聚苯乙烯防火材料及其製備方法
2023-09-18 11:34:20 3
專利名稱：聚苯乙烯防火材料及其製備方法
技術領域：
本發明涉及建築保溫材料技術領域，特別是涉及ー種聚苯こ烯防火材料及其製備方法。
背景技術：
聚苯こ烯(PS, Polystyrene)是由苯こ烯單體經自由基縮聚反應合成的聚合物，其玻璃轉化溫度為80 100°C，熔點為240°C，非晶態密度為I. 04 1.06克/釐米3，晶體密度為I. 11 I. 12克/釐米3，電阻率為1020 1022歐·釐米，導熱係數30°C時O. 116瓦/米·開，吸水率為O. 03 O. 1，通常狀態下的聚苯こ烯為非晶態無規則聚合物，具有優良的絕熱、絕緣、耐水性和透明性。可發性聚苯こ烯(EPS, Expandable Polystyrene)是一種熱塑性材料，經過加熱發泡以後，每立方米體積含有300 600萬個獨立密閉氣泡，內含空氣體積為98%以上，這樣的結構特性，使其密度可低至10 30千克/米3，同吋，由於空氣的熱導性能很小且又被封閉於泡沫中而不能對流，所以EPS成品作為保溫材料時具有強度高、重量輕、絕熱、絕緣及耐水性好等特性。多年以來，聚苯こ烯泡沫是最理想的建築保溫材料，為解決可發性聚苯こ烯保溫材料遇明火易燃燒，在生產エ藝中，採取了多種不同成份的改性、聚合形式，又使其成為了多種不同可以阻礙燃燒的新品種。但是，現有聚苯こ烯泡沫保溫材料只是將聚苯こ烯從可以燃燒轉變為難以燃燒，當使用明火燃燒該材料時，其隨明火產生燃燒火焰，明火離開後其燃燒火焰即熄滅，實際上只是改變了它的ー種燃燒形式，近年來發生的多場工程火災已經證實，現有阻燃型聚苯こ烯泡沫保溫材料不能從根本上解決阻燃問題。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供ー種聚苯こ烯防火材料及其製備方法，在保持聚苯こ烯強度高、重量輕、絕熱、絕緣及耐水性好等特性的情況下，解決了現有聚苯こ烯保溫材料在明火條件下不能阻燃的問題。為了解決上述問題，本發明公開了ー種聚苯こ烯防火材料，包括聚苯こ烯泡沫顆粒和固化所述聚苯こ烯泡沫顆粒的混合填充料，其中，所述聚苯こ烯泡沫顆粒的直徑小於或等於5_ ;所述混合填充料的組分及重量份數關係為100份快硬性水泥、I 25份減水劑、I 25份膨脹劑、I 25份養護劑、I 25份催化劑、I 25份粘接劑和適量的水；所述混合填充料與聚苯こ烯泡沫顆粒的重量配比關係I : O. 02 I : 0.05。優選的，還包括包裹在所述聚苯こ烯防火材料表面的硬質裝飾面料，所述硬質裝飾面料為無機材料、高強度散狀纖維絲、高強度編織布或高強度纖維板。優選的，所述聚苯こ烯顆粒的直徑小於或等於2毫米。優選的，所述催化劑為氧化鉄。優選的，所述粘接劑為建築膠水或聚苯こ烯專用膠粉。優選的，所述混合填充料還包括1 25份引氣劑、I 25份消泡劑、I 25份防水劑、I 25份防凍劑和/或I 25份速凝劑。依據本發明的另ー優選實施例，還公開了ー種聚苯こ烯防火材料的製備方法，包括將聚苯こ烯新發泡顆粒或收集的廢棄聚苯こ烯泡沫粉碎，篩選出直徑小於或等於5mm的顆粒備用；按重量分數比為I : O. 02 I : 0.05的比例在容器中加入混合填充料和上述篩選出的聚苯こ烯泡沫顆粒，混合攪拌均勻；其中，所述混合填充料的組分及重量份數關係為100份快硬性水泥、I 25份減水劑、I 25份膨脹劑、I 25份養護劑、I 25份催化劑和I 25份粘接劑；在坯料模箱中將混合均勻後的材料加壓、凝固，生成具有防火性能的聚苯こ烯保溫材料。優選的，所述坯料模箱為由硬質裝飾面料形成的空腔體；所述硬質裝飾面料為無機材料、高強度散狀纖維絲、高強度編織布或高強度纖維板。優選的，還包括將凝固後的材料脫模、切割；在切割後的材料表面粘貼硬質裝飾面料；其中，所述硬質裝飾面料為無機材料、高強度散狀纖維絲、高強度編織布或高強度纖維板。 優選的，所述混合填充料還包括1 25份引氣劑、I 25份消泡劑、I 25份防水劑、I 25份防凍劑和/或I 25份速凝劑。