CN112321959A - 一种阻燃xps挤塑板及其制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种阻燃XPS挤塑板及其制备工艺，属于保温板材的技术领域，其技术要点为：一种阻燃XPS挤塑板，包括以下重量份数的各组分：聚苯乙烯：900~950份；阻燃剂：20~40份；成核剂：16~28份；色母：20~30份；发泡剂：30~50份；氧化铝：10‑16份；石英砂：14‑19份。通过上述方案，在进行阻燃XPS挤塑板的制作过程中加入氧化铝与石英砂将显著降低XPS挤塑板的导热系数，并增强XPS挤塑板的压缩强度，进而使得所制得的XPS挤塑板具有更强的保温性能与结构强度。
Description
技术领域
本申请涉及保温板材的技术领域，尤其是涉及一种阻燃XPS挤塑板及其制备工艺。
背景技术
目前，市场上广泛应用于房屋装饰用的线条板材质为木材、石膏、不锈钢和塑料等，而且所述的塑料材质中最经常使用的就是聚苯乙烯材质，同时其中聚苯乙烯的应用又分为模塑聚苯乙烯泡沫塑料(EPS)和挤塑聚苯乙烯泡沫板(XPS)，其中，挤塑聚苯乙烯泡沫板(XPS)简称为聚苯乙烯挤塑板，聚苯乙烯挤塑板是经有特殊工艺连续挤出发泡成型的材料，所以其表面形成的硬膜均匀平整，内部完全闭孔发泡连续均匀，成蜂窝状结构，因此具有高抗压、轻质、不吸水、不透气耐磨和不降解的特性，与模塑聚苯乙烯泡沫塑料(EPS) 相比，其强度、保温、抗水汽渗透等性能有较大提高。在浸水条件下仍能完整的保持其保温性能和结构强度，特别适合应用于建筑物的隔热，保温，防潮处理，是当今建筑业物美价廉的施工材料之一。
但对于一些需要高保温性能的特殊环境，如精密实验室、培养室等场所，聚苯乙烯挤塑板的保温性能与结构强度仍需要进一步加强，为此，发明人认为有必要对现有的聚苯乙烯挤塑板工艺进行改善。
发明内容
为了实现XPS板具有更好的结构强度与保温性能，本申请提供一种阻燃XPS挤塑板及其制备工艺。
第一方面，本申请提供一种B，采用如下技术方案：
一种阻燃XPS挤塑板，包括以下重量份数的各组分：
聚苯乙烯：900～950份
阻燃剂：20～40份
成核剂：16～28份
色母：20～30份
发泡剂：30～50份
氧化铝：10-16份
石英砂：14-19份。
进一步设置为：所包括的各组分重量份数为：
聚苯乙烯：920～935份
阻燃剂：27～35份
成核剂：20～24份
色母：14～17份
发泡剂：36～45份
氧化铝：12～14份
石英砂：16～18份。
通过采用上述技术方案，
进一步设置为：所包括的各组分重量份数为：
聚苯乙烯：928份
阻燃剂：31份
成核剂：22份
色母：15份
发泡剂：22份
氧化铝：13份
石英砂：17份。
通过采用上述技术方案，通过采用上述技术方案，实施例3与对比例1、对比例2 的检测结果可以明显看出，在进行阻燃XPS挤塑板的制作过程中加入氧化铝与石英砂将显著降低XPS挤塑板的导热系数，并增强XPS挤塑板的压缩强度，进而使得所制得的 XPS挤塑板具有更强的保温性能与结构强度，通过实施例1～5的数据则可看出，阻燃XPS 挤塑板两方面性能最好时各组分所选取的重量份数。
进一步设置为：所述成核剂为粒径不小于2000目的石墨。
通过采用上述技术方案，通过实施例3与实施例6的检测结果可以看出，采用石墨作为成核剂时，所制得的XPS挤塑板具有较小的导热系数以及更强的压缩强度，使得 XPS挤塑板具有较好的保温性能与结构强度。
