CN104877247A - 一种可发性聚苯乙烯防火板 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可发性聚苯乙烯防火板，涉及可发性聚苯乙烯制备领域；原料按重量份数比，包括内用阻燃剂46~61份、外用阻燃剂64~98份和熟化好的可发性聚苯乙烯颗粒10份，其特征在于：所述的内用阻燃剂按重量份数比如下：磷酸铵10~11份、三氧化二锑0.8~1份、氯化铝4~5份、硼酸锌1~2份、氯化镁8~9份、柠檬酸12~13份和去离子水15~21份；所述的外用阻燃剂按重量份数配比如下：微胶囊化红磷20~25份，氢氧化铝10~15份、膨胀性石墨6~8份、氢氧化镁10~15份及助剂0.5~1份；采用本方案，不仅增加了可发性聚苯乙烯的防火性能，且保留了原来的低导热、防水性好。
Description
技术领域
本发明属于可发性聚苯乙烯制备领域，具体涉及一种可发性聚苯乙烯防火板。
背景技术
可发性聚苯乙烯（EPS）经过预发、熟化、成型、烘干和切割等制成不同密度、不同形状的泡沫制品，又可以生产出各种不同厚度的泡沫板材；广泛用于建筑、保温、包装、冷冻、日用品，工业铸造等领域；也可用于展示会场、商品橱、广告招牌及玩具制作等。可发性聚苯乙烯经过加热发泡以后，每立方米体积含有300~600万个独立密闭气泡，内含空气体积为98％以上，加之密度可低至10~30kg/m3，因此EPS是当前最轻的包装材料，在负荷较高的情况下，这种材料会被压弯，当受到震荡或坠落地面时，能起到缓冲、防震的作用；同时，由于空气的热导性能很小且又被封闭于泡沫中而不能对流，所以EPS也是一种隔热保温性能非常优越的材料。
在实际使用中，可发性聚苯乙烯的防火效果不怎理想，故生产厂家会在可发性聚苯乙烯内加一点阻燃剂来提高其防火效果；目前，大部分生产厂家生产的可发性聚苯乙烯防火板，为直接在防火板表面涂抹一层阻燃剂；这种方式，不仅使阻燃剂与可发性聚苯乙烯难以混合；加之阻燃剂容易脱落，造成其阻燃效果也较低。
发明内容
本发明的目的意在，提供一种能充分把阻燃剂与可发性聚苯乙烯混合均匀的可发性聚苯乙烯防火板。
本发明提供如下技术方案：一种可发性聚苯乙烯防火板，原料按重量份数比，包括内用阻燃剂46~61份、外用阻燃剂64~98份和熟化好的可发性聚苯乙烯颗粒10份，其特征在于：所述的内用阻燃剂按重量份数比如下：磷酸铵10~11份、三氧化二锑0.8~1份、氯化铝4~5份、硼酸锌1~2份、氯化镁8~9份、柠檬酸12~13份和去离子水15~21份；所述的外用阻燃剂按重量份数配比如下：微胶囊化红磷20~25份，氢氧化铝10~15份、膨胀性石墨6~8份、氢氧化镁10~15份及助剂0.5~1份。
本发明的工作原理及有益效果为：采用上述技术方案，本方案采用包裹加注入的理念，就可将内用阻燃剂包裹在熟化好的可发性聚苯乙烯颗粒外面的同时，也将内用阻燃剂通过超声波注入到可发性聚苯乙烯颗粒的内部；然后再用蒸汽模塑得到产品，并在产品的表面在涂抹一层外用阻燃剂，增加其防火性能，而非现有技术中的利用阻燃剂与聚苯乙烯相熔融后，制的可发性聚苯乙烯防火板；通过本方案得到的防火板，不仅提高了可发性聚苯乙烯的防火性能，且保留了原来的低导热、防水性好。
上述的一种可发性聚苯乙烯防火板，其按照以下步骤制得：
（1） 前期设备维护与检查：
A) 检查超声波搅拌机是否正常；
B) 清除超声波搅拌机搅拌室内的杂质或灰尘；
（2） 将可发性聚苯乙烯原料颗粒投入蒸汽压0.5~0.6MPa、蒸汽温度为120~130℃，并已经预热到60~70℃的预发机内进行预发，经过5个小时熟化后得到熟化好的可发性聚苯乙烯颗粒；
（3） 再将内用阻燃剂与熟化好的可发性聚苯乙烯颗粒按照重量比46~61：10的比例混合，然后开启超声波发生器，利用超声波来使得其混合均匀，内用阻燃剂进入到熟化好的可发性聚苯乙烯颗粒的内部同时，也包裹在可发性聚苯乙烯颗粒的表面，并使用烘干机烘干；
