CN110172214B - 一种阻燃型聚苯乙烯保温材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种阻燃型聚苯乙烯保温材料及其制备方法。所述阻燃型聚苯乙烯保温材料包括可发性聚苯乙烯母粒内核、包覆于所述内核外部的阻燃层，所述阻燃层由内向外依次包括第一本质阻燃聚氨酯层、无机阻燃层和第二本质阻燃聚氨酯层。本发明以本质阻燃水性聚氨酯为成膜物质，结合特定比例的改性无机阻燃剂，对聚苯乙烯母粒进行双组分协同阻燃包覆改性，制备得到核壳型阻燃结构的聚苯乙烯泡沫颗粒，实现了核壳层有机、无机阻燃剂协同阻燃，显著提高了聚苯乙烯保温材料的阻燃性和力学性能，其极限氧指数可达29％以上，燃烧等级为A级，拉伸强度可达到0.91Mpa以上，具有广阔的应用前景。

Description

一种阻燃型聚苯乙烯保温材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及阻燃材料技术领域，尤其涉及一种阻燃型聚苯乙烯保温材料及其制备方法。
背景技术
目前最常见的建筑外墙保温材料主要有：聚苯乙烯泡沫板(EPS)、酚醛泡沫板、挤塑板(XPS)、聚氨酯泡沫保温材料等。其中，聚苯乙烯泡沫(EPS)保温板的导热系数低、稳定性好、耐候性优、吸震性强，且成本低、易加工，作为第二代保温材料，EPS在保温材料市场的占有率超过85％。然而EPS极限氧指数低(LOI％<18％)，遇火剧烈燃烧，低聚聚苯乙烯(PS)侧链上的苯环极易脱掉，导致其产生大量浓烟、有毒气体和熔滴。
目前，国内外关于阻燃型EPS材料的研究，一部分是反应型阻燃改性方法，在可发性聚苯乙烯母粒的制备过程中引入卤素或者其他反应型阻燃剂成分，使阻燃剂与聚苯乙烯分子链发生化学反应，制备出本质阻燃型EPS母粒，再通过传统的预发泡热压成型工艺制备阻燃型EPS保温材料。这种方法普遍存在阻燃级别可控性差、生产工艺复杂，生产成本高等显著缺点，很难在短时期内实现技术上的突破，进行工业化生产。另外一部分的研究为添加型阻燃改性，是以物理共混的方法，将阻燃剂添加到EPS母粒中，对EPS母粒包覆改性后再进行发泡成型制备阻燃型EPS保温材料。近年来，有较多的研究者将大量酚醛树脂、脲醛树脂等加入EPS母粒中对其进行包覆改性，但是上述树脂与EPS母粒的粘结性较差，导致材料力学性能下降，抗压抗折性能差，而且现有的树脂包覆改性很难达到A级阻燃(一般为B1或B2级)。因此，解决阻燃剂与EPS母粒之间相容性差的问题，探索更高效的阻燃途径，同时提高EPS材料的阻燃性和力学性能，建立EPS保温材料的高效阻燃机制，是目前EPS保温材料研究领域亟待解决的关键问题。
发明内容
针对现有技术中，聚苯乙烯保温材料阻燃改性技术不能达到同时提高材料的阻燃性和力学性能的问题，本发明提供一种阻燃型聚苯乙烯保温材料及其制备方法。
为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案是：
一种阻燃型聚苯乙烯保温材料，包括可发性聚苯乙烯母粒、包覆于所述可发性聚苯乙烯母粒外部的阻燃层，所述阻燃层由内向外依次包括第一本质阻燃聚氨酯层、无机阻燃层和第二本质阻燃聚氨酯层；
其中，所述可发性聚苯乙烯母粒、所述无机阻燃层、所述第一本质阻燃聚氨酯层和所述第二本质阻燃聚氨酯层之和的质量比为1-2:0.5-2:1-6:1-5。
