CN114479299A - 一种阻燃聚苯板及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的一种阻燃聚苯板及其制备方法，通过二次涂覆聚苯颗粒制备得到的阻燃聚苯板，其中第一次使用硅酸盐体系的组合物涂覆聚苯乙烯颗粒，第二次使用热固性树脂体系的组合物涂覆聚苯乙烯颗粒。第一次涂覆后，硅酸盐体系组合物对聚苯乙烯颗粒界面进行了无机改性，提高了聚苯乙烯颗粒的阻燃能力，第二次使用热固性树脂组合物将聚苯乙烯颗粒二次涂覆并粘结成板，提高了聚苯板的阻燃性能。
Description
技术领域
本发明涉及聚苯板的制备技术领域，特别涉及一种阻燃聚苯板及其制备方法。
背景技术
聚苯板全称聚苯乙烯泡沫板，又名泡沫板或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具有微细闭孔结构的白色固体。其广泛用在墙体保温领域的一种绝热材料，其导热系数介于0.033-0.041W/(m·K)，根据国家标准检测，燃烧等级大多为B2级、B1级，遇到火源或热源时，会迅速融化、收缩，甚至燃烧，且火势蔓延速度快，滴落严重，易引发二次火灾，使得模塑聚苯板在一些对防火等级要求较高方面的应用受到了限制。因此，对聚苯板产品进行改性，提高其防火阻燃性能，扩大聚苯板产品的应用范围及领域，成为一项重要的研究课题。
发明内容
(一)要解决的技术问题
为了解决现有技术的上述问题，本发明提供一种阻燃聚苯板及其制备方法，能够提高聚苯板的阻燃性能。
(二)技术方案
为了达到上述目的，本发明采用的一种技术方案为：
一种阻燃聚苯板，其原料按重量份比包括：聚苯乙烯颗粒6-18份，乳液1-5份，硅酸盐20-40份，纤维0.1-2份，憎水剂0.1-1份，无机填料20-40份，热固性树脂10-30份，树脂固化剂2-10份，水1-6份。
为了达到上述目的，本发明采用的另一种技术方案为：
一种阻燃聚苯板的制备方法，包括以下步骤：
S1、将硅酸盐、乳液、无机填料、憎水剂和水混合成涂覆剂A；
S2、将涂覆剂A与预发泡的聚苯乙烯颗粒充分混合涂覆后转移至50～80℃下充分干燥分散，得到经一次涂覆后的预发泡的聚苯乙烯颗粒组合物B；
S3、将热固性树脂、无机填料、纤维和水充分混合搅拌成涂覆剂C的主剂；
S4、将涂覆剂C的主剂、树脂固化剂与经一次涂覆后的预发泡的聚苯乙烯颗粒B充分混合涂覆，得到经二次涂覆后的预发泡的聚苯乙烯颗粒组合物D；
S5、将组合物D转移至模具，经常温模压成型、保压、干燥、养护后得到阻燃聚苯板或将组合物D转移至50～65℃下，干燥分散后转移至成型机，经蒸汽发泡成型后得到阻燃聚苯板；
所述涂覆剂A包括以下重量比的各组分：硅酸盐20-40份、乳液1-5份、憎水剂0.1-1份、无机填料10-20份、水10-20份；
与所述涂覆剂A混合的预发泡的聚苯乙烯颗粒的重量比的各组分为6-18份；
所述涂覆剂C包括以下重量比的各组分：热固性树脂10-30份、树脂固化剂2-10份；无机填料10-20份、纤维0.1-2份、水10-20份。
(三)有益效果
本发明的有益效果在于：通过二次涂覆聚苯颗粒制备得到的阻燃聚苯板，其中第一次使用硅酸盐体系的组合物涂覆聚苯乙烯颗粒，第二次使用热固性树脂体系的组合物涂覆聚苯乙烯颗粒。第一次涂覆后，硅酸盐体系组合物对聚苯乙烯颗粒界面进行了无机改性，提高了聚苯乙烯颗粒的阻燃能力，第二次使用热固性树脂组合物将聚苯乙烯颗粒二次涂覆并粘结成板，提高了聚苯板的阻燃性能。
具体实施方式
为了更好的解释本发明，以便于理解，下面通过具体实施方式，对本发明作详细描述。
实施例一
一种阻燃聚苯板，其特征在于，其原料按重量份比包括：聚苯乙烯颗粒6-18份，乳液1-5份，硅酸盐20-40份，纤维0.1-2份，憎水剂0.1-1份，无机填料20-40份，热固性树脂10-30份，树脂固化剂2-10份和水1-6份。
