CN105968602A - 一种阻燃发泡聚苯乙烯树脂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种阻燃发泡聚苯乙烯树脂，该阻燃发泡聚苯乙烯树脂是由以下重量份数的各组份组成：聚苯乙烯80‑120份、镁铝合金粉10‑30份、聚氨酯20‑40份、六溴环十二烷3‑5份、分散剂1‑3份、硅烷偶联剂0.5‑2份、有机硅树脂2‑6份、改性剂1‑5份、羧甲基纤维素1‑5份、热稳定剂1‑5份；本发明还公开了上述阻燃发泡聚苯乙烯树脂的制备方法。本发明的阻燃发泡聚苯乙烯树脂使无机材料与有机材料复合，提高了聚苯乙烯保温材料的耐火、阻燃性能，降低了聚苯乙烯保温材料的导热系数，其燃烧性能可以达A2级，具有良好的应用前景。

Description

一种阻燃发泡聚苯乙烯树脂及其制备方法
技术领域
本发明涉及保温材料领域，尤其涉及一种阻燃发泡聚苯乙烯树脂及其制备方法。
背景技术
聚苯乙烯泡沫材料是由含有挥发性液体发泡剂的可发性聚苯乙烯珠粒，经加热预发后在模具中加热成型为具有微细闭孔结构的材料，其具有导热系数低、热阻高、线性膨胀率低、质轻、硬度高、化学性质稳定等优点。聚苯乙烯泡沫材料因其优异的保温性能，可以广泛用于屋顶保温、建筑墙体、复合保温板的保温层。但是传统的聚苯乙烯泡沫材料的阻燃性能较差，而且吸水后易变形，从而保温性能急剧下降，所以阻碍了聚苯乙烯泡沫材料的进一步应用和发展，因此对聚苯乙烯泡沫材料改性成为目前聚苯乙烯泡沫材料领域的研究发展趋势。目前，主要是利用阻燃剂对聚苯乙烯泡沫材料进行改性，为了使聚苯乙烯与阻燃剂之间共融，需要对阻燃剂与聚苯乙烯泡沫进行搭配与选择，二者的匹配要求严格，而且采用这种方法制备的改性聚苯乙烯泡沫材料的阻燃性能仅能达到GB/T8624-2006《建筑材料燃烧性能分级方法》中的B1级水平。所以开发一种阻燃性能好的改性聚苯乙烯树脂及其制备工艺是目前亟待解决的问题。
发明内容
本发明提供一种无机材料与有机材料复合，具有耐火、阻燃性能，导热系数低，其燃烧性能可以达A2级且具有良好的应用前景的阻燃发泡聚苯乙烯树脂及其制备方法。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：一种阻燃发泡聚苯乙烯树脂，由以下重量份数的各组份组成：聚苯乙烯80-120份、镁铝合金粉10-30份、聚氨酯20-40份、六溴环十二烷3-5份、分散剂1-3份、硅烷偶联剂0.5-2份、有机硅树脂2-6份、改性剂1-5份、羧甲基纤维素1-5份、热稳定剂1-5份；
进一步地，所述镁铝合金粉按照重量百分含量由如下成分组成：Mg：15-25％，，Si：1-2％，Zn：5-15％，O：0.2-1％，余量为Al；
进一步地，所述镁铝合金的制备方法具体为：按照所述镁铝合金的重量百分含量进行配料，经研磨、混料、锻造、烧制得到镁铝合金成品；
进一步地，按照所述镁铝合金的重量百分含量进行配料，经球磨机研磨、混料至观察不到团聚为止，在锻造温度为700-825℃下锻造35-60分钟，再置于真空炉内施压80-95MPa、在450-500℃下保温6-10分钟烧制得到镁铝合金成品；
进一步地，所述分散剂为十二烷基苯磺酸钠；
进一步地，所述聚苯乙烯为聚苯乙烯颗粒；
进一步地，所述改性剂为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯；
进一步地，所述热稳定剂为二盐基亚磷酸铅或二盐基邻苯二甲酸铅。
本发明还公开了上述阻燃发泡聚苯乙烯树脂的制备方法，具体步骤如下：
(1)按照比例将镁铝合金粉、聚氨酯、六溴环十二烷、分散剂、硅烷偶联剂、有机硅树脂、改性剂、羧甲基纤维素、热稳定剂混合，充分搅拌；
(2)将步骤(1)充分搅拌后的物料与聚苯乙烯混合并搅拌分散，而后加入成型机中蒸汽加热进行发泡成型，蒸汽压力为0.05-0.2MPa，通蒸汽时间为5-20s，得到产品阻燃发泡聚苯乙烯树脂；
进一步地，蒸汽压力为0.1-0.2MPa。
本发明的有益效果：
