[发明专利]一种高阻燃复合保温泡沫材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及聚苯乙烯泡沫材料技术领域，具体涉及一种高阻燃复合保温泡沫材料及其制备方法。

背景技术

在墙体保温隔热领域，目前广为应用的保温材料为可发性聚苯乙烯，但由于可发性聚苯乙烯自身具有易燃、发烟量大、滴落物多、燃烧后呈无定形粘性液体等弊端，影响了在墙体保温隔热领域的应用，同时由于可发性聚苯乙烯燃烧等级不高的原因，大大限制了其在墙体保温隔热领域的应用和推广。现有技术中，通过向可发性聚苯乙烯中加入含卤阻燃剂（例如：六溴环十二烷）起到阻燃效果，但含卤阻燃剂燃烧时产生大量烟雾、滴落物多，仍然不符合环保要求。

澳大利亚斯泰罗芬国际控股有限公司的中国发明专利CN1491254A公开了一种高分子复合泡沫材料，其技术方案中采用酚醛或呋喃树脂做为连续相复合可发性聚苯乙烯的方法，将酚醛或呋喃树脂良好的阻燃性能结合可发性聚苯乙烯的保温性能组构成复合保温材料，是一种较好的解决方案，但实际应用存在以下缺陷：制备工艺中聚苯乙烯发泡颗粒之间的结合度和密合度不够，从而导致制品强度等物理性能的下降，影响制品作为保温材料的应用；同时，由于酚醛或呋喃树脂系由苯酚、甲醛或糠醇或糠醛等缩聚而成，不可避免地残留了大量的游离单体比如甲醛、苯酚等，从而导致生产应用时毒性大、有机挥发物多，造成环境污染，也极大地影响了操作人员的职业健康。

中国科学院过程工程研究申请的中国发明专利CN102391588A公开一种高阻燃低烟密度聚苯乙烯泡沫复合隔热保温材料，其技术方案中应用了酚醛树脂以及阻燃剂可膨胀石墨、胶囊红磷、纳米氢氧化铝做为涂料，将此涂料涂敷在可发性聚苯乙烯颗粒表面，然后经模压成型的工艺方法，但在实际应用中由于可膨胀石墨、胶囊红磷的价格较为昂贵，影响了产品的性价比，此外，由于红磷的阻燃原理是利用磷与氧氧化燃烧生成五氧化二磷（P₂O5），达到阻燃火焰的蔓延，起到阻燃作用，然而该方法的弊端是生产的五氧化二磷（P₂O5）会进一步吸收空气中的水份从而变成磷酸，从而使材料产生酸性，进一步产生对基体建材（比如铆钉、金属固定件等）的腐蚀；另一方面，制备方法中将酚醛树脂与固化剂以及可膨胀石墨、胶囊红磷以及纳米氢氧化铝在高速混合机中搅拌均匀成为功能涂料，然后再将聚苯乙烯发泡颗粒与功能涂料搅拌涂覆的工艺，由于酚醛树脂的固化特性，在实际生产应用时，一旦该功能涂料配制过多，往往会不久即固化成块，无法继续使用，同时混合功能涂料采用了高速混合的设备，使得该工序能耗较大，不利于生产成本的降低。

韩国波尔玛有限公司的中国发明专利CN1906236A公开了一种具有功能表层的发泡聚苯乙烯珠粒，其技术方案中采用乙酸乙烯酯树脂做为功能表层，再复合添加阻燃剂制成阻燃型聚苯乙烯制品，但其缺点是聚乙酸乙烯酯必须采用甲醇溶解成溶液，并且由于聚苯乙烯颗粒易粘连，必须在搅拌时喷洒乙二醇剥离剂才能使聚苯乙烯成为独立的颗粒；同时，由于聚乙酸乙烯酯并不具有在加热或添加固化剂就能固化的性能，因而其功能比如阻燃剂的添加量是很有限的，产品在模塑成型时会产生成型劣化，无法结合或者固化成型；此外，生产时使用有毒、易燃的甲醇、乙二醇等做为溶剂或剥离剂存在溶剂挥发的难题，对于环保和职业安全十分不利。

中国发明专利申请CN102807683A公开了一种阻燃抗滴落模塑聚苯乙烯泡沫材料的制备方法，该方法中提到了采用可膨胀石墨做阻燃剂加以涂布在聚苯乙烯发泡颗粒的表面，此方法对提高阻燃性有一定的帮助作用，但其最重要的缺点是可膨胀石墨的阻燃原理是在遇火时产生膨胀，从而碳化阻燃，因此在膨胀碳化过程中将涂布层的骨架破坏掉，产生粉化现象，其次膨胀时会产生微尘、微粒和掉渣现象，甚至还产生火星，按照国标GB8624-2011要求，燃烧有滴落物及微粒是一种十分不利的燃烧现象，因此该泡沫材料应用于建筑保温领域仍存在安全隐患。

因此，针对上述现有技术的不足，亟需提供一种阻燃性能好、环保安全、成本低的高阻燃复合保温泡沫材料及其制备方法。

发明内容

本发明的目的之一在于避免现有技术中的不足之处而提供一种阻燃性能好、环保安全、成本低的高阻燃复合保温泡沫材料。

本发明的目的之二在于避免现有技术中的不足之处而提供一种工艺简单、能耗低、生产效率高、成本低的高阻燃复合保温泡沫材料的制备方法。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

提供一种高阻燃复合保温泡沫材料，包括粒径为1～10mm、密度为18～20g/L的聚苯乙烯发泡颗粒和包裹于所述聚苯乙烯发泡颗粒表面的阻燃复合层；

所述阻燃复合层以所述聚苯乙烯发泡颗粒的体积为基准，由以下原料组成：