聚苯乙烯復合保溫材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提出了一種聚苯乙烯復合保溫材料，按照重量份數(shù)計算，包括以下原料制成：耐火阻燃型無機材料50～60份、耐火阻燃型粘接劑20～30份、分散劑0.2～1份、偶聯(lián)劑0.2～1份、阻燃劑2～8份與可發(fā)性聚苯乙烯顆粒50～100份。制備方法為：1)準確取各組分，先將耐火阻燃型無機材料加入到耐火阻燃型粘結(jié)劑中，再加入分散劑、偶聯(lián)劑、阻燃劑，充分攪拌分散；2)將步驟1)攪拌分散后的物料再與可發(fā)性聚苯乙烯顆粒混合并攪拌分散，而后加入成型機中蒸汽加熱進行二次發(fā)泡成型，蒸汽的壓力為0.1～0.2MPa，通蒸汽加熱時間為10～30s，即得聚苯乙烯復合保溫板。該保溫材料阻燃性和抑煙性良好，且吸水率低以及抗壓強度高。
【專利說明】
聚苯乙烯復合保溫材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及建筑保溫材料，具體涉及一種聚苯乙烯復合保溫材料。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，市場上使用的保溫材料主要分為無機保溫材料和有機保溫材料兩大類。綜合而言，有機保溫材料具有重量輕、保溫隔熱性能好、材料加工性好等優(yōu)點，但其防火性能差、穩(wěn)定性差且不耐老化。無機保溫材料如珍珠巖、硅藻土、石棉、礦渣棉、泡沫玻璃等，雖具備一定的防火性能，但其導熱系數(shù)高、保溫性能差，容重較大。?；⒅楸厣皾{是一種以玻化微珠為骨料的無機保溫材料，因?；⒅閮?nèi)部為蜂窩狀空腔結(jié)構(gòu)，表面形成玻璃體薄殼，因而具有質(zhì)輕、吸水率低、強度高、理化性能穩(wěn)定的特點。然而，目前我們國內(nèi)生產(chǎn)的大部分?；⒅槎即嬖谌葜睾臀蔬^大問題。我國南方地區(qū)利用玻化微珠作骨料配制的保溫砂漿干密度普遍偏高，使其保溫性能大受影響。同時，目前制備的?；⒅楸夭牧?，因?；⒅榈奈?60 %?150 % )過大，導致其吸水率高，且制備的保溫材料容重大多為300?500kg/m3，導熱系數(shù)為0.075?1.5/W/m.K，而且強度偏低，不能夠滿足我國建筑節(jié)能65 %的要求，特別是在寒冷的北方。
[0003]市場上現(xiàn)有的A級保溫材料有玻璃棉、巖棉板、發(fā)泡水泥、泡沫玻璃、玻化微珠等幾種無機材料，其原材料價格較高，施工復雜，如?；⒅樵谑┕r至少需要在外墻涂抹七八公分厚的砂漿，多的則需要涂抹十幾公分厚，費工又費料。而有些材料如巖棉板，屬于有害物質(zhì)，施工時防護不好則會引起全身瘙癢。B級保溫材料有模塑聚苯乙烯(EPS)保溫板、擠塑聚苯乙烯保溫板板(XPS)、發(fā)泡聚氨酯(PU)保溫板等幾種，其施工較為方便，施工費用大約是A級保溫材料的一半，在市場上的受歡迎程度較高，坐擁一定的市場占有率。然而現(xiàn)有有機保溫材料雖然成本較低，保溫效果好，施工方便，但其燃燒等級多數(shù)不達標，面臨被市場淘汰的風險。雖然向有機保溫材料中加入阻燃劑可提高其燃燒等級，但阻燃效果并不明顯，且大多數(shù)阻燃劑在發(fā)生火災時會產(chǎn)生有毒煙氣，嚴重危及人的生命安全。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決上述現(xiàn)有有機保溫材料存在防火性能差的問題，本發(fā)明提出一種聚苯乙烯復合保溫材料，該保溫材料阻燃性和抑煙性良好，其燃燒性能可以達A2級(GB8624-2006)，且吸水率低以及抗壓強度高。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的:
[0006]—種聚苯乙烯復合保溫材料，按照重量份數(shù)計算，包括以下原料制成:
[0007]耐火阻燃型無機材料50?60份、耐火阻燃型粘接劑20?30份、分散劑0.2?I份、偶聯(lián)劑0.2?I份、阻燃劑2?8份與可發(fā)性聚苯乙烯顆粒50?100份；
[0008]所述耐火阻燃型無機材料通過以下方法制備而得:
[0009]a)取玻化微珠與膨脹珍珠巖加入到包衣機中加熱至200?250°C，并加入粉煤灰和鐵黑粉，攪拌均勻，其中?；⒅榕c膨脹性珍珠巖混合物與粉煤灰以及鐵黑粉的質(zhì)量比為100:1?3:2?4;
[0010]b)接著包衣機一端噴灑蒸餾水將?；⒅榕c膨脹珍珠巖浸濕，一端噴灑環(huán)氧樹脂粉料，并不斷攪拌30?60min，即得耐火阻燃型無機材料。
[0011]進一步，所述耐火阻燃型粘結(jié)劑為脲醛樹脂、酚醛樹脂、有機硅樹脂當中的一種或多種。
[0012]進一步，所述分散劑為十二烷基硫酸鈉、甲基戊醇、聚丙烯酰胺、脂肪酸聚乙二醇酯、硬脂酸單甘油酯，三硬脂酸甘油酯當中的一種或多種。
[0013]進一步，所述偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑KH550、KH560、KH570、KH792、DL602中的一種或多種。
[0014]進一步，所述阻燃劑為紅磷、氫氧化鋁、膨脹性石墨、十溴二苯醚、硼酸鋅、多聚磷酸銨與季戊四醇中的一種或多種。
[0015]聚苯乙烯復合保溫材料的制備方法包括以下步驟:
[0016]I)準確取各組分，先將耐火阻燃型無機材料加入到耐火阻燃型粘結(jié)劑中，再加入分散劑、偶聯(lián)劑、阻燃劑，充分攪拌分散；
[0017]2)將步驟I)攪拌分散后的物料再與可發(fā)性聚苯乙烯顆?；旌喜嚢璺稚?，而后加入成型機中蒸汽加熱進行二次發(fā)泡成型，蒸汽的壓力為0.1?0.2MPa，通蒸汽加熱時間為10?30s，即得聚苯乙烯復合保溫板。
[0018]本發(fā)明的有益效果:
[0019]1、?；⒅榕c膨脹珍珠巖通過粉煤灰以及鐵黑粉進行包膜處理，不僅能夠降低?；⒅榕c膨脹珍珠巖的吸水率，而且還能夠增強?；⒅榕c膨脹珍珠巖作為骨料的強度。充分利用?；⒅槔砘阅苁址€(wěn)定、耐老化耐候性強等優(yōu)點，因此，制備出的墻體保溫材料其保溫性能更持久，吸水率低以及抗壓強度高。
[0020]2、本發(fā)明制得的聚苯乙烯復合保溫材料具有良好的阻燃性和抑煙性，其燃燒性能可以達A2級(GB8624-2006)，同時保溫效果良好，生產(chǎn)成本低，制作工藝簡單。
【具體實施方式】
[0021]實施例1
[0022]一種聚苯乙烯復合保溫材料，按照重量份數(shù)計算，包括以下原料制成:
[0023]耐火阻燃型無機材料50份、脲醛樹脂25份、十二烷基硫酸鈉0.2份、硅烷偶聯(lián)劑KH550 0.2份、氫氧化鋁2份與可發(fā)性聚苯乙烯顆粒50份;其中耐火阻燃型無機材料通過以下方法制備而得:
[0024]a)取?；⒅榕c膨脹珍珠巖加入到包衣機中加熱至200°C，并加入粉煤灰和鐵黑粉，攪拌均勻，其中玻化微珠與膨脹性珍珠巖混合物與粉煤灰以及鐵黑粉的質(zhì)量比為100:1:2；
[0025]b)接著包衣機一端噴灑蒸餾水將?；⒅榕c膨脹珍珠巖浸濕，一端噴灑環(huán)氧樹脂粉料，并不斷攪拌30min，即得耐火阻燃型無機材料。
[0026]制備方法為:
[0027]I)準確取各組分，先將耐火阻燃型無機材料加入到脲醛樹脂中，再加入十二烷基硫酸鈉、硅烷偶聯(lián)劑KH550、氫氧化鋁，充分攪拌分散；
[0028]2)將步驟I)攪拌分散后的物料再與可發(fā)性聚苯乙烯顆?；旌喜嚢璺稚?，而后加入成型機中，使可發(fā)性聚苯乙烯顆粒填充滿整個模腔，蒸汽加熱進行二次發(fā)泡成型，蒸汽的壓力為0.1MPa，通蒸汽加熱時間為30s，即得聚苯乙烯復合保溫板。
[0029]經(jīng)檢測，本實施例中的復合保溫板的導熱系數(shù)為0.028W/m.K，抗拉強度為0.68Kpa，吸水率為 0.98%(v/v)o
[0030]實施例2
[0031]一種聚苯乙烯復合保溫材料，按照重量份數(shù)計算，包括以下原料制成:
[0032]耐火阻燃型無機材料55份、酚醛樹脂20份、硬脂酸單甘油酯0.5份、硅烷偶聯(lián)劑KH560 0.6份、膨脹性石墨5份與可發(fā)性聚苯乙稀顆粒70份;其中耐火阻燃型無機材料通過以下方法制備而得:
[0033]a)取?；⒅榕c膨脹性珍珠巖加入到包衣機中加熱至230°C，并加入粉煤灰和鐵黑粉，攪拌均勻，其中玻化微珠與膨脹性珍珠巖混合物與粉煤灰以及鐵黑粉的質(zhì)量比為100:2:3；
[0034]b)接著包衣機一端噴灑蒸餾水將?；⒅榕c膨脹性珍珠巖浸濕，一端噴灑環(huán)氧樹脂粉料，并不斷攪拌45min，即得耐火阻燃型無機材料。
[0035]制備方法為:
[0036]I)準確取各組分，先將耐火阻燃型無機材料加入到酚醛樹脂中，再加入硬脂酸單甘油酯、硅烷偶聯(lián)劑KH560、膨脹性石墨，充分攪拌分散；
[0037]2)將步驟I)攪拌分散后的物料再與可發(fā)性聚苯乙烯顆粒混合并攪拌分散，而后加入成型機中，使可發(fā)性聚苯乙烯顆粒填充滿整個模腔，蒸汽加熱進行二次發(fā)泡成型，蒸汽的壓力為0.15MPa，通蒸汽加熱時間為20s，即得聚苯乙烯復合保溫板。
[0038]經(jīng)檢測，本實施例中的復合保溫板的導熱系數(shù)為0.026W/m.K，抗拉強度為0.72Kpa，吸水率為 0.96%(v/v)o
[0039]實施例3
[0040]—種聚苯乙烯復合保溫材料，按照重量份數(shù)計算，包括以下原料制成:
[0041]耐火阻燃型無機材料60份、有機硅樹脂30份、三硬脂酸甘油酯I份、硅烷偶聯(lián)劑KH792 I份、硼酸鋅8份與可發(fā)性聚苯乙烯顆粒100份;其中耐火阻燃型無機材料通過以下方法制備而得:
[0042]a)取?；⒅榕c膨脹性珍珠巖加入到包衣機中加熱至250°C，并加入粉煤灰和鐵黑粉，攪拌均勻，其中?；⒅榕c膨脹性珍珠巖混合物與粉煤灰以及鐵黑粉的質(zhì)量比為100:3:4；
[0043]b)接著包衣機一端噴灑蒸餾水將玻化微珠與膨脹性珍珠巖浸濕，一端噴灑環(huán)氧樹脂粉料，并不斷攪拌60min，即得包膜?；⒅椤?br>[0044]制備方法為:
[0045]I)準確取各組分，先將耐火阻燃型無機材料加入到酚醛樹脂中，再加入硬脂酸單甘油酯、硅烷偶聯(lián)劑KH792、硼酸鋅，充分攪拌分散；
