聚苯乙烯保溫板的生產方法
2023-09-14 03:19:35
聚苯乙烯保溫板的生產方法
【專利摘要】本發明提供一種聚苯乙烯保溫板的生產方法，包括：（1）將可發性聚苯乙烯顆粒預發泡，得到聚苯乙烯珠粒；（2）將發泡劑、固化劑和表面活性劑攪拌均勻，製成液體助劑；（3）向所述聚苯乙烯珠粒中加入熱固性樹脂和所述液體助劑，攪拌均勻；（4）向所得混合物中加入阻燃劑，混合均勻；以及（5）將所得物料轉入成型模具，在蒸汽壓力下模塑成型。本發明的方法工藝簡便、可以提高產品的壓縮強度、拉拔強度和防火性能。
【專利說明】聚苯乙烯保溫板的生產方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及建築材料領域，具體涉及一種防火保溫板的製備方法。
【背景技術】
[0002]聚苯乙烯泡沫板因具有吸水率低、質輕、機械強度高、價格低廉等特點而被廣泛應用於保溫隔熱，現階段已成為全球使用量最大的外牆保溫材料。
[0003]但是，一般的聚苯乙烯泡沫板都屬於易燃材料，且燃燒時易熔融滴落，並產生大量有毒濃煙，給消防安全帶來極大的隱患。目前，聚苯乙烯泡沫塑料的阻燃方法主要有以下幾類:1.採用添加阻燃劑的方法。此種方法簡單直接，但並不能有效解決防火問題。2.將阻燃單體與苯乙烯共聚得到本質阻燃的聚苯乙烯。此種方法工藝複雜，多數僅停留在科學研究階段。3.採用熱固性阻燃樹脂對顆粒進行塗覆的方法，但該種方法工藝複雜、成本較高。[0004]CN1556056公開一種水泥聚苯隔熱保溫複合材料，它主要包括娃酸鹽水泥4~8(份)、聚苯乙烯泡沫塑料0.8~I (份)、和適量水泥添加劑。該材料中因加入了減水劑、擴散劑、海泡石增強劑及粘合劑，提高了隔熱保溫和防水性能，但是該材料主題部分是水泥材料，其保溫性能還有待加強。
[0005]CN102977402A披露一種包覆型無滷阻燃發泡聚苯乙烯的製備方法，其將聚乙烯醇和磷酸三鈣加到去離子水中混合均勻後得到混合液A，然後將聚磷酸銨、三聚氰胺聚磷酸鹽或PNP膨脹阻燃劑加入到苯乙烯中，再加入過氧化苯甲醯得到混合液B，將混合液B加入到混合液A中反應，加入發泡劑，再反應，得到無滷阻燃可發性聚苯乙烯粒子，然後將製備的粒子置於含有少量鹼金屬矽酸鹽水溶液和抑煙劑的酚醛樹脂或密胺樹脂粘結劑中進行包覆，最終製得包覆型無滷阻燃可發性聚苯乙烯粒子。該材料以有機材料作為包覆劑，一定程度上抑制了燃燒時煙霧的產生，但是依然具有易燃性。
[0006]CN101943308A公開一種帶有防火層的保溫板，包括:聚苯乙烯泡沫板或聚氨脂泡沫板或酚醛泡沫板，防火複合層，聚苯乙烯泡沫板或聚氨脂泡沫板或酚醛泡沫板表面粘接膨脹珍珠巖或膨脹蛭石或玻化微珠或硅藻土防火複合層。這種保溫板僅防火層防火，而芯材依然高度易燃。
[0007]CN102219460A公開了一種有機無機複合保溫材料，是一種以有機材料為骨料，無機材料為粘結劑，經過混合攪拌、在常溫下模壓成型或高溫擠塑成型而成的複合材料，二者的重量份數比例為:有機材料:無機材料=5~25: 75~95。其中有機材料是聚苯乙烯泡沫或聚氯乙烯泡沫或聚氨酯泡沫；無機材料是鋁矽酸鹽地質聚合物材料。同樣地，該材料大部分是無機材料，難以滿足防火材料輕質的期望，另外，導熱係數相對較高，容重較大，給施工帶來了一定難度。
[0008]本領域尚需要開發出一種工藝簡單的製備高阻燃、低吸水率的聚苯乙烯保溫板的技術。
【發明內容】
[0009]本發明的一個目的是提供一種改進的聚苯乙烯保溫板的生產方法，以解決現有技術中以阻燃材料包覆聚苯乙烯預發顆粒引起的在聚苯板成型過程中聚苯顆粒之間粘結性能變差的問題。
[0010]本發明的另一個目的是解決包覆料質地均勻地包覆聚苯顆粒的問題。
[0011]本發明的又一目的是解決板材溼法成型中材質不均勻的問題。