與現有技術相比，本發明具有以下優點由於聚苯こ烯的玻璃轉化溫度為80 100°C，即使通過科學改性和聚合手段増加或提高其轉化溫度、延長其轉化時間，但是聚苯こ烯只要能夠形成玻璃轉化體，就能產生燃燒；也就是說聚苯こ烯在80 100°C時開始熔化並聚合形成玻璃體，玻璃體能夠產生火焰燃燒才是聚苯こ烯的特性；反之，使聚苯こ烯不能直接接觸明火熔化，或在明火環境下使其不能夠聚合形成可以燃燒的玻璃體，就不會發生燃燒。本發明優選實施例公開的聚苯こ烯防火材料中，以新發泡或廢棄的聚苯こ烯泡沫粉碎顆粒作為主要保溫原料，與一定比例的由粘接劑和無機填充料組成的混合填充料混合均勻、固化後形成，使得每個聚苯こ烯小顆粒均被混合填充料包裹，徹底阻止了聚苯こ烯與明火直接接觸的條件；即使個別聚苯こ烯小顆粒沒有完全被混合填充料包裹，由於其粒度很小，聚苯こ烯小顆粒之間被混合填充料隔開，接觸明火熔化後也不具備形成可燃燒的玻璃晶體聚合物的條件，因此，本發明優選實施例從根本上解決了現有聚苯こ烯保溫材料在明火條件下不能阻燃的問題。在本發明進一歩的優選實施例中，還包括包裹在所述聚苯こ烯防火材料表面的硬質裝飾面料；一方面，可以進一歩減少聚苯こ烯防火材料直接接觸明火的條件，達到增強防火性能的目的；另一方面，可以使得產品外觀更加美觀漂亮。在本發明另一優選實施例中，根據不同季節、不同地域條件，還在混合填充料中增加一定比例的引氣劑、消泡劑、防水劑、防凍劑和/或速凝劑，使得本發明方案的適用範圍更廣。另外，本發明優選實施例產品可以直接粘貼、釘裝於建築內、外牆面，作為具有防火性能的建築保溫面層成型材料；也可以往建築空腔內部直接擠壓、澆灌填充，待其粘結固化後形成一種內置式保溫芯層材料，因此使用更加方便靈活。
圖I是本發明聚苯こ烯防火材料一實施例的結構示意圖2是本發明聚苯こ烯防火材料的製備方法第一實施例的流程圖；圖3是本發明聚苯こ烯防火材料的製備方法第二實施例的流程圖。
具體實施例方式為使本發明的上述目的、特徵和優點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖和具體實施方式
對本發明作進ー步詳細的說明。產品實施例參照圖1，示出了本發明聚苯こ烯防火材料一實施例的結構示意圖，包括聚苯こ烯顆粒11、混合填充料12和硬質裝飾面料13，其中聚苯こ烯顆粒11與混合填充料12的比例關係為O. 02 O. 05噸聚苯こ烯顆粒/每噸混合填充料；·聚苯こ烯顆粒11的粒度要求是O 5_，為增強產品防火效果，優選選用直徑不大於2mm的聚苯こ烯顆粒；混合填充料12用於包裹和固化聚苯こ烯顆粒11，其成分及其重量份數關係為100份快硬性水泥、I 25份減水劑、I 25份膨脹劑、I 25份養護劑、I 25份防凍劑、I 25份引氣劑、I 25份消泡劑、I 25份防水劑、I 25份速凝劑、I 25份催化劑、I 25份粘接劑和適量的水；本優選實施例中，催化劑優選採用氧化鐵，粘接劑可以選用聚苯こ烯專用膠粉或普通的建築用膠水；具體每種成分的份數可根據聚苯こ烯原材料的成分情況以及地理氣候等情況在上述範圍內加減配置；硬質裝飾面料13包裹在聚苯こ烯顆粒11和混合填充料12均勻混合、凝固後的材料表面；其中，硬質裝飾面料13可以根據需要選用無機材料、高強度散狀纖維絲、高強度編織布或高強度纖維板；另外，硬質裝飾材料13可以粘貼在切割後的材料表面，也可以將聚苯こ烯顆粒11和混合填充料12均勻混合後倒入硬質裝飾材料13圍成的空腔中加壓、凝固成型。需要說明的是，上述實施例屬於優選實施例，所涉及的組分並不一定是本發明所必須的。如，硬質裝飾面料13僅適用於對產品外觀有一定要求的用戶和場景，特別是以往建築空腔內部直接擠壓、澆灌填充聚苯こ烯防火材料的情況，硬質裝飾面料13是不需要的；對於混合填充料中的防凍劑，只有在冬天且緯度較高的地區才有必要，而且防凍劑的用量，也可以根據每天天氣情況進行調整。