CN111978587A - 一种阻燃聚苯乙烯材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种阻燃聚苯乙烯材料及其制备方法，本发明将膨胀石墨作与磷酸三苯酯相互搭配作为阻燃剂，有效提高了PS珠粒及EPS珠粒的阻燃效果，在悬浮聚合法生产PS珠粒过程中，利用膨胀石墨的疏水亲油特性均匀分散于水相中，并在聚合反应过程中转移至油相并均匀分布于PS珠粒中，没有发生聚集大颗粒的现象，有利于膨胀石墨的隔热阻燃性能的发挥，不影响后续的发泡工艺。酚醛树脂中添加阻燃隔热的二氧化硅气凝胶，有效包裹隔绝EPS发泡颗粒，起到阻燃作用，同时由于二氧化硅极小的容重，可以在满足隔热阻燃的作用下大幅降低包覆材料的重量，有效发挥材料的轻量化优点。

Description

一种阻燃聚苯乙烯材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及聚苯乙烯改性材料领域，特别涉及一种阻燃聚苯乙烯材料及其制备方法。
背景技术
传统的聚苯乙烯发泡塑料具有较低的导热系数和吸水率，质轻，遇火易燃，燃烧滴落物具有二次引燃性，氧指数只有18％，目前对聚苯乙烯材料的阻燃改性多为在悬浮聚合生产时直接加入阻燃剂。卤族阻燃剂与EPS相容性好，效率高，是传统聚合方法最常用的阻燃剂。其中六嗅环十二烷(HBCD)是典型的EPS材料阻燃剂。但用卤素阻燃剂制成的阻燃材料在燃烧过程中会产生大量的有毒气体、腐蚀性气体和烟雾，容易使人窒息，危害巨大。无卤阻燃剂如炭黑，二氧化硅等无机阻燃剂、含磷阻燃剂等虽然在高温下不易产生有毒气体，但存在阻燃效果不及卤素阻燃剂，制备过程中不易分散于聚苯乙烯油相的缺点。目前主要解决方法还是对无机阻燃剂进行表面改性以适应粉末在油相中的分散，防止聚集。而无卤阻燃剂阻燃效果差的解决方法主要是与其他种类的阻燃剂组合使用，但这样明显会增加合成工艺难度和成本。
悬浮聚合是一个比较复杂的聚合体系，除去单体和水之外，还要添加多种助剂，因此，影响苯乙烯悬浮聚合反应过程的因素较多，包括苯乙烯的纯度、水中的杂质、聚合温度、反应釜的形状、分散剂用量、引发剂浓度、搅拌速度和搅拌桨的位置等。如果反应条件控制不当，就会造成苯乙烯相分散不好，水相、油相分离，体系粘度快速增加，分散相发生团聚，甚至暴聚，最终导致聚合反应失败。
膨胀石墨(Expanded Graphite，简称EG)是由天然石墨鳞片经插层、水洗、干燥、高温膨化得到的一种疏松多孔的蠕虫状物质，性质稳定，具有极佳的抗氧化性和耐高温性，膨胀后的石墨薄片是膨胀体系的碳源，也是起到隔热作用的绝热层，提高材料的阻燃性能。膨胀石墨具有疏水性和亲油性，常用于吸附石油等有机物。
包覆阻燃是使用树脂、水、硅酸盐等能起到粘结作用的物质，与阻燃剂混合均匀，对EPS颗粒进行包覆处理，使阻燃剂牢固地吸附到EPS预发泡珠粒表面，进行模压成型从而实现阻燃。这种方法使可选择的阻燃剂种类更多，且阻燃剂的相容性、稳定性好，包覆物在颗粒外层己形成隔离防火层，因此阻燃性能更优，且为环保型阻燃剂阻燃EPS保温板的应用提供了有利条件。包覆EPS所用树脂常为热固性树脂，如:酚醛树脂、环氧树脂、三聚氰胺树脂或几种树脂的混合使用，外层树脂通常在固化剂或高温下交联固化，形成绝热防火层。其中，酚醛树脂除了能用做改善各种有机塑料和无机填料相容性的粘结剂，其本身有隔热性能良好、难燃、遇火炭化、离火自熄、低毒低烟等特点，是EPS包覆溶剂的最佳选择。但包覆阻燃会显著增加泡沫材料的重量，影响轻量化。
