聚苯乙烯保溫板的生產(chǎn)方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種聚苯乙烯保溫板的生產(chǎn)方法，包括：（1）將可發(fā)性聚苯乙烯顆粒預(yù)發(fā)泡，得到聚苯乙烯珠粒；（2）將發(fā)泡劑、固化劑和表面活性劑攪拌均勻，制成液體助劑；（3）向所述聚苯乙烯珠粒中加入熱固性樹脂和所述液體助劑，攪拌均勻；（4）向所得混合物中加入阻燃劑，混合均勻；以及（5）將所得物料轉(zhuǎn)入成型模具，在蒸汽壓力下模塑成型。本發(fā)明的方法工藝簡便、可以提高產(chǎn)品的壓縮強(qiáng)度、拉拔強(qiáng)度和防火性能。
【專利說明】聚苯乙烯保溫板的生產(chǎn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及建筑材料領(lǐng)域，具體涉及一種防火保溫板的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]聚苯乙烯泡沫板因具有吸水率低、質(zhì)輕、機(jī)械強(qiáng)度高、價格低廉等特點而被廣泛應(yīng)用于保溫隔熱，現(xiàn)階段已成為全球使用量最大的外墻保溫材料。
[0003]但是，一般的聚苯乙烯泡沫板都屬于易燃材料，且燃燒時易熔融滴落，并產(chǎn)生大量有毒濃煙，給消防安全帶來極大的隱患。目前，聚苯乙烯泡沫塑料的阻燃方法主要有以下幾類:1.采用添加阻燃劑的方法。此種方法簡單直接，但并不能有效解決防火問題。2.將阻燃單體與苯乙烯共聚得到本質(zhì)阻燃的聚苯乙烯。此種方法工藝復(fù)雜，多數(shù)僅停留在科學(xué)研究階段。3.采用熱固性阻燃樹脂對顆粒進(jìn)行涂覆的方法，但該種方法工藝復(fù)雜、成本較高。[0004]CN1556056公開一種水泥聚苯隔熱保溫復(fù)合材料，它主要包括娃酸鹽水泥4~8(份)、聚苯乙烯泡沫塑料0.8~I (份)、和適量水泥添加劑。該材料中因加入了減水劑、擴(kuò)散劑、海泡石增強(qiáng)劑及粘合劑，提高了隔熱保溫和防水性能，但是該材料主題部分是水泥材料，其保溫性能還有待加強(qiáng)。
[0005]CN102977402A披露一種包覆型無鹵阻燃發(fā)泡聚苯乙烯的制備方法，其將聚乙烯醇和磷酸三鈣加到去離子水中混合均勻后得到混合液A，然后將聚磷酸銨、三聚氰胺聚磷酸鹽或PNP膨脹阻燃劑加入到苯乙烯中，再加入過氧化苯甲酰得到混合液B，將混合液B加入到混合液A中反應(yīng)，加入發(fā)泡劑，再反應(yīng)，得到無鹵阻燃可發(fā)性聚苯乙烯粒子，然后將制備的粒子置于含有少量堿金屬硅酸鹽水溶液和抑煙劑的酚醛樹脂或密胺樹脂粘結(jié)劑中進(jìn)行包覆，最終制得包覆型無鹵阻燃可發(fā)性聚苯乙烯粒子。該材料以有機(jī)材料作為包覆劑，一定程度上抑制了燃燒時煙霧的產(chǎn)生，但是依然具有易燃性。
[0006]CN101943308A公開一種帶有防火層的保溫板，包括:聚苯乙烯泡沫板或聚氨脂泡沫板或酚醛泡沫板，防火復(fù)合層，聚苯乙烯泡沫板或聚氨脂泡沫板或酚醛泡沫板表面粘接膨脹珍珠巖或膨脹蛭石或?；⒅榛蚬柙逋练阑饛?fù)合層。這種保溫板僅防火層防火，而芯材依然高度易燃。
[0007]CN102219460A公開了一種有機(jī)無機(jī)復(fù)合保溫材料，是一種以有機(jī)材料為骨料，無機(jī)材料為粘結(jié)劑，經(jīng)過混合攪拌、在常溫下模壓成型或高溫擠塑成型而成的復(fù)合材料，二者的重量份數(shù)比例為:有機(jī)材料:無機(jī)材料=5~25: 75~95。其中有機(jī)材料是聚苯乙烯泡沫或聚氯乙烯泡沫或聚氨酯泡沫；無機(jī)材料是鋁硅酸鹽地質(zhì)聚合物材料。同樣地，該材料大部分是無機(jī)材料，難以滿足防火材料輕質(zhì)的期望，另外，導(dǎo)熱系數(shù)相對較高，容重較大，給施工帶來了一定難度。