所述聚苯乙烯颗粒为预发泡的聚苯乙烯颗粒，堆积密度为4-20千克/立方。
优选的，当堆积密度为6-18千克/立方时所得到的聚苯板防火性能明显提高。
所述乳液为硅丙乳液、纯丙乳液、苯丙乳液、醋丙乳液中的一种或两种以上。
所述硅酸盐为硅酸锂、硅酸钠、硅酸钾中的一种或两种以上。
所述纤维为聚合物纤维、无机纤维中的一种或两种以上。
优选地选用聚丙烯纤维、聚酰胺纤维或玻璃纤维；
所述早强剂为甲酸钙，所述保水剂为纤维素醚，所述疏水剂为有机硅。
所述无机填料为氢氧化铝、氢氧化镁、碳酸钙、二氧化硅、硫酸钡、粉煤灰、漂珠、二氧化硅气凝胶、膨胀珍珠岩、膨胀石墨、玻化微珠中的一种或两种以上。
所述热固性树脂为酚醛树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂、聚碳酸酯、氰酸酯、双马来酰亚胺树脂或聚酰亚胺树脂。
所述树脂固化剂为磷酸、苯酚磺酸、二氨基二苯砜、二氨基二苯甲烷或二苯基甲烷二异氰酸酯。
实施例二
一种阻燃聚苯板的制备方法，包括以下步骤：
S1、将硅酸盐、乳液、无机填料、憎水剂和水混合成涂覆剂A；
S2、将涂覆剂A与预发泡的聚苯乙烯颗粒充分混合涂覆后转移至50～80℃下充分干燥分散，得到经一次涂覆后的预发泡的聚苯乙烯颗粒组合物B；
S3、将热固性树脂、无机填料、纤维和水充分混合搅拌成涂覆剂C的主剂；
S4、将涂覆剂C的主剂、树脂固化剂与经一次涂覆后的预发泡的聚苯乙烯颗粒B充分混合涂覆，得到经二次涂覆后的预发泡的聚苯乙烯颗粒组合物D；
S5、将组合物D转移至模具，经常温模压成型、保压、干燥、养护后得到阻燃聚苯板或将组合物D转移至50～65℃下，干燥分散后转移至成型机，经蒸汽发泡成型后得到阻燃聚苯板；
所述涂覆剂A包括以下重量比的各组分：硅酸盐20-40份、乳液1-5份、憎水剂0.1-1份、无机填料10-20份、水10-20份；
与所述涂覆剂A混合的预发泡的聚苯乙烯颗粒的重量比的各组分为6-18份，所述预发泡的聚苯乙烯颗粒堆积密度为4-20千克/立方；
所述涂覆剂C包括以下重量比的各组分：热固性树脂10-30份、树脂固化剂2-10份；无机填料10-20份、纤维0.1-2份、水10-20份。
实施例三
一种阻燃聚苯板的制备方法，步骤如下：
1)筛选堆积密度为6千克/立方的预发泡聚苯乙烯颗粒；
2)称取硅酸钾35份，乳液3份，憎水剂0.5份，中空微珠5份，粉煤灰5份，水20份，混合均匀后得到涂覆剂A，加入步骤1)中的预发泡聚苯乙烯颗粒，进行一次涂覆；
3)将经一次涂覆后的聚苯乙烯颗粒转移至65℃的烘箱中干燥8h，期间进行搅拌分散，最终得到呈干燥分散状态的一次涂覆聚苯乙烯颗粒；
4)称取酚醛树脂15份，聚丙烯纤维2份，氢氧化铝10份，碳酸钙10份，水20份，充分混合均匀后配制成涂覆剂C的主剂，涂覆剂C的树脂固化剂为磷酸，数量5份，树脂固化剂单独存放，涂覆时加入；
5)将步骤3)制得的材料与步骤4)制得的涂覆剂C充分混合，涂覆均匀并干燥分散，转移至成型机中进行模塑成型；
6)脱模后，常温干燥，养护14d后，切割后制得实施例三的阻燃聚苯板。
实施例四
一种阻燃聚苯板的制备方法，步骤如下：
1)筛选堆积密度为8千克/立方的预发泡聚苯乙烯颗粒；
2)称取硅酸钾20份，乳液5份，憎水剂0.6份，中空微珠7份，粉煤灰5份，水20份，混合均匀后得到涂覆剂A，加入步骤1)中的预发泡聚苯乙烯颗粒，进行一次涂覆；
3)将经一次涂覆后的聚苯乙烯颗粒转移至65℃的烘箱中干燥8h，期间进行搅拌分散，最终得到呈干燥分散状态的一次涂覆聚苯乙烯颗粒；
4)称取环氧树脂15份，玻璃纤维2份，氢氧化镁10份，二氧化硅10份，水20份，充分混合均匀后配制成涂覆剂C的主剂，涂覆剂C的树脂固化剂为二氨基二苯砜，数量3份，树脂固化剂单独存放，涂覆时加入；