针对现有添加型EPS保温材料阻燃改性中存在的阻燃剂与EPS母粒相容性较差，导致的阻燃性能欠佳、阻燃效果不持久和力学性能下降的问题，本发明以本质阻燃聚氨酯为成膜物质，结合特定比例的改性无机阻燃剂，对EPS 母粒进行协同包覆改性，制备得到核壳型的阻燃结构，实现了核壳层有机阻燃剂无机阻燃剂协同阻燃，显著提高了聚苯乙烯保温材料的阻燃性和力学性能，其极限氧指数可达29％以上，燃烧等级为A级，拉伸强度可达到0.91Mpa以上。
本发明利用聚氨酯粘结力强、成膜性好的优势，提高了EPS珠粒与无机阻燃剂之间的粘结性和相容性；聚氨酯还具有耐水、耐油性能好以及耐撕裂性能好的优势，而且本质阻燃聚氨酯自身也具有较好的阻燃性，将其包覆于EPS 珠粒外部以及无机阻燃剂外部，还可以从包覆液的角度增加一层有力的阻燃保障，从而使聚苯乙烯保温材料的阻燃性能显著增强的同时，还具有优异的力学性能和耐水性能。
优选的，所述第一本质阻燃聚氨酯层和/或所述第二本质阻燃聚氨酯层的材料为改性本质阻燃聚氨酯，所述改性本质阻燃聚氨酯的包括如下组分：聚醚二元醇11-24份，二异氰酸酯12-21份，亲水扩链剂1.6-2.1份，中和剂0.8-1.2 份，氮磷协效阻燃剂5-15份，含磷多元醇5-15份和水150-200份。
本发明提供的本质阻燃聚氨酯，通过氮磷协效阻燃剂对聚氨酯的硬段进行阻燃改性，通过含磷多元醇对聚氨酯的软段进行阻燃改性，得到软硬段共阻燃的聚氨酯乳液，具有较好的机械性能和成膜性能的基础，同时具有优异的阻燃性。
优选的，所述无机阻燃层的材料为改性无机阻燃剂，所述改性无机阻燃剂的原料包括阴离子表面活性剂和无机阻燃剂。
通过阴离子表面活性剂对无机阻燃剂进行改性，得到与水性聚氨酯乳液相容性良好的改性无机阻燃剂，有效解决了无机阻燃剂与水性聚氨酯乳液相容性较差的问题，使第一本质阻燃聚氨酯层、改性无机阻燃剂层和第二本质阻燃聚氨酯层成为相容性良好，且粘结性较强的包覆于EPS母核外部的整体阻燃层，显著提高聚苯乙烯阻燃材料的阻燃性能。
改性后的无机阻燃剂易与本质阻燃聚氨酯共混形成均一相，且粘结力好，本质阻燃水性聚氨酯层充当EPS母粒和无机阻燃剂之间的粘结桥梁，解决了 EPS母粒与阻燃剂相容性差的问题。
优选的，所述改性无机阻燃剂的制备方法包括如下步骤：将无机阻燃剂、阴离子表面活性剂和水搅拌混合20-40min，超声处理0.5-3h，过滤，干燥，研磨，得阴离子表面活性剂改性的无机阻燃剂。
优选的，所述无机阻燃剂、所述阴离子表面活性剂和水的质量比为4.5- 5.5:1-2:100。
通过采用阴离子表面活性剂对无机阻燃剂进行表面包覆改性，改变无机阻燃剂颗粒的表面状态，提高其表面活性，使其表面产生新的物理、化学功能，改性后无机阻燃剂与本质阻燃聚氨酯乳液之间的相容性增强，粘附力增强，从而使聚氨酯乳液包覆于无机阻燃剂的表面，提高了无机阻燃剂与EPS母粒的相容性。
优选的，所述无机阻燃剂为氢氧化镁、硫酸镁、氢氧化铝或膨胀型石墨中的一种或几种。
优选的，所述阴离子表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、硬脂酸钠或油酸钠中的一种或几种。
优选的阴离子表面活性剂可显著增强氢氧化镁、硫酸镁、氢氧化铝或膨胀型石墨与聚氨酯的相容性。