[0008]本領(lǐng)域尚需要開發(fā)出一種工藝簡單的制備高阻燃、低吸水率的聚苯乙烯保溫板的技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】
[0009]本發(fā)明的一個目的是提供一種改進(jìn)的聚苯乙烯保溫板的生產(chǎn)方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中以阻燃材料包覆聚苯乙烯預(yù)發(fā)顆粒引起的在聚苯板成型過程中聚苯顆粒之間粘結(jié)性能變差的問題。
[0010]本發(fā)明的另一個目的是解決包覆料質(zhì)地均勻地包覆聚苯顆粒的問題。
[0011]本發(fā)明的又一目的是解決板材濕法成型中材質(zhì)不均勻的問題。
[0012]本發(fā)明的聚苯乙烯保溫板的生產(chǎn)方法包括:(1)將可發(fā)性聚苯乙烯顆粒預(yù)發(fā)泡，得到聚苯乙烯珠粒；(2)將發(fā)泡劑、固化劑和表面活性劑攪拌均勻，制成液體助劑；(3)向所述聚苯乙烯珠粒中加入熱固性樹脂和所述液體助劑，攪拌均勻；(4)向所得混合物中加入阻燃劑，混合均勻；以及(5)將所得物料轉(zhuǎn)入成型模具，在蒸汽壓力下模塑成型。本發(fā)明的方法工藝簡便、可以提高產(chǎn)品的壓縮強(qiáng)度、拉拔強(qiáng)度和防火性能。
【具體實施方式】
[0013]本發(fā)明的聚苯乙烯保溫板的生產(chǎn)方法，包括:(I)將可發(fā)性聚苯乙烯顆粒預(yù)發(fā)泡，得到聚苯乙烯珠粒；(2)將發(fā)泡劑、固化劑和表面活性劑攪拌均勻，制成液體助劑；(3)向所述聚苯乙烯珠粒中加入熱固性樹脂和所述液體助劑，攪拌均勻；(4)向所得混合物中加入阻燃劑，混合均勻；以及(5)將所得物料轉(zhuǎn)入成型模具，在蒸汽壓力下模塑成型。
[0014]在 申請人:的在先技術(shù)中，在用包含阻燃劑、液體助劑的樹脂混合液包覆好聚苯乙烯珠粒之后，總是進(jìn)行一個將物料進(jìn)行熟化或干燥的步驟，這是為了便于將物料轉(zhuǎn)入成型機(jī)的需要。但是經(jīng)過該熟 化處理，在成型過程中，顆粒之間的粘結(jié)性能受到影響，導(dǎo)致板材的機(jī)械強(qiáng)度不理想。本發(fā)明中，直接進(jìn)行濕法引入，在蒸汽模塑機(jī)中進(jìn)行成型，珠粒之間的粘接性能明顯提高。本發(fā)明的另一個優(yōu)勢在于，將熱固性樹脂、液體助劑包覆聚苯乙烯珠粒后再加入固體阻燃劑，與將樹脂、液體助劑和阻燃劑預(yù)混合的技術(shù)相比，避免了該預(yù)混合物經(jīng)靜置后發(fā)生分層，致使預(yù)混合物質(zhì)地不均勻，難以均勻包覆聚苯乙烯珠粒的缺陷。
[0015]優(yōu)選地，在步驟(3)中，所述熱固性樹脂和所述液體助劑被分開加入，先加入其中一種，待混合均勻后再加入另一種。采用這種方式，可以避免高濃度樹脂與高濃度固化劑的混合造成的樹脂提前固化，這種提前固化會降低樹脂包覆聚苯乙烯珠粒的效果，還會降低成型過程中的發(fā)泡效果和板材的機(jī)械強(qiáng)度。