（4） 将从步骤（3）中得到的可发性聚苯乙烯颗粒注入到模型机中，并导入115~120℃的蒸汽加热，并在0.6~0.7MPa的压力下保持12分钟，待板材成型后，取出并放入烘干房烘干4个小时，烘干后再在板材的表面涂抹一层外用阻燃剂。
进一步，所述的助剂为分散剂；避免内用阻燃剂的组成物质相互聚集。
具体实施方式
实施例1：一种可发性聚苯乙烯防火板，该防火板由可发性聚苯乙烯原料颗粒经蒸汽预发，并用超声波将内用阻燃剂与熟化好的可发性聚苯乙烯颗粒按重量比46：10的比例混合均匀，烘干，再用蒸汽注模，随后放入烘干室内烘干，冷却后再在板材表面涂抹外用阻燃剂按照以下步骤制得。
（1） 前期设备维护与检查：
A） 检查超声波搅拌机是否正常；在超声波搅拌室内注入清水，然后开启超声波发生器，并开启12分钟，随后观察粘附在搅拌室上的污垢或者杂质是否被清除；若为清除，立马进行更换或维修；
B） 清除超声波搅拌机搅拌室内的杂质或灰尘；待步骤A）中已经被污垢或杂质全部从搅拌室的内壁上脱离以后，打开搅拌室上的出水口；随后再检查污垢或杂质是否排尽，若为排尽，在注入清水冲洗，直至排尽。
（2） 将可发性聚苯乙烯原料颗粒投入蒸汽压0.5~0.6MPa、蒸汽温度为120~130℃下进行预发，经过5个小时熟化后得到熟化好的可发性聚苯乙烯颗粒。
（3） 所述的内用阻燃剂由磷酸铵、三氧化二锑、氯化铝、硼酸锌、氯化镁、柠檬酸和去离子水组成，并且按重量份数的以下材料组成：磷酸铵10份、三氧化二锑0.8份、氯化铝4份、硼酸锌1份、氯化镁8份、柠檬酸12份和去离子水15份，并搅拌均匀；
现将内用阻燃剂注入到超声波搅拌机搅拌室内，再把熟化好的可发性聚苯乙烯颗粒倒入筛箱内，并把筛箱放入内用阻燃剂；待筛箱完全浸入内用阻燃剂中，就可开启超声波发生器，利用超声波来使得其混合均匀，内用阻燃剂进入到熟化好的可发性聚苯乙烯颗粒的内部同时，也包裹在可发性聚苯乙烯颗粒的表面；在超声波的作用下震动12分钟后，关闭超声波发生器，随后提起筛箱，放入到已经烘干室内温度为70~80℃的烘干机内烘干6分钟；
其中，烘干机在烘干过程中逐步升温，最高升温到90℃，并保持90℃的温度5分钟后开始降温，当烘干室的温度降到70~80℃之后就不在降温；待烘干结束后，取出筛网，并放置在阴凉处至手摸无温度；
同时，可在阴凉处安放4台大功率电风扇，来加快筛网内可发性聚苯乙烯颗粒的冷却。
（4） 将从步骤（3）中得到的可发性聚苯乙烯颗粒注入到模型机中，并导入115~120℃的蒸汽加热，并在0.6~0.7MPa的压力下保持12分钟，待板材成型后，取出并放入烘干房烘干4个小时，烘干后再在板材的表面涂抹一层外用阻燃剂；
所述外用阻燃剂以微胶囊化红磷为基料，再由氢氧化铝、膨胀性石墨、氢氧化镁及助剂组成，并且按重量份数的以下材料组成：微胶囊化红磷20份，氢氧化铝10份、膨胀性石墨6份、氢氧化镁10份及助剂0.5份；且外用阻燃剂与内用阻燃剂间的重量份数比为64：46；其中，所述的助剂为分散剂。
实施例2：一种可发性聚苯乙烯防火板，该防火板由可发性聚苯乙烯原料颗粒经蒸汽预发，并用超声波将内用阻燃剂与熟化好的可发性聚苯乙烯颗粒按重量比53：10的比例混合均匀，烘干，再用蒸汽注模，随后放入烘干室内烘干，冷却后再在板材表面涂抹外用阻燃剂按照以下步骤制得。
（1） 前期设备维护与检查：
A） 检查超声波搅拌机是否正常；在超声波搅拌室内注入清水，然后开启超声波发生器，并开启12分钟，随后观察粘附在搅拌室上的污垢或者杂质是否被清除；若为清除，立马进行更换或维修；
B） 清除超声波搅拌机搅拌室内的杂质或灰尘；待步骤A）中已经被污垢或杂质全部从搅拌室的内壁上脱离以后，打开搅拌室上的出水口；随后再检查污垢或杂质是否排尽，若为排尽，在注入清水冲洗，直至排尽。