本发明的阻燃发泡聚苯乙烯树脂使无机材料与有机材料复合，提高了聚苯乙烯保温材料的耐火、阻燃性能，降低了聚苯乙烯保温材料的导热系数，其燃烧性能可以达A2级，具有良好的应用前景。本发明的配方互相配合，通过使用镁铝合金粉改善了材料的强度和阻燃性能，使用热稳定剂提高材料的热稳定性，各组份之间产生了协同效应，使得材料阻燃性能优越，可广泛应用于阻燃材料领域。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明。实施例旨在对本发明进行举例描述，而非以任何形式对本发明进行限制。
实施例1：
由以下重量份数的各组份组成：聚苯乙烯80份、镁铝合金粉5份、聚氨酯20份、六溴环十二烷3份、十二烷基苯磺酸钠1份、3-氨基丙基三乙氧基硅烷0.5份、有机硅树脂2份、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯3份、羧甲基纤维素1份、二盐基亚磷酸铅5份。
所述镁铝合金粉按照重量百分含量由如下成分组成：Mg：15-25％，，Si：1-2％，Zn：5-15％，O：0.2-1％，余量为Al；制备方法为：按照所述镁铝合金的重量百分含量进行配料，经球磨机研磨、混料至观察不到团聚为止，在锻造温度为700℃下锻造60分钟，再置于真空炉内施压80MPa、在450℃下保温6分钟烧制得到镁铝合金成品。
所述阻燃发泡聚苯乙烯树脂其制备过程步骤如下：
(1)按照比例将镁铝合金粉、聚氨酯、六溴环十二烷、十二烷基苯磺酸钠、硅烷偶联剂、有机硅树脂、改性剂、羧甲基纤维素、热稳定剂混合，充分搅拌；
(2)将步骤(1)充分搅拌后的物料与聚苯乙烯混合并搅拌分散，而后加入成型机中蒸汽加热进行发泡成型，蒸汽压力为0.05MPa，通蒸汽时间为20s，得到产品阻燃发泡聚苯乙烯树脂。
实施例2：
由以下重量份数的各组份组成：聚苯乙烯80份、镁铝合金粉5份、聚氨酯20份、六溴环十二烷3份、十二烷基苯磺酸钠1份、3-氨基丙基三乙氧基硅烷0.5份、有机硅树脂2份、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯3份、羧甲基纤维素1份、二盐基邻苯二甲酸铅5份。
所述镁铝合金粉按照重量百分含量由如下成分组成：Mg：15-25％，，Si：1-2％，Zn：5-15％，O：0.2-1％，余量为Al；制备方法为：按照所述镁铝合金的重量百分含量进行配料，经球磨机研磨、混料至观察不到团聚为止，在锻造温度为700℃下锻造60分钟，再置于真空炉内施压80MPa、在450℃下保温6分钟烧制得到镁铝合金成品。
所述阻燃发泡聚苯乙烯树脂其制备过程步骤如下：
(1)按照比例将镁铝合金粉、聚氨酯、六溴环十二烷、十二烷基苯磺酸钠、硅烷偶联剂、有机硅树脂、改性剂、羧甲基纤维素、热稳定剂混合，充分搅拌；
(2)将步骤(1)充分搅拌后的物料与聚苯乙烯混合并搅拌分散，而后加入成型机中蒸汽加热进行发泡成型，蒸汽压力为0.1MPa，通蒸汽时间为20s，得到产品阻燃发泡聚苯乙烯树脂。
对比例1：
由以下重量份数的各组份组成：聚苯乙烯80份、氢氧化铝粉5份、聚氨酯20份、六溴环十二烷3份、十二烷基苯磺酸钠1份、3-氨基丙基三乙氧基硅烷0.5份、有机硅树脂2份、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯3份、羧甲基纤维素1份、二盐基邻苯二甲酸铅5份。
所述阻燃发泡聚苯乙烯树脂其制备过程步骤如下：
(1)按照比例将氢氧化铝粉、聚氨酯、六溴环十二烷、十二烷基苯磺酸钠、硅烷偶联剂、有机硅树脂、改性剂、羧甲基纤维素、热稳定剂混合，充分搅拌；
(2)将步骤(1)充分搅拌后的物料与聚苯乙烯混合并搅拌分散，而后加入成型机中蒸汽加热进行发泡成型，蒸汽压力为0.1MPa，通蒸汽时间为20s，得到产品阻燃发泡聚苯乙烯树脂。
对比例2：
由以下重量份数的各组份组成：聚苯乙烯80份、镁铝合金粉5份、聚氨酯20份、六溴环十二烷3份、十二烷基苯磺酸钠1份、3-氨基丙基三乙氧基硅烷0.5份、有机硅树脂2份、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯3份、二盐基邻苯二甲酸铅5份。