方法實施例一在本優選實施例中，混合填充料由快硬性水泥、減水劑、膨脹劑、養護劑、氧化鉄、聚苯こ烯專用膠粉等成分組成，其中的氧化鐵可催化聚苯こ烯顆粒的吸附、固定過程，使之在凝固過程中不漂移、不流動，保證聚苯こ烯顆粒被混合填充料儘可能好的包裹，增強聚苯こ烯顆粒之間的隔離效果，從根本上破壞明火條件下聚苯こ烯的聚合條件，實現產品的防火目標。參照圖2，示出了本發明聚苯こ烯防火材料製備方法第一實施例的流程，具體包括步驟S201 :將新發泡的聚苯こ烯顆粒或收集的廢棄聚苯こ烯泡沫粉碎，篩選出符合條件的顆粒備用；本優選實施例對聚苯こ烯材料的質量沒有要求，無論是新發泡的聚苯こ烯顆粒，還是聚苯こ烯泡沫成品廢棄料，都可以作為本優選實施例原料使用，既可以解決聚苯こ烯廢棄料的白色汙染問題，又可以降低生產成本。為保證成品的防火效果，本優選實施例選用直徑小於或等於2mm的聚苯こ烯粉碎顆粒或粉末。步驟S202 :按一定的重量份數比在容器中加入混合填充料和上述篩選出的聚苯こ烯泡沫顆粒，混合攪拌均勻；其中，聚苯こ烯顆粒和混合填充料的配比關係為0. 02 O. 05噸聚苯こ烯顆粒/每噸混合填充料；混合填充料的主要成分及其重量份數關係為100份快硬性水泥、I 25份減水劑、I 25份膨脹劑、I 25份養護劑、I 25份氧化鐵、I 25份聚苯こ烯專用膠粉和適量的水；具體每種成分的份數可根據聚苯こ烯原材料的成分情況在上述範圍內加減配置。
步驟S203 :在坯料模箱中將混合均勻後的材料加壓，然後將凝固後的材料脫摸、切割；步驟S204 :在切割後的材料表面粘貼硬質裝飾面料。方法實施例ニ在本優選實施例中，將混合均勻後的聚苯こ烯泡沫材料和混合填充料直接倒入建築空腔或由硬質材料圍成的空腔內，作為保溫材料使用，不僅可保持聚苯こ烯強度高、重量輕、絕熱、絕緣及耐水性好等特性，還可保證其在明火條件下使聚苯こ烯不能直接接觸明火熔化，或即使熔化也不能夠聚合形成可以燃燒的玻璃體，從根本上解決保溫材料的防火問題。另外，為保證產品在冬季時也能夠在北方地區生產，混合填充料中除包括方法實施例一中的成分外，還添加有防凍劑、引氣劑、消泡劑、防水劑、速凝劑等成分。參照圖3，示出了本發明聚苯こ烯防火材料製備方法第二實施例的流程，具體包括步驟S301 :將新發泡的聚苯こ烯顆粒或收集的廢棄聚苯こ烯泡沫粉碎，篩選出符合條件的顆粒備用；本優選實施例中,聚苯こ烯粉碎顆粒的篩選條件為顆粒直徑範圍為O 5mm。步驟S302 :按一定的重量份數比在容器中加入混合填充料和上述篩選出的聚苯こ烯泡沫顆粒，混合攪拌均勻；其中，聚苯こ烯顆粒和混合填充料的配比關係為0. 02 O. 05噸聚苯こ烯顆粒/每噸混合填充料；混合填充料的主要成分及其重量份數關係為100份快硬性水泥、I 25份減水劑、I 25份膨脹劑、I 25份養護劑、I 25份防凍劑、I 25份引氣劑、I 25份消泡劑、I 25份防水劑、I 25份速凝劑、I 25份催化劑、I 25份建築膠水和適量的水；具體每種成分的份數可根據聚苯こ烯原材料的成分情況以及地理、氣候等情況在上述範圍內加減配置。步驟S303 :在建築空腔內部、或由硬質裝飾面料圍成的空腔內倒入混合均勻後的材料加壓、凝固；對於直接粘貼、釘裝於建築內、外牆面，作為具有防火性能的建築保溫面層成型材料的情況，可以選用在由硬質裝飾面料圍成的空腔內倒入混合均勻後的材料加壓、凝固的方式；另外，還可以採用往建築空腔內部直接擠壓、澆灌填充，待其粘結固化後直接形成一種內置式保溫芯層材料的方式。對於前述的各方法實施例，為了描述簡單，故將其都表述為一系列的動作組合，但是本領域的技術人員應該知悉，本發明並不受所描述的動作順序的限制，因為根據本發明，某些步驟可以採用其他順序或同時執行；其次，本領域技術人員也應該知悉，上述方法實施例均屬於優選實施例，所涉及的動作和模塊並不一定是本發明所必須的，如，對於第一方法實施例，步驟S203的切割後的聚苯こ烯防火材料已經完全具備防火性能，步驟S204隻是進一步增強其防火性能並形成更加美觀漂亮的產品，因此，步驟S204並不是本發明必須的步驟。本說明書中的各個實施例均採用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似的部分互相參見即可。以上對本發明所提供的ー種聚苯こ烯防火材料及其製備方法進行了詳細介紹，本 文中應用了具體個例對本發明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用於幫助理解本發明的方法及其核心思想；同時，對於本領域的一般技術人員，依據本發明的思想，在具體實施方式
