一种无卤阻燃聚苯乙烯泡沫的制备方法技术

本发明专利技术涉及泡沫塑料领域，尤其涉及一种无卤阻燃聚苯乙烯泡沫的制备方法。所述的制备方法包括以下步骤：（1）有机硅接枝聚苯乙烯的制备：（1.1）有机硅接枝聚苯乙烯A组分的制备；（1.2）有机硅接枝聚苯乙烯B组分的制备；（1.3）复配；（2）配料混合；（3）预发泡；（4）熟化，得到无卤阻燃聚苯乙烯泡沫。克服了现有技术中泡沫材料耐高低温性能较差，无法较好的实现阻燃功能的问题通过本发明专利技术制得的无卤阻燃聚苯乙烯泡沫具有以下有益效果：（1）耐高温阻燃性能优异；（2）无卤阻燃，燃烧过程中不会产生油污有害以及污染环境的物质；（3）力学性能优异，抗冲击能力强。

【技术实现步骤摘要】
一种无卤阻燃聚苯乙烯泡沫的制备方法
本专利技术涉及泡沫塑料领域，尤其涉及一种无卤阻燃聚苯乙烯泡沫的制备方法。
技术介绍
聚苯乙烯泡沫塑料是以聚苯乙烯树脂为主体，加入发泡剂等添加剂制成，它是目前使用最多的一种缓冲材料。它具有闭孔结构，吸水性小，有优良的抗水性；密度小，一般为0.015～0.03；机械强度好，缓冲性能优异；加工性好，易于模塑成型；着色性好，温度适应性强，抗放射性优异等优点，而且尺寸精度高,结构均匀。因此在外墙保温中其占有率很高。但是普通的聚苯乙烯泡沫具有极强的燃烧性，且在燃烧时会放出污染环境的苯乙烯气体。最高工作温度仅为120℃，在某些场合往往不能发挥其作用，此外目前的泡沫材料还极易燃烧，严重危害使用人的生命安全。2010年上海“11·15”特别重大火灾事故已经夺去了53条鲜活的生命，尽管事故是由无证电焊工违章操作引起的，但已查明，真正的幕后杀手却是这些尼龙织网、毛竹片、聚氨酯泡沫。例如在中国专利文献上公布的一种聚氨酯泡沫，其申请公布号为CN106432662A，该专利技术按照质量分数计包括以下组分：甲基丙烯酸15-20份，三乙醇胺10-15份，聚醚多元醇30-40份，异氰酸酯20-30份，抗氧化剂5-15份，十二烷基磺酸钠10-25份，泡沫稳定剂5-9份，硅油12-18份，二苯基甲烷二异氰酸酯3-8份。该专利技术降低了聚氨酯泡沫中挥发性有机物的量，成本低，工艺简单，环保无污染。但是该专利技术也存在其缺陷，例如该专利技术没有添加增强聚氨酯泡沫热稳定性的原料，且没有添加阻燃剂，使得该聚氨酯泡沫在火灾中极易燃烧危害使用人的生命安全。
技术实现思路
本专利技术是为了克服现有技术中泡沫材料耐高低温性能较差，无法较好的实现阻燃功能的问题，提供一种能够制备耐高低温，有较好的耐候性，具有阻燃功能的一种无卤阻燃聚苯乙烯泡沫的制备方法。为实现上述专利技术目的，本专利技术通过以下技术方案实现：一种无卤阻燃聚苯乙烯泡沫的制备方法，所述的制备方法包括以下步骤：(1)有机硅接枝聚苯乙烯的制备：(1.1)有机硅接枝聚苯乙烯A组分的制备：将聚苯乙烯母粒通过二异丙苯与含乙烯基的烷氧基硅烷进行接枝反应，得到有机硅接枝聚苯乙烯A组分；(1.2)有机硅接枝聚苯乙烯B组分的制备：将聚苯乙烯母粒与二月桂酸二丁基锡进行混合，挤出造粒得到有机硅接枝聚苯乙烯B组分；(1.3)复配：将有机硅接枝聚苯乙烯A组分与有机硅接枝聚苯乙烯B组分进行复配，得到有机硅接枝聚苯乙烯；(2)配料混合：按照配方称取聚苯乙烯母粒、有机硅接枝聚苯乙烯、硅橡胶微粉、无机填料、正戊烷、无卤阻燃剂、催化剂以及二甲基硅油，然后将其各组分混合均匀后待用；(3)预发泡：将混合均匀后的各组分置于饱和蒸汽中进行预发泡，得到预发泡料；(4)熟化：将预发泡料在通风条件下进行熟化，得到无卤阻燃聚苯乙烯泡沫。本专利技术中的无卤阻燃聚苯乙烯泡沫除了常规的聚苯乙烯母粒作为基础材料外，还添加了有机硅接枝聚苯乙烯作为增韧材料，经过了有机硅接枝后，原本抗冲击性能较差的聚苯乙烯材料的抗冲击性能大大提升，同时由于接枝的有机硅结构具有一定的阻燃效果，因此其阻燃性能也有一定的提升。