阻燃聚苯乙烯制造技术

本发明专利技术公开了组合物，其包括：（ｉ）经膨胀的或可膨胀的聚苯乙烯珠子或颗粒，（ｉｉ）膨胀剂，和（ｉｉｉ）阻燃粘结剂，基于（ｉ），（ｉｉ）和（ｉｉｉ）的总重量，（ｉ）的重量在２０－７５重量％的范围。所述阻燃粘结剂是选自包括金属、硅酸盐、金属铝酸盐、金属铝硅酸盐和沸石的清单的无机材料，优选硅酸钠的水溶液。本发明专利技术还公开了制备阻燃聚苯乙烯的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】阻燃聚苯乙烯本专利技术涉及阻燃聚苯乙烯，尤其涉及阻燃聚苯乙烯泡沫。聚苯乙烯泡沫为住宅的建造和建筑目的提供了良好的综合性能，例如；-极低的水渗透率-很高的耐水性-非常好的热绝缘值，在产品寿命期间恒定(40年以上)_优异的隔声性-在最小重量或密度下的高构造强度聚苯乙烯是本质上可燃的材料，通常通过利用将特定的阻燃添加剂加入到聚合物 中，或通过将聚苯乙烯泡沫部件和其它构造材料组合，实现聚苯乙烯泡沫的良好阻燃性能。 在这些产品类型和组合中，聚苯乙烯泡沫作为安全和非常有效的建筑/隔离材料已经获得 了应得的美誉。近年来，存在对建造和建筑中基础材料的增加的阻燃性能，尤其是避免火灾导致 的财产损失的措施的新兴需求。在这一点上一个重要的要求在于建筑材料在火中常时间 保持结构完整性，最大化从火灾中抢救建筑物和物品而避免损失的机会。典型地，保险燃 烧实验(insurance fire tests)(例如如 LPC Design Guide 对于 Fire Protection of Buildings，附录B，LPS 1181 =Part 1所规定的)比本国和欧洲立法实施的那些(小火焰实 验，单体燃烧，等等)更严格，尤其是在暴露于燃烧条件更长时间方面。因此标准阻燃聚苯 乙烯泡沫通常不能通过这些测试中最严格的那些。因此仍然存在对这样的聚苯乙烯泡沫产品的强烈需求，该聚苯乙烯泡沫产品具有 上述有益性能和当暴露于火灾时显著提高的结构稳定性保持的独特组合。存在很多具有非常强的阻燃性的建筑产品的例子，其中聚苯乙烯泡沫与其他材料 如木材、金属、矿物棉、聚异氰脲酯、多酚结合。在这些应用中，聚苯乙烯泡沫可以是未经处 理的，或者可以是用所谓的阻燃添加剂制备的。聚苯乙烯泡沫阻燃添加剂的最常见的例子 是有机卤素化合物，如六溴环十二烷、四溴双酚A三溴苯基烯丙基醚的衍生物。这些例子 具有的共同点是产品与火的第一阶段反应控制的非常好(通过例如，与可燃性差的材料层 压)。然而，在持续着火情况中的较高温度(200-300°C)，产品内部的聚苯乙烯将会熔化。 这导致泡沫结构和可能地整个产品结构的坍塌。另外，如果屋顶建筑没有很好地处理，燃烧 的聚苯乙烯滴可能从所述建筑滴落。另一个提高聚苯乙烯泡沫阻燃性的途径是改变聚苯乙烯泡沫本身的内在燃烧-和温度行为。对于固体非发泡聚苯乙烯，文献中有大量这种例子所谓的炭化和膨胀 包被加入到固体聚苯乙烯中来显著地改变燃烧行为(Georlette，P.，Simons, J.，Costa, L. “ Fire retardancy of polymeric materials , Grand&ffilkie, Eds, Marcel Dekker, New York，2000，p. 245-283)。但是对于聚苯乙烯泡沫，这却困难得多。EP 834529，例如，教 导了为改善聚苯乙烯泡沫的阻燃行为而加入含磷有机材料和镁。然而在非常高的阻燃剂加 入量，燃烧行为却仅仅有最低程度地改善。通常，通过将所谓的炭化和膨胀剂加入到树脂或 聚合中来改变聚苯乙烯泡沫的燃烧行为的尝试受该问题的困扰。作为第三途径，聚苯乙烯泡沫，为经膨胀的聚苯乙烯泡沫珠子的形式，与多酚树脂 混合并压制成具有优异的阻燃性能的泡沫板。但是，这些材料丧失了许多聚苯乙烯泡沫的 初始性能要求，例如它们显著更脆并且吸水性增加。另外，所述产品的制备需要在标准泡沫 生产场所中不存在的专用机器。最后，存在非主要的例子，其中通过使用膨胀剂包或者粘土 /硅酸盐树脂如水玻 璃，来处理所谓的EPS(可膨胀聚苯乙烯)珠子，赋予该聚苯乙烯泡沫阻燃性能。虽然这些 材料同样表现出提高的阻燃性能，并且具有它们的应用工艺与现有技术相容的优点，但是 阻燃材料的典型加入量却使得在新产品中许多固有的PS泡沫性能(如上面重点描述的) 消失。我们现在已经发现可以通过使用阻燃粘结剂和膨胀剂添加剂的组合来克服这些 问题。该添加剂包可以提供显著改善的和协同的阻燃行为，同时保持聚苯乙烯泡沫的优异 性能特征。本专利技术提供了组合物，其包括(i)经膨胀的或可膨胀的(expanded or expandable)聚苯乙烯珠子或颗粒(ii)膨胀剂(intumescent)禾口(iii)阻燃粘结剂以⑴，(ii)和(iii)的总重量为基础，⑴的重量在20_75wt%。根据本专利技术的一个进一步的实施方案，提供了制备阻燃聚苯乙烯的方法，其包括 用阻燃性粘结剂和膨胀剂涂覆经膨胀的聚苯乙烯珠子的第一步骤，和任选的下列步骤(a)干燥所述珠子(b)转移经干燥的珠子到模具(c)在升高的温度挤压和模制所述珠子在一个进一步的实施方案中，提供了珠子或颗粒形式的经膨胀的或可膨胀的聚苯 乙烯，其中所述颗粒或珠子涂覆有膨胀剂和阻燃粘结剂。只要是颗粒形式，所述经膨胀的或 可膨胀的聚苯乙烯可以是再加工、再循环或废弃的材料。在上述限定中，阻燃粘结剂优选作为能够i)在发泡的珠子表面均勻地携带和分 布膨胀剂，ii)帮助将膨胀剂粘附在珠子表面和iii) 一旦用火加热就产生不燃材料的残余 物的液体或糊状物施加。所述阻燃粘结剂可以是例如金属硅酸盐或金属铝硅酸盐或沸石。 所述阻燃粘结剂可以是有机的或无机的。优选的是基于硅酸盐和水的无机粘结剂，其中硅 酸盐理解为是含有硅、氧和一种或多种金属的大量化合物中的任何物质。通常，硅酸盐由与 一种或多种金属和有时候氢结合的SiO2或SiO4原子团组成，加入有离子如铝、镁、钙、钠、或 其它金属。根据Na2CVSiO2的结合比率，可以将它们分成各种产品。例如，液体硅酸钠，称为 水玻璃，是其中3102与妝20的比率不同的粘稠的碱性且透明溶液。同样众所周知的是沸石， 钙、钠或钾的水合硅酸铝。当基于钙作为额外的盐源时，粘结剂甚至可以是水泥、石灰或石 膏。尤其优选的是碱金属硅酸盐，例如硅酸钠或硅酸钾，优选硅酸钠。有机粘结剂可以例如 由酚醛树脂和水的混合物、聚氨酯分散体、或蜜胺基液体混合物组成。作为一个实例，硅酸 钠和水的混合物可以作为阻燃粘结剂，但是例如水和沸石的混合物、酚衍生物(例如多酚， 酚醛树脂)或成炭盐(例如如GB2101644中公开)也是可行的。所述阻燃粘结剂还可以为凝胶或溶胶-凝胶的形式，特别是当所述粘结剂为硅酸盐或沸石时。凝胶为胶态悬浮体，在其中多孔骨架包裹有液相。所述阻燃粘结剂可以作为包括硅酸盐或铝硅酸盐的凝胶形成组合物应用，该组合物可任选地还包括有机液体，特别 是与水不混溶的有机液体。所述凝胶形成组合物可以通过将金属硅酸盐和金属铝酸盐加入 优选水中原位形成。在以上限定中膨胀剂代表一旦加热或者暴露于火，就产生是其原始体积的很多倍 的发泡炭层的组合物。例子包括聚磷酸铵/季戊四醇混合物、蜜胺、胍类、氯化石蜡、膦类、 膦酸酯/盐、树脂粘结剂和可膨胀石墨，优选为可膨胀石墨。以上粘结剂与膨胀剂添加剂的组合被认为在性质上是互补的。本专利技术的一个特征是阻燃粘结剂和膨胀剂的总加入量不会危害最终的泡沫的 机械和热性能性质。这与较早的公开，其中粘结剂如硅酸盐或水玻璃被用作单一添加剂 以实现提高的发泡聚合物的阻燃性(例如US 6, 545, 078B1, 2003 ；W02006/121259 ；WO 2007/012832A2)相反。在这些情况中，为本文档来自技高网...

