CN103755994B - 一种a级防火改性聚苯乙烯保温板及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的是提供一种A级防火改性聚苯乙烯保温板及其制备方法，通过将防火涂料渗透入聚苯乙烯保温板的内部，在聚苯乙烯保温板和聚苯乙烯保温板板内部的聚苯乙烯颗粒的外表面形成一个防火层，使其与空气隔绝，阻止热量与火焰的传播，所制备的A级防火改性聚苯乙烯保温板的阻燃性能达到GB/T8624-2006《建筑材料燃烧性能分级方法》中A2级，导热系数≤0.045W/（m·k）；本发明的技术方案通过高压渗透、平板流化床干燥、烘干等工艺过程，完成A级防火聚苯乙烯保温的制备，生产工艺简单，操作性强，适于工业大规模生产。
Description
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域，尤其是涉及一种A级防火改性聚苯乙烯保温板的制备方法。
背景技术
聚苯乙烯泡沫板是由含有挥发性液体发泡剂的可发性聚苯乙烯珠粒，经加热预发后在模具中加热成型为具有微细闭孔结构的板材，其具有导热系数低、热阻高、线性膨胀率低、质轻、硬度高、化学性质稳定等优点。聚苯乙烯泡沫板因其优异的保温性能，可以广泛用于屋顶保温、建筑墙体、复合保温板的保温层。
但是传统的聚苯乙烯泡沫板的阻燃性能较差，而且吸水后易变形，从而保温性能急剧下降，所以阻碍了聚苯乙烯泡沫板的进一步应用和发展，因此对聚苯乙烯泡沫板改性成为目前聚苯乙烯泡沫板领域的研究发展趋势。目前，主要是利用阻燃剂对聚苯乙烯泡沫板进行改性，为了使聚苯乙烯与阻燃剂之间共融，需要对阻燃剂与聚苯乙烯泡沫进行搭配与选择，二者的匹配要求严格，而且采用这种方法制备的改性聚苯乙烯泡沫板的阻燃性能仅能达到GB/T8624-2006《建筑材料燃烧性能分级方法》中的B1级水平。所以开发一种阻燃性能好的改性聚苯乙烯泡沫板及其制备工艺是目前亟待解决的问题。
发明内容
针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的是提供一种阻燃性能和保温性能优良的防火聚苯乙烯保温板，及其工艺简单，可操作性强的A级防火改性聚苯乙烯保温板的制备方法。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种防火聚苯乙烯保温板，包括聚苯乙烯保温板本体，其特征在于，所述聚苯乙烯保温板本体的外表面包裹有防火涂料，所述聚苯乙烯保温板本体内部的聚苯乙烯颗粒的外表面渗透包裹有防火涂料。
本技术方案中的聚苯乙烯保温板本体为聚苯乙烯泡沫保温板，这样的聚苯乙烯保温板完成了发泡工艺，可以避免防火涂料影响聚苯乙烯颗粒的发泡工艺，保证聚苯乙烯保温板本体的尺寸稳定性，进而确保每个聚苯乙烯颗粒的外面都能包裹防火涂料；所述聚苯乙烯保温板本体的外表面包裹有防火涂料，所述聚苯乙烯保温板本体内部的聚苯乙烯颗粒的外表面渗透包裹有防火涂料，这样在聚苯乙烯保温板和聚苯乙烯保温板内部的聚苯乙烯颗粒的外表面形成一个防火层，使其与空气隔绝，阻止热量与火焰的传播，从而提高了聚苯乙烯保温板的阻燃性能。
作为优化，所述防火涂料采用如下质量份数的组分混合搅拌均匀得到：水20～40份、丙烯酸柔性乳液25～30份、滑石粉12～16份、三聚氰胺10～15份、聚丁烯4～6份、防火短纤维1～3份、乙基纤维素1～3份、六亚甲基四胺2～5份、二氧化钛1～2份、季戊四醇2～4份、苯甲酸二丁酯1份、聚氨酯增稠剂1份；并采用高压渗透的方式进入到聚苯乙烯保温板内部也包裹到聚苯乙烯颗粒的外表面。
这样的防火涂料通过各组分之间的协同作用，形成具有高渗透性、分散性、和阻燃性的防火浆料，可以在15MPa的高压下将其渗透入聚苯乙烯保温板的内部，均匀分散并包裹在聚苯乙烯保温板和聚苯乙烯保温板内部的聚苯乙烯颗粒的外表面，提高防火聚苯乙烯保温板整体的阻燃性能和保温性能。
