纤维增强聚苯乙烯泡沫板制造技术

本发明专利技术的目的是提供一种纤维增强聚苯乙烯泡沫板，采用原料为聚苯乙烯、超高分子量聚乙烯短纤维及分散剂，超高分子量聚乙烯短纤维均匀分布于聚苯乙烯泡沫板中，增加了聚苯乙烯泡沫板的机械强度，分散剂的使用有利于提高超高分子量聚乙烯短纤维在聚苯乙烯材料中的分散性，泡沫板材的抗弯强度提供25~35%，很好的增强了尺寸稳定性，抗拉强度提高12~25%，该泡沫板可应用于建筑、车辆、船舶的保温隔热领域，并使用寿命延长10~20%，可替代传统的泡沫板。

Fiber reinforced polystyrene foam board

The purpose of the invention is to provide a fiber reinforced polystyrene foam board, the raw material is polystyrene, UHMWPE staple fiber and dispersant, UHMWPE staple fiber evenly distributed on the polystyrene foam board, increasing the mechanical strength of polystyrene foam board, the use of dispersants is beneficial to improve the dispersion of polystyrene. The ultra high molecular weight polyethylene fiber, the bending strength of 25~35% foam sheet, good dimensional stability is enhanced, the tensile strength increased 12~25%, the foam board can be used in building, vehicle, ship insulation field, and prolong the service life of 10~20% foam board can replace the traditional.