发明内容
本发明所要解决的技术问题：选取轻质无机阻燃剂膨胀石墨与含磷阻燃剂搭配获得高效阻燃的PS或EPS颗粒，在发泡成型过程中包覆轻质阻燃物，提高强度的同时进一步提高阻燃效果，降低材料容重。
为解决上述技术问题，本发明提供以下的技术方案：
一种阻燃聚苯乙烯材料的制备方法，具体步骤如下：
(1)水相溶液配制：取100重量份去离子水加入反应釜中，量取5重量份浓度为4wt％的聚乙烯醇水溶液、1重量份活性磷酸钙和0.6重量份浓度为0.2wt％的十二烷基苯磺酸钠水溶液加入到反应釜中，加热至50℃充分溶解，再向反应釜中加入4～6重量份膨胀石墨粉充分混匀；
(2)油相溶液配制：将苯乙烯：磷酸三苯酯按重量比10:1加入到混合容器中，加入磷酸三苯酯与过氧化苯甲酰并搅拌至完全溶解于苯乙烯中，得混合液即为混合油相；所述过氧化苯甲酰的加入量为混合液的1.2～1.5％；所述磷酸三苯酯的加入量为混合液的3～10wt％；
(3)300rpm持续搅拌下，按水油比4～5:1将混合油相加入到水相中，调整反应温度调至90℃，待升温至90℃后，保温5～8h，待反应体系中出现小的颗粒，颗粒为球状，直至体系中小颗粒变硬后，关闭加热器，继续搅拌，冷水降温至40℃以下时可停止搅拌，将珠粒倒入筛子中，用自来水冲洗干净后，放在通风口处干燥即得阻燃PS珠粒；
(4)在高压釜中，加入分散剂、表面活性剂和阻燃PS珠粒，将聚合釜封闭后从进样口加入戊烷，升温至90℃，压力0.8MPa，反应2～3h，降温至40℃后放气降压至常压，将产品洗涤，室温干燥，得阻燃EPS珠粒；
(5)将阻燃EPS珠粒进行预发泡、熟化后包覆SiO2气凝胶/酚醛树脂得包覆发泡颗粒，将包覆发泡颗粒模压成型即得阻燃聚苯乙烯材料。
优选地，所述步骤(5)的具体步骤为：
(a)取一定量的阻燃EPS珠粒，通入100℃的蒸汽进行预发泡，蒸汽压0.4MPa，通气时间30-60s；
(b)将预发泡的EPS颗粒置于50℃烘箱中约2h，烘干后取出，在室温下敞开放置4至8h得熟化的EPS颗粒；
(c)按质量比1:9～15将SiO2气凝胶粉末与质量分数90wt％的酚醛树脂混合，搅拌3-5min，搅拌速率大于100r/min，得阻燃液；
(d)将阻燃液与熟化的EPS颗粒混合，在电动搅拌机上500rpm，搅拌5min，使酚醛树脂包覆液均匀的涂覆在EPS颗粒表面，加入熟化EPS颗粒20wt％的固化剂继续搅拌2min后取出得包覆发泡颗粒；
(e)将包覆发泡颗粒倒入模具中，将模具放置在平板硫化机中模压成型、陈化即得阻燃聚苯乙烯材料，所述硫化机上下板温度控制在102-106℃，成型压力7.5Mpa，时间3min。
优选地，所述阻燃液与熟化的EPS颗粒的质量比为3～5:10。
优选地，所述SiO2气凝胶粉末的平均粒径在0.1～1mm。
优选地，所述膨胀石墨粉的粒径为500nm～500μm。
一种非发泡型阻燃聚苯乙烯材料的制备方法，以上述阻燃PS珠粒为原料，采用熔融挤出法进行制备。
本发明获得的有益效果：
1、本发明将膨胀石墨作与磷酸三苯酯相互搭配作为阻燃剂，有效提高了PS珠粒及EPS珠粒的阻燃效果，在悬浮聚合法生产PS珠粒过程中，利用膨胀石墨的疏水亲油特性均匀分散于水相中，并在聚合反应过程中转移至油相并均匀分布于PS珠粒中，没有发生聚集大颗粒的现象，有利于膨胀石墨的隔热阻燃性能的发挥，不影响后续的发泡工艺。