进一步设置为：所述阻燃剂为十溴二苯醚。
通过采用上述技术方案，通过实施例3与实施例7、8的检测结果可以看出，采用十溴二苯醚为阻燃剂时，相对于采用六溴环十二烷或四溴丁烷作为阻燃剂最终所制得的 XPS挤塑板具有更好的保温性能，同时结构强度也较为接近，更加适合在高保温要求下进行使用。
进一步设置为：所述发泡剂为乙醇与液态二氧化碳的混合制剂,所述发泡剂中乙醇与液态二氧化碳的重量份数之比为：1：3。
第二方面，本申请提供一种阻燃XPS挤塑板的制备工艺，采用如下技术方案：
一种阻燃XPS挤塑板的制备工艺，包括以下步骤：
A.按重量份数配比称取聚苯乙烯、发泡剂、滑石粉、阻燃剂、氧化铝、石英砂；
B.将A中所称取的聚苯乙烯至50-60℃，并将A中所称取的氧化铝加热至40-50℃，将分别加热后的聚苯乙烯和氧化铝混合均匀，并将其冷却，得到混合物一；
C.取A中原料的成核剂和阻燃剂，将其加入到混合物一中，再混合均匀，得到混合物二，取A中所称取的石英砂，将石英砂加热至60-70℃，将其加入到混合物二中，再混合均匀，并将其冷却，得到混合物三；
D.对C中所得到的混合物三进行第一阶段挤塑，挤塑过程中将混合物三温度升至240-260℃，再将A中所称取的发泡剂加入混合物三中，混合挤塑形成凝胶，凝胶经一号塑料挤出机挤出，并直接输送到二号塑料挤出机中，一号塑料挤出机的螺杆转速为42-48rpm；
E.将D中所得凝胶进行第二阶段挤塑，挤塑过程中降低凝胶温度至140-150℃，最终挤出后形成泡沫结构体；
F.将E中所得泡沫结构体进行正压定型并进行冷却，得到挤塑板半成品，当挤塑板半成品冷却至70-80℃时，对挤塑板半成品进行切割定型得到挤塑板成品。
进一步设置为：利用两台挤塑机分别进行步骤D的第一阶段挤塑与步骤E的第二阶段挤塑，第一阶段挤塑过程挤塑机的挤塑螺杆转速为42-48rpm；第二阶段挤塑过程挤塑机的挤塑螺杆转速为13-15rpm。
通过采用上述技术方案，使物料在第一阶段挤塑与第二阶段挤塑均可获得相应的前进速率，得到合适、高质量的挤塑加工。
具体实施方式
以下对本申请作进一步详细说明。
实施例1：
本申请公开的一种阻燃XPS挤塑板，包括以下组分：聚苯乙烯、阻燃剂、成核剂、色母、发泡剂、氧化铝、石英砂，其中阻燃剂采用十溴二苯醚，成核剂粒径不小于2000目的石墨，各组分所使用重量见表1。
本申请还公开一种阻燃XPS挤塑板的制备工艺，包括以下步骤：
A.按表1中各组分重量称取聚苯乙烯、发泡剂、滑石粉、阻燃剂、氧化铝、石英砂备用；B.将A中所称取的聚苯乙烯加热至50℃，并将A中所称取的氧化铝加热至40℃，将分别加热后的聚苯乙烯和氧化铝混合均匀，并将其冷却，得到混合物一；
C.取A中原料的成核剂和阻燃剂，将其加入到混合物一中，再混合均匀，得到混合物二，取A中所称取的石英砂，将石英砂加热至60℃，将其加入到混合物二中，再混合均匀，并将其冷却，得到混合物三；
D.对C中所得到的混合物三进行第一阶段挤塑，挤塑过程中将混合物三温度升至240℃，再将A中所称取的发泡剂加入混合物三中，混合挤塑形成凝胶，凝胶经一号塑料挤出机挤出，并直接输送到二号塑料挤出机中，一号塑料挤出机的螺杆转速为42rpm；
E.将D中所得凝胶进行第二阶段挤塑，挤塑过程中降低凝胶温度至140℃，最终挤出后形成泡沫结构体；
F.将E中所得泡沫结构体进行正压定型并进行冷却，得到挤塑板半成品，当挤塑板半成品冷却至70℃时，对挤塑板半成品进行切割定型得到挤塑板成品。
