CN107337866A - 一种具有保温防火性能的模塑聚苯板的生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于板材生产加工技术领域，公开了一种具有保温防火性能的模塑聚苯板的生产方法，其包括如下步骤：1）称取原料，2）分散，3）预发泡，4）包覆，5）烘干，6）成型，7）切割及包装。本发明采用特定工艺板材进行改性，其各项性能得到了极大改善，应用领域将更加广泛。

Description

一种具有保温防火性能的模塑聚苯板的生产方法
技术领域
本发明属于板材生产加工技术领域，具体涉及一种具有保温防火性能的模塑聚苯板的生产方法。
背景技术
聚苯乙烯（Polystyrene，缩写PS）是指由苯乙烯单体经自由基加聚反应合成的聚合物。它是一种无色透明的热塑性塑料，具有高于100℃的玻璃转化温度，因此经常被用来制作各种需要承受开水的温度的一次性容器，以及一次性泡沫饭盒等。聚苯乙烯板―又名泡沫板、EPS板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的白色物体，其有微细闭孔的结构特点，主要用于建筑墙体，屋面保温，复合板保温，冷库、空调、车辆、船舶的保温隔热，地板采暖，装潢雕刻等用途非常广泛。
对于模塑聚苯乙烯保温材料，由于其保温性能好、成本低、容易施工等原因被广泛应用于外墙外保温系统中。但是随着建筑防火要求的提高，模塑聚苯板遇火容易收缩、熔融、产生滴落物等缺点，在实际应用中受到了极大的限制。传统模塑聚苯板导热系数较高，选用厚度增加；防火性能差，不能真正达到难燃B1级的防火要求。降低产品导热系数，使用厚度减小，改进防火性能达到B1级以上要求，既节能、又防火，可满足现行建筑墙体保温材料规范和要求，成为保温行业研究和关注的重点。
改性EPS板由于其具有优异的阻燃性能，对于后期避免和降低火灾的发生率，具有重要的意义。随着国内高层建筑保温材料标准的出台和大众节能环保意识的逐步强化，改性EPS板具有安全防火，性能优越，施工简易、性价比高、保温隔热等等一系列优势都将推进人们对它的应用，尤其在建筑保温领域，改性EPS保温板将会如同雨后春笋般的萌芽、发展。开发一种保温防火性能佳的改性EPS板材是我们需要解决的技术问题。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种具有保温防火性能的模塑聚苯板的生产方法。
本发明的目的是通过下述技术方案实现的：
一种具有保温防火性能的模塑聚苯板的生产方法，其包括如下步骤：1）称取原料，2）分散，3）预发泡，4）包覆，5）烘干，6）成型，7）切割及包装。
进一步地，所述方法包括如下步骤：
1）称取原料：按照重量份称取原料备用：聚苯乙烯颗粒40-50份，树脂30-40份，磷系阻燃剂20-30份，无机环保阻燃剂20-30份，固化剂4-5份；
2）分散：利用高速分散机，将树脂、磷系阻燃剂以及无机环保阻燃剂混合均匀，得到阻燃树脂；
3）预发泡：采用间歇式发泡系统，对聚苯乙烯颗粒进行预发泡，备用；
4）包覆：将聚苯乙烯颗粒加入到搅拌仓中，然后注入阻燃树脂，同时开动搅拌，使聚苯乙烯颗粒和阻燃树脂混合均匀，最后喷淋固化剂，经过匀速搅拌，使阻燃树脂均匀包覆在聚苯乙烯颗粒的表面；
5）烘干：采用烘干输送系统，将包覆完毕的颗粒缓慢通过烘干机，进行彻底烘干，得到改性EPS颗粒；
6）成型：将改性EPS颗粒进入成型板机中，然后通入蒸汽，成型板材；成型后的板材经过烘干房烘干陈化12~24h，烘房温度50~55℃，然后放置自然条件下陈化7d以上；
7）切割及包装：采用全自动切割机对陈化好的板材进行切割，最后，采用自动包装机对切割完毕的产品进行包装。
优选地，所述树脂由聚苯乙烯和聚丙烯按照2:1的质量比混合而成。
优选地，所述阻燃剂由红磷和磷酸三丁酯按照3：1的质量比混合而成。
优选地，所述无机环保阻燃剂由氧化镁和氧化铝按照1:1的质量比混合而成。
优选地，所述固化剂按照如下工艺制备而得：将甲苯二异氰酸酯和醋酸丁酯按照3:1的体积比投入到反应器中，加热至60℃，保温条件下，200rpm搅拌30min，然后滴加与醋酸丁酯相同体积的三羟甲基丙烷，30min滴加完毕，然后添加0.5%质量份的硬脂酸钙和0.8%质量份纳米碳化硅，继续以200rpm搅拌120min，即得固化剂。
本发明的关键技术以及有益效果主要包括但是并不限于以下几个方面：
