CN101835827A - 阻燃聚苯乙烯 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了组合物，其包括：(i)经膨胀的或可膨胀的聚苯乙烯珠子或颗粒，(ii)膨胀剂，和(iii)阻燃粘结剂，基于(i)，(ii)和(iii)的总重量，(i)的重量在20-75重量％的范围。所述阻燃粘结剂是选自包括金属、硅酸盐、金属铝酸盐、金属铝硅酸盐和沸石的清单的无机材料，优选硅酸钠的水溶液。本发明还公开了制备阻燃聚苯乙烯的方法。

Description

阻燃聚苯乙烯
本发明涉及阻燃聚苯乙烯，尤其涉及阻燃聚苯乙烯泡沫。
聚苯乙烯泡沫为住宅的建造和建筑目的提供了良好的综合性能，例如；
-极低的水渗透率
-很高的耐水性
-非常好的热绝缘值，在产品寿命期间恒定(40年以上)
-优异的隔声性
-在最小重量或密度下的高构造强度
聚苯乙烯是本质上可燃的材料，通常通过利用将特定的阻燃添加剂加入到聚合物中，或通过将聚苯乙烯泡沫部件和其它构造材料组合，实现聚苯乙烯泡沫的良好阻燃性能。在这些产品类型和组合中，聚苯乙烯泡沫作为安全和非常有效的建筑/隔离材料已经获得了应得的美誉。
近年来，存在对建造和建筑中基础材料的增加的阻燃性能，尤其是避免火灾导致的财产损失的措施的新兴需求。在这一点上一个重要的要求在于建筑材料在火中常时间保持结构完整性，最大化从火灾中抢救建筑物和物品而避免损失的机会。典型地，保险燃烧实验(insurance fire tests)(例如如LPC Design Guide对于Fire Protection of Buildings，附录B，LPS 1181：Part 1所规定的)比本国和欧洲立法实施的那些(小火焰实验，单体燃烧，等等)更严格，尤其是在暴露于燃烧条件更长时间方面。因此标准阻燃聚苯乙烯泡沫通常不能通过这些测试中最严格的那些。
因此仍然存在对这样的聚苯乙烯泡沫产品的强烈需求，该聚苯乙烯泡沫产品具有上述有益性能和当暴露于火灾时显著提高的结构稳定性保持的独特组合。
存在很多具有非常强的阻燃性的建筑产品的例子，其中聚苯乙烯泡沫与其他材料如木材、金属、矿物棉、聚异氰脲酯、多酚结合。在这些应用中，聚苯乙烯泡沫可以是未经处理的，或者可以是用所谓的阻燃添加剂制备的。聚苯乙烯泡沫阻燃添加剂的最常见的例子是有机卤素化合物，如六溴环十二烷、四溴双酚A三溴苯基烯丙基醚的衍生物。这些例子具有的共同点是产品与火的第一阶段反应控制的非常好(通过例如，与可燃性差的材料层压)。然而，在持续着火情况中的较高温度(200-300℃)，产品内部的聚苯乙烯将会熔化。这导致泡沫结构和可能地整个产品结构的坍塌。另外，如果屋顶建筑没有很好地处理，燃烧的聚苯乙烯滴可能从所述建筑滴落。
另一个提高聚苯乙烯泡沫阻燃性的途径是改变聚苯乙烯泡沫本身的内在燃烧-和温度行为。对于固体非发泡聚苯乙烯，文献中有大量这种例子：所谓的炭化和膨胀包被加入到固体聚苯乙烯中来显著地改变燃烧行为(Georlette，P.，Simons，J.，Costa，L.″Fire retardancy of polymeric materials″，Grand&Wilkie，Eds，Marcel Dekker，New York，2000，p.245-283)。但是对于聚苯乙烯泡沫，这却困难得多。EP 834529，例如，教导了为改善聚苯乙烯泡沫的阻燃行为而加入含磷有机材料和镁。然而在非常高的阻燃剂加入量，燃烧行为却仅仅有最低程度地改善。通常，通过将所谓的炭化和膨胀剂加入到树脂或聚合中来改变聚苯乙烯泡沫的燃烧行为的尝试受该问题的困扰。