实施例2：
本申请公开的一种阻燃XPS挤塑板，包括以下组分：聚苯乙烯、阻燃剂、成核剂、色母、发泡剂、氧化铝、石英砂，其中阻燃剂采用十溴二苯醚，成核剂粒径不小于2000目的石墨，各组分所使用重量见表1。
本申请还公开一种阻燃XPS挤塑板的制备工艺，包括以下步骤：
A.按表1中各组分重量称取聚苯乙烯、发泡剂、滑石粉、阻燃剂、氧化铝、石英砂备用；
B.将A中所称取的聚苯乙烯加热至52℃，并将A中所称取的氧化铝加热至42℃，将分别加热后的聚苯乙烯和氧化铝混合均匀，并将其冷却，得到混合物一；
C.取A中原料的成核剂和阻燃剂，将其加入到混合物一中，再混合均匀，得到混合物二，取A中所称取的石英砂，将石英砂加热至63℃，将其加入到混合物二中，再混合均匀，并将其冷却，得到混合物三；
D.对C中所得到的混合物三进行第一阶段挤塑，挤塑过程中将混合物三温度升至245℃，再将A中所称取的发泡剂加入混合物三中，混合挤塑形成凝胶，凝胶经一号塑料挤出机挤出，并直接输送到二号塑料挤出机中，一号塑料挤出机的螺杆转速为44rpm；
E.将D中所得凝胶进行第二阶段挤塑，挤塑过程中降低凝胶温度至142℃，最终挤出后形成泡沫结构体；
F.将E中所得泡沫结构体进行正压定型并进行冷却，得到挤塑板半成品，当挤塑板半成品冷却至72℃时，对挤塑板半成品进行切割定型得到挤塑板成品。
实施例3：
本申请公开的一种阻燃XPS挤塑板，包括以下组分：聚苯乙烯、阻燃剂、成核剂、色母、发泡剂、氧化铝、石英砂，其中阻燃剂采用十溴二苯醚，成核剂粒径不小于2000目的石墨，各组分所使用重量见表1。
本申请还公开一种阻燃XPS挤塑板的制备工艺，包括以下步骤：
A.按表1中各组分重量称取聚苯乙烯、发泡剂、滑石粉、阻燃剂、氧化铝、石英砂备用；
B.将A中所称取的聚苯乙烯加热至54℃，并将A中所称取的氧化铝加热至45℃，将分别加热后的聚苯乙烯和氧化铝混合均匀，并将其冷却，得到混合物一；
C.取A中原料的成核剂和阻燃剂，将其加入到混合物一中，再混合均匀，得到混合物二，取A中所称取的石英砂，将石英砂加热至65℃，将其加入到混合物二中，再混合均匀，并将其冷却，得到混合物三；
D.对C中所得到的混合物三进行第一阶段挤塑，挤塑过程中将混合物三温度升至248℃，再将A中所称取的发泡剂加入混合物三中，混合挤塑形成凝胶，凝胶经一号塑料挤出机挤出，并直接输送到二号塑料挤出机中，一号塑料挤出机的螺杆转速为46rpm；
E.将D中所得凝胶进行第二阶段挤塑，挤塑过程中降低凝胶温度至145℃，最终挤出后形成泡沫结构体；
F.将E中所得泡沫结构体进行正压定型并进行冷却，得到挤塑板半成品，当挤塑板半成品冷却至74℃时，对挤塑板半成品进行切割定型得到挤塑板成品。
实施例4：
本申请公开的一种阻燃XPS挤塑板，包括以下组分：聚苯乙烯、阻燃剂、成核剂、色母、发泡剂、氧化铝、石英砂，其中阻燃剂采用十溴二苯醚，成核剂粒径不小于2000目的石墨，各组分所使用重量见表1。
本申请还公开一种阻燃XPS挤塑板的制备工艺，包括以下步骤：
A.按表1中各组分重量称取聚苯乙烯、发泡剂、滑石粉、阻燃剂、氧化铝、石英砂备用；
B.将A中所称取的聚苯乙烯加热至57℃，并将A中所称取的氧化铝加热至47℃，将分别加热后的聚苯乙烯和氧化铝混合均匀，并将其冷却，得到混合物一；
C.取A中原料的成核剂和阻燃剂，将其加入到混合物一中，再混合均匀，得到混合物二，取A中所称取的石英砂，将石英砂加热至68℃，将其加入到混合物二中，再混合均匀，并将其冷却，得到混合物三；