优选的，所述聚醚二元醇为聚丙二醇。
优选的，所述二异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯。
本发明中所述二异氰酸酯可以为三甲基六亚甲基二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、1,4-环己烷二异氰酸酯、四亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯等常见的二异氰酸酯。优选为甲苯二异氰酸酯。
优选的，所述亲水扩链剂为二羟甲基丙酸。
优选的，所述中和剂为三乙胺。
优选的，所述氮磷协效阻燃剂为[[双(2-羟乙基)氨基]甲基]磷酸二乙酯。
在水性聚氨酯大分子中通过共聚的方法将甲基磷酸二乙酯引入到聚氨酯的软链上，使其作为最终产物的结构组成部分，赋予聚氨酯良好的耐久性和阻燃性，且在使用过程中不易析出。
优选的，所述含磷多元醇为磷氮协效阻燃聚酯二元醇。
磷氮协效阻燃聚酯二元醇的制备方法已在相关专利CN 107417898A报道过，将磷氮结构的聚酯二元醇通过嵌段共聚反应引入聚氨酯的硬链上，可赋予聚氨酯优异的本质阻燃属性。
优选的，所述改性本质阻燃聚氨酯的制备方法至少包括以下步骤：
步骤a，按照所述设计配比称取各组分，将称取的二异氰酸酯、亲水扩链剂、聚醚二元醇，混合均匀，在惰性气体保护下，于70-85℃反应2-4h，得聚氨酯预聚体；
步骤b，向所述聚氨酯预聚体中加入称取的氮磷协效阻燃剂，混合均匀，于75-85℃反应2-4h，然后加入称取的含磷多元醇，继续反应2-4h，降温至 30-50℃，加入中和剂，反应25-35min，得到本质阻燃改性聚氨酯预聚体；
步骤c，将所述本质阻燃改性聚氨酯预聚体于搅拌条件下加入0-10℃的水中，乳化5-15min，得改性本质阻燃聚氨酯。
将含有阻燃功能基团的单体引入水性聚氨酯的分子结构中，使水性聚氨酯在具有较好机械性能、成膜性能等的基础上，同时具有较优的阻燃效果，利用聚氨酯粘结力强、成膜性能好的优势，提高EPS母粒与无机阻燃剂之间的粘结性和相容性，将其用于聚苯乙烯等颗粒类塑料材料的阻燃包覆改性，可大幅提高被改性材料的阻燃性、力学性能和耐水性能。
优选的，步骤b中加入中和剂前后还包括加入溶剂调节体系的粘度，以使体系具有合适的粘度，以便于中和剂与体系中的羧基充分反应，得到本质阻燃改性聚氨酯预聚体，其中，所述溶剂为丙酮或丁酮中的一种或两种。
优选的，步骤c中，搅拌速度为3500-6500r/min。
本发明中所述惰性气体可以为本领域常规的任何一种惰性气体，比如，氮气、氦气或氩气等，优选为氮气。
上述制备方法简单易行，便于实现大规模工业化生产。
本发明还提供了一种阻燃型聚苯乙烯保温材料的制备方法，所述制备方法至少包括以下步骤：
步骤一、调节用于形成所述第一本质阻燃聚氨酯层和用于形成所述第二本质阻燃聚氨酯的材料的粘度为20-24s，分别得到A1组分和A2组分；
步骤二、将称取的可发性聚苯乙烯母粒与A1组分混合，搅拌5-10min，过滤，将浸涂包覆后的可发性聚苯乙烯母粒于50-80℃干燥20-60min，得初级料；
步骤三、将所述初级料置于用于形成所述无机阻燃层的材料中，搅拌混合，得次级料；
步骤四、将所述次级料置于所述A2组分中，搅拌混合，得阻燃层包覆的可发性聚苯乙烯母粒；