作为第三途径，聚苯乙烯泡沫，为经膨胀的聚苯乙烯泡沫珠子的形式，与多酚树脂混合并压制成具有优异的阻燃性能的泡沫板。但是，这些材料丧失了许多聚苯乙烯泡沫的初始性能要求，例如它们显著更脆并且吸水性增加。另外，所述产品的制备需要在标准泡沫生产场所中不存在的专用机器。
最后，存在非主要的例子，其中通过使用膨胀剂包或者粘土/硅酸盐树脂如水玻璃，来处理所谓的EPS(可膨胀聚苯乙烯)珠子，赋予该聚苯乙烯泡沫阻燃性能。虽然这些材料同样表现出提高的阻燃性能，并且具有它们的应用工艺与现有技术相容的优点，但是阻燃材料的典型加入量却使得在新产品中许多固有的PS泡沫性能(如上面重点描述的)消失。
我们现在已经发现可以通过使用阻燃粘结剂和膨胀剂添加剂的组合来克服这些问题。该添加剂包可以提供显著改善的和协同的阻燃行为，同时保持聚苯乙烯泡沫的优异性能特征。
本发明提供了组合物，其包括：
(i)经膨胀的或可膨胀的(expanded or expandable)聚苯乙烯珠子或颗粒
(ii)膨胀剂(intumescent)和
(iii)阻燃粘结剂
以(i)，(ii)和(iii)的总重量为基础，(i)的重量在20-75wt％。
根据本发明的一个进一步的实施方案，提供了制备阻燃聚苯乙烯的方法，其包括用阻燃性粘结剂和膨胀剂涂覆经膨胀的聚苯乙烯珠子的第一步骤，和任选的下列步骤
(a)干燥所述珠子
(b)转移经干燥的珠子到模具
(c)在升高的温度挤压和模制所述珠子
在一个进一步的实施方案中，提供了珠子或颗粒形式的经膨胀的或可膨胀的聚苯乙烯，其中所述颗粒或珠子涂覆有膨胀剂和阻燃粘结剂。只要是颗粒形式，所述经膨胀的或可膨胀的聚苯乙烯可以是再加工、再循环或废弃的材料。
在上述限定中，阻燃粘结剂优选作为能够i)在发泡的珠子表面均匀地携带和分布膨胀剂，ii)帮助将膨胀剂粘附在珠子表面和iii)一旦用火加热就产生不燃材料的残余物的液体或糊状物施加。所述阻燃粘结剂可以是例如金属硅酸盐或金属铝硅酸盐或沸石。所述阻燃粘结剂可以是有机的或无机的。优选的是基于硅酸盐和水的无机粘结剂，其中硅酸盐理解为是含有硅、氧和一种或多种金属的大量化合物中的任何物质。通常，硅酸盐由与一种或多种金属和有时候氢结合的SiO2或SiO4原子团组成，加入有离子如铝、镁、钙、钠、或其它金属。根据Na2O/SiO2的结合比率，可以将它们分成各种产品。例如，液体硅酸钠，称为水玻璃，是其中SiO2与Na2O的比率不同的粘稠的碱性且透明溶液。同样众所周知的是沸石，钙、钠或钾的水合硅酸铝。当基于钙作为额外的盐源时，粘结剂甚至可以是水泥、石灰或石膏。尤其优选的是碱金属硅酸盐，例如硅酸钠或硅酸钾，优选硅酸钠。有机粘结剂可以例如由酚醛树脂和水的混合物、聚氨酯分散体、或蜜胺基液体混合物组成。作为一个实例，硅酸钠和水的混合物可以作为阻燃粘结剂，但是例如水和沸石的混合物、酚衍生物(例如多酚，酚醛树脂)或成炭盐(例如如GB2101644中公开)也是可行的。
所述阻燃粘结剂还可以为凝胶或溶胶-凝胶的形式，特别是当所述粘结剂为硅酸盐或沸石时。凝胶为胶态悬浮体，在其中多孔骨架包裹有液相。所述阻燃粘结剂可以作为包括硅酸盐或铝硅酸盐的凝胶形成组合物应用，该组合物可任选地还包括有机液体，特别是与水不混溶的有机液体。所述凝胶形成组合物可以通过将金属硅酸盐和金属铝酸盐加入优选水中原位形成。
在以上限定中膨胀剂代表一旦加热或者暴露于火，就产生是其原始体积的很多倍的发泡炭层的组合物。例子包括聚磷酸铵/季戊四醇混合物、蜜胺、胍类、氯化石蜡、膦类、膦酸酯/盐、树脂粘结剂和可膨胀石墨，优选为可膨胀石墨。
以上粘结剂与膨胀剂添加剂的组合被认为在性质上是互补的。