5)将步骤3)制得的材料与步骤4)制得的涂覆剂C充分混合，涂覆均匀后转移至专用模具中；
6)脱模后，常温干燥，养护14d后，切割后制得实施例四的阻燃聚苯板。
实施例五
一种阻燃聚苯板的制备方法，步骤如下：
1)筛选堆积密度为10千克/立方的预发泡聚苯乙烯颗粒；
2)称取硅酸钾20份，乳液2份，憎水剂0.2份，中空微珠5份，粉煤灰5份，水20份，混合均匀后得到涂覆剂A，加入步骤1)中的预发泡聚苯乙烯颗粒，进行一次涂覆；
3)将经一次涂覆后的聚苯乙烯颗粒转移至65℃的烘箱中干燥8h，期间进行搅拌分散，最终得到呈干燥分散状态的一次涂覆聚苯乙烯颗粒；
4)称取聚氨酯树脂15份，玻璃纤维1.5份，漂珠10份，水20份，充分混合均匀后配制成涂覆剂C的主剂，涂覆剂C的树脂固化剂为二苯基甲烷二异氰酸酯，数量3份，树脂固化剂单独存放，涂覆时加入；
5)将步骤3)制得的材料与步骤4)制得的涂覆剂C充分混合，涂覆均匀并干燥分散，转移至成型机中进行模塑成型；
6)脱模后，常温干燥，养护14d后，切割后制得实施例五的阻燃聚苯板。
实施例六
一种阻燃聚苯板的制备方法，步骤如下：
1)筛选堆积密度为12千克/立方的预发泡聚苯乙烯颗粒；
2)称取硅酸钾30份，硅酸锂5份，乳液4份，憎水剂0.4份，粉煤灰5份，水20份，混合均匀后得到涂覆剂A，加入步骤1)中的预发泡聚苯乙烯颗粒，进行一次涂覆；
3)将经一次涂覆后的聚苯乙烯颗粒转移至65℃的烘箱中干燥8h，期间进行搅拌分散，最终得到呈干燥分散状态的一次涂覆聚苯乙烯颗粒；
4)称取酚醛树脂20份，聚丙烯纤维1.5份，氢氧化镁10份，碳酸钙10份，水20份，充分混合均匀后配制成涂覆剂C的主剂，涂覆剂C的树脂固化剂为苯酚磺酸，数量2份，树脂固化剂单独存放，涂覆时加入；
5)将步骤3)制得的材料与步骤4)制得的涂覆剂C充分混合，涂覆均匀并干燥分散，转移至成型机中进行模塑成型；
6)脱模后，常温干燥，养护14d后，切割后制得实施例六的阻燃聚苯板。
实施例七
一种阻燃聚苯板的制备方法，步骤如下：
1)筛选堆积密度为14千克/立方的预发泡聚苯乙烯颗粒；
2)称取硅酸钾30份，硅酸锂5份，乳液4份，憎水剂0.4份，中空微珠5份，水20份，混合均匀后得到涂覆剂A，加入步骤1)中的预发泡聚苯乙烯颗粒，进行一次涂覆；
3)将经一次涂覆后的聚苯乙烯颗粒转移至65℃的烘箱中干燥8h，期间进行搅拌分散，最终得到呈干燥分散状态的一次涂覆聚苯乙烯颗粒；
4)称取酚醛树脂20份，聚丙烯纤维1份，氢氧化铝10份，碳酸钙10份，水20份，充分混合均匀后配制成涂覆剂C的主剂，涂覆剂C的树脂固化剂为磷酸，数量5份，树脂固化剂单独存放，涂覆时加入；
5)将步骤3)制得的材料与步骤4)制得的涂覆剂C充分混合，涂覆均匀并干燥分散，转移至成型机中进行模塑成型；
6)脱模后，常温干燥，养护14d后，切割后制得实施例七的阻燃聚苯板。
实施例八
一种阻燃聚苯板的制备方法，步骤如下：
1)筛选堆积密度为18千克/立方的预发泡聚苯乙烯颗粒；
2)称取硅酸钾15份，硅酸钠15份，硅酸锂5份，乳液2份，憎水剂0.1份，漂珠5份，水20份，混合均匀后得到涂覆剂A，加入步骤1)中的预发泡聚苯乙烯颗粒，进行一次涂覆；
3)将经一次涂覆后的聚苯乙烯颗粒转移至65℃的烘箱中干燥8h，期间进行搅拌分散，最终得到呈干燥分散状态的一次涂覆聚苯乙烯颗粒；
4)称取酚醛树脂20份，玻璃纤维1份，氢氧化镁10份，碳酸钙10份，水20份，充分混合均匀后配制成涂覆剂C的主剂，涂覆剂C的树脂固化剂为磷酸，数量5份，树脂固化剂单独存放，涂覆时加入；
5)将步骤3)制得的材料与步骤4)制得的涂覆剂C充分混合，涂覆均匀并干燥分散，转移至成型机中进行模塑成型；