步骤五、将所述阻燃层包覆的可发性聚苯乙烯母粒注入模具内，热压成型，得所述阻燃型聚苯乙烯保温材料。
优选的，所述用于形成第一本质阻燃聚氨酯层和所述用于形成第二本质阻燃聚氨酯的材料相同。
优选的，所述用于形成第一本质阻燃聚氨酯层的材料、用于形成第二本质阻燃聚氨酯的材料、用于形成无机阻燃层的材料和可发性聚苯乙烯母粒的质量比为4-6:4-6:0.5-2:1-2。
可选的，步骤一中，用增稠剂调节所述第一本质阻燃聚氨酯层和用于形成所述第二本质阻燃聚氨酯的材料的粘度，所述增稠剂为水性聚氨酯用增稠剂 NY-210、NY-201、NY-202、NY-206和NY-305中的一种，优先选择NY- 305。
将本质阻燃聚氨酯乳液的粘度调节为20-24s，可增加乳液的粘稠度，将涂覆本质阻燃水性聚氨酯乳液的EPS母粒于50-80℃干燥20-60min，可使EPS 母粒表面具有适中的粘度，有利于粘附无机阻燃剂，同时防止粘附的无机阻燃剂发生沉降或脱落。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
本发明实施例提供一种聚苯乙烯阻燃材料，其制备方法包括如下步骤：
首先制备本质阻燃聚氨酯乳液：
所述本质聚氨酯乳液包括如下重量份数的原料组分：聚丙二醇(N-210) 24份，甲苯二异氰酸酯14份，二羟甲基丙酸(DMPA)1.8份，三乙胺1.0 份，氮磷协效阻燃剂5份，含磷多元醇7.5份和水150份；
所述氮磷协效阻燃剂为[[双(2-羟乙基)氨基]甲基]磷酸二乙酯(FCR-6)，所述含磷多元醇为磷氮协效阻燃聚酯二元醇(PNJZ)。
上述本质阻燃聚氨酯乳液的制备步骤如下：
步骤一、将二羟甲基丙酸、聚丙二醇于110℃真空干燥箱中干燥12h；
步骤二、取四口瓶，加入称取的聚丙二醇N-210、甲苯二异氰酸酯 (TDI)和二羟甲基丙酸(DMPA)，通入氮气，安装冷凝回流管，油浴加热至85℃，反应2h；
步骤三、加入称取的磷氮协效阻燃聚酯二元醇(PNJZ)，继续反应3h；
步骤四、加入称取的FRC-6，继续反应2h，反应过程中根据反应情况加入适量丁酮稀释体系粘度；
步骤五、降温至40℃，加入丁酮调节体系粘度，加入称取的三乙胺中和 35min，得本质阻燃改性聚氨酯预聚体；
步骤六、在高速分散机3500r/min的转速搅拌下，将上述本质阻燃改性聚氨酯预聚体缓慢倒入称取的温度为10℃的去离子水中，高速乳化15min后，得到淡黄色乳液，放置12h；使用旋转蒸发仪除去乳液中的丁酮，得到本质阻燃聚氨酯(FPU)乳液。
然后，制备改性无机阻燃剂，制备步骤如下：
将4.7g氢氧化镁、1.1g十二烷基苯磺酸钠加入到100g蒸馏水中，磁力搅拌30min，然后超声处理1.5h，抽滤，将抽滤得到的固体在80℃烘箱中干燥 24h，再于100℃下真空干燥2h，之后研磨成粉末，得到十二烷基苯磺酸钠改性的氢氧化镁。
上述聚苯乙烯阻燃材料的制备步骤如下：
步骤一、调节本质阻燃聚氨酯的粘度：称取上述制备得到的FPU乳液10g放入烧杯中，在磁力搅拌下，加入增稠剂NY-305调节体系粘度为20- 24s，连续搅拌5min，得A组分；
步骤二、称取1g上述制备得到的十二烷基苯磺酸钠改性的氢氧化镁放入烧杯中，记为B组分；
步骤三、称取2g可发性聚苯乙烯母粒，放入所述A组分中，同时进行磁力搅拌5-10min后，过滤取出后，将浸涂包覆后的母粒放于鼓风干燥箱中，于 60℃干燥30min；