[0046]2)將步驟I)攪拌分散后的物料再與可發(fā)性聚苯乙烯顆?；旌喜嚢璺稚?，而后加入成型機中，使可發(fā)性聚苯乙烯顆粒填充滿整個模腔，蒸汽加熱進行二次發(fā)泡成型，蒸汽的壓力為0.2MPa，通蒸汽加熱時間為1s，即得聚苯乙烯復合保溫板。
[0047]經(jīng)檢測，本實施例中的復合保溫板的導熱系數(shù)為0.025W/m.K，抗拉強度為0.74Kpa，吸水率為 0.97%(v/v)o
[0048]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種聚苯乙烯復合保溫材料，其特征在于，按照重量份數(shù)計算，包括以下原料制成: 耐火阻燃型無機材料50?60份、耐火阻燃型粘接劑20?30份、分散劑0.2?I份、偶聯(lián)劑0.2?I份、阻燃劑2?8份與可發(fā)性聚苯乙烯顆粒50?100份； 所述耐火阻燃型無機材料通過以下方法制備而得: a)取?；⒅榕c膨脹珍珠巖加入到包衣機中加熱至200?250°C，并加入粉煤灰和鐵黑粉，攪拌均勻，其中?；⒅榕c膨脹性珍珠巖混合物與粉煤灰以及鐵黑粉的質(zhì)量比為100:1?3:2?4; b)接著包衣機一端噴灑蒸餾水將?；⒅榕c膨脹珍珠巖浸濕，一端噴灑環(huán)氧樹脂粉料，并不斷攪拌30?60min，即得耐火阻燃型無機材料。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚苯乙烯復合保溫材料，其特征在于，所述耐火阻燃型粘結(jié)劑為脲醛樹脂、酚醛樹脂、有機硅樹脂當中的一種或多種。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚苯乙烯復合保溫材料，其特征在于，所述分散劑為十二烷基硫酸鈉、甲基戊醇、聚丙烯酰胺、脂肪酸聚乙二醇酯、硬脂酸單甘油酯，三硬脂酸甘油酯當中的一種或多種。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚苯乙烯復合保溫材料，其特征在于，所述偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑 KH550、KH560、KH570、KH792、DL602 中的一種或多種。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚苯乙烯復合保溫材料，其特征在于，所述阻燃劑為紅磷、氫氧化鋁、膨脹性石墨、十溴二苯醚、硼酸鋅、多聚磷酸銨與季戊四醇中的一種或多種。6.—種如權(quán)利要求1所述的聚苯乙烯復合保溫材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: 1)準確取各組分，先將耐火阻燃型無機材料加入到耐火阻燃型粘結(jié)劑中，再加入分散劑、偶聯(lián)劑、阻燃劑，充分攪拌分散； 2)將步驟I)攪拌分散后的物料再與可發(fā)性聚苯乙烯顆粒混合并攪拌分散，而后加入成型機中蒸汽加熱進行二次發(fā)泡成型，蒸汽的壓力為0.1?0.2MPa，通蒸汽加熱時間為10?30s，即得聚苯乙烯復合保溫板。
【文檔編號】C08L61/24GK105906968SQ201610506313
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年6月29日
【發(fā)明人】劉濤
【申請人】合肥廣能新材料科技有限公司