[0012]本發明的聚苯乙烯保溫板的生產方法包括:(1)將可發性聚苯乙烯顆粒預發泡，得到聚苯乙烯珠粒；(2)將發泡劑、固化劑和表面活性劑攪拌均勻，製成液體助劑；(3)向所述聚苯乙烯珠粒中加入熱固性樹脂和所述液體助劑，攪拌均勻；(4)向所得混合物中加入阻燃劑，混合均勻；以及(5)將所得物料轉入成型模具，在蒸汽壓力下模塑成型。本發明的方法工藝簡便、可以提高產品的壓縮強度、拉拔強度和防火性能。
【具體實施方式】
[0013]本發明的聚苯乙烯保溫板的生產方法，包括:(I)將可發性聚苯乙烯顆粒預發泡，得到聚苯乙烯珠粒；(2)將發泡劑、固化劑和表面活性劑攪拌均勻，製成液體助劑；(3)向所述聚苯乙烯珠粒中加入熱固性樹脂和所述液體助劑，攪拌均勻；(4)向所得混合物中加入阻燃劑，混合均勻；以及(5)將所得物料轉入成型模具，在蒸汽壓力下模塑成型。
[0014]在 申請人:的在先技術中，在用包含阻燃劑、液體助劑的樹脂混合液包覆好聚苯乙烯珠粒之後，總是進行一個將物料進行熟化或乾燥的步驟，這是為了便於將物料轉入成型機的需要。但是經過該熟 化處理，在成型過程中，顆粒之間的粘結性能受到影響，導致板材的機械強度不理想。本發明中，直接進行溼法引入，在蒸汽模塑機中進行成型，珠粒之間的粘接性能明顯提高。本發明的另一個優勢在於，將熱固性樹脂、液體助劑包覆聚苯乙烯珠粒後再加入固體阻燃劑，與將樹脂、液體助劑和阻燃劑預混合的技術相比，避免了該預混合物經靜置後發生分層，致使預混合物質地不均勻，難以均勻包覆聚苯乙烯珠粒的缺陷。
[0015]優選地，在步驟(3)中，所述熱固性樹脂和所述液體助劑被分開加入，先加入其中一種，待混合均勻後再加入另一種。採用這種方式，可以避免高濃度樹脂與高濃度固化劑的混合造成的樹脂提前固化，這種提前固化會降低樹脂包覆聚苯乙烯珠粒的效果，還會降低成型過程中的發泡效果和板材的機械強度。
[0016]優選地，在步驟(5)中，在水蒸氣成型前對物料施壓，使體積縮小10-30%。在申請先前的生產方法中，物料轉入成型機後，根據產品的設計厚度，預先設定好成型模具上壓板的高度，即上壓板被固定在固定高度。成型過程中，物料在一定溫度和壓力的水蒸氣作用下進行發泡、膨脹，最終膨脹至上壓板設定的厚度。在一次生產中，成型機出現機械故障，生產人員在調試設備時，壓機驅動上壓板下行，向模具中的物料施加了壓力，將物料壓縮至原體積的80%左右。經測試發現，該施壓操作提高成品的壓縮強度和顆粒間的粘結強度。為此發明人對此進行了反覆試驗，發現該預壓操作將物料壓縮10-30%的體積是有效的，優選壓縮10-20%的體積。作為進一步的優選方案，在成型過程中，上壓板始終憑其自重對板材預成形坯施壓，預成形坯在發泡膨脹過程中驅動上壓板向上移動，至設定厚度時停止。這種操作可以全面提升產品性能。
[0017]本發明中，步驟(1)的預發泡時間可以為3-40min,優選20_40min,最優選20-30min。蒸汽壓力可以為0.04MPa_0.7MPa，優選0.1-0.5，最優選0.3。[0018]本發明中，預發泡得到的聚苯乙烯珠粒的直徑可以在2-10mm，優選在3_6mm之間。相應地，在步驟(3)中的包覆厚度可以為0.03-0.6_。優選0.1-0.3_之間，包覆的過厚會影響粘結性能，過薄則降低防火性能。
[0019]本發明中，成型蒸汽壓力通常在0.15MPa_0.75MPa之間，優選在0.25-0.55MPa之間；成型時間為2-25min，優選在5_15min之間。
[0020]在本發明的典型實施方式中，所使用的按重量計包括:可發性聚苯乙烯顆粒100份；熱固性樹脂20-100份，優選40-80份；無機阻燃粉料3-15份；發泡劑0.5-10份；固化劑2-10份；和表面活性劑2-5份。使用該比例的原料，既可順利包覆聚苯乙烯珠粒，所得的包覆料又不至於溼度過大而不便於物料轉移。
