[发明专利]一种改性可发性聚苯乙烯颗粒、制备方法及其应用

说明书

本发明公开了一种改性可发性聚苯乙烯颗粒、制备方法及其应用，涉及聚氨酯技术领域，采用改性可发性聚苯乙烯颗粒为原料制备出高弹低密度、温度可控的聚氨酯泡沫，在制备聚氨酯泡沫过程中，通过调整反应双组分料原料成分及比例，同时添加可发性聚苯乙烯颗粒、相变复合材料，可以吸收热量，控制反应产生的温度，从而避免产生高温现象。可发性聚苯乙烯颗粒在发泡的同时，通过化学键与聚氨酯结合保证界面无缺陷，得到低密度高弹性的聚氨酯泡沫。本发明制备方法简单，原料来源可靠，适合现有聚氨酯原液生产企业直接投产使用，且工艺易控，适合规模化推广使用。

技术领域

本发明涉及聚氨酯技术领域，特别是涉及一种改性可发性聚苯乙烯颗粒、制备方法及其应用。

背景技术

聚氨酯是一种多功能多用途的合成高分子材料，通常是由低聚物多元醇、多异氰酸酯和扩链剂/交联剂反应制得。

聚氨酯泡沫塑料保温性能好，导热系数0.020左右，比聚苯板还好，是目前建筑保温较好的材料。防水性能好，泡沫孔是封闭的，封闭率达95％，雨水不会从孔间渗过去。因现场喷涂，形成整体防水层，没有接缝，任何高分子卷材所不及，减少维修工作量。粘结性能好，能够和木材、金属、砖石、玻璃等材料粘结得非常牢固，不怕大风揭起。耐老化好，据国外已用工程总结和研究测试获知，耐老化年限可达30年之久。

聚氨酯泡沫塑料也有一些缺点，如采用较多的水作为发泡剂，或者大体积发泡时候，在反应过程中，会产生大量的热量，导致反应温度升高，有时反应中心温度达到最高时，会使泡沫炭化，俗称“烧心”，更为严重的是反应产生的高温，使泡体产生自燃现象，容易发生火灾等危险事故。同时，制品易产生收缩，制品尺寸稳定性降低、模量降低、承载力降低。特别是使用较多的水形成的微泡，尽管密度降低，但容易形成硬段，影响聚氨酯泡沫的弹性。技术人员尝试通过控制聚氨酯中氨基甲酸酯基团的含量来改善弹性，但效果甚微。尤其是对密度降低幅度较大的聚氨酯，模量、承载力会受到较大的影响。

发明内容

目前聚氨酯泡沫中使用了较多的水发泡剂，然而较多的水发泡剂容易在模塑成型后形成较多的硬段，影响聚氨酯泡沫承载量和弹性，或者大体积发泡时容易导致反应温度超过临界发泡温度170℃，制品性能严重下降。为此，本发明提出一种改性可发性聚苯乙烯颗粒、制备方法及其应用，采用改性可发性聚苯乙烯颗粒可制备出高弹低密度、温度可控的聚氨酯泡沫。利用改性可发性聚苯乙烯颗粒与二异氰酸酯在发泡时发生交联反应，改性可发性聚苯乙烯颗粒在聚氨酯泡沫中加热发泡形成支撑体，不但降低了聚氨酯的密度，而且加强了聚氨酯的承载性和弹性。通过调整反应双组分原料成分及比例，添加的可发性聚苯乙烯颗粒、相变材料为吸热材料吸收热量控制反应产生的温度，从而避免产生高温现象。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种改性可发性聚苯乙烯颗粒，按照质量份数计，包括以下原料：70～99份聚苯乙烯树脂、1～30份羟基甲基聚苯乙烯树脂、0.5～5.0份石墨和4～8份戊烷。

一种所述改性可发性聚苯乙烯颗粒的制备方法，包括以下步骤：将聚苯乙烯树脂、羟基甲基聚苯乙烯树脂、石墨按照重量份数混合，进行双螺杆挤出造粒；将颗粒和戊烷混合，进行高压浸渍反应，降温，将颗粒洗涤干燥，得到改性可发性聚苯乙烯颗粒；

双螺杆挤出造粒过程中：主机温度设置在170～220℃，模头温度240～300℃，水箱温控为70～95℃，粒径为0.3～2.5mm；

高压浸渍反应温度为115～125℃，压力为0.60～0.85Mpa，浸渍时间为3～6h。

一种聚氨酯发泡温度可控的组合物，由A组分和B组分构成，A组分和B组分的质量比为1：0.9～1.1；

其中所述A组分按照质量份数计，包括以下原料：30～50份聚醚多元醇、35～30份聚酯多元醇、0.5～5份催化剂、0.5～5份表面活性剂、1～30份发泡剂、1～30份阻燃剂和1～50份所述改性可发性聚苯乙烯颗粒或所述制备方法制备得到的改性可发性聚苯乙烯颗粒；