6)脱模后，常温干燥，养护14d后，切割后制得实施例八的阻燃聚苯板。
综上，将传统的聚苯板的制备方法作为对照组，采用本发明的聚苯板的制备方法作为实验组，将对照组与本实施例三-八的聚苯板做对比。在相同的条件下，得到各项的指标数据如下表：
| 项目 | 氧指数 |
| 单位 | ％ |
| 对照组 | 30 |
| 实施例三 | 45 |
| 实施例四 | 49 |
| 实施例五 | 43 |
| 实施例六 | 52 |
| 实施例七 | 50 |
| 实施例八 | 55 |
由上可知，本发明得到的聚苯板的阻燃性能明显高于传统的制备方法所得到的聚苯板。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种阻燃聚苯板，其特征在于，其原料按重量份比包括：聚苯乙烯颗粒6-18份，乳液1-5份，硅酸盐20-40份，纤维0.1-2份，憎水剂0.1-1份，无机填料20-40份，热固性树脂10-30份，树脂固化剂2-10份和水1-6份。
2.根据权利要求1所述的阻燃聚苯板，其特征在于，所述聚苯乙烯颗粒为预发泡的聚苯乙烯颗粒，堆积密度为4-20千克/立方。
3.根据权利要求1所述的阻燃聚苯板，其特征在于，所述乳液为硅丙乳液、纯丙乳液、苯丙乳液、醋丙乳液中的一种或两种以上。
4.根据权利要求1所述的阻燃聚苯板，其特征在于，所述硅酸盐为硅酸锂、硅酸钠、硅酸钾中的一种或两种以上。
5.根据权利要求1所述的阻燃聚苯板，其特征在于，所述纤维为聚合物纤维、无机纤维中的一种或两种以上。
6.根据权利要求1所述的阻燃聚苯板，其特征在于，所述早强剂为甲酸钙，所述保水剂为纤维素醚，所述疏水剂为有机硅。
7.根据权利要求1所述的阻燃聚苯板，其特征在于，所述无机填料为氢氧化铝、氢氧化镁、碳酸钙、二氧化硅、硫酸钡、粉煤灰、漂珠、二氧化硅气凝胶、膨胀珍珠岩、膨胀石墨、玻化微珠中的一种或两种以上。
8.根据权利要求1所述的阻燃聚苯板，其特征在于，所述热固性树脂为酚醛树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂、聚碳酸酯、氰酸酯、双马来酰亚胺树脂或聚酰亚胺树脂。
9.根据权利要求1所述的阻燃聚苯板，其特征在于，所述树脂固化剂为磷酸、苯酚磺酸、二氨基二苯砜、二氨基二苯甲烷或二苯基甲烷二异氰酸酯。
10.一种阻燃聚苯板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将硅酸盐、乳液、无机填料、憎水剂和水混合成涂覆剂A；
S2、将涂覆剂A与预发泡的聚苯乙烯颗粒充分混合涂覆后转移至50～80℃下充分干燥分散，得到经一次涂覆后的预发泡的聚苯乙烯颗粒组合物B；
S3、将热固性树脂、无机填料、纤维和水充分混合搅拌成涂覆剂C的主剂；
S4、将涂覆剂C的主剂、树脂固化剂与经一次涂覆后的预发泡的聚苯乙烯颗粒B充分混合涂覆，得到经二次涂覆后的预发泡的聚苯乙烯颗粒组合物D；
S5、将组合物D转移至模具，经常温模压成型、保压、干燥、养护后得到阻燃聚苯板或将组合物D转移至50～65℃下，干燥分散后转移至成型机，经蒸汽发泡成型后得到阻燃聚苯板；
所述涂覆剂A包括以下重量比的各组分：硅酸盐20-40份、乳液1-5份、憎水剂0.1-1份、无机填料10-20份、水10-20份；
与所述涂覆剂A混合的预发泡的聚苯乙烯颗粒的重量比的各组分为6-18份，所述预发泡的聚苯乙烯颗粒堆积密度为4-20千克/立方；
所述涂覆剂C包括以下重量比的各组分：热固性树脂10-30份、树脂固化剂2-10份；无机填料10-20份、纤维0.1-2份、水10-20份。
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