步骤四、将步骤三得到的聚苯乙烯母粒放于所述B组分中，充分搅拌混合，然后再置于所述A组分中充分搅拌；
步骤五、将步骤四得到的包覆后的可发性聚苯乙烯母粒置于注入模具内，热压成型，得到高效阻燃聚苯乙烯保温材料，记为样品1#。经测试1#样品极限氧指数为29.1％，燃烧等级为A级，拉伸强度1.78MPa。
实施例2
本发明实施例提供一种聚苯乙烯阻燃材料，其制备方法包括如下步骤：
首先制备本质阻燃聚氨酯乳液：
所述本质聚氨酯乳液包括如下重量份数的原料组分：聚丙二醇11份，甲苯二异氰酸酯12份，二羟甲基丙酸2.1份，三乙胺1.2份，氮磷协效阻燃剂 15份，含磷多元醇5份和水180份；
所述氮磷协效阻燃剂为[[双(2-羟乙基)氨基]甲基]磷酸二乙酯(FCR-6)，所述含磷多元醇为磷氮协效阻燃聚酯二元醇(PNJZ)。
上述本质阻燃聚氨酯乳液的制备步骤如下：
步骤一、将二羟甲基丙酸、聚丙二醇等于110℃真空干燥箱中干燥12h；
步骤二、取四口瓶，加入称取的聚丙二醇N-210、甲苯二异氰酸酯 (TDI)和二羟甲基丙酸(DMPA)，通入氮气，安装冷凝回流管，油浴加热至70℃，反应4h；
步骤三、加入称取的磷氮协效阻燃聚酯二元醇(PNJZ)，继续反应4h；
步骤四、加入称取的FRC-6，继续反应4h，反应过程中根据反应情况加入适量丁酮稀释体系粘度；
步骤五、降温至30℃，加入丁酮稀释体系粘度，加入称取的三乙胺 (TEA)中和30min；
步骤六、在高速分散机5000r/min的转速搅拌下，将上述步骤五得到的预聚体缓慢倒入称取的温度为0℃的去离子水中，高速乳化8min后，得到淡黄色乳液，放置12h；使用旋转蒸发仪除去乳液中的丁酮，得到本质阻燃聚氨酯 (FPU)乳液。
然后制备改性无机阻燃剂，制备步骤如下：
将5g硫酸镁、1.5g硬脂酸钠加入到100g蒸馏水中，磁力搅拌30min，然后超声处理1.5h，抽滤，将抽滤得到的固体在80℃烘箱中干燥24h，再于 100℃下真空干燥2h，之后研磨成粉末，得到硬脂酸钠改性的硫酸镁。
上述聚苯乙烯阻燃材料的制备步骤如下：
步骤一、调节本质阻燃聚氨酯的粘度：称取上述制备得到的FPU乳液9g 放入烧杯中，在磁力搅拌下，加入增稠剂NY-206调节体系粘度为20-24s，连续搅拌5min，得A组分；
步骤二、称取0.5g上述制备得到的硬脂酸钠改性的硫酸镁放入烧杯中，记为B组分；
步骤三、称取1g可发性聚苯乙烯母粒，放入所述A组分中，同时进行磁力搅拌5-10min后，过滤取出后，将浸涂包覆后的母粒放于鼓风干燥箱中，于 50℃干燥60min；
步骤四、将步骤三得到的聚苯乙烯母粒放于所述B组分中，充分搅拌混合，然后再置于所述A组分中充分搅拌；
步骤五、将步骤四得到的包覆后的可发性聚苯乙烯母粒置于注入模具内，热压成型，得到高效阻燃聚苯乙烯保温材料，记为样品2#。经测试2#样品极限氧指数为29.3％，燃烧等级为A级，拉伸强度0.93MPa。
实施例3
本发明实施例提供一种聚苯乙烯阻燃材料，其制备方法包括如下步骤：
首先制备本质阻燃聚氨酯乳液：
所述本质聚氨酯乳液包括如下重量份数的原料组分：聚丙二醇18份，甲苯二异氰酸酯21份，二羟甲基丙酸1.6份，三乙胺0.8份，氮磷协效阻燃剂 10份，含磷多元醇15份和水200份；