本发明的一个特征是阻燃粘结剂和膨胀剂的总加入量不会危害最终的泡沫的机械和热性能性质。这与较早的公开，其中粘结剂如硅酸盐或水玻璃被用作单一添加剂以实现提高的发泡聚合物的阻燃性(例如US 6,545,078B1，2003；WO2006/121259；WO 2007/012832A2)相反。在这些情况中，为实现甚至是中等阻燃性而需要的加入量就过高而没有实际用途。同样地，膨胀剂包已经被引入到发泡的聚合物产品中，但是在这种情况下需要的加入量对实际应用来说也过高。例如NL1026339教导了把可膨胀石墨集中到发泡板上层(通过昂贵的模制后施加方法)，以便达到可接受的燃烧行为。
所述经膨胀的聚苯乙烯珠子典型地通过可膨胀聚苯乙烯的热处理形成(例如如Modern Styrenics Polymers，Scheirs&Priddy编辑.Wiley，New York 2003中所述)。可膨胀聚苯乙烯被理解为是包括发泡剂并且能够借助于该发泡剂的存在膨胀的组合物。该组合物可以是颗粒的形式，或者优选是可膨胀的珠子的形式。通常珠子是指球形或基本上球形的颗粒，特别是可以具有大直径和小直径的椭球形(spheroidal)颗粒，其中大直径和小直径之间的比率尤其是在1.0到1.3的范围，优选为1.0到1.2。所述可膨胀颗粒或珠子可以具有0.3到3mm的平均尺寸，优选为0.3到2mm，特别为0.4到1.5mm。它们还可以具有550到720kg/m3，优选为580到710kg/m3，特别为600到770kg/m3的堆积密度(或表观密度)，根据ASTM D1622方法测量。
所述可膨胀的聚苯乙烯组合物包括苯乙烯聚合物，其可以是苯乙烯的均聚物或共聚物，含有至少50％，优选至少80％和特别是至少90％重量的苯乙烯。存在于苯乙烯共聚物中的一种或多种共聚单体可以选自乙烯基芳族化合物，特别选自α-甲基苯乙烯，在芳环上卤化的苯乙烯或在芳环上烷基化的苯乙烯，(甲基)丙烯酸，(甲基)丙烯酸的C1到C4烷基酯如丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸异丙酯或丙烯酸丁酯，(甲基)丙烯酸的酰胺和腈类如丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、丙烯腈或甲基丙烯腈，丁二烯，乙烯，二乙烯基苯和马来酸酐。所述可膨胀的聚苯乙烯组合物还可以是聚苯乙烯和聚烯烃聚合物的共混物(例如NOVA Chemical市售的ARCEL)或聚苯乙烯和聚苯醚共混物(NORYL)。此外，使用的可膨胀聚苯乙烯珠子中还可以加入改善最终泡沫的热绝缘性能的材料/添加剂，例如金属氧化物、金属粉末、炭黑、石墨等(例如EPSSilver、Neopor和Lambdapor聚合物)。优选使用均聚聚苯乙烯。苯乙烯聚合物的重均分子量Mw可以在150000到450000道尔顿的范围，优选从160000到400000道尔顿，特别为170000到300000道尔顿。苯乙烯聚合物的分子量分布，通过聚合物Mw和数均分子量Mn之间的比值计算，可以为1.5到4.0，优选为1.7到3.5，特别为1.8到3.0。所述聚苯乙烯可以有利地具有相对低水平的残余单体和适当情况下一种或多种残余共聚单体，尽管存在已知是聚合抑制剂的炭黑：例如，量可以小于或等于2000重量份每百万份(ppm)，优选等于或低于1000ppm。每100重量份的苯乙烯聚合物，所述可膨胀的聚苯乙烯组合物包括以重量计2到20份，优选为3到15份且特别为3到10份的至少一种发泡剂。所述发泡剂可以选自任选氟化的脂肪族或环状烃，二氧化碳，水，和这些化合物中的两种或更多种的混合物。更特别地，其可以选自氟利昂，直链或支链的饱和烃和环状饱和烃，优选为C3到C7的烃，特别是C4到C6的烃，如正丁烷、异丁烷、正戊烷、异戊烷、正己烷或异己烷，二氧化碳，水，和这些化合物中的两种或更多种的混合物，特别是这些烃中的两种或更多种的混合物，二氧化碳和水的混合物，二氧化碳和这些烃中的至少一种的混合物，或水和这些烃中的至少一种以及任选地二氧化碳的混合物。
