主动阻燃的功能，是一种全新阻燃模式的聚苯板。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种气相主动阻燃改性聚苯板，其特征在于，该聚苯板由按重量比的以下组分制备而成：阻燃型改性包覆酚醛树脂35～40、阻燃型聚苯乙烯树脂30、含磷无机酸固化剂7～8、醇类稀释剂5～6、聚磷酸铵15和季戊四醇7～8；
所述聚苯板的制备步骤如下：
(1)将阻燃型聚苯乙烯树脂在一定蒸汽压力和一定温度下发泡膨胀后制成阻燃型聚苯乙烯泡沫颗粒；
(2)常温下将阻燃型改性包覆酚醛树脂稀释后，加入聚磷酸铵和季戊四醇并搅拌，待均匀分散后加入固化剂并搅拌制得改性涂覆料；
(3)将步骤(2)制得的所述改性涂覆料加入到步骤(1)制成的所述阻燃型聚苯乙烯泡沫颗粒内并充分搅拌，形成表面均匀的包覆型阻燃聚苯乙烯颗粒；
(4)将上述步骤(3)制得的包覆型阻燃聚苯乙烯颗粒注入至板材机内，在一定蒸汽压下打板成型，即完成气相主动阻燃改性聚苯板的制备。
2.根据权利要求1所述的气相主动阻燃改性聚苯板，其特征在于，
所述步骤(1)中，蒸汽压力为0.4～0.6bar，温度为110℃；
所述步骤(2)中，加入聚磷酸铵和季戊四醇后的搅拌时间为1min，加入固化剂后的搅拌时间为20s；
所述步骤(3)中，搅拌时间为8～10min；
所述步骤(4)中，蒸汽压力为0.5～0.6bar。
3.一种权利要求1所述的气相主动阻燃改性聚苯板的制备方法，其特征在于，按权利要求1所述的配方取制备聚苯板各原料，包括以下步骤：
(1)将阻燃型聚苯乙烯树脂在一定蒸汽压力和一定温度下发泡膨胀后制成阻燃型聚苯乙烯泡沫颗粒；
(2)常温下将阻燃型改性包覆酚醛树脂稀释后，加入聚磷酸铵和季戊四醇并搅拌，待均匀分散后加入固化剂并搅拌制得改性涂覆料；
(3)将步骤(2)制得的所述改性涂覆料加入到步骤(1)制成的所述阻燃型聚苯乙烯泡沫颗粒内并充分搅拌，形成表面均匀的包覆型阻燃聚苯乙烯颗粒；
(4)将上述步骤(3)制得的包覆型阻燃聚苯乙烯颗粒注入至板材机内，在一定蒸汽压下打板成型，即完成气相主动阻燃改性聚苯板的制备。
4.根据权利要求3所述的气相主动阻燃改性聚苯板的制备方法，其特征在于，
所述步骤(1)中，蒸汽压力为0.4～0.6bar，温度为110℃；
所述步骤(2)中，加入聚磷酸铵和季戊四醇后的搅拌时间为1min，加入固化剂后的搅拌时间为20s；
所述步骤(3)中，搅拌时间为8～10min；
所述步骤(4)中，蒸汽压力为0.5～0.6bar。
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