D.对C中所得到的混合物三进行第一阶段挤塑，挤塑过程中将混合物三温度升至255℃，再将A中所称取的发泡剂加入混合物三中，混合挤塑形成凝胶，凝胶经一号塑料挤出机挤出，并直接输送到二号塑料挤出机中，一号塑料挤出机的螺杆转速为47rpm；
E.将D中所得凝胶进行第二阶段挤塑，挤塑过程中降低凝胶温度至148℃，最终挤出后形成泡沫结构体；
F.将E中所得泡沫结构体进行正压定型并进行冷却，得到挤塑板半成品，当挤塑板半成品冷却至77℃时，对挤塑板半成品进行切割定型得到挤塑板成品。
实施例5：
本申请公开的一种阻燃XPS挤塑板，包括以下组分：聚苯乙烯、阻燃剂、成核剂、色母、发泡剂、氧化铝、石英砂，其中阻燃剂采用十溴二苯醚，成核剂粒径不小于2000目的石墨，各组分所使用重量见表1。
本申请还公开一种阻燃XPS挤塑板的制备工艺，包括以下步骤：
A.按表1中各组分重量称取聚苯乙烯、发泡剂、滑石粉、阻燃剂、氧化铝、石英砂备用；
B.将A中所称取的聚苯乙烯加热至60℃，并将A中所称取的氧化铝加热至50℃，将分别加热后的聚苯乙烯和氧化铝混合均匀，并将其冷却，得到混合物一；
C.取A中原料的成核剂和阻燃剂，将其加入到混合物一中，再混合均匀，得到混合物二，取A中所称取的石英砂，将石英砂加热至70℃，将其加入到混合物二中，再混合均匀，并将其冷却，得到混合物三；
D.对C中所得到的混合物三进行第一阶段挤塑，挤塑过程中将混合物三温度升至260℃，再将A中所称取的发泡剂加入混合物三中，混合挤塑形成凝胶，凝胶经一号塑料挤出机挤出，并直接输送到二号塑料挤出机中，一号塑料挤出机的螺杆转速为48rpm；
E.将D中所得凝胶进行第二阶段挤塑，挤塑过程中降低凝胶温度至150℃，最终挤出后形成泡沫结构体；
F.将E中所得泡沫结构体进行正压定型并进行冷却，得到挤塑板半成品，当挤塑板半成品冷却至80℃时，对挤塑板半成品进行切割定型得到挤塑板成品。
实施例6：
与实施例3区别的是，本实施例中阻燃XPS挤塑板所采用的发泡剂仅为液态二氧化碳。
实施例7：
与实施例3区别的是，本实施例中阻燃XPS挤塑板所采用的发泡剂仅为液态二氧化碳。
实施例8：
与实施例3区别的是，本实施例中阻燃XPS挤塑板所采用的阻燃剂为六溴环十二烷。
实施例9：
与实施例3区别的是，本实施例中阻燃XPS挤塑板所采用的阻燃剂为四溴丁烷。
对比例1：
与实施例3区别的是，本对比例进行阻燃XPS挤塑板的制作加工时未使用氧化铝。
对比例2：
与实施例3区别的是，本对比例进行阻燃XPS挤塑板的制作加工时未使用石英砂。
表1：阻燃XPS挤塑板组分重量示意表
性能检测：
将实施例1-9以及对比例1-2所制得的阻燃XPS挤塑板裁剪成相同的大小与厚度，并分别依照GB/T 10294与GB/T 8813进行导热性能检测与压缩强度性能检测，各板材所测得导热性能与压缩性能结果见表2。
表2：性能检测结果示意表
检测结果分析：
通过实施例3与对比例1、对比例2的检测结果可以明显看出，在进行阻燃XPS挤塑板的制作过程中加入氧化铝与石英砂将显著降低XPS挤塑板的导热系数，并增强XPS挤塑板的压缩强度，进而使得所制得的XPS挤塑板具有更强的保温性能与结构强度。
通过实施例3与实施例6的检测结果可以看出，采用石墨作为成核剂时，所制得的XPS挤塑板具有较小的导热系数以及更强的压缩强度，使得XPS挤塑板具有较好的保温性能与结构强度。