【技术实现步骤摘要】
纤维增强聚苯乙烯泡沫板
本专利技术涉及建筑工程领域使用的泡沫板领域，尤其涉及一种纤维增强聚苯乙烯泡沫板。
技术介绍
聚苯乙烯是一种热塑性树脂，聚苯乙烯泡沫板又名泡沫板、EPS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、熟化后在模具中加热成型的白色物体，具有质轻（密度10~50kg/m3），耐热性（75℃不变形），耐低温性（-80℃不变形），隔热性（导热系数≤0.047w/m.k），且具有一定的弹性，具有吸水性很小（体积吸水率≤1%）,容易加工等优点。广泛应用于保温、包装、冷冻、日用品等领域。主要用于建筑墙体、屋面保温、复合板保温、空调、车辆、船舶的保温隔热、地板采暖、装潢雕刻等。我国国家建筑标准设计（02J121-1）中要求聚苯的抗拉强度的下限值为1.0Mpa，由于聚苯乙烯的饱和碳链的侧基为共轭苯环从而使大分子结构不规整，使聚苯乙烯成为非结晶性的线型聚合物，增加了分子链的刚性，这种笨侧基位阻效应导致聚苯乙烯质脆且易产生应力脆裂。目前在我国华北地区多用聚苯乙烯泡沫板用于外墙保温、外墙内保温、地暖设施，所铺设厚度一般为60~150mm，所受压力主要来自负风压带来的抗拉应力，传统的聚苯乙烯泡沫板压缩强度为≥100KPa，断裂弯曲负荷为25N，由于聚苯乙烯板本身抗拉强度差，所以提高聚苯乙烯板材的强度是是整个保温系统强度的关键所在。专利号为CN201217912Y公开了一种纤维束增强泡沫板，该方法是以增强纤维为束状贯穿于聚苯乙烯泡沫板中，通过贯穿的纤维束加强与基墙及饰面层的结合和整个聚苯乙烯泡沫板的强度，但该方法的缺点是此泡沫板强度不均匀，容易在与纤维束平衡方向上产生应力断裂。本专利技术提供了一种纤维增强聚苯乙烯泡沫塑料板，优点在于增强短纤维是超高分子量聚乙烯纤维，且是均匀添加于苯乙烯泡沫塑料板中，有效的提高了聚苯乙烯泡沫板整体力学性能和强度要求。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供一种纤维增强聚苯乙烯泡沫板，采用原料为聚苯乙烯、超高分子量聚乙烯短纤维及分散剂，超高分子量聚乙烯短纤维均匀分布于聚苯乙烯泡沫板中，增加了聚苯乙烯泡沫板的机械强度，分散剂的使用有利于提高超高分子量聚乙烯短纤维在聚苯乙烯材料中的分散性，很好的增加了泡沫板材的抗弯强度和尺寸稳定性，抗拉强度有明显提高，解决了
技术介绍
中出现的问题。本专利技术的目的是提供一种纤维增强聚苯乙烯泡沫板，包括有聚苯乙烯泡沫、增强短纤维和分散剂，所述增强短纤维均匀分散在所述的聚苯乙烯泡沫中；所述增强短纤维为超高分子量聚乙烯短纤维；所述分散剂为羟基磷酸钙、十二烷基苯磺酸钠。进一步改进在于：所述超高分子量聚乙烯短纤维为分子量是106的聚乙烯所纺出的纤维。进一步改进在于：所述超高分子量聚乙烯短纤维规格为1.75D*38mm或1.75D*51mm或1.75D*64mm；超高分子量聚乙烯短纤维规由超高分子量聚乙烯纤维长丝切割而成，超高分子量聚乙烯纤维长丝的线密度为440dtex/240f，断裂强度为30cn/dtex，断裂模量为1100cn/dtex，断裂伸长率小于4%。进一步改进在于：所述增强短纤维占原料总重的5-15%；所述分散剂占聚苯乙烯重量的0.01~0.4%。进一步改进在于：所述超高分子量聚乙烯短纤维制备过程为：首先将超高分子量聚乙烯粉末溶解到C16~C31正异烷烃类化合物中，并添加少量的助剂，制成溶胀的超高分子量聚乙烯悬浮液；之后将溶胀超高分子量聚乙烯悬浮液通过双螺杆挤出机熔融挤压，之后喷丝冷凝制成冻胶原丝；冻胶原丝进行后处理制成超高分子量聚乙烯纤维原丝；最后原丝经过三道超倍拉伸，卷绕收卷后可得到高强度的超高分子量聚乙烯纤维，再经过环切刀切割成增强短纤维。进一步改进在于：所述超高分子量聚乙烯粉末的添加量为C16~C31正异烷烃类化合物的10.79%，超高分子量量聚乙烯原料的质量百分浓度为9.74%。进一步改进在于：其制备过程为首先制备聚苯乙烯颗粒，之后聚苯乙烯颗粒进行蒸汽预发泡，预发泡的颗粒进行熟化，熟化后的颗粒中添加增强短纤维，添加后需充分混匀后再模塑或挤压成型，经切割制成成品。本专利技术的有益效果：本专利技术采用原料为聚苯乙烯、超高分子量聚乙烯短纤维及分散剂，超高分子量聚乙烯短纤维均匀分布于聚苯乙烯泡沫板中，增加了聚苯乙烯泡沫板的机械强度，分散剂的使用有利于提高超高分子量聚乙烯短纤维在聚苯乙烯材料中的分散性，泡沫板材的抗弯强度提供25~35%，很好的增强了尺寸稳定性，抗拉强度提高12~25%，该泡沫板可应用于建筑、车辆、船舶的保温隔热领域，并使用寿命延长10~20%，可替代传统的泡沫板。具体实施方式为了加深对本专利技术的理解，下面将结合实施例对本专利技术作进一步详述，该实施例仅用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术保护范围的限定。本实施例提供一种纤维增强聚苯乙烯泡沫板，包括有聚苯乙烯泡沫、增强短纤维和分散剂，所述增强短纤维均匀分散在所述的聚苯乙烯泡沫中；所述增强短纤维为超高分子量聚乙烯短纤维；所述分散剂为羟基磷酸钙、十二烷基苯磺酸钠。所述超高分子量聚乙烯短纤维为分子量是106的聚乙烯所纺出的纤维。所述超高分子量聚乙烯短纤维规格为1.75D*38mm或1.75D*51mm或1.75D*64mm；超高分子量聚乙烯短纤维规由超高分子量聚乙烯纤维长丝切割而成，超高分子量聚乙烯纤维长丝的线密度为440dtex/240f，断裂强度为30cn/dtex，断裂模量为1100cn/dtex，断裂伸长率小于4%。所述增强短纤维占原料总重的10%；所述分散剂占聚苯乙烯重量的0.4%超高分子量聚乙烯短纤维制备过程为：首先备溶胀悬浮液：将超高分子量聚乙烯粉末溶解到C16~C31正异烷烃类化合物中，并添加少量的助剂，包含乳化剂、抗氧剂，在105℃的溶胀釜中搅拌溶解2.5h后得到溶胀的超高分子量聚乙烯悬浮液；超高分子量聚乙烯原料的添加量为C16~C31正异烷烃类化合物的10.79%，超高分子量量聚乙烯原料的质量百分浓度为9.74%。之后备超高分子量聚乙烯纤维原丝：将溶胀悬浮液经过下料釜注入双螺杆挤出机中，经过温度为270℃的双螺杆挤出机熔融挤压，解缠分子链后经过喷丝板喷丝，丝条在25℃冷凝水中冷凝制成冻胶原丝；冻胶原丝在应力平衡后预收缩48h，再使用碳氢清洗剂萃取出冻胶原丝中的烷烃类化合物，然后在40℃烘箱中去除碳氢萃取剂制成超高分子量聚乙烯纤维原丝。最后备超高分子量聚乙烯短纤维：原丝在145℃下经过三道超倍拉伸，使纤维中的大分子取向，在应力作用下提高聚乙烯分子的结晶度使超高分子量聚乙烯分子由折叠链结构转变为伸直链结构，卷绕收卷后可得到高强度的超高分子量聚乙烯纤维，再经过环切刀切割成长度为51mm的短纤维。纤维增强聚苯乙烯泡沫板的制备过程为：聚苯乙烯颗粒制备：将苯乙烯单体和悬浮稳定剂在40℃下剧烈搅拌分散为液滴悬浮于水中，接着在有机过氧化物引发剂作用下以90℃恒温聚合5h后，再由90℃升温至120℃恒温聚合3h成聚合物颗粒，然后经过冷却、固液分离、干燥、刷分等处理成可发性聚苯乙烯颗粒，粒径为Φ1.0mm。苯乙烯颗粒的蒸汽预发泡：将EPS颗粒和发泡剂添加到发泡机中，戊烷发泡剂占原料的6.5%。EPS颗粒在发泡机中用饱和蒸汽加热到玻璃化转变温度100℃，蒸汽压力为0.4Mpa，戊烷发泡剂在其中缓本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种纤维增强聚苯乙烯泡沫板，其特征在于：包括有聚苯乙烯泡沫、增强短纤维和分散剂，所述增强短纤维均匀分散在所述的聚苯乙烯泡沫中；所述增强短纤维为超高分子量聚乙烯短纤维；所述分散剂为羟基磷酸钙和十二烷基苯磺酸钠。

