[发明专利]难燃聚苯乙烯保温材料及其制备方法

说明书

本发明公开的难燃聚苯乙烯保温材料按重量份计是由2～50份发泡的聚苯乙烯泡沫颗粒、20～1000份水性胶黏剂、5～100份纳米粘土、0.1～10份增强剂、0.01～1份增稠保水剂和2～50份抑热剂搅拌混合均匀倒入模具，然后在1～10MPa压力下模压成型，经常规冷冻干燥制得，其密度为70～150kg/m³，压缩强度为0.2～0.3MPa，导热系数为0.045～0.06W/mK，燃烧热值为2～2.9MJ/kg，氧指数为50～70％，垂直燃烧等级为V‑0级，防火燃烧等级为A2级。该材料不仅能达到高层民用建筑保温材料的防火燃烧的A2级，且还在未外加阻燃剂的情况下获得优异的阻燃性，并还具有其它良好的综合性能，是一种理想的保温材料。同时制备方法简单、原料环保，具有广阔的市场前景。

技术领域

本发明属于保温材料及其制备技术领域，具体涉及一种难燃聚苯乙烯保温材料及其制备方法。

背景技术

可发性聚苯乙烯泡沫(EPS)是通过在聚苯乙烯树脂中添加发泡剂，经发泡而成的、内部具有多孔结构的泡沫材料。它具有导热系数低、质量轻、硬度高及化学性质稳定等特点，已被广泛应用于建筑外墙保温等行业，是市场上用量最大的建筑保温隔热材料。但是由于聚苯乙烯泡沫的易燃特点，随之也带来了火灾的危害。六溴环十二烷(HBCD)是阻燃聚苯乙烯泡沫的最有效的阻燃剂，然而《斯德哥尔摩公约》已将六溴环十二烷列为持久性有机污染物，已在全球禁止使用，因而如何对聚苯乙烯泡沫进行高效无卤的阻燃是该领域需要研究解决的课题。

目前公开的针对EPS泡沫高效阻燃的方法均为后处理法，即先制备阻燃粘结剂，然后再将其与EPS泡沫颗粒混合均匀、压制成板得到阻燃型的聚苯乙烯泡沫复合材料。而所制备的阻燃粘结剂可分为有机与无机两种。有机粘结剂多为热固型酚醛树脂、环氧树脂、三聚氰胺甲醛树脂以及丙烯酸酯类；无机粘结剂多为无机水玻璃、硅酸盐水泥以及其他复合型水泥类。

如CN104151729A报道了以有机酚醛树脂为粘结剂，膨胀石墨为阻燃剂制备一种阻燃型聚苯乙烯泡沫的方法，即通过添加20％粘结剂与15％阻燃剂制备的阻燃型聚苯乙烯泡沫，其氧指数提高了24％，但是无法通过UL94V-0。CN102391588A报道了以有机酚醛树脂为粘结剂，膨胀石墨为阻燃剂、红磷为协效剂来制备一种阻燃型聚苯乙烯泡沫的方法，通过膨胀石墨与红磷进行复配虽得到了很好的阻燃效果，其产品的氧指数较高，垂直燃烧等级也通过了UL 94V-0。但由于二者都使用了有机酚醛粘结剂，而有机酚醛树脂粘结剂的燃烧热值高达32MJ/kg，以至于无法满足符合B1级防火建筑保温材料。

如CN103923339A报道了利用一定模数的无机水玻璃为粘结剂，结合可膨胀性石墨阻燃剂，得到了具有无卤阻燃性的EPS泡沫板材。不仅其制备的产品氧指数只有26.8％，且垂直燃烧等级也为无级。而CN102219460A则报道了一种无机有机复合材料，该复合材料是将有机材料与无机材料混合、模压成型得到的。其中所使用的有机材料为聚苯乙烯泡沫，无机材料为硅酸盐水泥。由于该复合材料中大部分为硅酸盐水泥，所以得到的材料的密度大、导热系数高，无法满足轻质泡沫的要求。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，首先提供一种无需添加阻燃剂的难燃聚苯乙烯保温材料。

本发明的另一目的是提供一种制备上述难燃聚苯乙烯保温材料的方法。

本发明提供的难燃聚苯乙烯保温材料，其特征在于该保温材料以重量份计由如下组分制备而成：

该难燃聚苯乙烯保温材料的密度为70～150kg/m³，压缩强度为0.2～0.3MPa，导热系数为0.045～0.06W/mK，燃烧热值为2～2.9MJ/kg，氧指数为50～70％，垂直燃烧等级为V-0级，防火燃烧等级为A2级。

以上保温材料的组分优选以下配比：