作为优化，所述聚苯乙烯保温板本体与防火涂料的重量比为1:2～3。这样可以确保聚苯乙烯保温板和聚苯乙烯保温板内部的每个聚苯乙烯颗粒的外表面都包裹有防火涂料，使每个聚苯乙烯颗粒形成一个与空气隔绝的防火单元，阻断热量和火焰的传播，使得防火阻燃保温板的阻燃性能达到A级。
作为优化，所述防火聚苯乙烯保温板的阻燃等级为A级，表观密度为35～45Kg/m3，导热系数≤0.045W/m·k，抗压强度≥0.30MPa，压缩强度≥250KPa，体积吸水率≤1.0%，尺寸稳定性≤1.2。这样的防火聚苯乙烯保温板具有良好的阻燃性能、保温性能和力学性能，可以满足建筑领域对阻燃保温材料的要求。其中防火聚苯乙烯保温板的表观密度参照GB/T6343-2009来确定并测试，导热系数在平均温度为25℃±2℃的条件下，参照GB/T10294-2008来确定并测试，抗压强度参照JG149-2003来确定并测试，压缩强度参照GB/T8813-2008来确定并测试，体积吸水率参照GB/T8810-2005来确定并测试，尺寸稳定性参照GB/T8811-2008来确定并测试，阻燃性能等级参照GB8624-2012来确定并测试。
本发明还提供一种A级防火改性聚苯乙烯保温板的制备方法，其特征在于，采用高压渗透的方式将防火涂料渗透入聚苯乙烯保温板本体，并包裹在聚苯乙烯保温板本体内部的聚苯乙烯颗粒的外表面以及聚苯乙烯保温板本体外表面得到所述A级防火改性聚苯乙烯保温板。
上述技术方案中，通过高压渗透的方式在聚苯乙烯保温板本体外表面和聚苯乙烯保温板本体内部的聚苯乙烯颗粒的外表面包裹防火涂料，得到A级防火改性聚苯乙烯保温板，这样的制备工艺简单，可操作性强，适于工业生产。
作为优化，A级防火改性聚苯乙烯保温板的制备方法，具体包括以下步骤：
a、获取聚苯乙烯保温板本体；
b、获取防火涂料；
c、将上述聚苯乙烯保温板本体和防火涂料置入一密闭容器内，使防火涂料包裹住聚苯乙烯保温板本体并持续施加高压进行渗透处理；
d、渗透处理完毕后，进行干燥处理。
上述技术方案中制备A级防火改性聚苯乙烯保温板，通过高压渗透的方式在聚苯乙烯保温板本体外表面和聚苯乙烯保温板本体内部的聚苯乙烯颗粒的外表面包裹防火涂料，将防火涂料和聚苯乙烯保温板本体形成一个复合防火整体，使其与空气隔绝，从而在根本上提高了聚苯乙烯保温的阻燃性能，避免了火灾的发生。
作为优化，所述a步骤的具体方法为：
首先将可发性聚苯乙烯母料颗粒喂入蒸汽压为0.2～0.4MPa、75～85℃的预发机内进行预发泡，熟化8～9h后得到预发泡的聚苯乙烯母料颗粒；
然后将预发泡的聚苯乙烯颗粒放入板材成型机中，用95～110℃蒸汽加热，保持压力为0.08MPa～0.15MPa，待通气结束后冷却、脱模，经切割得到聚苯乙烯保温板。上述技术方案得到的聚苯乙烯泡沫保温板可以使防火涂料渗透进入，也包裹在聚苯乙烯颗粒的外表面，与聚苯乙烯保温板形成一个整体。
作为优化，所述b步骤中防火涂料的组分以及各组分的质量份数为：水20～40份、丙烯酸柔性乳液25～30份、滑石粉12～16份、三聚氰胺10～15份、聚丁烯4～6份、防火短纤维1～3份、乙基纤维素1～3份、六亚甲基四胺2～5份、二氧化钛1～2份、季戊四醇2～4份、苯甲酸二丁酯1份、聚氨酯增稠剂1份。这样的防火涂料具有高渗透性、分散性、和阻燃性，可以在15MPa的高压下渗透入聚苯乙烯保温板的内部，均匀分散的包裹在聚苯乙烯保温板和聚苯乙烯保温板内部的聚苯乙烯颗粒的外表面，提高防火聚苯乙烯保温板整体的阻燃性能和保温性能。
作为优化，所述c步骤中高压渗透处理的压强为15MPa，时间为60s。这样可以确保将防火涂料渗透入聚苯乙烯保温板的内部，在聚苯乙烯保温板和聚苯乙烯颗粒的外表面均形成一个防火层，使聚苯乙烯保温板本体和防火涂料形成一个复合防火整体，不仅提高聚苯乙烯保温板的阻燃性能和保温性能，同时也不会造成聚苯乙烯品泡沫颗粒的变形破碎和聚苯乙烯保温板本体力学性能的降低，保证A级防火改性聚苯乙烯保温板具有良好的阻燃性能、保温性能和力学性能。