利用共聚改性技术，使有机原料单体具有与防火物质相同的极性，使两者相亲和，并运用微相复合技术在每个有机颗粒表面形成防火隔离膜，使每一个颗粒形成相对独立的有机颗粒防火单元；
改性聚苯板当中有机颗粒防火单元表面的防火隔离膜，在火焰攻击下发生相态变化，能够迅速形成连续闭孔的蜂窝状防火隔离舱；该防火隔离舱一方面起到隔绝氧气，阻止火焰传播蔓延的作用；另一方面有效阻断了热量的进一步传导。遇火时，产品表面仅形成碳化层，不熔化，无熔融滴落物产生；
纳米碳化硅是一种性能优异的无机非金属材料，其具有比表面积大，表面吸附力强，化学纯度高、分散性能好、热阻等特异的性能，以其优越的稳定性性、补强性、增稠性和触变性，本发明采用纳米碳化硅分布在材料的骨架中，起到热阻作用，且不会影响结构，同时还会提高隔热保温材料的强度；硬脂酸钙作为聚苯乙烯的稳定剂使用，加入后可增加在高温搅拌过程中的热稳定性；
申请人独立研发制备了一种阻燃性改性EPS板，通过对聚苯板进行改性，使产品导热系数小于0.02，燃烧性能达到等效A级不燃，遇火不燃，火焰烧烤无滴落物、不卷曲、不熔化、低烟气量，极大的提高了改性EPS板的防火性能；对于改性EPS板，由于其各项性能得到了极大改善，因此应用领域将更加广泛；加之其优异的防火阻燃性能，应用在建筑外墙外保温系统中更加安全；同时，由于本发明所提出的板材相较于EPS板强度更高，同等条件下可降低单位面积使用上的厚度，有效降低了整体建材的重量。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请具体实施例，对本发明进行更加清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
实施例1
一种具有保温防火性能的模塑聚苯板的生产方法，其包括如下步骤：
1）按照重量份称取原料备用：聚苯乙烯颗粒50份，树脂40份，磷系阻燃剂30份，无机环保阻燃剂30份，固化剂5份；
所述树脂由聚苯乙烯和聚丙烯按照2:1的质量比混合而成；
所述阻燃剂由红磷和磷酸三丁酯按照3:1的质量比混合而成；
所述无机环保阻燃剂由氧化镁和氧化铝按照1:1的质量比混合而成；
所述固化剂按照如下工艺制备而得：将甲苯二异氰酸酯和醋酸丁酯按照3:1的体积比投入到反应器中，加热至60℃，保温条件下，200rpm搅拌30min，然后滴加与醋酸丁酯相同体积的三羟甲基丙烷，30min滴加完毕，然后添加0.5%质量份的硬脂酸钙和0.8%质量份纳米碳化硅，继续以200rpm搅拌120min，即得固化剂。
2）分散：利用高速分散机，将树脂、磷系阻燃剂以及无机环保阻燃剂混合均匀，得到阻燃树脂；
3）EPS原料预发泡：采用间歇式发泡系统，对聚苯乙烯颗粒进行预发泡，备用；
4）包覆：采用全自动称重压力喷淋系统，通过自动上料、自动称量及自动压力喷淋将聚苯乙烯颗粒加入到搅拌仓中，然后注入阻燃树脂，同时开动搅拌，使聚苯乙烯颗粒和阻燃树脂混合均匀，最后喷淋固化剂，经过匀速搅拌，使阻燃树脂均匀包覆在聚苯乙烯颗粒的表面；
5）烘干：采用烘干输送系统，将包覆完毕的颗粒缓慢通过烘干机，进行彻底烘干，得到改性EPS颗粒；
6）成型：采用全自动新型板机成型系统，将改性EPS颗粒通过风机系统从贮料仓进入成型板机中，然后向板机中通入蒸汽，控制蒸汽的通入时间，成型板材；再通过真空冷却系统，在板机温度高时，将水蒸气以及可燃的发泡剂排出，使生产的板材含水率更低，阻燃效果更好，生产效率更高；成型后的板材需经过烘干房烘干陈化12-24h，烘房温度50-55℃，然后放置自然条件下陈化7d以上。
7）切割及包装：采用全自动切割机对陈化好的板材进行切割，最后，采用自动包装机对切割完毕的产品进行包装。
实施例2
一种具有保温防火性能的模塑聚苯板的生产方法，其包括如下步骤：
1）按照重量份称取原料备用：聚苯乙烯颗粒40份，树脂30份，磷系阻燃剂20份，无机环保阻燃剂20份，固化剂4份；
所述树脂由聚苯乙烯和聚丙烯按照2:1的质量比混合而成；
所述磷系阻燃剂由红磷和磷酸三丁酯按照3：1的质量比混合而成；
所述无机环保阻燃剂由氧化镁和氧化铝按照1:1的质量比混合而成；
所述固化剂按照如下工艺制备而得：将甲苯二异氰酸酯和醋酸丁酯按照3:1的体积比投入到反应器中，加热至60℃，保温条件下，200rpm搅拌30min，然后滴加与醋酸丁酯相同体积的三羟甲基丙烷，30min滴加完毕，然后添加0.5%质量份的硬脂酸钙和0.8%质量份纳米碳化硅，继续以200rpm搅拌120min，即得固化剂。
