本发明专利技术公开的无卤阻燃聚苯乙烯泡沫材料是由按重量份计的以下组分经熔融发泡而得：可发性聚苯乙烯珠粒100份，无卤阻燃胶20~100份，协效剂5~30份，增强剂1~10份，且其垂直燃烧等级为UL94-?V0级，极限氧指数为31～39.2%，烟密度等级13.1～15.2，弯曲强度0.30～0.40MPa，压缩强度0.1～0.22MPa，吸水率1～2?%，导热系数0.037～0.043w/m·k。本发明专利技术还公开了其制备方法。本发明专利技术通过包覆于EPS?泡粒间的无卤阻燃胶、协效剂和增强剂的共同作用，不仅形成高膨胀倍率的凝聚相膨胀炭层，还使阻燃剂能够在泡粒表面均匀分散，改善界面的相容性和结合强度，既使聚苯乙烯泡沫材料获得十分难得的优异阻燃效果，还赋予聚苯乙烯泡沫材料优良的力学性能，且工艺简单，成熟。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于阻燃高分子泡沫材料及其制备
，具体涉及一种。
技术介绍
可发性聚苯乙烯泡沫(Expadable polystyrene, EPS)是20世纪50年代由德国BASF公司研制并率先实现工业化生产的一种泡沫塑料。由于其优良的使用性能，低廉的成本、简易可行的生产成型工艺设备以及可制成各种形状、不同密度的产品，因而得到了迅猛的发展。即便在产量最大的三种泡沫塑料聚苯乙烯(PS)、聚氨酯(PU)、聚氯乙烯(PVC)中也位居第一。目前，中国已成为全球最大的EPS生产国，其生产和消费总量均居世界第一， 2011年，国内EPS的生产总量已突破475万吨，占全球市场约600万吨的75%以上。由于EPS优越的隔热保温性能，被广泛应用于外墙保温材料，其用量已超150万m3，占节能建筑材料中的70%以上，而且EPS的年需求量，仍将以20%的速度递增，市场潜力十分巨大。但遗憾的是，由于EPS是以C、H元素为主的聚合物材料，加之其又是一种闭孔结构的硬质泡沫塑料，发泡后呈现薄壁多孔的状态，每立方米体积内含有300 600万个独立密闭气泡，内含气体的体积占98%以上，其中除了空气外还包括一些残留可燃石油气，PS材料仅占2%或以下，因而使其成为了所有聚合物材料中极限氧指数最低( 17%)的材料之一，极易燃烧，不仅可在较低温度下点燃，且一旦着火即会剧烈燃烧，火焰高速蔓延扩散至整个表面，使基材高度收缩熔融，不成炭，同时产生黄橙色火焰和大量黑色烟雾、有毒气体和带明火的熔滴，导致燃烧迅猛发展，使得普通EPS具有如下燃烧特点I)难以成炭。由于EPS泡沫材料受热时会发生均解或非均解反应，使之完全解聚成多种低分子量多聚体挥发物，很难在燃烧过程中交联反应生成交联结构，故而难以成炭。2)发热量高。EPS的燃烧热为40180 kj/kg，大于木材的发热量，使之更易燃烧。 3)火焰温度高。EPS的火焰温度为2210 °C。3)燃烧速度快。未发泡聚苯乙烯的燃烧速度为1217 6315 mm/min,而不同发泡倍数的EPS燃烧速度虽不一样，但均远高于聚苯乙烯的燃烧速度。4)发烟量和毒性大。EPS多数情况下为不完全燃烧，会产生大量烟雾、CO2 (二氧化碳)、CO (一氧化碳)等有害气体。特别是当EPS用于外墙保温时，一旦房屋内、外部发生火灾，火焰会从窗户洞口向内、外燃烧，波及窗口四周的EPS保温层。而聚苯乙烯保温材料在温度达到6(T10(TC时就会收缩、熔解，在明火状态下燃烧，火势会在外保温层内蔓延，形成烟 效应，将整个保温层完全烧掉。近年来，因建筑外墙保温和公众场所装修中使用量最大的EPS泡沫材料引发的火灾动辄就会造成人员重大伤亡和财产巨大损失，如2009年央视文化中心大楼“2. 9”火灾造成I名消防队员死亡，30余人重伤,损失几十亿元；2010年南通在建的苏中“第一高楼” “5. 