【技术特征摘要】
1.一种纤维增强聚苯乙烯泡沫板，其特征在于：包括有聚苯乙烯泡沫、增强短纤维和分散剂，所述增强短纤维均匀分散在所述的聚苯乙烯泡沫中；所述增强短纤维为超高分子量聚乙烯短纤维；所述分散剂为羟基磷酸钙和十二烷基苯磺酸钠。2.如权利要求1所述纤维增强聚苯乙烯泡沫板，其特征在于：所述超高分子量聚乙烯短纤维为分子量是106的聚乙烯所纺出的纤维。3.如权利要求1所述纤维增强聚苯乙烯泡沫板，其特征在于：所述超高分子量聚乙烯短纤维规格为1.75D*38mm或1.75D*51mm或1.75D*64mm；超高分子量聚乙烯短纤维规由超高分子量聚乙烯纤维长丝切割而成，超高分子量聚乙烯纤维长丝的线密度为440dtex/240f，断裂强度为30cn/dtex，断裂模量为1100cn/dtex，断裂伸长率小于4%。4.如权利要求1所述纤维增强聚苯乙烯泡沫板，其特征在于：所述增强短纤维占原料总重的5-15%；所述分散剂占聚苯乙烯重量的0.01~0.4%。5.如权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：桂方云，包剑峰，
申请(专利权)人：安徽长青藤新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34