（2） 将可发性聚苯乙烯原料颗粒投入蒸汽压0.5~0.6MPa、蒸汽温度为120~130℃下进行预发，经过5个小时熟化后得到熟化好的可发性聚苯乙烯颗粒。
（3） 所述的内用阻燃剂由磷酸铵、三氧化二锑、氯化铝、硼酸锌、氯化镁、柠檬酸和去离子水组成，并且按重量份数的以下材料组成：磷酸铵10.5份、三氧化二锑0.9份、氯化铝4.5份、硼酸锌1.5份、氯化镁8.5份、柠檬酸12.5份和去离子水18份，并搅拌均匀；
现将内用阻燃剂注入到超声波搅拌机搅拌室内，再把熟化好的可发性聚苯乙烯颗粒倒入筛箱内，并把筛箱放入内用阻燃剂；待筛箱完全浸入内用阻燃剂中，就可开启超声波发生器，利用超声波来使得其混合均匀，内用阻燃剂进入到熟化好的可发性聚苯乙烯颗粒的内部同时，也包裹在可发性聚苯乙烯颗粒的表面；在超声波的作用下震动12分钟后，关闭超声波发生器，随后提起筛箱，放入到已经烘干室内温度为70~80℃的烘干机内烘干6分钟；
其中，烘干机在烘干过程中逐步升温，最高升温到90℃，并保持90℃的温度5分钟后开始降温，当烘干室的温度降到70~80℃之后就不在降温；待烘干结束后，取出筛网，并放置在阴凉处至手摸无温度；
同时，可在阴凉处安放4台大功率电风扇，来加快筛网内可发性聚苯乙烯颗粒的冷却。
（4） 将从步骤（3）中得到的可发性聚苯乙烯颗粒注入到模型机中，并导入115~120℃的蒸汽加热，并在0.6~0.7MPa的压力下保持12分钟，待板材成型后，取出并放入烘干房烘干4个小时，烘干后再在板材的表面涂抹一层外用阻燃剂；
所述外用阻燃剂以微胶囊化红磷为基料，再由氢氧化铝、膨胀性石墨、氢氧化镁及助剂组成，并且按重量份数的以下材料组成：微胶囊化红磷22.5份，氢氧化铝12.5份、膨胀性石墨7份、氢氧化镁12.5份及助剂0.7份；且外用阻燃剂与内用阻燃剂间的重量份数比为81：53；其中，所述的助剂为分散剂。
实施例3：一种可发性聚苯乙烯防火板，该防火板由可发性聚苯乙烯原料颗粒经蒸汽预发，并用超声波将内用阻燃剂与熟化好的可发性聚苯乙烯颗粒按重量比61：10的比例混合均匀，烘干，再用蒸汽注模，随后放入烘干室内烘干，冷却后再在板材表面涂抹外用阻燃剂按照以下步骤制得。
（1） 前期设备维护与检查：
A） 检查超声波搅拌机是否正常；在超声波搅拌室内注入清水，然后开启超声波发生器，并开启12分钟，随后观察粘附在搅拌室上的污垢或者杂质是否被清除；若为清除，立马进行更换或维修；
B） 清除超声波搅拌机搅拌室内的杂质或灰尘；待步骤A）中已经被污垢或杂质全部从搅拌室的内壁上脱离以后，打开搅拌室上的出水口；随后再检查污垢或杂质是否排尽，若为排尽，在注入清水冲洗，直至排尽。
（2） 将可发性聚苯乙烯原料颗粒投入蒸汽压0.5~0.6MPa、蒸汽温度为120~130℃下进行预发，经过5个小时熟化后得到熟化好的可发性聚苯乙烯颗粒。
所述的内用阻燃剂由磷酸铵、三氧化二锑、氯化铝、硼酸锌、氯化镁、柠檬酸和去离子水组成，并且按重量份数的以下材料组成：磷酸铵11份、三氧化二锑1份、氯化铝5份、硼酸锌2份、氯化镁9份、柠檬酸13份和去离子水21份，并搅拌均匀；
现将内用阻燃剂注入到超声波搅拌机搅拌室内，再把熟化好的可发性聚苯乙烯颗粒倒入筛箱内，并把筛箱放入内用阻燃剂；待筛箱完全浸入内用阻燃剂中，就可开启超声波发生器，利用超声波来使得其混合均匀，内用阻燃剂进入到熟化好的可发性聚苯乙烯颗粒的内部同时，也包裹在可发性聚苯乙烯颗粒的表面；在超声波的作用下震动12分钟后，关闭超声波发生器，随后提起筛箱，放入到已经烘干室内温度为70~80℃的烘干机内烘干6分钟；
其中，烘干机在烘干过程中逐步升温，最高升温到90℃，并保持90℃的温度5分钟后开始降温，当烘干室的温度降到70~80℃之后就不在降温；待烘干结束后，取出筛网，并放置在阴凉处至手摸无温度；