2、酚醛树脂中添加阻燃隔热的二氧化硅气凝胶，有效包裹隔绝EPS发泡颗粒，起到阻燃作用，同时由于二氧化硅极小的容重，可以在满足隔热阻燃的作用下大幅降低包覆材料的重量，有效发挥材料的轻量化优点。
附图说明
图1为静止10min后炭黑和膨胀石墨的粉末在水中的分散状况；
图2为静止10min后炭黑和膨胀石墨的粉末在苯乙烯中的分散状况；
其中，1为炭黑，2为膨胀石墨。
图3为不同碳素粒子在EPS发泡颗粒内部的分布情况对比图(电镜扫描图)。
其中，左图为炭黑粒子组，右图为膨胀石墨组。
具体实施方式
下面通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
实施例1：按如下方法制备阻燃聚苯乙烯材料：
(1)水相溶液配制：取100重量份去离子水加入反应釜中，量取5重量份浓度为4wt％的聚乙烯醇水溶液、1重量份活性磷酸钙和0.6重量份浓度为0.2wt％的十二烷基苯磺酸钠水溶液加入到反应釜中，加热至50℃充分溶解，再向反应釜中加入4重量份膨胀石墨粉充分混匀；膨胀石墨粉的最大粒径为500nm。由于膨胀石墨粉的疏水性，静电斥力使其在进入水中后均匀分散开来，不会相互聚集成团形成较大颗粒，有利于下一步向油相中的均匀转移。
(2)油相溶液配制：将苯乙烯：磷酸三苯酯按重量比10:1加入到混合容器中，加入磷酸三苯酯与过氧化苯甲酰并搅拌至完全溶解于苯乙烯中，得混合液即为混合油相；所述过氧化苯甲酰的加入量为混合液的1.2wt％；所述磷酸三苯酯的加入量为混合液的3wt％；
(3)300rpm持续搅拌下，按水油比4:1将混合油相加入到水相中，调整反应温度调至90℃，待升温至90℃后，保温5h，待反应体系中出现小的颗粒，颗粒为球状，直至体系中小颗粒变硬后，关闭加热器，继续搅拌，冷水降温至40℃以下时可停止搅拌，将珠粒倒入筛子中，用自来水冲洗干净后，放在通风口处干燥即得阻燃PS珠粒；搅拌聚合成粒的过程中水相中的膨胀石墨颗粒由于其亲油性，逐渐转移吸附进入油相中，并均匀分布在聚苯乙烯颗粒中，无须对膨胀石墨进行外表面的改性以适应油相的分散。
(4)在高压釜中，加入分散剂、表面活性剂和阻燃PS珠粒，将聚合釜封闭后从进样口加入戊烷，升温至90℃，压力0.8MPa，反应2h，降温至40℃后放气降压至常压，将产品洗涤，室温干燥，得阻燃EPS珠粒；
(5)将阻燃EPS珠粒进行预发泡、熟化后包覆SiO2气凝胶/酚醛树脂得包覆发泡颗粒，将包覆发泡颗粒模压成型即得阻燃聚苯乙烯材料，具体如下：
(a)取一定量的阻燃EPS珠粒，通入100℃的蒸汽进行预发泡，蒸汽压0.4MPa，通气时间30-60s；
(b)将预发泡的EPS颗粒置于50℃烘箱中约2h，烘干后取出，在室温下敞开放置4h得熟化的EPS颗粒；
(c)按质量比1:9将SiO2气凝胶粉末与质量分数90wt％的酚醛树脂混合，搅拌3min，搅拌速率大于100r/min，得阻燃液；SiO2气凝胶粉末的平均粒径在0.1mm。
(d)按质量比为3:10将阻燃液与熟化的EPS颗粒混合，在电动搅拌机上500rpm，搅拌5min，使酚醛树脂包覆液均匀的涂覆在EPS颗粒表面，加入熟化EPS颗粒20wt％的固化剂继续搅拌2min后取出得包覆发泡颗粒；
(e)将包覆发泡颗粒倒入模具中，将模具放置在平板硫化机中模压成型、陈化即得阻燃聚苯乙烯材料，所述硫化机上下板温度控制在102℃，成型压力7.5Mpa，时间3min。
