一种阻燃型聚苯乙烯复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种阻燃型聚苯乙烯复合材料及其制备方法，先将聚乙烯醇与植酸通过酯化反应得到接枝聚乙烯醇，接着将聚乙烯醇与羧甲基纤维素铈混合均匀得到预混料，再将预混料利用聚苯乙烯进行包覆，得到包覆预混料，然后将包覆预混料与聚苯乙烯、发泡剂、全氟己酮混合，超临界二氧化碳溶胀，卸压，发泡，即得。该复合材料具有良好的阻燃性，机械强度优异，可用于建筑保温材料的制备。建筑保温材料的制备。

【技术实现步骤摘要】
一种阻燃型聚苯乙烯复合材料及其制备方法


[0001]本专利技术属于聚苯乙烯复合材料制备
，具体涉及一种阻燃型聚苯乙烯复合材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]为了实现节能保温，建筑外墙通常采用苯板等材料，这些材料虽然具有较好的保温性能，但是在冷热交替和水、空气等共同作用下，非常容易发生老化，寿命较低。而将保温材料制作到墙体内部，已成为一个很好的解决办法。而聚苯乙烯发泡材料就是一种优异的替代品，聚苯乙烯发泡材料的强度高，质量轻，并且具有极好的保温绝热性能，是目前非常受欢迎的一种建筑保温材料。
[0003]聚苯乙烯是由苯乙烯单体经自由基加聚反应合成的聚合物，通常为非晶态无规聚合物，无毒无臭无色透明，具有高于100℃玻璃转化温度，具有优良的绝热、绝缘和透明性，加工性和耐化学腐蚀性好，但是脆，低温易开裂。聚苯乙烯包括普通聚苯乙烯、发泡聚苯乙烯和高抗冲聚苯乙烯及间规聚苯乙烯，其中发泡聚苯乙烯具有密度小、很强的抗氧化性及抗腐蚀性，在防热、防冷、防潮、防震、防氧化、防噪声等方面有广泛的应用，可以用于建筑保温材料的制备。
[0004]将聚苯乙烯发泡材料用于建筑保温材料的制备，最重要的性能指标是低的热导率和较好的力学性能，传统聚苯乙烯发泡为了提高力学性能会引入无机填料，然而无机填料与聚合物基体的相容性较差，容易导致成品的稳定性降低，从而降低产品的性能。
[0005]另外，聚苯乙烯易于燃烧，且燃烧时产生大量熔滴滴落，伴随有大量黑烟，对人们的生命和财产安全构成巨大威胁，故将现有的聚苯乙烯发泡材料直接用于建筑保温材料的制备具有很大的消防风险。因此，聚苯乙烯发泡材料必须经过阻燃处理才能用于建筑保温材料的制备。
[0006]聚苯乙烯常用的阻燃剂主要有红磷、ATH、MH、APP、次磷酸铝和EG等，具体可通过熔融加工法制备阻燃聚苯乙烯。然而，熔融加工法制备的阻燃聚苯乙烯仍存在一些不足，如材料的二次加工问题，需要由单体通过聚合反应合成聚苯乙烯，然后再进行加工。在加工过程中，阻燃剂很难达到很好的分散效果，影响阻燃效果和机械强度。
[0007]专利申请CN102503519A公开了一种复合建筑保温材料。该建筑保温材料为墙体填充材料，所述复合建筑保温材料填充材料使用聚苯乙烯粉粒和泡沫混凝土或聚氨酯粉粒和泡沫混凝土经充分搅拌、浇筑、养护而成，其中聚苯乙烯粉粒可以是经粉碎的废旧聚苯乙烯制品，聚氨酯粉粒可以是经粉碎的废旧聚氨酯制品。该专利技术所得建筑保温材料不具有阻燃性，具有很大的消防风险，机械强度也一般。
[0008]专利申请CN112497588A公开了一种交联聚苯乙烯建筑保温材料的制备方法，其通过对聚苯乙烯原材料进行破碎处理、颗粒化处理、粒径筛选处理和杂质过滤处理，以此得到聚苯乙烯颗粒，并对该聚苯乙烯颗粒进行加热融化处理和添加相应量的交联剂，以此得到聚苯乙烯熔融体，在对该聚苯乙烯熔融体进行冷却处理、成型处理、切割处理和封装处理，
从而获得聚苯乙烯建筑保温板材，其通过控制交联剂的添加量来控制聚苯乙烯内部的交联结晶程度，并在该聚苯乙烯内部形成细小的气泡来提高聚苯乙烯的保温性，从而得到能够进行任意形式组装拼接、制造简单和制造成本低廉的聚苯乙烯建筑保温板材。该专利技术也未进行阻燃处理，产品的阻燃效果一般。