同时，可在阴凉处安放4台大功率电风扇，来加快筛网内可发性聚苯乙烯颗粒的冷却。
（4） 将从步骤（3）中得到的可发性聚苯乙烯颗粒注入到模型机中，并导入115~120℃的蒸汽加热，并在0.6~0.7MPa的压力下保持12分钟，待板材成型后，取出并放入烘干房烘干4个小时，烘干后再在板材的表面涂抹一层外用阻燃剂；
所述外用阻燃剂以微胶囊化红磷为基料，再由氢氧化铝、膨胀性石墨、氢氧化镁及助剂组成，并且按重量份数的以下材料组成：微胶囊化红磷25份，氢氧化铝15份、膨胀性石墨8份、氢氧化镁15份及助剂1份；且外用阻燃剂与内用阻燃剂间的重量份数比为98：61；其中，所述的助剂为分散剂。
以下通过实验的方式来进行对比，并在下表中列出相关的实验数据：
其实验原理是：通过两个方面来观察防火板的性能，一方面观察防火板在高温的环境下是否反生变形，另一方面观察防火板在多高的温度下会发生变形或燃烧。
实验选取三组对照组，第一组为未添加阻燃剂的普通EPS板，第二组只添加了本发明中的内用阻燃剂的EPS防火板，第三组为实施例2中添加了内用阻燃剂又在表面涂抹了一层本发明中的外用阻燃剂的EPS防火板；实验分为4个阶段，每个阶段的实验周期为100~240s，第一阶段的实验周期为240s，实验条件是把三组实验组分别放入到箱内温度为400℃的烤箱内；第二阶段的实验周期为180s，实验条件是把三组实验组分别放入到箱内温度为450℃的烤箱内；第三阶段的实验周期为120s，实验条件是把三组实验组分别放入到箱内温度为500℃的烤箱内；第三阶段的实验周期为100s，实验条件是把三组实验组分别放入到箱内温度为550℃的烤箱内。
实验数据表：
通过实验数据表上的数据就可看出，第一组未添加阻燃剂的实验组在投入烤箱时，瞬间就变形并燃烧；而第二组只添加了本发明中的阻燃剂的EPS防火板虽然能在高温中坚持一段时间，但较第三组为实施例2中添加了内用阻燃剂又在表面涂抹了一层本发明中的外用阻燃剂的EPS防火板而言，第二实验组的阻燃效果就较差。
以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。
Claims (3)
1.一种可发性聚苯乙烯防火板，原料按重量份数比，包括内用阻燃剂46~61份、外用阻燃剂64~98份和熟化好的可发性聚苯乙烯颗粒10份，其特征在于：所述的内用阻燃剂按重量份数比如下：磷酸铵10~11份、三氧化二锑0.8~1份、氯化铝4~5份、硼酸锌1~2份、氯化镁8~9份、柠檬酸12~13份和去离子水15~21份；所述的外用阻燃剂按重量份数配比如下：微胶囊化红磷20~25份，氢氧化铝10~15份、膨胀性石墨6~8份、氢氧化镁10~15份及助剂0.5~1份。
2.如权利要求1所述的一种可发性聚苯乙烯防火板，其特征在于，按照以下步骤制得：
（1）前期设备维护与检查：
A）检查超声波搅拌机是否正常；
B）清除超声波搅拌机搅拌室内的杂质或灰尘；
（2）将可发性聚苯乙烯原料颗粒投入蒸汽压0.5~0.6MPa、蒸汽温度为120~130℃下进行预发，经过5个小时熟化后得到熟化好的可发性聚苯乙烯颗粒；
（3）再将内用阻燃剂与熟化好的可发性聚苯乙烯颗粒按照重量比46~61：10的比例混合，然后开启超声波发生器，利用超声波来使得其混合均匀，内用阻燃剂进入到熟化好的可发性聚苯乙烯颗粒的内部同时，也包裹在可发性聚苯乙烯颗粒的表面，并使用烘干机烘干；
（4）将从步骤（3）中得到的可发性聚苯乙烯颗粒注入到模型机中，并导入115~120℃的蒸汽加热，并在0.6~0.7MPa的压力下保持12分钟，待板材成型后，取出并放入烘干房烘干4个小时，烘干后再在板材的表面涂抹一层外用阻燃剂。
3.如权利要求1所述的一种可发性聚苯乙烯防火板，其特征在于：所述的助剂为分散剂。
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