虽然本发明本质上是设计用于非阻燃性EPS产品，但是所述可膨胀的聚苯乙烯组合物可以进一步包括至少一种选自阻燃剂、成核剂、增塑剂、和促进模制和膨胀的制品脱模的试剂的添加剂。特别地，其可以包括至少一种特别是选自卤代烃，优选溴化烃，特别是C6到C12烃，如六溴环己烷，五溴单氯环己烷或六溴环十二烷的阻燃剂，数量可以为每100重量份的苯乙烯聚合物0.05到2重量份，优选0.1到1.5重量份。所述组合物可以进一步包括至少一种特别是选自合成蜡，特别是Fischer-Tropsch蜡，和聚烯烃蜡如聚乙烯蜡或聚丙烯蜡的成核剂，数量可以为每100重量份苯乙烯聚合物0.05到1重量份，优选0.1到0.5重量份。所述组合物同样可以包括至少一种增塑剂，其特别选自矿物油和石油蜡如石蜡，数量可以为每100重量份苯乙烯聚合物0.1到1重量份，优选0.1到0.8重量份。所述组合物可以另外包括至少一种促进模制和膨胀的制品脱模的试剂，其特别选自硬脂酸的无机盐和酯，如甘油单-、二-或三硬酯酸酯和硬脂酸锌，硬脂酸钙或硬脂酸镁，数量可以为每100重量份苯乙烯聚合物0.05到1重量份，优选0.1到0.6重量份。
用于制备特别是可膨胀的颗粒形式或优选可膨胀的珠子形式的可膨胀聚苯乙烯组合物的方法包括在水性悬浮液(aqueous suspension)中聚合苯乙烯和任选至少一种如上所述的共聚单体的步骤，然后是分离和消除水相的步骤，和分离特别是可膨胀的颗粒或珠子的形式的该组合物。在水性悬浮液中的所述聚合可以在搅拌下、在至少一种自由基聚合引发剂、至少一种悬浮稳定剂、一种或多种发泡剂的存在下进行，所述一种或多种发泡剂可以以每100重量份的苯乙烯3到20重量份，优选5-10重量份的量存在。
水性悬浮液中的聚合可以在70到150℃的温度进行，优选85到140℃。聚合可以以水与苯乙烯和任选的一种或多种共聚单体之间的重量比为0.8/1到5/1，优选0.9/1到4/1进行。所述聚合可以持续使得残余单体和适当情况下一种或多种残余共聚单体的量小于或等于2000ppm，优选小于或等于1000ppm的时间。
水性悬浮液中的聚合在一种或多种自由基聚合引发剂存在下进行，其数量可以是每100重量份单体和任选的一种或多种共聚单体0.01到2重量份，优选0.05到1重量份。所述自由基聚合引发剂可以选自单-、双-和多官能自由基引发剂，特别是选自过氧化物、氢过氧化物、过碳酸盐/酯、perketals、过酸酯和偶氮化合物。其优选选自双官能的或多官能的自由基引发剂并且更特别地选自过酸酯。已经发现在至少一种选自枯基过氧化氢，过酸酯如过氧化-2-乙基己酸叔丁基酯、过氧化新癸酸叔丁基酯、过氧化新戊酸叔丁基酯、过氧化二乙基醋酸叔丁基酯、过氧化异丁酸叔丁基酯、过氧化-3，5，5-三甲基己酸叔丁基酯，过氧化新癸酸枯基酯、过氧化-2-乙基己酸叔戊基酯、过氧化新癸酸叔戊基酯、过氧化新戊酸叔戊基酯、2，5-双(2-乙基己酰基过氧)-2，5-二甲基己烷或2，4，4-三甲基戊基-2-过氧新癸酸酯，或选自双官能或多官能的自由基引发剂，如1，1-双(叔丁基过氧)-3，3，5-三甲基环己烷、1，1-双(叔丁基过氧)环己烷、2，5-双(叔丁基过氧)2，5-二甲基己烷、2，2-双(叔丁基过氧)丁烷或双(叔丁基过氧异丙基)苯的自由基聚合引发剂的存在下进行所述聚合是特别有利的。实际上，尽管存在炭黑，但这些引发剂使得可以改善聚合反应的产率。因此可以制造含有极低量的残留苯乙烯和适当情况下一种或多种残留共聚单体的聚苯乙烯。所述一种或多种自由基聚合引发剂可以在聚合开始时全部加入，或者可以在聚合开始时加入一部分，并且剩余的部分在聚合过程中分成一份或多份加入。
