CN108439865B - 一种阻燃型聚苯乙烯水泥基保温板及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

针对现有聚苯乙烯水泥板溴系阻燃剂存在的问题，提供了一种阻燃型聚苯乙烯水泥基保温板，所用阻燃剂包括以下原料：超细钙矾石50‑70份、超细氢氧化钙5‑15份、超细伊利石5‑15份、偶联剂3‑8份和环氧树脂载体1‑3份。该无机阻燃剂具有阻燃、填充等功能，并且无卤、无毒、低烟、阻燃效果好，制备成本低；阻燃剂与水泥浆体具有良好的相容性，能有效防止搅拌过程中的分层；本发明所制备的阻燃型聚苯乙烯水泥基保温板防火等级达到A2级。

Description

一种阻燃型聚苯乙烯水泥基保温板及其制备方法
技术领域
本发明涉及聚苯乙烯水泥基保温板技术领域，特别涉及一种阻燃型聚苯乙烯水泥基保温板及其制备方法。
背景技术
聚苯乙烯水泥基保温板是将聚苯乙烯颗粒、水泥和外加剂按一定的配比混合搅拌后，经成型、烘干、切块制备而成的保温材料，但由于所用的聚苯乙烯颗粒为可发性聚苯乙烯，在普通聚苯乙烯中浸渍低沸点的物理发泡剂加工过程中受热发泡制成的热塑性树脂，属于易燃材料，存在引发火灾的安全隐患，并且在燃烧时火焰蔓延迅速，并伴有毒气和烟气产生。现在，一般添加溴系阻燃剂来改善聚苯乙烯的防火等级，但最高只能达到B1级，并且由于溴系阻燃剂破坏污染环境，在欧美国家已经禁止使用。同时当聚苯乙烯用来制备水泥基保温板时，聚苯乙烯与水泥浆体的相容性差，在搅拌过程中易分层，影响聚苯乙烯水泥基保温板的品质。
发明内容
本发明针对现有聚苯乙烯水泥板溴系阻燃剂存在的问题，提供了一种阻燃型聚苯乙烯水泥基保温板及其制备方法，所添加的阻燃剂无卤、无毒、低烟、阻燃效果好，且与水泥浆体有很好的相容性。
一种阻燃型聚苯乙烯水泥基保温板，包括以下原料：超细钙矾石50-70份、超细氢氧化钙5-15份、超细伊利石5-15份、偶联剂3-8份和环氧树脂载体1-3份。
优选地，所用偶联剂为二甲基硅油。
优选地，所用钙矾石的组成为C3A·3CŠ·H32。
优选地，所用环氧树脂载体为3%乙酸乙酯稀释的环氧树脂载体。
优选地，所用的阻燃剂，包括以下原料：超细钙矾石60份、超细氢氧化钙10份、超细伊利石14份、偶联剂7份和环氧树脂载体2.3份。
一种阻燃型聚苯乙烯水泥基保温板的制备方法，包括以下步骤：
（1）加热环氧树脂至35-45℃，取0.5-2份环氧树脂与预发泡的聚苯乙烯母料颗粒混合；加入20-40份超细钙矾石，搅拌均匀，将剩余环氧树脂加入并再次搅拌均匀，即得聚苯乙烯颗粒；
（2）将剩余超细钙矾石与超细氢氧化钙、超细伊利石和偶联剂搅拌均匀与上述步骤（1）得到的聚苯乙烯颗粒搅拌5-10 min，得到阻燃型聚苯乙烯颗粒；
（3）将步骤（2）制得的聚苯乙烯颗粒与10%的水混合，再与水泥和剩下的90%水搅拌均匀，填入模具，在温度20-40℃、相对湿度80-95%的条件下养护24h，脱模，再在温度20-40℃、相对湿度80-95%的条件下养护40-60h得到聚苯乙烯水泥基保温板；
步骤（3）中所述的聚苯乙烯颗粒、水泥、水按照重量比为1:10:0.5。
本发明的有益效果：
1、本发明通过环氧树脂在预发泡的聚苯乙烯母料颗粒表层形成钙矾石层和钙矾石与氢氧化钙、伊利石和偶联剂复合层。钙矾石层主要为超细钙矾石，高温下能释放大量结晶水，但在生产水泥基保温板时钙矾石易于水泥中的铝酸钙发生反应生成低硫型水化硫酸铝钙，导致含水量降低。所以设计了复合层，不但防止钙矾石发生转变，而且与水泥浆体具有良好相容性。
2、该无机阻燃剂具有阻燃、填充等功能，并且无卤、无毒、低烟、阻燃效果好，制备成本低；阻燃剂中的钙矾石和氢氧化钙均为水泥水化产物，与水泥浆体具有良好的相容性，能有效防止搅拌过程中的分层。