【技术保护点】
组合物，其包括：　　（ｉ）经膨胀的或可膨胀的聚苯乙烯珠子或颗粒　　（ｉｉ）膨胀剂，和　　（ｉｉｉ）阻燃粘结剂　　以（ｉ），（ｉｉ）和（ｉｉｉ）的总重量为基准，（ｉ）的重量为２０－７５重量％。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】EP 2007-5-30 07075407.2;GB 2007-9-28 0719015.0组合物，其包括(i)经膨胀的或可膨胀的聚苯乙烯珠子或颗粒(ii)膨胀剂，和(iii)阻燃粘结剂以(i)，(ii)和(iii)的总重量为基准，(i)的重量为20-75重量％。2.根据权利要求1的组合物，其中所述经膨胀的或可膨胀的聚苯乙烯为珠子的形式。3.根据权利要求1或2的组合物，其中所述聚苯乙烯具有150，000-450,000道尔顿的重均分子量。4.根据前述任一项权利要求的组合物，其中所述膨胀剂是蜜胺、膦类、膦酸酯、可膨胀 石墨、可膨胀玻璃珠和纳米粘土中的至少一种。5.根据权利要求4的组合物，其中所述膨胀剂是可膨胀石墨。6.根据前述任一项权利要求的组合物，其中所述阻燃粘结剂可以是选自包括酚树脂、 聚氨酯分散体、多酚和酚醛树脂的清单的有机材料。7.根据权利要求1到5任一项的组合物，其中所述阻燃...

【专利技术属性】
技术研发人员：WD布劳韦，EHE拉斯，W范里伊特，G劳尼亚，WHM索伦，
申请(专利权)人：英尼奥斯诺瓦国际有限公司，CRH荷兰有限公司，
类型：发明
国别省市：CH[瑞士]