及應用範圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內容不應理解為對本發明的限制。
權利要求
1.ー種聚苯こ烯防火材料，其特徵在於，包括聚苯こ烯泡沫顆粒和固化所述聚苯こ烯泡沫顆粒的混合填充料，其中， 所述聚苯こ烯泡沫顆粒的直徑小於或等於5_ ； 所述混合填充料的組分及重量份數關係為100份快硬性水泥、I 25份減水劑、I 25份膨脹劑、I 25份養護劑、I 25份催化劑和I 25份粘接劑； 所述混合填充料與聚苯こ烯泡沫顆粒的重量配比關係I : 0.02 I : 0.05。
2.如權利要求I所述的聚苯こ烯防火材料，其特徵在於，還包括包裹在所述聚苯こ烯防火材料表面的硬質裝飾面料；所述硬質裝飾面料為無機材料、高強度散狀纖維絲、高強度編織布或高強度纖維板。
3.如權利要求I所述的聚苯こ烯防火材料，其特徵在於，所述聚苯こ烯顆粒的直徑小於或等於2毫米。
4.如權利要求I所述的聚苯こ烯防火材料，其特徵在於，所述催化劑為氧化鉄。
5.如權利要求I所述的聚苯こ烯防火材料，其特徵在於，所述粘接劑為建築膠水或聚苯こ烯專用膠粉。
6.如權利要求I所述的聚苯こ烯防火材料，其特徵在於，所述混合填充料還包括1 2 5份引氣劑、I 25份消泡劑、I 25份防水劑、I 25份防凍劑和/或I 25份速凝劑。
7.ー種聚苯こ烯防火材料的製備方法，其特徵在於，包括 將聚苯こ烯新發泡顆粒或收集的廢棄聚苯こ烯泡沫粉碎，篩選出直徑小於或等於5mm的顆粒備用； 按重量分數比為I : 0.02 I : 0.05的比例在容器中加入混合填充料和上述篩選出的聚苯こ烯泡沫顆粒，混合攪拌均勻；其中，所述混合填充料的組分及重量份數關係為100份快硬性水泥、I 25份減水劑、I 25份膨脹劑、I 25份養護劑、I 25份催化劑和I 25份粘接劑； 在坯料模箱中將混合均勻後的材料加壓、凝固，生成具有防火性能的聚苯こ烯保溫材料。
8.如權利要求7所述的方法，其特徵在於，所述坯料模箱為由硬質裝飾面料形成的空腔體；所述硬質裝飾面料為無機材料、高強度散狀纖維絲、高強度編織布或高強度纖維板。
9.如權利要求7所述的方法，其特徵在於，還包括 將凝固後的材料脫模、切割； 在切割後的材料表面粘貼硬質裝飾面料；其中，所述硬質裝飾面料為無機材料、高強度散狀纖維絲、高強度編織布或高強度纖維板。
10.如權利要求7所述的方法，其特徵在於，所述混合填充料還包括1 25份引氣劑、I 25份消泡劑、I 25份防水劑、I 25份防凍劑和/或I 25份速凝劑。
全文摘要
本發明提供了一種聚苯乙烯防火材料及其製備方法，所述聚苯乙烯防火材料包括聚苯乙烯泡沫顆粒和固化所述聚苯乙烯泡沫顆粒的混合填充料，其中，所述聚苯乙烯泡沫顆粒的直徑小於或等於5mm；所述混合填充料的組分及重量份數關係為100份快硬性水泥、1～25份減水劑、1～25份膨脹劑、1～25份養護劑、1～25份催化劑和1～25份粘接劑；所述混合填充料與聚苯乙烯泡沫顆粒的重量配比關係1∶0.02～1∶0.05。本發明方案中的聚苯乙烯小顆粒被混合填充料包裹，破壞了聚苯乙烯在明火條件下形成可燃燒的玻璃晶體聚合物的條件，從根本上解決了現有聚苯乙烯保溫材料在明火條件下不能阻燃的問題。
文檔編號C04B28/00GK102849992SQ20111017643
公開日2013年1月2日 申請日期2011年6月28日 優先權日2011年6月28日
發明者張戈 申請人:張戈, 張譽珊