[0021]本發明中使用的樹脂優選酚醛樹脂、呋喃樹脂、脲醛樹脂、密胺樹脂中的一種或一種以上，酚醛樹脂的粘度適宜為500-6000mPa.s，呋喃樹脂的粘度適宜為500_3000mPa.s,脲醛樹脂的粘度適宜為100-5000mPa.s，密胺樹脂的粘度適宜為300_2000mPa.S。
[0022]在其他方面，阻燃劑可以是氫氧化鋁粉，硼酸鋅，十溴二苯醚，可膨脹石墨，氰尿酸三聚氰胺(MCA)，微膠囊化紅磷中的一種或多種。發泡劑可以是為二氯甲烷，正戊烷，異戊烷，正己烷，石油醚，環戊烷之中的一種或多種。固化劑可以是硫酸，磷酸，鹽酸，對甲苯磺酸，苯酚磺酸中的一種或多種。
[0023]可以用於本發明的表面活性劑包括但不限於聚矽氧烷、聚氧乙烯醚、聚氧乙烯脫水山梨醇單油酸酯、聚氧乙烯失水山梨硬脂酸脂和蓖麻油聚氧乙烯醚。
[0024]下面結合實施例對本發明做進一步的說明。以下實施例中使用的可發性聚苯乙烯顆粒由東營海容新材料有限公 司生產，使用的酚醛樹脂，呋喃樹脂，脲醛樹脂為山東濟南聖泉集團生產。
[0025]實施例1
[0026]將普通級E-303型可發性聚苯乙烯顆粒在0.3MPa蒸汽壓力下預發15min，得到粒徑6_8mm的聚苯乙烯珠粒。
[0027]將可膨脹石墨5重量份，微膠囊化紅磷2重量份幹混均勻，另將正戊烷2重量份、聚氧乙烯醚3重量份、對甲苯磺酸5重量份充分混合後製得液體助劑。
[0028]將向放於混料倉中的80重量份聚苯乙烯珠粒中加入40重量份粘度為1000的酚醛樹脂，充分混合，使樹脂均勻塗覆在珠粒表面。倒入液體助劑，繼續攪拌，混合均勻。然後再倒入上述阻燃劑幹混料，混合均勻。
[0029]在顆粒潮溼狀態下倒入成型機進行機械壓縮，使其體積壓縮減少10%，然後在0.3MPa壓力的下成型20分鐘。成型完成後，切割得到一種新型的熱固性改性聚苯防火保溫板。其相關指標檢測結果如下:
[0030]表1.實施例1產品測試結果
[0031]
【權利要求】
1.一種聚苯乙烯保溫板的生產方法，包括如下步驟: (1)將可發性聚苯乙烯顆粒預發泡，得到聚苯乙烯珠粒； (2)將發泡劑、固化劑和表面活性劑攪拌均勻，製成液體助劑； (3)向所述聚苯乙烯珠粒中加入熱固性樹脂和所述液體助劑，攪拌均勻； (4)向所得混合物中加入阻燃劑，混合均勻； (5)將所得物料轉入成型模具，在蒸汽壓力下模塑成型。
2.如權利要求1所述的生產方法，其中，在步驟(3)中，所述熱固性樹脂和所述液體助劑被分開加入，先加入其中一種，待混合均勻後再加入另一種。
3.如權利要求1所述的生產方法，其中，在步驟(5)中，在水蒸氣成型前對物料施壓，使體積縮小10-30%。
4.如權利要求1所述的生產方法，其中，所述步驟(1)中的預發泡時間為3-40min，蒸汽壓力為0.1-0.5MP a。
5.如權利要求1所述的生產方法，其中，所述步驟(3)中的包覆厚度為0.1-0.3mm。
6.如權利要求1所述的生產方法，其中，成型蒸汽壓力為0.25MPa-0.55MPa，成型時間為 5_15min。
7.如權利要求1所述的生產方法，其中，使用原料按重量計由下述構成: 可發性聚苯乙烯顆粒100份； 熱固性樹脂20-100份； 無機阻燃粉料3-15份； 發泡劑0.5-10份； 固化劑2-10份；以及表面活性劑2-5份。
8.如權利要求1所述的製備方法，其中，優選所述阻燃劑為選自氫氧化鋁粉，硼酸鋅，十溴二苯醚，可膨脹石墨，MCA,微膠囊化紅磷中的一種多種。
9.如權利要求5所述的生產方法，其中，在步驟(5)中，蒸汽成型機的上板始終落在板材預成形坯上，憑藉自重對板材施壓。
【文檔編號】C08L25/06GK103834056SQ201410070293
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2014年2月27日 優先權日:2014年2月27日
【發明者】鄧剛, 彭綿廣, 喬林, 呂愛超 申請人:山東聖泉化工股份有限公司