相比现有技术，本发明具有如下有益效果：
1、本发明中的防火涂料中各组分的质量份数为：水20～40份、丙烯酸柔性乳液25～30份、滑石粉12～16份、三聚氰胺10～15份、聚丁烯4～6份、防火短纤维1～3份、乙基纤维素1～3份、六亚甲基四胺2～5份、二氧化钛1～2份、季戊四醇2～4份、苯甲酸二丁酯1份、聚氨酯增稠剂1份。这样的防火涂料具有高渗透性、分散性和阻燃性能，包裹在聚苯乙烯保温板和聚苯乙烯颗粒的外表面，可以显著的提高聚苯乙烯保温板的性能，使得聚苯乙烯泡沫板的的阻燃性能达到GB/T8624-2006《建筑材料燃烧性能分级方法》中A2级，导热系数≤0.045W/（m·k），能够满足建筑领域对阻燃保温材料的性能要求。
2、与相同保温性能、阻燃性能和力学性能的无机类保温材料相比，本发明的A级防火改性聚苯乙烯保温板相对较薄，也不要需额外的加强锚固，使得A级防火聚苯乙烯保温具有更高的性价比。
3、本发明的技术方案通过高压渗透、平板流化床干燥、烘干等工艺，即可完成A级防火聚苯乙烯保温的制备，生产工艺简单，操作性强，适于工业大规模生产。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明做进一步的详细说明。
实施例1：
一种A级防火改性聚苯乙烯保温板的制备方法，具体包括以下步骤：
a、获取聚苯乙烯保温板本体；
先将可发性聚苯乙烯母料颗粒喂入蒸汽压为0.2～0.4MPa、75～85℃的预发机内进行预发泡，再熟化8～9h得到预发泡的聚苯乙烯母料颗粒；
然后将预发泡的聚苯乙烯母料颗粒放入板材成型机中，并导入95～110℃的蒸汽压加热，保持压力为0.08～0.15MPa，待通气结束后冷却、脱模，经切割得到聚苯乙烯保温板本体。
b、获取防火涂料，按照各组分的质量份数为：水35份、丙烯酸柔性乳液25份、滑石粉14份、三聚氰胺10份、聚丁烯4份、防火短纤维3份、乙基纤维素1份、六亚甲基四胺2份、二氧化钛1份、季戊四醇3份、苯甲酸二丁酯1份、聚氨酯增稠剂1份，称取防火涂料，搅拌混合均匀以备使用；
c、将上述聚苯乙烯保温板本体和防火涂料置入一密闭容器内，使防火涂料包裹住聚苯乙烯保温板本体并持续施加15MPa高压进行渗透处理60s；其中聚苯乙烯保温板本体和防火涂料的重量比为1:2；
d、渗透处理完毕后，进行干燥处理，得到A级防火改性聚苯乙烯保温板，其中防火涂料渗透入聚苯乙烯保温板本体，并包裹在聚苯乙烯保温板本体内部的聚苯乙烯颗粒的外表面以及聚苯乙烯保温板本体外表面。
上述实施例1制备的A级防火聚苯乙烯保温板，包括聚苯乙烯保温板本体，所述聚苯乙烯保温板本体的外表面包裹有防火涂料，所述聚苯乙烯保温板本体内部的聚苯乙烯颗粒的外表面渗透包裹有防火涂料。
经测试，实施例制备的A级的防火改性聚苯乙烯保温板的阻燃等级达到GB8624-2012中A2级，表观密度为36Kg/m3，导热系数为0.045W/m·k，抗压强度为0.32MPa，压缩强度为254KPa，体积吸水率≤1.0%，尺寸稳定性≤1.2。
实施例2：
一种A级防火改性聚苯乙烯保温板的制备方法，具体包括以下步骤：
a、获取聚苯乙烯保温板本体；
先将可发性聚苯乙烯母料颗粒喂入蒸汽压为0.2～0.4MPa、75～85℃的预发机内进行预发泡，再熟化8～9h得到预发泡的聚苯乙烯母料颗粒；
然后将预发泡的聚苯乙烯母料颗粒放入板材成型机中，并导入95～110℃的蒸汽压加热，保持压力为0.08～0.15MPa，待通气结束后冷却、脱模，经切割得到聚苯乙烯保温板本体。