2）分散：利用高速分散机，将树脂、磷系阻燃剂以及无机环保阻燃剂混合均匀，得到阻燃树脂；
3）EPS原料预发泡：采用间歇式发泡系统，对聚苯乙烯颗粒进行预发泡，备用；
4）包覆：采用全自动称重压力喷淋系统，通过自动上料、自动称量及自动压力喷淋将聚苯乙烯颗粒加入到搅拌仓中，然后注入阻燃树脂，同时开动搅拌，使聚苯乙烯颗粒和阻燃树脂混合均匀，最后喷淋固化剂，经过匀速搅拌，使阻燃树脂均匀包覆在聚苯乙烯颗粒的表面；
5）烘干：采用烘干输送系统，将包覆完毕的颗粒缓慢通过烘干机，进行彻底烘干，得到改性EPS颗粒；
6）成型：采用全自动新型板机成型系统，将改性EPS颗粒通过风机系统从贮料仓进入成型板机中，然后向板机中通入蒸汽，控制蒸汽的通入时间，成型板材；再通过真空冷却系统，在板机温度高时，将水蒸气以及可燃的发泡剂排出，使生产的板材含水率更低，阻燃效果更好，生产效率更高；成型后的板材需经过烘干房烘干陈化12-24h，烘房温度50-55℃，然后放置自然条件下陈化7d以上。
7）切割及包装：采用全自动切割机对陈化好的板材进行切割，最后，采用自动包装机对切割完毕的产品进行包装。
实施例3
本发明制备的模塑聚苯板材性能指标测试：
1. 以市场常用的EPS板材作为对照，本发明以实施例1为例，具体结果见表1：
表1 EPS板和本发明模塑聚苯板性能指标对比表
2. 本发明还检测了固化剂对模塑聚苯板的性能影响：
试验组以实施例2为例，对照组选用常用的聚氨酯固化剂；各性能参数分别为：试验组的导热系数为0.015，抗压强度为0.24，尺寸稳定性（ GB/T8811 30℃ 48小时）0.27%；对照组的导热系数为0.029，抗压强度为0.11，尺寸稳定性（ GB/T8811 30℃ 48小时）0.34%。可见，本发明固化剂配伍合理，能够有效地提高板材性能，优于现有技术常用的固化剂。
最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本发明的若干个具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种具有保温防火性能的模塑聚苯板的生产方法，其包括如下步骤：1）称取原料，2）分散，3）预发泡，4）包覆，5）烘干，6）成型，7）切割及包装。
2.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
1）称取原料：按照重量份称取原料备用：聚苯乙烯颗粒40-50份，树脂30-40份，磷系阻燃剂20-30份，无机环保阻燃剂20-30份，固化剂4-5份；
2）分散：利用高速分散机，将树脂、磷系阻燃剂以及无机环保阻燃剂混合均匀，得到阻燃树脂；
3）预发泡：采用间歇式发泡系统，对聚苯乙烯颗粒进行预发泡，备用；
4）包覆：将步骤3）所得聚苯乙烯颗粒加入到搅拌仓中，然后注入阻燃树脂，同时开动搅拌，使聚苯乙烯颗粒和阻燃树脂混合均匀，最后喷淋固化剂，经过匀速搅拌，使阻燃树脂均匀包覆在聚苯乙烯颗粒的表面；
5）烘干：采用烘干输送系统，将包覆完毕的颗粒缓慢通过烘干机，进行彻底烘干，得到改性EPS颗粒；
6）成型：将改性EPS颗粒进入成型板机中，然后通入蒸汽，成型板材；成型后的板材经过烘干房烘干陈化12-24h，烘房温度50-55℃，然后放置自然条件下陈化7d以上；
7）切割及包装：采用全自动切割机对陈化好的板材进行切割，最后，采用自动包装机对切割完毕的产品进行包装。
3.根据权利要求2所述的生产方法，其特征在于，所述树脂由聚苯乙烯和聚丙烯按照2:1的质量比混合而成。
4.根据权利要求2所述的生产方法，其特征在于，所述磷系阻燃剂由红磷和磷酸三丁酯按照3：1的质量比混合而成。
5.根据权利要求2所述的生产方法，其特征在于，所述无机环保阻燃剂由氧化镁和氧化铝按照1:1的质量比混合而成。
6.根据权利要求2所述的生产方法，其特征在于，所述固化剂按照如下工艺制备而得：将甲苯二异氰酸酯和醋酸丁酯按照3:1的体积比投入到反应器中，加热至60℃，保温条件下，200rpm搅拌30min，然后滴加与醋酸丁酯相同体积的三羟甲基丙烷，30min滴加完毕，再添加0.5%质量份的硬脂酸钙和0.8%质量份纳米碳化硅，继续以200rpm搅拌120min，即得固化剂。
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