技术实现思路

[0009]针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种阻燃型聚苯乙烯复合材料及其制备方法，具有良好的阻燃性，机械强度优异，可用于建筑保温材料的制备。
[0010]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0011]一种阻燃型聚苯乙烯复合材料的制备方法，具体步骤如下：
[0012](1)将2～3份聚乙烯醇与5～6份植酸通过酯化反应得到接枝聚乙烯醇，接着将接枝聚乙烯醇与1.5～2.5份羧甲基纤维素铈混合均匀，得到预混料；
[0013](2)将预混料利用聚苯乙烯进行包覆，得到包覆预混料；
[0014](3)取8～10份包覆预混料与350～400份聚苯乙烯搅拌均匀，接着加入2.5～3.5份发泡剂和2～3份全氟己酮，搅拌混匀，置于超临界二氧化碳流体中进行溶胀，卸压，发泡，即得所述的阻燃型聚苯乙烯复合材料。
[0015]优选的，步骤(1)中，接枝聚乙烯醇的制备方法如下：先将聚乙烯醇加热溶解于去离子水中，接着加入植酸和4
‑
二甲氨基吡啶，搅拌混匀，在65～75℃条件下保温搅拌3～4小时，自然冷却至室温，加入无水乙醇，离心取沉淀，干燥，粉碎，即得所述的接枝聚乙烯醇。
[0016]进一步优选的，去离子水、4
‑
二甲氨基吡啶、无水乙醇的用量分别为聚乙烯醇重量的25～30倍、0.8～1.2倍、35～40倍。
[0017]优选的，步骤(1)中，聚乙烯醇的聚合度为1800～2000。
[0018]优选的，步骤(1)中，羧甲基纤维素铈的制备方法如下：先将羧甲基纤维素钠用水溶解配制成质量浓度0.2～0.3％的羧甲基纤维素钠水溶液，将硝酸铈用水溶解配制成质量浓度0.2～0.3％的硝酸铈水溶液，然后边搅拌边将硝酸铈水溶液逐滴滴入羧甲基纤维素钠水溶液中，滴加完毕后继续搅拌10～15分钟，过滤取固体，干燥，粉碎，即得。
[0019]进一步优选的，羧甲基纤维素钠与硝酸铈的质量比为1：1.5～2。
[0020]优选的，以重量份计，步骤(2)的具体方法为：先将9～12份聚苯乙烯利用200～250份醋酸乙酯溶解，制成聚苯乙烯溶液，接着将7.5～11.5份预混料加入聚苯乙烯溶液中，搅拌混匀得到混合液，然后逐滴滴加220～260份正己烷，聚苯乙烯从混合液中析出并包覆于预混料表面，形成包覆层，离心取沉淀，干燥，即得所述的包覆预混料。
[0021]优选的，步骤(3)中，所述发泡剂为正戊烷与异戊烷按照质量比3～4：6～7混合而得。
[0022]优选的，步骤(3)中，溶胀的工艺条件为：40～50℃和25～35MPa二氧化碳条件下溶胀2～3小时。
[0023]优选的，步骤(3)中，以8～10MPa/s卸压至大气常压。
[0024]优选的，步骤(3)中，发泡条件为：温度100～120℃，压力0.02～0.03MPa。
[0025]利用上述制备方法得到的一种阻燃型聚苯乙烯复合材料。
[0026]上述一种阻燃型聚苯乙烯复合材料在建筑保温材料制备中的应用。
[0027]与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
[0028]本专利技术先将聚乙烯醇与植酸通过酯化反应得到接枝聚乙烯醇，接着将聚乙烯醇与羧甲基纤维素铈混合均匀得到预混料，再将预混料利用聚苯乙烯进行包覆，得到包覆预混料，然后将包覆预混料与聚苯乙烯、发泡剂、全氟己酮混合，超临界二氧化碳溶胀，卸压，发泡，即得一种阻燃型聚苯乙烯复合材料。该复合材料具有良好的阻燃性，机械强度优异，可用于建筑保温材料的制备。
[0029]1、聚乙烯醇在燃烧过程中形成覆盖层，高聚物材料因热分解而生成的可燃性气体难于逸出，使得燃烧过程因无氧补充而本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种阻燃型聚苯乙烯复合材料的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：(1)将2～3份聚乙烯醇与5～6份植酸通过酯化反应得到接枝聚乙烯醇，接着将接枝聚乙烯醇与1.5～2.5份羧甲基纤维素铈混合均匀，得到预混料；(2)将预混料利用聚苯乙烯进行包覆，得到包覆预混料；(3)取8～10份包覆预混料与350～400份聚苯乙烯搅拌均匀，接着加入2.5～3.5份发泡剂和2～3份全氟己酮，搅拌混匀，置于超临界二氧化碳流体中进行溶胀，卸压，发泡，即得所述的阻燃型聚苯乙烯复合材料。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，接枝聚乙烯醇的制备方法如下：将聚乙烯醇加热溶解于去离子水中，接着加入植酸和4
‑
二甲氨基吡啶，搅拌混匀，在65～75℃条件下保温搅拌3～4小时，自然冷却至室温，加入无水乙醇，离心取沉淀，干燥，粉碎，即得所述的接枝聚乙烯醇。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，聚乙烯醇的聚合度为1800～2000。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，羧甲基纤维素铈的制备方法如下：将羧甲基纤维素钠用水溶解配制成质量浓度0.2～0.3％的羧甲基纤维素钠水溶液，将硝酸铈用水溶解配制...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱建成，王建男，张士亮，
申请(专利权)人：泗阳蓝天新材料科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：