[0016]優(yōu)選地，在步驟(5)中，在水蒸氣成型前對物料施壓，使體積縮小10-30%。在申請先前的生產(chǎn)方法中，物料轉(zhuǎn)入成型機(jī)后，根據(jù)產(chǎn)品的設(shè)計厚度，預(yù)先設(shè)定好成型模具上壓板的高度，即上壓板被固定在固定高度。成型過程中，物料在一定溫度和壓力的水蒸氣作用下進(jìn)行發(fā)泡、膨脹，最終膨脹至上壓板設(shè)定的厚度。在一次生產(chǎn)中，成型機(jī)出現(xiàn)機(jī)械故障，生產(chǎn)人員在調(diào)試設(shè)備時，壓機(jī)驅(qū)動上壓板下行，向模具中的物料施加了壓力，將物料壓縮至原體積的80%左右。經(jīng)測試發(fā)現(xiàn)，該施壓操作提高成品的壓縮強(qiáng)度和顆粒間的粘結(jié)強(qiáng)度。為此發(fā)明人對此進(jìn)行了反復(fù)試驗，發(fā)現(xiàn)該預(yù)壓操作將物料壓縮10-30%的體積是有效的，優(yōu)選壓縮10-20%的體積。作為進(jìn)一步的優(yōu)選方案，在成型過程中，上壓板始終憑其自重對板材預(yù)成形坯施壓，預(yù)成形坯在發(fā)泡膨脹過程中驅(qū)動上壓板向上移動，至設(shè)定厚度時停止。這種操作可以全面提升產(chǎn)品性能。
[0017]本發(fā)明中，步驟(1)的預(yù)發(fā)泡時間可以為3-40min,優(yōu)選20_40min,最優(yōu)選20-30min。蒸汽壓力可以為0.04MPa_0.7MPa，優(yōu)選0.1-0.5，最優(yōu)選0.3。[0018]本發(fā)明中，預(yù)發(fā)泡得到的聚苯乙烯珠粒的直徑可以在2-10mm，優(yōu)選在3_6mm之間。相應(yīng)地，在步驟(3)中的包覆厚度可以為0.03-0.6_。優(yōu)選0.1-0.3_之間，包覆的過厚會影響粘結(jié)性能，過薄則降低防火性能。
[0019]本發(fā)明中，成型蒸汽壓力通常在0.15MPa_0.75MPa之間，優(yōu)選在0.25-0.55MPa之間；成型時間為2-25min，優(yōu)選在5_15min之間。
[0020]在本發(fā)明的典型實施方式中，所使用的按重量計包括:可發(fā)性聚苯乙烯顆粒100份；熱固性樹脂20-100份，優(yōu)選40-80份；無機(jī)阻燃粉料3-15份；發(fā)泡劑0.5-10份；固化劑2-10份；和表面活性劑2-5份。使用該比例的原料，既可順利包覆聚苯乙烯珠粒，所得的包覆料又不至于濕度過大而不便于物料轉(zhuǎn)移。
[0021]本發(fā)明中使用的樹脂優(yōu)選酚醛樹脂、呋喃樹脂、脲醛樹脂、密胺樹脂中的一種或一種以上，酚醛樹脂的粘度適宜為500-6000mPa.s，呋喃樹脂的粘度適宜為500_3000mPa.s,脲醛樹脂的粘度適宜為100-5000mPa.s，密胺樹脂的粘度適宜為300_2000mPa.S。
[0022]在其他方面，阻燃劑可以是氫氧化鋁粉，硼酸鋅，十溴二苯醚，可膨脹石墨，氰尿酸三聚氰胺(MCA)，微膠囊化紅磷中的一種或多種。發(fā)泡劑可以是為二氯甲烷，正戊烷，異戊烷，正己烷，石油醚，環(huán)戊烷之中的一種或多種。固化劑可以是硫酸，磷酸，鹽酸，對甲苯磺酸，苯酚磺酸中的一種或多種。
[0023]可以用于本發(fā)明的表面活性劑包括但不限于聚硅氧烷、聚氧乙烯醚、聚氧乙烯脫水山梨醇單油酸酯、聚氧乙烯失水山梨硬脂酸脂和蓖麻油聚氧乙烯醚。
[0024]下面結(jié)合實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的說明。以下實施例中使用的可發(fā)性聚苯乙烯顆粒由東營海容新材料有限公 司生產(chǎn)，使用的酚醛樹脂，呋喃樹脂，脲醛樹脂為山東濟(jì)南圣泉集團(tuán)生產(chǎn)。
[0025]實施例1
[0026]將普通級E-303型可發(fā)性聚苯乙烯顆粒在0.3MPa蒸汽壓力下預(yù)發(fā)15min，得到粒徑6_8mm的聚苯乙烯珠粒。
