CN102807683A - 一种阻燃抗滴落模塑聚苯乙烯(eps)泡沫材料的制备方法 - Google Patents

一种阻燃抗滴落模塑聚苯乙烯(eps)泡沫材料的制备方法 Download PDF

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刘利亚
曲静
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Abstract

本发明涉及到一种将固体阻燃剂，特别是可膨胀石墨，涂布于聚苯乙烯预发泡颗粒表面，进而制备阻燃抗滴落模塑聚苯乙烯(EPS)泡沫材料的方法。本发明的技术方案为：在EPS泡沫材料传统生产过程的中间环节，聚苯乙烯树脂粒料预发泡后，将固体阻燃剂/胶黏剂混合液均匀涂布于聚苯乙烯预发泡颗粒表面，然后进行传统操作的下一步，将粘有固体阻燃剂的聚苯乙烯预发泡颗粒加入至EPS蒸汽模塑机内模塑成型，得到阻燃抗滴落EPS泡沫材料。可膨胀石墨等固体阻燃剂的质量分数为5～45％，其对环境友好，同时保证了EPS泡沫产品的阻燃抗滴落性能。此外，该方法可以在任何EPS泡沫材料的生产工厂应用，使用方便。

Description

一种阻燃抗滴落模塑聚苯乙烯(EPS)泡沫材料的制备方法
一、技术领域
本发明涉及一种将固体阻燃剂涂布于聚苯乙烯预发泡颗粒表面，进而制备阻燃抗滴落模塑聚苯乙烯(EPS)泡沫材料的方法；特别涉及将可膨胀石墨涂布于聚苯乙烯预发泡颗粒表面，进而制备阻燃抗滴落EPS泡沫材料的方法。
二、背景技术
聚苯乙烯泡沫材料是一种常用的建筑隔热、保温材料。由于防火安全方面的要求，传统的阻燃聚苯乙烯泡沫材料一般采用六溴环十二烷(HBCD)进行阻燃，以达到较好的阻燃防火效果。
制备HBCD阻燃的EPS泡沫材料，阻燃剂HBCD只能在生产聚苯乙烯树脂的聚合过程加入。HBCD尽管可以使EPS泡沫材料具有一定的阻燃性，但是它为含卤阻燃体系，燃烧时产生大量的烟雾，不符合当今的环保要求。此外，用HBCD阻燃的EPS泡沫材料在燃烧时有滴落，会产生二次灾害。
随着欧盟REACH法规将HBCD列为高度关注物质(SVHC)，以及北欧国家推动将其归入斯德哥尔摩公约中的持续性有机污染物(POPs)，HBCD的使用已经受到限制并有可能被禁用。因此，寻找新的阻燃体系已经成为聚苯乙烯泡沫塑料阻燃的当务之急。
可膨胀石墨作为一种无卤高效阻燃剂近年来备受关注。可膨胀石墨是由天然鳞片石墨进行化学插层处理而成，受热时急剧膨胀，在材料表面形成碳层覆盖物，从而达到阻燃效果。
将可膨胀石墨以适当的方式加入到聚苯乙烯泡沫材料中可以达到较好的阻燃效果。以往采用的方法是将可膨胀石墨在螺杆挤出机挤出发泡时加入，但这种方法只适用于挤塑聚苯乙烯(XPS)泡沫材料。
三、发明内容
本发明的目的在于提供一种用固体阻燃剂特别是可膨胀石墨对模塑聚苯乙烯(EPS)泡沫材料进行阻燃处理的新方法。