所述氮磷协效阻燃剂为[[双(2-羟乙基)氨基]甲基]磷酸二乙酯(FCR-6)，所述含磷多元醇为磷氮协效阻燃聚酯二元醇(PNJZ)。
上述本质阻燃聚氨酯乳液的制备步骤如下：
步骤一、将二羟甲基丙酸、聚丙二醇等于110℃真空干燥箱中干燥12h；
步骤二、取四口瓶，加入称取的聚丙二醇N-210、甲苯二异氰酸酯 (TDI)和二羟甲基丙酸(DMPA)，通入氮气，安装冷凝回流管，油浴加热至80℃，反应3h；
步骤三、加入称取的磷氮协效阻燃聚酯二元醇(PNJZ)，反应2h；
步骤四、加入称取的FRC-6，继续反应3h，反应过程中根据反应情况加入适量丁酮稀释体系粘度；
步骤五、降温至50℃，加入丁酮稀释体系粘度，加入称取的三乙胺 (TEA)中和25min；
步骤六、在高速分散机6500r/min的转速搅拌下，将上述步骤五得到的预聚体缓慢倒入称取的温度为5℃的去离子水中，高速乳化5min后，得到淡黄色乳液，放置12h；使用旋转蒸发仪除去乳液中的丁酮，得到本质阻燃聚氨酯 (FPU)乳液。
然后，制备改性无机阻燃剂，制备步骤如下：
将5.5g氢氧化铝、2.0g十二烷基苯磺酸钠加入到100g蒸馏水中，磁力搅拌30min，然后超声处理1.5h，抽滤，将抽滤得到的固体在80℃烘箱中干燥 24h，再于100℃下真空干燥2h，之后研磨成粉末，得到油酸钠改性的氢氧化铝。
上述聚苯乙烯阻燃材料的制备步骤如下：
步骤一、调节本质阻燃聚氨酯的粘度：称取上述制备得到的FPU乳液11g放入烧杯中，在磁力搅拌下，加入增稠剂NY-202调节体系粘度为20- 24s，连续搅拌5min，得A组分；
步骤二、称取2g上述制备得到的油酸钠改性的氢氧化铝放入烧杯中，记为B组分；
步骤三、称取1.5g可发性聚苯乙烯母粒，放入所述A组分中，同时进行磁力搅拌5-10min后，过滤取出后，将浸涂包覆后的母粒放于鼓风干燥箱中，于80℃干燥20min；
步骤四、将步骤三得到的聚苯乙烯母粒放于所述B组分中，充分搅拌混合，然后再置于所述A组分中充分搅拌；
步骤五、将步骤四得到的包覆后的可发性聚苯乙烯母粒置于注入模具内，热压成型，得到高效阻燃聚苯乙烯保温材料，记为样品3#。经测试3#样品极限氧指数为29.3％，燃烧等级为A级，拉伸强度0.91MPa。
通过上述制备方法得到的聚苯乙烯阻燃材料中可发性聚苯乙烯母粒、无机阻燃层、第一本质阻燃聚氨酯层和第二本质阻燃聚氨酯层的质量比均在1- 2:0.5-2:1-2:1-2的范围内。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种阻燃型聚苯乙烯保温材料，其特征在于，包括可发性聚苯乙烯母粒和包覆于所述可发性聚苯乙烯母粒外部的阻燃层，所述阻燃层由内向外依次包括第一本质阻燃聚氨酯层、无机阻燃层和第二本质阻燃聚氨酯层；
其中，所述可发性聚苯乙烯母粒、所述无机阻燃层、所述第一本质阻燃聚氨酯层和所述第二本质阻燃聚氨酯层的质量比为1-2:0.5-2:1-2:1-2；
所述第一本质阻燃聚氨酯层和/或所述第二本质阻燃聚氨酯层的材料为改性本质阻燃聚氨酯，所述改性本质阻燃聚氨酯的原料按照质量份数计包括如下组分：聚醚二元醇11-24份，二异氰酸酯12-21份，亲水扩链剂1.6-2.1份，中和剂0.8-1.2份，氮磷协效阻燃剂5-15份，含磷多元醇5-15份和水150-200份；