实施例2：按如下方法制备阻燃聚苯乙烯材料：
(1)水相溶液配制：取100重量份去离子水加入反应釜中，量取5重量份浓度为4wt％的聚乙烯醇水溶液、1重量份活性磷酸钙和0.6重量份浓度为0.2wt％的十二烷基苯磺酸钠水溶液加入到反应釜中，加热至50℃充分溶解，再向反应釜中加入6重量份膨胀石墨粉充分混匀；膨胀石墨粉的最大粒径为500μm。
(2)油相溶液配制：将苯乙烯：磷酸三苯酯按重量比10:1加入到混合容器中，加入磷酸三苯酯与过氧化苯甲酰并搅拌至完全溶解于苯乙烯中，得混合液即为混合油相；所述过氧化苯甲酰的加入量为混合液的1.5％；所述磷酸三苯酯的加入量为混合液的10wt％；
(3)300rpm持续搅拌下，按水油比5:1将混合油相加入到水相中，调整反应温度调至90℃，待升温至90℃后，保温8h，待反应体系中出现小的颗粒，颗粒为球状，直至体系中小颗粒变硬后，关闭加热器，继续搅拌，冷水降温至40℃以下时可停止搅拌，将珠粒倒入筛子中，用自来水冲洗干净后，放在通风口处干燥即得阻燃PS珠粒；
(4)在高压釜中，加入分散剂、表面活性剂和阻燃PS珠粒，将聚合釜封闭后从进样口加入戊烷，升温至90℃，压力0.8MPa，反应3h，降温至40℃后放气降压至常压，将产品洗涤，室温干燥，得阻燃EPS珠粒；
(5)将阻燃EPS珠粒进行预发泡、熟化后包覆SiO2气凝胶/酚醛树脂得包覆发泡颗粒，将包覆发泡颗粒模压成型即得阻燃聚苯乙烯材料，具体如下：
(a)取一定量的阻燃EPS珠粒，通入100℃的蒸汽进行预发泡，蒸汽压0.4MPa，通气时间30-60s；
(b)将预发泡的EPS颗粒置于50℃烘箱中约2h，烘干后取出，在室温下敞开放置8h得熟化的EPS颗粒；
(c)按质量比1:15将SiO2气凝胶粉末与质量分数90wt％的酚醛树脂混合，搅拌5min，搅拌速率大于100r/min，得阻燃液；SiO2气凝胶粉末的平均粒径在1mm。
(d)按质量比为5:10将阻燃液与熟化的EPS颗粒混合，在电动搅拌机上500rpm，搅拌5min，使酚醛树脂包覆液均匀的涂覆在EPS颗粒表面，加入熟化EPS颗粒20wt％的固化剂继续搅拌2min后取出得包覆发泡颗粒；
(e)将包覆发泡颗粒倒入模具中，将模具放置在平板硫化机中模压成型、陈化即得阻燃聚苯乙烯材料，所述硫化机上下板温度控制在106℃，成型压力7.5Mpa，时间3min。
实施例3：按如下方法制备阻燃聚苯乙烯材料：
(1)水相溶液配制：取100重量份去离子水加入反应釜中，量取5重量份浓度为4wt％的聚乙烯醇水溶液、1重量份活性磷酸钙和0.6重量份浓度为0.2wt％的十二烷基苯磺酸钠水溶液加入到反应釜中，加热至50℃充分溶解，再向反应釜中加入5重量份膨胀石墨粉充分混匀；膨胀石墨粉的最大粒径为250μm。
(2)油相溶液配制：将苯乙烯：磷酸三苯酯按重量比10:1加入到混合容器中，加入磷酸三苯酯与过氧化苯甲酰并搅拌至完全溶解于苯乙烯中，得混合液即为混合油相；所述过氧化苯甲酰的加入量为混合液的1.35％；所述磷酸三苯酯的加入量为混合液的7wt％；
(3)300rpm持续搅拌下，按水油比4.5:1将混合油相加入到水相中，调整反应温度调至90℃，待升温至90℃后，保温6.5h，待反应体系中出现小的颗粒，颗粒为球状，直至体系中小颗粒变硬后，关闭加热器，继续搅拌，冷水降温至40℃以下时可停止搅拌，将珠粒倒入筛子中，用自来水冲洗干净后，放在通风口处干燥即得阻燃PS珠粒；