实现本发明目的的技术方案为：在EPS泡沫材料传统生产过程的中间环节，聚苯乙烯树脂粒料预发泡后，将固体阻燃剂/胶黏剂混合液均匀涂布于聚苯乙烯预发泡颗粒表面，然后进行传统操作的下一步，将粘结固体阻燃剂的聚苯乙烯预发泡颗粒加入至EPS模塑机内模塑成型，得到阻燃抗滴落EPS泡沫材料。
与现有技术相比，本发明具有显著优点：1)本发明选用的可膨胀石墨等阻燃剂，是环境友好的阻燃剂，符合当今环保要求；2)HBCD阻燃的EPS泡沫材料，阻燃剂HBCD必须在上游工厂生产聚苯乙烯树脂粒料的聚合反应时加入；本发明采取在聚苯乙烯预发泡颗粒表面涂布可膨胀石墨等固体阻燃剂的方法，则可在任何EPS泡沫材料生产厂家应用，使用简单。
四、具体实验方式
本发明的具体实施方法是，将EPS的原材料聚苯乙烯树脂粒料进行预发泡，得到聚苯乙烯预发泡颗粒。将配好的固体阻燃剂/胶黏剂混合液均匀喷涂于搅拌机内的聚苯乙烯预发泡颗粒上，充分混合后，涂布有固体阻燃剂的聚苯乙烯预发泡小球进入流化干燥床进行干燥。最后将干燥完全的预发泡颗粒加入模具进行模塑成型操作，得到阻燃抗滴落EPS泡沫材料。
实施例1 用聚氨酯胶黏剂和可膨胀石墨制备阻燃抗滴落EPS泡沫材料
A：制备涂层混合液：
称量0.5kg聚氨酯胶黏剂加入至3kg95％的乙醇溶液中，充分搅拌后，向其中加入1kg可膨胀石墨，再次搅拌均匀配成石墨胶黏剂混合液。
B：聚苯乙烯树脂粒料的预发泡及其包覆处理：
将聚苯乙烯树脂粒料放入蒸汽预发泡设备内进行发泡处理并调整好发泡倍率，得到聚苯乙烯预发泡颗粒，装入搅拌机内均匀搅拌。
将A步骤中得到的石墨胶黏剂混合液均匀喷涂于搅拌机内5kg聚苯乙烯预发泡颗粒上，充分搅拌后，混合物进入流化干燥床进行干燥。
C：预发泡颗粒包覆后的模塑成型
将步骤B制备的涂布可膨胀石墨的聚苯乙烯预发泡颗粒放入EPS模塑机内，在0.5～0.6kg/cm3的蒸汽压下，加热15～20秒，维持100秒并冷却，得到阻燃抗滴落EPS泡沫材料，其氧指数为27。
实施例2 用尿醛树脂胶黏剂和可膨胀石墨制备阻燃抗滴落EPS泡沫材料
A：制备涂层混合液：
称量0.75kg尿醛树脂胶黏剂加入至2.5kg的水中，充分搅拌后，向其中加入1kg可膨胀石墨，再次搅拌均匀配成石墨胶黏剂混合液。
B：聚苯乙烯树脂粒料的预发泡及其包覆处理：
将聚苯乙烯树脂粒料放入EPS蒸汽发泡设备内进行发泡处理并调整好发泡倍率，得到聚苯乙烯预发泡颗粒，装入搅拌机内均匀搅拌。
将A步骤中得到的石墨胶黏剂混合液均匀涂布于搅拌机内5kg的聚苯乙烯预发泡颗粒上，充分搅拌后，混合物进入流化干燥床进行干燥。
C：预发泡颗粒包覆后的模塑成型
将步骤B制备的涂布可膨胀石墨的聚苯乙烯预发泡颗粒放入EPS模塑机内，在0.5～0.6kg/cm3的蒸汽压下，加热15～20秒，维持100秒并冷却，以制造出阻燃抗滴落EPS泡沫材料，其氧指数为26。
实施例3 用丙烯酸酯胶黏剂和可膨胀石墨制备阻燃抗滴落EPS泡沫材料
A：制备涂层混合液：
称量0.75kg丙烯酸酯胶黏剂加入至2.5kg的水中，充分搅拌后，向其中加入1kg可膨胀石墨，再次搅拌均匀配成石墨胶黏剂混合液。
B：聚苯乙烯树脂粒料的预发泡及其包覆处理：