所述氮磷协效阻燃剂为[[双(2-羟乙基)氨基]甲基]磷酸二乙酯；所述含磷多元醇为磷氮协效阻燃聚酯二元醇；所述无机阻燃层的材料为改性无机阻燃剂，所述改性无机阻燃剂的原料包括阴离子表面活性剂和无机阻燃剂；
所述改性本质阻燃聚氨酯的制备方法至少包括以下步骤：
步骤a，按照设计配比称取各组分，将称取的二异氰酸酯、亲水扩链剂、聚醚二元醇，混合均匀，在惰性气体保护下，于70-85℃反应2-4h，得聚氨酯预聚体；
步骤b，向所述聚氨酯预聚体中加入称取的氮磷协效阻燃剂，混合均匀，于75-85℃反应2-4h，然后加入称取的含磷多元醇，继续反应2-4h，降温至30-50℃，加入中和剂，反应25-35min，得到本质阻燃改性聚氨酯预聚体；
步骤c，将所述本质阻燃改性聚氨酯预聚体于搅拌条件下加入0-10℃的水中，乳化5-15min，得改性本质阻燃聚氨酯。
2.如权利要求1所述的阻燃型聚苯乙烯保温材料，其特征在于，所述改性无机阻燃剂的制备方法包括如下步骤：将无机阻燃剂、阴离子表面活性剂和水搅拌混合20-40min，超声处理0.5-3h，过滤，干燥，研磨，得改性无机阻燃剂。
3.如权利要求2所述的阻燃型聚苯乙烯保温材料，其特征在于，所述无机阻燃剂、所述阴离子表面活性剂和水的质量比为4.5-5.5:1-2:100；和/或
所述无机阻燃剂为氢氧化镁、硫酸镁、氢氧化铝或膨胀型石墨中的一种或几种；和/或
所述阴离子表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、硬脂酸钠或油酸钠中的一种或几种。
4.如权利要求1所述的阻燃型聚苯乙烯保温材料，其特征在于，所述聚醚二元醇为聚丙二醇；和/或
所述二异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯；和/或
所述亲水扩链剂为二羟甲基丙酸；和/或
所述中和剂为三乙胺。
5.如权利要求1所述的阻燃型聚苯乙烯保温材料，其特征在于，步骤c中，搅拌速度为3500-6500r/min。
6.一种权利要求1-5任一项所述的阻燃型聚苯乙烯保温材料的制备方法，其特征在于，至少包括如下步骤：
步骤一、调节用于形成所述第一本质阻燃聚氨酯层和用于形成所述第二本质阻燃聚氨酯层的材料的粘度为20-24s，分别得到A1组分和A2组分；
步骤二、将称取的可发性聚苯乙烯母粒与A1组分混合，搅拌5-10min，过滤，将浸涂包覆后的可发性聚苯乙烯母粒于50-80℃干燥20-60min，得初级料；
步骤三、将所述初级料置于用于形成所述无机阻燃层的材料中，搅拌混合，得次级料；
步骤四、将所述次级料置于所述A2组分中，搅拌混合，得阻燃层包覆的可发性聚苯乙烯母粒；
步骤五、将所述阻燃层包覆的可发性聚苯乙烯母粒注入模具内，热压成型，得所述阻燃型聚苯乙烯保温材料。
7.如权利要求6所述的阻燃型聚苯乙烯保温材料的制备方法，其特征在于，所述用于形成第一本质阻燃聚氨酯层和用于形成第二本质阻燃聚氨酯层的材料相同；和/或
所述用于形成第一本质阻燃聚氨酯层的材料、用于形成第二本质阻燃聚氨酯层的材料、用于形成无机阻燃层的材料和可发性聚苯乙烯母粒的质量比为4-6:4-6:0.5-2:1-2。
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