(4)在高压釜中，加入分散剂、表面活性剂和阻燃PS珠粒，将聚合釜封闭后从进样口加入戊烷，升温至90℃，压力0.8MPa，反应2.5h，降温至40℃后放气降压至常压，将产品洗涤，室温干燥，得阻燃EPS珠粒；
(5)将阻燃EPS珠粒进行预发泡、熟化后包覆SiO2气凝胶/酚醛树脂得包覆发泡颗粒，将包覆发泡颗粒模压成型即得阻燃聚苯乙烯材料，具体如下：
(a)取一定量的阻燃EPS珠粒，通入100℃的蒸汽进行预发泡，蒸汽压0.4MPa，通气时间30-60s；
(b)将预发泡的EPS颗粒置于50℃烘箱中约2h，烘干后取出，在室温下敞开放置6h得熟化的EPS颗粒；
(c)按质量比1:12将SiO2气凝胶粉末与质量分数90wt％的酚醛树脂混合，搅拌4min，搅拌速率大于100r/min，得阻燃液；SiO2气凝胶粉末的平均粒径在0.5mm。
(d)按质量比为4:10将阻燃液与熟化的EPS颗粒混合，在电动搅拌机上500rpm，搅拌5min，使酚醛树脂包覆液均匀的涂覆在EPS颗粒表面，加入熟化EPS颗粒20wt％的固化剂继续搅拌2min后取出得包覆发泡颗粒；
(e)将包覆发泡颗粒倒入模具中，将模具放置在平板硫化机中模压成型、陈化即得阻燃聚苯乙烯材料，所述硫化机上下板温度控制在104℃，成型压力7.5Mpa，时间3min。
实施例4：按如下方法制备非发泡型阻燃聚苯乙烯材料：
制备材料所用聚苯乙烯为实施例1中合成的阻燃PS珠粒(数均分子量为8.9×104g·mol-1。挤出或注塑加工前，原料均已经过干燥处理(80℃下鼓风干燥至少12h)。采用SHJ-20型双螺杆挤出机，挤出机螺杆为同向旋转，转速为100rpm，采用HTF90X 1型注塑机。加工前，首先将10phr与100phr PS充分混合，然后用双螺杆挤出机挤出造粒，粒子经过干燥后注塑机注塑成型。双螺杆挤出机I～VI各区段加工温度依次为160℃、160℃、165℃、170℃、164℃、158℃、；注塑机I～V各区段加工温度依次为170℃、175℃、175℃、180℃、175℃。
对照实施例1：其余均与实施例2相同，不同之处在于将SiO2气凝胶粉末替换为等粒径的SiO2粉末。
对照实施例2：其余均与实施例2相同，不同之处在于将膨胀石墨替换为炭黑。
对照实施例3：其余均与实施例2相同，不同之处在于没有加入膨胀石墨，以磷酸三苯酯替换其分量。
对照实施例4：将阻燃EPS珠粒进行预发泡、熟化后直接模压成型，不进行包覆步骤。
将实施例1～4及对照实施例1～4中制备的阻燃聚苯乙烯材料样品进行如下性能测试实验：
阻燃性能测试
采用HC-2C型氧指数测定仪测定泡沫材料的极限氧指数(LOI)，首先按照国标GB2408-80要求，制样为长80-150mm，宽10±0.5mm，厚10±0.5mm的长方体泡沫材料，调整氮氧比例，测定材料的极限氧指数值。结果见表1：
表1不同阻燃材料的极限氧指数值
组别 LOI(％)
实施例1 31.0
实施例2 29.5
实施例3 30.5
实施例4 26.5
对照实施例1 27.0
对照实施例2 25.5
对照实施例3 26.5
对照实施例4 26.0
单纯EPS 22.0
LOI值是评价塑料制品燃烧行为的常用标准，LOI值的大小表示物体在燃烧过程中的难易程度，LOI值越大大，表示该物体难燃烧；LOI值越小，表示该物体易于燃烧，阻燃性能差。LOI值低于22时为易燃物，22～27为可燃物，27以上为难燃物。