b、获取防火涂料，按照各组分的质量份数为：水22份、丙烯酸柔性乳液27份、滑石粉16份、三聚氰胺15份、聚丁烯4份、防火短纤维3份、乙基纤维素1份、六亚甲基四胺5份、二氧化钛1份、季戊四醇4份、苯甲酸二丁酯1份、聚氨酯增稠剂1份，称取防火涂料，搅拌混合均匀以备使用；
c、将上述聚苯乙烯保温板本体和防火涂料置入一密闭容器内，使防火涂料包裹住聚苯乙烯保温板本体并持续施加15MPa高压进行渗透处理60s；其中聚苯乙烯保温板本体和防火涂料的重量比为1:3；
d、渗透处理完毕后，进行干燥处理，得到A级防火改性聚苯乙烯保温板，其中防火涂料渗透入聚苯乙烯保温板本体，并包裹在聚苯乙烯保温板本体内部的聚苯乙烯颗粒的外表面以及聚苯乙烯保温板本体外表面。
上述实施例2制备的A级防火聚苯乙烯保温板，包括聚苯乙烯保温板本体，所述聚苯乙烯保温板本体的外表面包裹有防火涂料，所述聚苯乙烯保温板本体内部的聚苯乙烯颗粒的外表面渗透包裹有防火涂料。
经测试，实施例2制备的A级防火改性聚苯乙烯保温板的阻燃等级达到GB8624-2012中A2级，表观密度为38Kg/m3，导热系数为0.043W/m·k，抗压强度为0.35MPa，压缩强度为280KPa，体积吸水率≤1.0%，尺寸稳定性≤1.2。
Claims (6)
1.一种防火聚苯乙烯保温板，包括聚苯乙烯保温板本体，其特征在于，所述聚苯乙烯保温板本体的外表面包裹有防火涂料，所述聚苯乙烯保温板本体内部的聚苯乙烯颗粒的外表面渗透包裹有防火涂料；
所述防火涂料采用如下质量份数的组分混合搅拌均匀得到：水20～40份、丙烯酸柔性乳液25～30份、滑石粉12～16份、三聚氰胺10～15份、聚丁烯4～6份、防火短纤维1～3份、乙基纤维素1～3份、六亚甲基四胺2～5份、二氧化钛1～2份、季戊四醇2～4份、苯甲酸二丁酯1份、聚氨酯增稠剂1份；并采用高压渗透的方式进入到聚苯乙烯保温板内部也包裹到聚苯乙烯颗粒的外表面。
2.如权利要求1所述的防火聚苯乙烯保温板，其特征在于，所述聚苯乙烯保温板本体与防火涂料的重量比为1:2～3。
3.如权利要求1～2任意一项所述的防火聚苯乙烯保温板，其特征在于，所述防火聚苯乙烯保温板的阻燃等级为A级，表观密度为35～45Kg/m3，导热系数≤0.045W/m·k，抗压强度≥0.30MPa，压缩强度≥250KPa，体积吸水率≤1.0%，尺寸稳定性≤1.2。
4.一种A级防火改性聚苯乙烯保温板的制备方法，其特征在于，采用高压渗透的方式将防火涂料渗透入聚苯乙烯保温板本体，并包裹在聚苯乙烯保温板本体内部的聚苯乙烯颗粒的外表面以及聚苯乙烯保温板本体外表面得到所述A级防火改性聚苯乙烯保温板；
具体包括以下步骤：
a、获取聚苯乙烯保温板本体；
b、获取防火涂料；
c、将上述聚苯乙烯保温板本体和防火涂料置入一密闭容器内，使防火涂料包裹住聚苯乙烯保温板本体并持续施加高压进行渗透处理；
d、渗透处理完毕后，进行干燥处理；
所述b步骤中防火涂料的组分以及各组分的质量份数为：水20～40份、丙烯酸柔性乳液25～30份、滑石粉12～16份、三聚氰胺10～15份、聚丁烯4～6份、防火短纤维1～3份、乙基纤维素1～3份、六亚甲基四胺2～5份、二氧化钛1～2份、季戊四醇2～4份、苯甲酸二丁酯1份、聚氨酯增稠剂1份。
5.如权利要求4所述的A级防火改性聚苯乙烯保温板的制备方法，其特征在于所述a步骤的具体方法为：
首先将可发性聚苯乙烯母料颗粒喂入蒸汽压为0.2～0.4MPa、75～85℃的预发机内进行预发泡，熟化8～9h后得到预发泡的聚苯乙烯母料颗粒；
然后将预发泡的聚苯乙烯颗粒放入板材成型机中，用95～110℃蒸汽加热，保持压力为0.08MPa～0.15MPa，待通气结束后冷却、脱模，经切割得到聚苯乙烯保温板。
6.如权利要求4所述的A级防火改性聚苯乙烯保温板的制备方法，其特征在于，所述c步骤中高压渗透处理的压强为15MPa，时间为60s。
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