在水性悬浮液中的聚合优选在至少一种悬浮稳定剂，特别是至少一种有机悬浮稳定剂，特别选自聚乙烯醇、羟乙基纤维素、甲基纤维素、十二烷基苯磺酸钠、丙烯酸和乙基己基丙烯酸酯的无规共聚物淀粉、聚丙烯酰胺类和聚乙烯基吡咯烷酮，或至少一种无机悬浮稳定剂，特别选自氧化铝、硅酸镁、氧化镁、氧化锌、碳酸钙、氟化钙和(焦)磷酸的无机盐例如磷酸三钙、磷酸钡、磷酸铝、或焦磷酸镁，的存在下进行。以苯乙烯和任选的一种或多种共聚单体为100重量份计，悬浮稳定剂用量可以是0.05到6重量份，优选0.1到4重量份。
为了改善悬浮液稳定性，还可以在与所述组合物的所述聚合物不同，或优选相同的苯乙烯(预)聚合物的存在下进行所述聚合，以总重为100重量份计，其数量可以为1到50重量份，优选30到45重量份。因此在开始聚合之前，可以通过将所述苯乙烯的(预)聚合物加入和溶解到所述单体或适当情况下所述一种或多种共聚单体中来形成溶液。因此可以在苯乙烯和适当情况下一种或多种共聚单体的本体中或溶液中进行预聚合，直到得到上述比例的(预)聚合物，并且然后在水性悬浮液中在特别是前述反应物和添加剂的存在下继续所述聚合。
在水性悬浮液中的聚合可以在其它添加剂的存在下进行，所述其它添加剂选自链转移剂如硫醇和α-甲基苯乙烯的二聚物，阻燃剂例如卤代烃，优选溴化烃，特别是上述的那些，交联剂如丁二烯或二乙烯基苯，增塑剂和成核剂，特别是如上所述的那些。
在水性悬浮液中的聚合特别是在至少一种发泡剂的存在下进行，以聚合反应中所用的苯乙烯和任选的一种或多种共聚单体为100重量份计，其用量在3到23重量份，优选4到17重量份，特别为4到12重量份。通常，在聚合期间所使用的一小部分所述发泡剂发生损失并且在聚合后在可膨胀聚苯乙烯组合物中没有得到恢复。所述一种或多种发泡剂可以选自上述的那些，并且可以在聚合开始时或聚合过程中全部加入，或在开始时加入一部分并在聚合过程中将剩余部分分成一份或多份加入。作为选择它们可以在独立的浸渍步骤中加入。
所述可膨胀的聚苯乙烯组合物被用于生产膨胀的制品，特别是挤出或模制制品，特别地具有根据方法ASTM D 1622测量的5到200kg/m3的堆积密度(或表观密度)，优选为5到180kg/m3且特别为5到150kg/m3。所述经膨胀的聚苯乙烯典型地通过包括以下步骤的方法制备：
(i)通过使所述组合物，特别是以可膨胀的颗粒或可膨胀的珠子的形式与蒸汽接触和混合进行预膨胀(或预发泡)的步骤，特别是在搅拌罐中且特别是在能够形成特别是具有5到200kg/m3，优选5到100kg/m3且特别为5到50或30kg/m3堆积密度(或表观密度)的经膨胀的颗粒或珠子的压力和温度条件下，例如在80到110℃，或85到105℃的温度，和在可以为10到160kPa，或50到150kPa的绝对压力下，以及
(ii)任选地，通过使它们与空气环境接触来稳定化如此膨胀的所述颗粒或珠子的步骤(熟化)，特别是在0到40℃的温度，和在可以是50到130kPa，优选80到120kPa的绝对压力下，进行的时间可以是几个小时到几天，例如4小时到3天，以便尤其是获得环境空气和经膨胀的颗粒或珠子的内部气氛之间的平衡。