表1结合表2结果表明，将二氧化硅气凝胶替换为二氧化硅粉末后，包覆剂在相同重量下，体积急剧缩小，材料整体容重增大，包覆剂的阻隔吸热作用显著降低，包覆层变薄，机械强度降低，因此发泡成品的阻燃效果显著降低。SiO2气凝胶作为多孔材料一方面在材料阴烧时具有明显的抑烟性，其最重要的作用体现在对绝热性能的提高，纳米SiO2气凝胶具有优越的反射红外线性能，并具有一定的红外线的吸收能力，因此SiO2气凝胶较SiO2粉末用于包覆阻燃时效果更好。由于SiO2气凝胶表面的亲水性官能团作用，其在聚苯乙烯中难以分散，应用于EPS颗粒内部阻燃时较为困难。
膨胀石墨替换为炭黑后，由于炭黑表面含氧官能团少，化学性质就会比较稳定，极性较小，炭黑分散性能差，在溶剂及PS聚合物基体中极易团聚，因此阻燃EPS泡沫颗粒内部炭黑的分布极为不均匀，导致局部阻燃性能较差，从而影响了整体的阻燃性能。而膨胀石墨的性质与炭黑有较大区别，在溶剂及PS聚合物基体中分散性较好，有效提高了EPS阻燃材料的整体阻燃性能(如图1和图2所示)。
单独采用磷酸三苯酯作为阻燃剂时，其阻燃效果远远小于膨胀石墨与磷酸三苯酯的组合，主要是由于膨胀石墨分散于PS基体中后，可以有效隔热降温阻燃，磷酸三苯酯则抑制燃烧，二者相互配合使得EPS泡沫材料的成为难燃物。
实施例4和对照实施例4的阻燃性能较实施例1～3低的主要原因在于，采用悬浮聚合法制备的膨胀石墨与聚苯乙烯复合结构珠粒，其内部阻燃性与绝热性能都比较好，但在样品表面由于聚苯乙烯仍然裸露在外受热易燃烧分解，所以在制备泡沫体时设计“蜂巢”型结构泡沫板，可以有效解决该薄弱环节。由阻燃包覆剂与聚苯乙烯预发泡颗粒组成该结构，即使聚苯乙烯颗粒发泡融合连接成整体，又使包覆阻燃剂不连续均匀分散包覆在每一个聚苯乙烯泡体单元表面。从而在成型时即保持聚苯乙烯泡体的优异力学性能特点，又在燃烧时新型膨胀阻燃剂及时迅速膨胀碳化包覆并固定每个聚苯乙烯泡沫单元，使其燃烧熄灭不发生传播。从而达到制造低烟无卤高阻燃，且质轻、力学性能、保温性能和加工性能优异的新型阻燃聚苯乙烯泡沫成型体的目的。
测定样品的容重和机械强度，结果见表2：
表2样品的容重与机械强度
组别 容重(g/L) 抗压强度(kPa) 抗拉强度(kPa)
实施例1 88 314 514
实施例2 94 351 523
实施例3 91 338 519
对照实施例1 117 295 488
对照实施例4 71 212 333
采用树脂包覆法制备阻燃聚苯乙烯泡沫板时，树脂分子中含有大量羟基等极性基团，极易形成表面活性剂分子间氢键，能降低临界胶团浓度、降低表面张力，形成紧密的吸附结构等。用树脂做的包覆液能将阻燃剂牢固的吸附在EPS珠粒表面上，形成物理包覆结构，在固化剂作用及加热条件下，含有阻燃剂的树脂自身交联固化，形成隔热层，同时使含有阻燃剂的树脂层与周围的EPS珠粒牢固地联结在一起，形成牢固的化学包覆结构。由此可见，EPS珠粒表面包覆的含有阻燃剂的树脂中间层能增强EPS珠粒与珠粒之间的粘结作用，从而在有效提高EPS材料阻燃性能的同时还能有效提高其抗拉性能与压缩性能。
将实施例1和对照实施例2中制备的阻燃EPS颗粒进行内部电镜扫描，观察碳素材料在颗粒内的分布情况，如图3所示。
结果表明，炭黑和膨胀石墨粒子均分布在EPS泡沫颗粒的内壁上，但在粒径较小时，炭黑发生聚集成团，内壁上出现较大粒子，而膨胀石墨粒子则均匀的分布在内壁上，无聚团现象发生。