在其中添加了硅橡胶微粉后，整体的阻燃性能大大提升，配合其中的无机填料以及无卤阻燃剂，使得得到的聚苯乙烯泡沫的阻燃性能进一步提升。本专利技术中没有添加含有卤素原子的阻燃剂，在燃烧过程中不会产生有毒有害物质，对环境没有影响，从而有效的保证了其安全性以及有效性，保证在火宅中不会因为燃烧产生的有毒有害物质威胁逃生人员的生命健康。作为优选，所述的步骤(1)中有机硅接枝聚苯乙烯A组分的具体制备工艺如下：按照重量份数计取100份聚苯乙烯母粒置于开炼机中，向其中加入0.5～3份含乙烯基的烷氧基硅烷以及0.02～0.25份的过氧化二异丙苯，在125～140℃下共混均匀后，在140～160℃下挤出造粒，得到含有有机硅的A组分，所述的含乙烯基的烷氧基硅烷为甲基乙烯基二甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、苯基乙烯基二甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷以及乙烯基二甲氧基硅烷中的一种。作为优选，所述的步骤(1)中有机硅接枝聚苯乙烯B组分的具体制备工艺如下：按照重量份数计取100份聚苯乙烯母粒置于开炼机中，向其中加入1～3份二月桂酸二丁基锡以及0.5～1.5份的乙酰丙酮铬，在125～140℃下共混均匀后，在140～160℃下挤出造粒，得到含有有机锡催化剂的B组分。本专利技术中的机硅接枝聚苯乙烯包括含有有机硅的A组分以及含有有机锡催化剂的B组分，其中A组分中的含乙烯基的烷氧基硅烷与聚苯乙烯在过氧化二异丙苯的作用下，发生接枝反应，将有机硅结构连接到聚苯乙烯主链中，使得聚苯乙烯中含有活性的烷氧基结构。而含有有机锡催化剂的B组分其内部含有催化剂，其在与A组分复配时，能够有效的参与A组分中烷氧基硅烷结构的交联反应，从而使得在聚苯乙烯泡沫中产生交联互传网络结构，从而使其力学性能更加优异。作为优选，所述的步骤(1)中有机硅接枝聚苯乙烯A组分与有机硅接枝聚苯乙烯B组分进行复配时其两者的质量比为(2～5)：10。作为优选，所述的步骤(2)中的配方如下：按照重量份数计聚苯乙烯母粒100份、有机硅接枝聚苯乙烯10～20份、硅橡胶微粉3～10份、无机填料20～30份、正戊烷2～10份、无卤阻燃剂4～10份、催化剂0.15～1份以及二甲基硅油0.1～0.3份。作为优选，所述的硅橡胶微粉为苯基含量为10～25％的甲基苯基硅橡胶微粉。甲基苯基硅橡胶具有良好的耐高低温性能以及阻燃性能，当其苯基含量为10～25％时，其柔性更加优异，从而其韧性以及耐磨性能更加优异。作为优选，所述的无机填料为气相法白炭黑、纳米碳酸钙、硅藻土、滑石粉或者二氧化钛中的一种或多种组合物。作为优选，所述的无卤阻燃剂为氢氧化铝、氢氧化镁、磷酸三乙酯、磷酸三异丙酯或者聚磷酸铵中的一种或两种组合物。作为优选，所述的催化剂为辛酸锌、辛酸镁、环烷酸钙、环烷酸铁以及环烷酸钴中的一种。作为优选，所述的预发泡温度为110～125℃，蒸汽压力0.5～1.2bar，所述的熟化温度为65～80℃，熟化时间为8～24小时。因此，通过本专利技术制得的无卤阻燃聚苯乙烯泡沫具有以下有益效果：(1)耐高温阻燃性能优异；(2)无卤阻燃，燃烧过程中不会产生油污有害以及污染环境的物质；(3)力学性能优异，抗冲击能力强。具体实施方式下面通过具体实施例对本专利技术的技术方案作以进一步描述说明。如果无特殊说明，本专利技术的实施例中说采用的原料均为本领域常用的原料，实施例中所采用的方法，均为本领域的常规方法。