[0027]將可膨脹石墨5重量份，微膠囊化紅磷2重量份干混均勻，另將正戊烷2重量份、聚氧乙烯醚3重量份、對甲苯磺酸5重量份充分混合后制得液體助劑。
[0028]將向放于混料倉中的80重量份聚苯乙烯珠粒中加入40重量份粘度為1000的酚醛樹脂，充分混合，使樹脂均勻涂覆在珠粒表面。倒入液體助劑，繼續(xù)攪拌，混合均勻。然后再倒入上述阻燃劑干混料，混合均勻。
[0029]在顆粒潮濕狀態(tài)下倒入成型機(jī)進(jìn)行機(jī)械壓縮，使其體積壓縮減少10%，然后在0.3MPa壓力的下成型20分鐘。成型完成后，切割得到一種新型的熱固性改性聚苯防火保溫板。其相關(guān)指標(biāo)檢測結(jié)果如下:
[0030]表1.實施例1產(chǎn)品測試結(jié)果
[0031]
【權(quán)利要求】
1.一種聚苯乙烯保溫板的生產(chǎn)方法，包括如下步驟: (1)將可發(fā)性聚苯乙烯顆粒預(yù)發(fā)泡，得到聚苯乙烯珠粒； (2)將發(fā)泡劑、固化劑和表面活性劑攪拌均勻，制成液體助劑； (3)向所述聚苯乙烯珠粒中加入熱固性樹脂和所述液體助劑，攪拌均勻； (4)向所得混合物中加入阻燃劑，混合均勻； (5)將所得物料轉(zhuǎn)入成型模具，在蒸汽壓力下模塑成型。
2.如權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)方法，其中，在步驟(3)中，所述熱固性樹脂和所述液體助劑被分開加入，先加入其中一種，待混合均勻后再加入另一種。
3.如權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)方法，其中，在步驟(5)中，在水蒸氣成型前對物料施壓，使體積縮小10-30%。
4.如權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)方法，其中，所述步驟(1)中的預(yù)發(fā)泡時間為3-40min，蒸汽壓力為0.1-0.5MP a。
5.如權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)方法，其中，所述步驟(3)中的包覆厚度為0.1-0.3mm。
6.如權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)方法，其中，成型蒸汽壓力為0.25MPa-0.55MPa，成型時間為 5_15min。
7.如權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)方法，其中，使用原料按重量計由下述構(gòu)成: 可發(fā)性聚苯乙烯顆粒100份； 熱固性樹脂20-100份； 無機(jī)阻燃粉料3-15份； 發(fā)泡劑0.5-10份； 固化劑2-10份；以及表面活性劑2-5份。
8.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其中，優(yōu)選所述阻燃劑為選自氫氧化鋁粉，硼酸鋅，十溴二苯醚，可膨脹石墨，MCA,微膠囊化紅磷中的一種多種。
9.如權(quán)利要求5所述的生產(chǎn)方法，其中，在步驟(5)中，蒸汽成型機(jī)的上板始終落在板材預(yù)成形坯上，憑借自重對板材施壓。
【文檔編號】C08L25/06GK103834056SQ201410070293
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2014年2月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月27日
【發(fā)明者】鄧剛, 彭綿廣, 喬林, 呂愛超 申請人:山東圣泉化工股份有限公司