3、每摩尔钙矾石（3CaO·Al2O3·3CaSO4·32H2O）含有32个结晶水，含水量高达61.7%。在75℃发生吸热脱水反应后，生成大量的自由水，这部分自由水可以有效地降低环境温度，阻止燃烧。氢氧化钙为本发明所制备的阻燃型聚苯乙烯颗粒在生产水泥基保温板时提供高钙环境保证钙矾石的稳定存在，防止钙矾石向低硫型水化硫酸铝钙（3CaO·Al2O3·3CaSO4·12H2O）转变，导致单摩尔结晶水含量由32降低至12，不利于阻止燃烧。伊利石为含水层状结构的硅酸盐矿物，在燃烧时会吸热分层，提高阻燃体系的残重率，中断燃烧链反应。
4、本发明所制备的阻燃型聚苯乙烯水泥基保温板防火等级达到A2级。
具体实施方式
实施例1
一种阻燃型聚苯乙烯水泥基保温板，所用的阻燃剂，包括以下原料：重量份数70份超细钙矾石、15份超细氢氧化钙、5份超细伊利石、8份偶联剂和3份环氧树脂载体。
一种阻燃型聚苯乙烯水泥基保温板的制备方法，包括以下步骤：
（1）加热环氧树脂至35℃，取0.5份环氧树脂与预发泡的聚苯乙烯母料颗粒混合；加入20份超细钙矾石，搅拌均匀，将剩余环氧树脂加入并再次搅拌均匀，即得聚苯乙烯颗粒；
（2）将剩余超细钙矾石与超细氢氧化钙、超细伊利石和偶联剂搅拌均匀与上述步骤（1）得到的聚苯乙烯颗粒搅拌5 min，得到阻燃型聚苯乙烯颗粒；
（3）将步骤（2）制得的聚苯乙烯颗粒与10%的水混合，再与水泥和剩下的90%水搅拌均匀，填入模具，在温度20℃、相对湿度80%的条件下养护24h，脱模，再在温度20℃、相对湿度80%的条件下养护60h得到聚苯乙烯水泥基保温板；
步骤（3）中所述的苯乙烯颗粒、水泥、水按照重量比为1:10:0.5。
实施例2
一种阻燃型聚苯乙烯水泥基保温板，所用的阻燃剂，包括以下原料：重量份数50份超细钙矾石、5份超细氢氧化钙、15份超细伊利石、3份偶联剂和1份环氧树脂载体。
一种阻燃型聚苯乙烯水泥基保温板的制备方法，包括以下步骤：
（1）加热环氧树脂至45℃，取2份环氧树脂与预发泡的聚苯乙烯母料颗粒混合；加入40份超细钙矾石，搅拌均匀，将剩余环氧树脂加入并再次搅拌均匀，即得聚苯乙烯颗粒；
（2）将剩余超细钙矾石与超细氢氧化钙、超细伊利石和偶联剂搅拌均匀与上述步骤（1）得到的聚苯乙烯颗粒搅拌10 min，得到阻燃型聚苯乙烯颗粒；
（3）将步骤（2）制得的聚苯乙烯颗粒与10%的水混合，再与水泥和剩下的90%水搅拌均匀，填入模具，在温度40℃、相对湿度95%的条件下养护24h，脱模，再在温度40℃、相对湿度95%的条件下养护40h得到聚苯乙烯水泥基保温板；
步骤（3）中所述的苯乙烯颗粒、水泥、水按照重量比为1:10:0.5。
实施例3
一种阻燃型聚苯乙烯水泥基保温板，所用的阻燃剂，包括以下原料：重量份数60份超细钙矾石、10份超细氢氧化钙、14份超细伊利石、7份偶联剂和2.3份环氧树脂载体。
一种阻燃型聚苯乙烯水泥基保温板的制备方法，包括以下步骤：
（1）加热环氧树脂至40℃，取1份环氧树脂与预发泡的聚苯乙烯母料颗粒混合；加入30份超细钙矾石，搅拌均匀，将剩余环氧树脂加入并再次搅拌均匀，即得聚苯乙烯颗粒；
（2）将剩余超细钙矾石与超细氢氧化钙、超细伊利石和偶联剂搅拌均匀与上述步骤（1）得到的聚苯乙烯颗粒搅拌8 min，得到阻燃型聚苯乙烯颗粒；
（3）将步骤（2）制得的聚苯乙烯颗粒与10%的水混合，再与水泥和剩下的90%水搅拌均匀，填入模具，在温度30℃、相对湿度88%的条件下养护24h，脱模，再在温度30℃、相对湿度88%的条件下养护50h得到聚苯乙烯水泥基保温板；
步骤（3）中所述的苯乙烯颗粒、水泥、水按照重量比为1:10:0.5。
参照例
一种聚苯乙烯水泥基保温板的制备方法，包括以下步骤：
将聚苯乙烯颗粒与10%的水混合，再与水泥和剩下的90%水搅拌均匀，填入模具，在温度30℃、相对湿度88%的条件下养护24h，脱模，再在温度30℃、相对湿度88%的条件下养护50h得到聚苯乙烯水泥基保温板；所述的苯乙烯颗粒、水泥、水按照重量比为1:10:0.5。
将保温板按照《GB8624-2006建筑材料及制品燃烧性能分级》和《GB/T 20473-2006建筑保温砂浆》进行试验，结果见表1。
表1：保温板性能比较
Figure DEST_PATH_IMAGE001
。