使所述经膨胀的聚苯乙烯珠子与所述阻燃粘结剂和所述膨胀剂混合；实现两者与珠子的良好分布是非常重要的。所述膨胀剂和阻燃粘结剂可以分别地添加或作为混合物添加。混合过程可以优选在0-100℃的温度进行，更优选10-75℃，最优选在环境温度进行。然后干燥所述珠子，并任选模制。
因此本发明涉及特别是可膨胀的颗粒或优选可膨胀的珠子形式的所述可膨胀的聚苯乙烯组合物以及由其生产的经膨胀的颗粒和经膨胀的珠子用于制备具有如上所述的堆积密度(或表观密度)的模制的和膨胀的制品的用途，所述堆积密度(或表观密度)例如为5到200kg/m3，优选为5到100kg/m3，特别为5到50kg/m3，且尤其为5到30kg/m3。
模制所述经膨胀的聚苯乙烯的颗粒或珠子典型地特别是通过将它们引入模具中并且通过加热模具，从而使颗粒或珠子彼此熔接进行，例如在80到120℃的温度，从而制备特别是具有期望的堆积密度(或表观密度)的模制和膨胀的制品，该期望的堆积密度(或表观密度)优选与所述预膨胀的颗粒或珠子的堆积密度(或表观密度)基本上相同。
所述阻燃粘结剂优选在溶液中优选水溶液中使用。可以使用所述阻燃粘结剂的其它溶剂或载体。当所述阻燃粘结剂作为溶液，例如水溶液应用时，所述阻燃粘结剂在溶液中的浓度为2-80％重量，优选10-70％重量，更优选为15-50％重量。
所述膨胀剂可以是任何由于热暴露而膨胀，体积增加且密度减小的物质。膨胀剂典型地被用于被动防火中，并且典型地是吸热的且可含有化学结合水。膨胀剂的典型实例是可膨胀石墨，纳米粘土，可膨胀玻璃珠(例如Expancell，从Akzo商购)，优选可膨胀石墨。
作为经膨胀的或可膨胀的聚苯乙烯珠子或颗粒，膨胀剂和阻燃粘结剂的总重量的百分数，经膨胀的或可膨胀的聚苯乙烯珠子或颗粒的重量为20-75％，优选为25-60％，更优选35-45％。
作为经膨胀的或可膨胀的聚苯乙烯颗珠子或颗粒，膨胀剂和阻燃粘结剂的总重量的百分数，所述膨胀剂的重量优选为10-30％，更优选为15-25％，例如17-23％。
作为经膨胀的或可膨胀的聚苯乙烯颗珠子或颗粒，膨胀剂和阻燃粘结剂的总重量的百分数，所述阻燃粘结剂的重量优选为30-50％，更优选为35-45％，例如37-43％。为免除疑问，所述阻燃粘结剂的重量不包括任何液体溶剂或载体的重量。
典型地，所述膨胀剂和阻燃粘结剂将在模制前施加于所述可膨胀的或优选经膨胀的聚苯乙烯。然而所述阻燃粘结剂和膨胀剂可以通过浸渍，喷射或浸泡在浴中而施加于已经模制的聚苯乙烯泡沫制品、块或者片材；在这种情况下可以通过例如将所述制品、块或者片材放置在容器(例如袋)中，通过重力或泵送作用使阻燃粘结剂和膨胀剂的液体溶液或浆通过所述容器，而使所述阻燃粘结剂和膨胀剂渗透到所述制品、块或者片材中。
本发明进一步包括制品，其包含用阻燃粘结剂和膨胀剂处理的聚苯乙烯泡沫以及任选的通常用于建筑目的的材料例如石膏，铁板，铝或一些其它的金属材料。
本发明现在将参考以下实施例进行说明。通过常规悬浮聚合制备可膨胀的聚苯乙烯聚合物颗粒。使用蒸汽使所述颗粒预膨胀到具有19kg/m3的表观密度并熟化。
实施例1
将250g如以下所定义的硅酸钠溶液和40g可膨胀石墨混合到一起。然后将得到的浆和100g所述预膨胀的聚苯乙烯珠子混合。在干燥所述混合物后，将经涂覆的预发泡珠子使用标准的EPS设备和模制条件进行模制(300×300×50mm)。
在泡沫在烘箱中干燥48小时/70℃后，其进一步在50％RH和23℃调理24小时，之后切成190×90×20mm的试样。根据DIN 4102：部分1：B2燃烧试验测试这些试样。结果如表1中所示。
实施例2
重复实施例1，除了使250g硅酸钠溶液首先与所述预膨胀的珠子充分混合，然后添加40g可膨胀石墨并进一步混合之外。
