[发明专利]一种高阻燃低烟密度聚苯乙烯泡沫复合隔热保温材料及其制备方法有效
申请号: | 201110255562.7 | 申请日: | 2011-08-31 |
公开(公告)号: | CN102391588A | 公开(公告)日: | 2012-03-28 |
发明(设计)人: | 陈运法;武晓峰;赵峰;叶军 | 申请(专利权)人: | 中国科学院过程工程研究所;中科益(北京)节能投资有限公司 |
主分类号: | C08L25/06 | 分类号: | C08L25/06;C08L61/10;C08K13/06;C08K7/24;C08K3/04;C08K9/10;C08K3/02;C09D161/10;C09D5/18;C09D7/12 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 阻燃 密度 聚苯乙烯 泡沫 复合 隔热 保温材料 及其 制备 方法 | ||
技术领域
本发明涉及保温材料制备领域,具体地,本发明涉及一种高阻燃低烟密度聚苯乙烯泡沫复合隔热保温材料及其制备方法。
背景技术
聚苯乙烯泡沫材料是通过加热可发性聚苯乙烯母粒,形成硬质闭孔结构的泡沫珠粒,经老化干燥后热蒸汽模压或挤塑成型,形成各类聚苯乙烯泡沫材料。聚苯乙烯泡沫材料,具有低比重、耐水性能好,且隔热、隔音性能优异等优点,已经广泛应用节能建材、包装材料、制冷等行业。但是,聚苯乙烯泡沫作为一种聚合物材料,其最大的缺点在于易燃不防火、且燃烧时放出难闻的有毒浓烟,对公共安全及生命财产构成巨大威胁。因此,具有高阻燃性及低烟密度的聚苯乙烯泡沫材料研制与开发一直是主要的研究与开发热点。阻燃聚苯乙烯制造技术通常是在苯乙烯单体聚合过程中引入阻燃剂,或通过聚苯乙烯树脂与阻燃剂共混得到阻燃聚苯乙烯母粒(谭智勇,广东化工,2001(1):27-29.Kienzle et al.U.S.Patent et al.No.4281067,1981;Bohen et al.U.S.Patent.No.4923916.1990.中国专利,丁友江等No.CN101892713A)。然而,阻燃剂的加入容易对聚苯乙烯的分子量及产品的物理性能产生不利影响,影响产品最终应用性能。另一种阻燃聚苯泡沫是采用聚苯母粒表面涂覆阻燃剂或其他功能组份,以得到阻燃型产品。在专利No.1906236A中,在预发聚苯乙烯泡沫颗粒表面裹覆乙酸乙酯树脂基功能层,即保持了聚苯乙烯基料本身固有性能,又通过泡沫颗粒表面粘附层添加包括阻燃剂在内的各种功能组份。这种工艺路线的缺陷是涂覆层聚合物与基料聚苯乙烯的相容性及物性匹配将影响产品机械性能及耐候性能,因此,涂层的树脂类型、添加剂类型及用量需要认真筛选。尽管如此,这种表面涂覆型聚苯乙烯泡沫,以泡沫颗粒表面黏结树脂为基体,设计功能化复合涂层材料,为聚苯乙烯功能化设计提供了很好的工艺选择路线。
酚醛树脂为一种多功能的合成塑料,也是与各种各样的有机和无机填料相容好的粘结剂,其本身也可以通过添加发泡剂热发泡制备酚醛发泡材料。酚醛发泡塑料能在150℃下长期使用,远高于聚苯乙烯的使用温度,并具有高的隔热性能、难燃性、遇火炭化、离火自熄、烟密度低(<3%=等优异性能,是一类重要阻燃抑烟材料,但酚醛树脂泡沫机械性能差、易粉化等弊端,造成加工性能差,限制了在建筑保温材料中大规模应用。
可膨胀石墨是一类典型的物理膨胀型阻燃剂,与普通阻燃剂相比,达到相同阻燃效果,可膨胀石墨用量远小于普通阻燃剂,也高于化学膨胀性阻燃剂,多用于改善聚氨酯、聚乙烯树脂的阻燃效果。专利CN101892713A报道了使用可膨胀石墨与纳米氢氧化铝聚苯乙烯树脂共混挤出,在挤塑发泡阶段添加水滑石粉制备难燃级聚苯乙烯挤塑板。
胶囊红磷,是一类无毒、抑烟、阻燃、热稳定性好、分散性能高的高效非卤阻燃剂,其来源广、不挥发、廉价与高阻燃的优点,已经发展成为一种高度重视的阻燃剂,如:用胶囊红磷与聚乙烯树脂,可以大幅改善树脂阻燃效果(刘亚青等,华北工学院学报,23(3),141-143)。
本发明针对聚苯乙烯泡沫保温材料应用技术中的上述问题,试图利用酚醛树脂与无机填料及聚苯乙烯良好相容性及其低发烟特性,并耦合可膨胀性石墨与胶囊红磷协同阻燃机制,开发出酚醛树脂酚醛基协同阻燃型复合涂料,用作聚苯乙烯泡沫颗粒表面包裹涂层材料,用于制备高效阻燃抑烟的聚苯乙烯泡沫复合隔热保温材料,以解决聚苯乙烯泡沫保温材料的易燃、融滴、高发烟等问题。
发明内容
本发明的目的在于提供了一种高阻燃低烟密度聚苯乙烯泡沫复合隔热保温材料。
本发明的再一目的在于提供了一种高阻燃低烟密度聚苯乙烯泡沫复合隔热保温材料的制备方法。
根据本发明的高阻燃低烟密度聚苯乙烯泡沫复合隔热保温材料,所述复合隔热保温材料包括聚苯乙烯泡沫颗粒基料和分散有阻燃功能组份的聚合物基涂料,
其中,
所述分散有阻燃功能组份的聚合物基涂料包含酚醛树脂、可膨胀石墨;
或
所述分散有阻燃功能组份的酚醛基有机-无机复合涂料包含酚醛树脂、可膨胀石墨和胶囊红磷;
所述聚苯乙烯泡沫颗粒的基料(其密度为16g/L)和聚合物基涂料之间的质量比为1∶1.3~2.2。
在所述分散有阻燃功能组份的聚合物基涂料中,还包含酚醛份固化剂、发泡剂和表面活性剂,基于100重量份的酚醛树脂,含8~10份发泡剂、5~15份可膨胀石墨、8~12酚醛份固化剂和3~5份表面活性剂。
根据本发明所述的高阻燃低烟密度聚苯乙烯泡沫复合隔热保温材料,其中,
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