通过实施例3与实施例7、8的检测结果可以看出，采用十溴二苯醚为阻燃剂时，相对于采用六溴环十二烷或四溴丁烷作为阻燃剂最终所制得的XPS挤塑板具有更好的保温性能，同时结构强度也较为接近，更加适合在高保温要求下进行使用。
本具体实施方式的实施例均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种阻燃XPS挤塑板，其特征在于：包括以下重量份数的各组分：
聚苯乙烯：900~950份
阻燃剂：20~40份
成核剂：16~28份
色母：20~30份
发泡剂：30~50份
氧化铝：10-16份
石英砂：14-19份。
2.根据权利要求1所述的阻燃XPS挤塑板，其特征在于：所包括的各组分重量份数为：
聚苯乙烯：920~935份
阻燃剂：27~35份
成核剂：20~24份
色母：14~17份
发泡剂：36~45份
氧化铝：12~14份
石英砂：16~18份。
3.根据权利要求2所述的阻燃XPS挤塑板，其特征在于：所包括的各组分重量份数为：
聚苯乙烯：928份
阻燃剂：31份
成核剂：22份
色母：15份
发泡剂：22份
氧化铝：13份
石英砂：17份。
4.根据权利要求2所述的阻燃XPS挤塑板，其特征在于： 所述成核剂为粒径不小于2000目的石墨。
5.根据权利要求2所述的阻燃XPS挤塑板，其特征在于：所述阻燃剂为十溴二苯醚。
6.根据权利要求2所述的阻燃XPS挤塑板，其特征在于：所述发泡剂为乙醇与液态二氧化碳的混合制剂, 所述发泡剂中乙醇与液态二氧化碳的重量份数之比为：1：3。
7.一种如权利要求1~6任意一种所述的阻燃XPS挤塑板的制备工艺，其特征在于：包括以下步骤：
按重量份数配比称取聚苯乙烯、发泡剂、滑石粉、阻燃剂、氧化铝、石英砂；
将A中所称取的聚苯乙烯至50-60°C，并将A中所称取的氧化铝加热至40-50°C，将分别加热后的聚苯乙烯和氧化铝混合均匀，并将其冷却，得到混合物一；
取A中原料的成核剂和阻燃剂，将其加入到混合物一中，再混合均匀，得到混合物二，取A中所称取的石英砂，将石英砂加热至60-70°C，将其加入到混合物二中，再混合均匀，并将其冷却，得到混合物三；
对C中所得到的混合物三进行第一阶段挤塑，挤塑过程中将混合物三温度升至240-260°C，再将A中所称取的发泡剂加入混合物三中，混合挤塑形成凝胶，凝胶经一号塑料挤出机挤出，并直接输送到二号塑料挤出机中，一号塑料挤出机的螺杆转速为42-48rpm；
将D中所得凝胶进行第二阶段挤塑，挤塑过程中降低凝胶温度至140-150°C，最终挤出后形成泡沫结构体；
将E中所得泡沫结构体进行正压定型并进行冷却，得到挤塑板半成品，当挤塑板半成品冷却至70-80°C时，对挤塑板半成品进行切割定型得到挤塑板成品。
8.根据权利要求7所述的阻燃XPS挤塑板的制备工艺，其特征在于：利用两台挤塑机分别进行步骤D的第一阶段挤塑与步骤E的第二阶段挤塑，第一阶段挤塑过程挤塑机的挤塑螺杆转速为42-48rpm；第二阶段挤塑过程挤塑机的挤塑螺杆转速为13-15rpm。
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- 2020-11-24 CN CN202011333745.1A patent/CN112321959A/zh active Pending
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