所述镁铝合金粉按照重量百分含量由如下成分组成：Mg：15-25％，，Si：1-2％，Zn：5-15％，O：0.2-1％，余量为Al；制备方法为：按照所述镁铝合金的重量百分含量进行配料，经球磨机研磨、混料至观察不到团聚为止，在锻造温度为700℃下锻造60分钟，再置于真空炉内施压80MPa、在450℃下保温6分钟烧制得到镁铝合金成品。
所述阻燃发泡聚苯乙烯树脂其制备过程步骤如下：
(1)按照比例将镁铝合金粉、聚氨酯、六溴环十二烷、十二烷基苯磺酸钠、硅烷偶联剂、有机硅树脂、改性剂、热稳定剂混合，充分搅拌；
(2)将步骤(1)充分搅拌后的物料与聚苯乙烯混合并搅拌分散，而后加入成型机中蒸汽加热进行发泡成型，蒸汽压力为0.1MPa，通蒸汽时间为20s，得到产品阻燃发泡聚苯乙烯树脂。
实施例3：
实施例1-2、对比例1、对比例2配方得到的阻燃发泡聚苯乙烯树脂相比较其各方面性能见下表：
表1试验结果
项目 实施例1 实施例2 对比例1 对比例2
抗压强度 329kPa 347kPa 277kPa 294kPa
导热系数 0.017W/mk 0.014W/mk 0.031W/mk 0.033W/mk
吸水率 0.08％(V/V) 0.04％(V/V) 1.21％(V/V) 1.27％(V/V)
燃烧性能 A2 A2 B A
由此可见，本发明工艺配方简单易用，具有热稳定性好、强度高、质量轻、无毒环保、导热系数低、保温性能好的优点，具有良好的应用前景。
上述实施例只是为了说明本发明的技术构思及特点，其目的是在于让本领域内的普通技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡是根据本发明内容的实质所作出的等效的变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种阻燃发泡聚苯乙烯树脂，其特征在于：由以下重量份数的各组份组成：聚苯乙烯80-120份、镁铝合金粉10-30份、聚氨酯20-40份、六溴环十二烷3-5份、分散剂1-3份、硅烷偶联剂0.5-2份、有机硅树脂2-6份、改性剂1-5份、羧甲基纤维素1-5份、热稳定剂1-5份。
2.如权利要求1所述的一种阻燃发泡聚苯乙烯树脂，其特征在于：所述镁铝合金粉按照重量百分含量由如下成分组成：Mg：15-25％，，Si：1-2％，Zn：5-15％，O：0.2-1％，余量为Al。
3.如权利要求2所述的一种阻燃发泡聚苯乙烯树脂，其特征在于：所述镁铝合金的制备方法具体为：按照所述镁铝合金的重量百分含量进行配料，经研磨、混料、锻造、烧制得到镁铝合金成品。
4.如权利要求3所述的一种阻燃发泡聚苯乙烯树脂，其特征在于：按照所述镁铝合金的重量百分含量进行配料，经球磨机研磨、混料至观察不到团聚为止，在锻造温度为700-825℃下锻造35-60分钟，再置于真空炉内施压80-95MPa、在450-500℃下保温6-10分钟烧制得到镁铝合金成品。
5.如权利要求1所述的一种阻燃发泡聚苯乙烯树脂，其特征在于：所述分散剂为十二烷基苯磺酸钠。
6.如权利要求1所述的一种阻燃发泡聚苯乙烯树脂，其特征在于：所述聚苯乙烯为聚苯乙烯颗粒。
7.如权利要求1所述的一种阻燃发泡聚苯乙烯树脂，其特征在于：所述改性剂为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯。
8.如权利要求1所述的一种阻燃发泡聚苯乙烯树脂，其特征在于：所述热稳定剂为二盐基亚磷酸铅或二盐基邻苯二甲酸铅。
9.如权利要求1-8任一项所述的一种阻燃发泡聚苯乙烯树脂的制备方法，其特征在于：
(1)按照比例将镁铝合金粉、聚氨酯、六溴环十二烷、分散剂、硅烷偶联剂、有机硅树脂、改性剂、羧甲基纤维素、热稳定剂混合，充分搅拌；
(2)将步骤(1)充分搅拌后的物料与聚苯乙烯混合并搅拌分散，而后加入成型机中蒸汽加热进行发泡成型，蒸汽压力为0.05-0.2MPa，通蒸汽时间为5-20s，得到产品阻燃发泡聚苯乙烯树脂。
10.如权利要求9所述的一种阻燃发泡聚苯乙烯树脂的制备方法，其特征在于：蒸汽压力为0.1-0.2MPa。
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