实施例3
重复实施例1，除了不使用硅酸钠溶液或可膨胀石墨之外。
实施例4
重复实施例1，除了不使用硅酸钠溶液，而仅仅使用40g的可膨胀石墨与100g的预膨胀聚苯乙烯珠子混合之外。没有观察到可膨胀石墨涂层(附着到所述预发泡的珠子)。在所述预发泡的珠子层下观察到了可膨胀石墨的沉积。
实施例5
重复实施例5，除了仅使用250g的硅酸钠溶液而没有将可膨胀石墨添加到混合物中以外。
表1
  实施例   泡沫密度kg/m3   DIN4102：部分1：B2   观察泡沫燃烧   燃烧滴落   燃烧高度mm
  1   37.5   通过   否   否   ＜10*
  2   37.5   通过   否   否   ＜10*
  3   18.5   失败   是   是   ＞150
  4   19   失败   是   是   ＞150
  5   21   失败   是   是   ＞150
*膨胀剂层
硅酸钠溶液(水玻璃)：水中36-38％wt硅酸钠
表2中列出了实施例1，2，3的泡沫的所选择的物理特性。
表2
  实施例   泡沫密度kg/m3   弯曲强度，kPa(EN12089)   10％抗压强度，kPa(EN826)   导热率mW/m.K(10℃)(EN12667)
  1(涂覆的)   37.5   260   105   34.7
  2(涂覆的)   37.5   260   105   34.7
  3(未涂覆的)   18.5   290   110   33.7

Claims (13)

1.组合物，其包括：
(i)经膨胀的或可膨胀的聚苯乙烯珠子或颗粒
(ii)膨胀剂，和
(iii)阻燃粘结剂
以(i)，(ii)和(iii)的总重量为基准，(i)的重量为20-75重量％。
2.根据权利要求1的组合物，其中所述经膨胀的或可膨胀的聚苯乙烯为珠子的形式。
3.根据权利要求1或2的组合物，其中所述聚苯乙烯具有150,000-450,000道尔顿的重均分子量。
4.根据前述任一项权利要求的组合物，其中所述膨胀剂是蜜胺、膦类、膦酸酯、可膨胀石墨、可膨胀玻璃珠和纳米粘土中的至少一种。
5.根据权利要求4的组合物，其中所述膨胀剂是可膨胀石墨。
6.根据前述任一项权利要求的组合物，其中所述阻燃粘结剂可以是选自包括酚树脂、聚氨酯分散体、多酚和酚醛树脂的清单的有机材料。
7.根据权利要求1到5任一项的组合物，其中所述阻燃粘结剂是选自包括金属、硅酸盐、金属铝酸盐、金属铝硅酸盐和沸石的清单的无机材料。
8.根据权利要求7的组合物，其中所述阻燃粘结剂是硅酸钠。
9.根据权利要求1到8任一项的组合物，其中以(i)，(ii)和(iii)的总重量为基准，(i)经膨胀的或可膨胀的聚苯乙烯珠子或颗粒的重量为35-45％。
10.根据权利要求1到8任一项的组合物，其中以(i)，(ii)和(iii)总重量为基准，(ii)膨胀剂的重量为10-30％。
11.根据权利要求1到8任一项的组合物，其中以(i)，(ii)和(iii)的总重量为基准，(iii)阻燃粘结剂的重量为30-50％。
12.制备阻燃聚苯乙烯的方法，其包括用阻燃粘结剂和膨胀剂涂覆经膨胀的聚苯乙烯珠子或颗粒的第一步骤，和任选的其他步骤
(a)干燥所述经涂覆的珠子
(b)将干燥后的珠子转移到模具，和
(c)在升高的温度挤压和模制所述珠子。
13.制品，其包括用阻燃粘结剂和膨胀剂处理过的聚苯乙烯泡沫，其中所述处理过的聚苯乙烯泡沫包括权利要求1到11中任一项的组合物。
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