将聚苯乙烯树脂粒料放入蒸汽预发泡设备内进行发泡处理并调整好发泡倍率，得到聚苯乙烯预发泡颗粒，装入搅拌机内均匀搅拌。
将A步骤中得到的石墨胶黏剂混合液均匀涂布于搅拌机内5kg的聚苯乙烯预发泡颗粒上，充分搅拌后，混合物进入流化干燥床进行干燥。
C：预发泡颗粒包覆后的模塑成型
将步骤B制备的涂布可膨胀石墨的聚苯乙烯预发泡颗粒放入EPS模塑机内，在0.5～0.6kg/cm3的蒸汽压下，加热15～20秒，维持100秒并冷却，得到阻燃抗滴落EPS泡沫材料，其氧指数为26。
实施例4 用聚氨脂胶黏剂和可膨胀石墨及膨润土制备阻燃抗滴落EPS泡沫材料
A：制备涂层混合液：
称量0.6kg聚氨酯胶黏剂加入至4kg95％的乙醇中，充分搅拌后，向其中加入0.75kg可膨胀石墨及0.50kg膨润土，再次搅拌均匀配成石墨胶黏剂混合液。
B：聚苯乙烯树脂粒料的预发泡及其包覆处理：
将聚苯乙烯树脂粒料放入蒸汽预发泡设备内进行发泡处理并调整好发泡倍率，得到聚苯乙烯预发泡颗粒，装入搅拌机内均匀搅拌。
将A步骤中得到的石墨胶黏剂混合液均匀喷涂于搅拌机内5kg的聚苯乙烯预发泡颗粒上，充分搅拌后，混合物进入流化干燥床进行干燥。
C：预发泡颗粒包覆后的模塑成型
将步骤B制备的涂布可膨胀石墨及膨润土的聚苯乙烯预发泡颗粒放入EPS模塑机内，在0.5～0.6kg/cm3的蒸汽压下，加热15～20秒，维持100秒并冷却，得到阻燃抗滴落EPS泡沫材料，其氧指数为29。
实施例5 用聚氨酯胶黏剂和可膨胀石墨及多聚磷酸铵制备阻燃抗滴落EPS泡沫材料
A：制备涂层混合液：
称量0.5kg聚氨酯胶黏剂加入至3.5kg95％的乙醇中，充分搅拌后，向其中1kg可膨胀石墨及0.25kg多聚磷酸铵(APP)，再次搅拌均匀配成石墨胶黏剂混合液。
B：聚苯乙烯树脂粒料的预发泡及其包覆处理：
将聚苯乙烯树脂粒料放入EPS蒸汽预发泡设备内进行发泡处理并调整好发泡倍率，得到聚苯乙烯预发泡颗粒，装入搅拌机内均匀搅拌。
用A步骤中得到的石墨胶黏剂混合液均匀涂布于搅拌机内5kg的聚苯乙烯预发泡颗粒上，充分搅拌后，混合物进入流化干燥床进行干燥。
C：预发泡颗粒包覆后的模塑成型
将步骤B制备的涂布可膨胀石墨及APP的EPS预发泡颗粒放入EPS模塑机内，在0.5～0.6kg/cm3的蒸汽压下，加热15～20秒，维持100秒并冷却，以制造出阻燃抗滴落EPS泡沫材料，其氧指数为28。

Claims (4)

1.在模塑聚苯乙烯(EPS)泡沫材料制造过程中的中间材料聚苯乙烯预发泡颗粒表面均匀涂布固体阻燃剂，然后以此进行传统模塑发泡操作，得到阻燃抗滴落EPS泡沫材料。
2.根据权利要求1，固体阻燃剂可单独选取可膨胀石墨；也可与其他一种或多种组分(如：多聚磷酸铵、PTFE、硼酸锌、珍珠岩、膨润土、蛭石等)混合使用。
3.根据权利要求1，表面涂布的固体阻燃剂的质量分数为5％～45％。
4.根据权利要求1，表面涂布固体阻燃剂的胶黏剂体系为：聚氨酯胶黏剂，脲醛树脂胶黏剂，丙烯酸酯胶黏剂，三聚氰胺树脂胶黏剂等。
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