实施例1一种无卤阻燃聚苯乙烯泡沫的制备方法，所述的制备方法包括以下步骤：(1)有机硅接枝聚苯乙烯的制备：(1.1)有机硅接枝聚苯乙烯A组分的制备：按照重量份数计取100份聚苯乙烯母粒置于开炼机中，向其中加入0.5份含乙烯基的烷氧基硅烷以及0.02份的过氧化二异丙苯，在125℃下共混均匀后，在140℃下挤出造粒，得到含有有机硅的A组分，所述的含乙烯基的烷氧基硅烷为甲基乙烯基二甲氧基硅烷；(1.2)有机硅接枝聚苯乙烯B组分的制备：按照重量份数计取100份聚苯乙烯母粒置于开炼机中，向其中加入1份二月桂酸二丁基锡以及0.5份的乙酰丙酮铬，在125℃下共混均匀后，在140℃下挤出造粒，得到含有有机锡催化剂的B组分；(1.本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无卤阻燃聚苯乙烯泡沫的制备方法，其特征在于，所述的制备方法包括以下步骤：（1）有机硅接枝聚苯乙烯的制备：（1.1）有机硅接枝聚苯乙烯A组分的制备：将聚苯乙烯母粒、过氧化二异丙苯与含乙烯基的烷氧基硅烷进行接枝反应，得到有机硅接枝聚苯乙烯A组分；（1.2）有机硅接枝聚苯乙烯B组分的制备：将聚苯乙烯母粒与二月桂酸二丁基锡进行混合，挤出造粒得到有机硅接枝聚苯乙烯B组分；（1.3）复配：将有机硅接枝聚苯乙烯A组分与有机硅接枝聚苯乙烯B组分进行复配，得到有机硅接枝聚苯乙烯；（2）配料混合：按照配方称取聚苯乙烯母粒、有机硅接枝聚苯乙烯、硅橡胶微粉、无机填料、正戊烷、无卤阻燃剂、催化剂以及二甲基硅油，然后将其各组分混合均匀后待用；（3）预发泡：将混合均匀后的各组分置于饱和蒸汽中进行预发泡，得到预发泡料；（4）熟化：将预发泡料在通风条件下进行熟化，得到无卤阻燃聚苯乙烯泡沫。

【技术特征摘要】
1.一种无卤阻燃聚苯乙烯泡沫的制备方法，其特征在于，所述的制备方法包括以下步骤：（1）有机硅接枝聚苯乙烯的制备：（1.1）有机硅接枝聚苯乙烯A组分的制备：将聚苯乙烯母粒、过氧化二异丙苯与含乙烯基的烷氧基硅烷进行接枝反应，得到有机硅接枝聚苯乙烯A组分；（1.2）有机硅接枝聚苯乙烯B组分的制备：将聚苯乙烯母粒与二月桂酸二丁基锡进行混合，挤出造粒得到有机硅接枝聚苯乙烯B组分；（1.3）复配：将有机硅接枝聚苯乙烯A组分与有机硅接枝聚苯乙烯B组分进行复配，得到有机硅接枝聚苯乙烯；（2）配料混合：按照配方称取聚苯乙烯母粒、有机硅接枝聚苯乙烯、硅橡胶微粉、无机填料、正戊烷、无卤阻燃剂、催化剂以及二甲基硅油，然后将其各组分混合均匀后待用；（3）预发泡：将混合均匀后的各组分置于饱和蒸汽中进行预发泡，得到预发泡料；（4）熟化：将预发泡料在通风条件下进行熟化，得到无卤阻燃聚苯乙烯泡沫。2.根据权利要求1所述的一种无卤阻燃聚苯乙烯泡沫的制备方法，其特征在于，所述的步骤（1）中有机硅接枝聚苯乙烯A组分的具体制备工艺如下：按照重量份数计取100份聚苯乙烯母粒置于开炼机中，向其中加入0.5~3份含乙烯基的烷氧基硅烷以及0.02~0.25份的过氧化二异丙苯，在125~140℃下共混均匀后，在140~160℃下挤出造粒，得到含有有机硅的A组分，所述的含乙烯基的烷氧基硅烷为甲基乙烯基二甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、苯基乙烯基二甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷以及乙烯基二甲氧基硅烷中的一种。3.根据权利要求1所述的一种无卤阻燃聚苯乙烯泡沫的制备方法，其特征在于，所述的步骤（1）中有机硅接枝聚苯乙烯B组分的具体制备工艺如下：按照重量份数计取100份聚苯乙烯母粒置于开炼机中，向其中加...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢伟，蔡盼盼，
申请(专利权)人：德清舒华泡沫座椅有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33