Claims (4)

1.一种阻燃型聚苯乙烯水泥基保温板，其特征在于，包括以下原料：超细钙矾石50-70份、超细氢氧化钙5-15份、超细伊利石5-15份、偶联剂3-8份和环氧树脂载体1-3份；
所述的阻燃型聚苯乙烯水泥基保温板的制备方法，包括以下步骤：
（1）加热环氧树脂至35-45℃，取0.5-2份环氧树脂与预发泡的聚苯乙烯母料颗粒混合；加入20-40份超细钙矾石，搅拌均匀，将剩余环氧树脂加入并再次搅拌均匀，即得聚苯乙烯颗粒；
（2）将剩余超细钙矾石与超细氢氧化钙、超细伊利石和偶联剂搅拌均匀与上述步骤（1）得到的聚苯乙烯颗粒搅拌5-10 min，得到阻燃型聚苯乙烯颗粒；
（3）将步骤（2）制得的聚苯乙烯颗粒与10%的水混合，再与水泥和剩下的90%水搅拌均匀，填入模具，在温度20-40℃、相对湿度80-95%的条件下养护24h，脱模，再在温度20-40℃、相对湿度80-95%的条件下养护40-60h得到聚苯乙烯水泥基保温板；
步骤（3）中所述的聚苯乙烯颗粒、水泥、水的重量比为1:10:0.5。
2.根据权利要求1所述的阻燃型聚苯乙烯水泥基保温板，其特征在于，所用偶联剂为二甲基硅油；所用钙矾石的组成为C3A·3CŠ·H32；所用环氧树脂载体为3%乙酸乙酯稀释的环氧树脂载体。
3.根据权利要求1所述的阻燃型聚苯乙烯水泥基保温板，其特征在于，包括以下原料：超细钙矾石60份、超细氢氧化钙10份、超细伊利石14份、偶联剂7份和环氧树脂载体2.3份。
4.一种权利要求1所述的阻燃型聚苯乙烯水泥基保温板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）加热环氧树脂至35-45℃，取0.5-2份环氧树脂与预发泡的聚苯乙烯母料颗粒混合；加入20-40份超细钙矾石，搅拌均匀，将剩余环氧树脂加入并再次搅拌均匀，即得聚苯乙烯颗粒；
（2）将剩余超细钙矾石与超细氢氧化钙、超细伊利石和偶联剂搅拌均匀与上述步骤（1）得到的聚苯乙烯颗粒搅拌5-10 min，得到阻燃型聚苯乙烯颗粒；
（3）将步骤（2）制得的聚苯乙烯颗粒与10%的水混合，再与水泥和剩下的90%水搅拌均匀，填入模具，在温度20-40℃、相对湿度80-95%的条件下养护24h，脱模，再在温度20-40℃、相对湿度80-95%的条件下养护40-60h得到聚苯乙烯水泥基保温板；
步骤（3）中所述的聚苯乙烯颗粒、水泥、水的重量比为1:10:0.5。
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