以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内；本发明未涉及的技术均可通过现有技术加以实现。

Claims (6)

1.一种阻燃聚苯乙烯材料的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：
(1)水相溶液配制：取100重量份去离子水加入反应釜中，量取5重量份浓度为4wt％的聚乙烯醇水溶液、1重量份活性磷酸钙和0.6重量份浓度为0.2wt％的十二烷基苯磺酸钠水溶液加入到反应釜中，加热至50℃充分溶解，再向反应釜中加入4～6重量份膨胀石墨粉充分混匀；
(2)油相溶液配制：将苯乙烯：磷酸三苯酯按重量比10:1加入到混合容器中，加入磷酸三苯酯与过氧化苯甲酰并搅拌至完全溶解于苯乙烯中，得混合液即为混合油相；所述过氧化苯甲酰的加入量为混合液的1.2～1.5％；所述磷酸三苯酯的加入量为混合液的3～10wt％；
(3)300rpm持续搅拌下，按水油比4～5:1将混合油相加入到水相中，调整反应温度调至90℃，待升温至90℃后，保温5～8h，待反应体系中出现小的颗粒，颗粒为球状，直至体系中小颗粒变硬后，关闭加热器，继续搅拌，冷水降温至40℃以下时可停止搅拌，将珠粒倒入筛子中，用自来水冲洗干净后，放在通风口处干燥即得阻燃PS珠粒；
(4)在高压釜中，加入分散剂、表面活性剂和阻燃PS珠粒，将聚合釜封闭后从进样口加入戊烷，升温至90℃，压力0.8MPa，反应2～3h，降温至40℃后放气降压至常压，将产品洗涤，室温干燥，得阻燃EPS珠粒；
(5)将阻燃EPS珠粒进行预发泡、熟化后包覆SiO2气凝胶/酚醛树脂得包覆发泡颗粒，将包覆发泡颗粒模压成型即得阻燃聚苯乙烯材料。
2.根据权利要求1中所述的一种阻燃聚苯乙烯材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(5)的具体步骤为：
(a)取一定量的阻燃EPS珠粒，通入100℃的蒸汽进行预发泡，蒸汽压0.4MPa，通气时间30-60s；
(b)将预发泡的EPS颗粒置于50℃烘箱中约2h，烘干后取出，在室温下敞开放置4至8h得熟化的EPS颗粒；
(c)按质量比1:9～15将SiO2气凝胶粉末与质量分数90wt％的酚醛树脂混合，搅拌3-5min，搅拌速率大于100r/min，得阻燃液；
(d)将阻燃液与熟化的EPS颗粒混合，在电动搅拌机上500rpm，搅拌5min，使酚醛树脂包覆液均匀的涂覆在EPS颗粒表面，加入熟化EPS颗粒20wt％的固化剂继续搅拌2min后取出得包覆发泡颗粒；
(e)将包覆发泡颗粒倒入模具中，将模具放置在平板硫化机中模压成型、陈化即得阻燃聚苯乙烯材料，所述硫化机上下板温度控制在102-106℃，成型压力7.5Mpa，时间3min。
3.根据权利要求2中所述的一种阻燃聚苯乙烯材料的制备方法，其特征在于：所述阻燃液与熟化的EPS颗粒的质量比为3～5:10。
4.根据权利要求2中所述的一种阻燃聚苯乙烯材料的制备方法，其特征在于：所述SiO2气凝胶粉末的平均粒径在0.1～1mm。
5.根据权利要求1中所述阻燃聚苯乙烯材料的制备方法，其特征在于，所述膨胀石墨粉的粒径为500nm～500μm。
6.一种非发泡型阻燃聚苯乙烯材料的制备方法，其特征在于：以权利要求1中制备的阻燃PS珠粒为原料，采用熔融挤出法进行制备。
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