31”大火烧毁14层楼；2011年除夕夜沈阳皇朝万鑫酒店大火烧毁100米以上的2幢超高层建筑；特别是震惊中外的上海“11. 15”大火造成58人死亡，17人重伤。因此，降低聚苯乙烯泡沫材料的可燃性，制备阻燃尤其是无卤阻燃聚苯乙烯泡沫材料是材料领域亟待解决的问题，也是国民经济发展的重要需求。但由于EPS具有特殊的分子链结构、降解和燃烧特性以及泡沫结构的特点，对其阻燃改性相当困难，尤其是制备具有优良阻燃性能和力学性能的无卤阻燃聚苯乙烯泡沫材料尚属世界性难题。目前，只有少量文献和专利报道了阻燃EPS泡沫的研究工作，涉及的阻燃剂有卤系、磷系、氮-磷复合及无机阻燃剂等。如美国雅宝公司(CN101087819A，2007 ；CN101087818A, 2007)采用溴系化合物本体阻燃聚苯乙烯，取得了一定的阻燃效果；0ohara等(US Patent: 6569912，2003)提出了使用含氮的磷系阻燃剂如磷酸铵或聚磷酸铵、含氮化合物如三聚氰胺等与六溴环十二烷(HBCD)配合使用阻燃PS已取得较高水平的阻燃性能。但随着全球环境安全与使用安全意识的增强，卤系阻燃体系所带来的一系列安全性问题已经日益引起人们的广泛关注。开发无卤、高效、新型阻燃EPS泡沫材料是EPS阻燃改性发展的趋势。一些专利(CN 101014650 A, 2007 ；W0 Patent: 2009037236 (Al), 2007 ； EP: 834529 (Al), 1996)又报道了采用含磷化合物阻燃聚苯乙烯泡沫材料，但由于采用的大部分阻燃剂为小分子，因而带来了使用过程中因阻燃剂流失和迁移而导致产品性能恶化的缺点。也有一些专利(CN1335866A, 2002 ； CN1329634A, 2002 ； US Patent: 6384094，2002)虽报道了以膨胀石墨和红磷或者磷化合物为阻燃剂，对苯乙烯进行悬浮聚合反应制备无卤阻燃EPS，但未给出阻燃EPS所达到的阻燃级别和材料的其他性能，也未见工业化生产的报道。还有专利(CN101796114A，2010)报道了使用10_60wt%的粒径为l_50iim的阻燃剂和粘接剂，对可发性聚苯乙烯珠粒和一次发泡泡粒进行表面涂覆，改善了发泡聚苯乙烯泡沫的绝缘性和阻燃性，所采用的阻燃剂为金属或非金属氧化物、金属或非金属氢氧化物、硅酸盐、硼酸盐和碳酸盐中的一种或多种，但因所使用的阻燃剂与聚苯乙烯泡粒间相容性差，制备的聚苯乙烯发泡材料的力学性能难以达到使用要求。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术存在的不足，提供一种无卤阻燃聚苯乙烯泡沫材料，该泡沫材料不仅阻燃性好，且力学性能也俱佳。本专利技术的另一目的是提供一种上述无卤阻燃聚苯乙烯泡沫材料的制备方法。本专利技术提供的无卤阻燃聚苯乙烯泡沫材料，其特征在于该泡沫材料是由按重量份计的以下组分经熔融发泡而得可发性聚苯乙烯珠粒100份 无卤阻燃胶20 100份 协效剂5-30份 增强剂I 10份，且其垂直燃烧等级为UL94- VO级，极限氧指数为31 39.2%，烟密度等级13. I 15. 2，弯曲强度0. 30 0. 40MPa,压缩强度0. I 0. 22MPa，吸水率I 2 %，导热系数0.037 0. 043w/m k。该泡沫材料中所含的可发性聚苯乙烯珠粒为商业化的苯乙烯和苯乙烯系共聚物与物理发泡剂等添加剂的混合物。该泡沫材料中所含的无卤阻燃胶为固含量3(T70%的磷酸酯化氨基树脂水溶液与固含量20飞0%的改性密胺聚合物水溶液所组成的混合物，二者的重量比为广3 广2。其中所含的改性密胺聚合物水溶液为异丙醇改性密胺树脂水溶液、乙醇改性密胺树脂水溶液、季戊四醇改性密胺树脂水溶液或聚乙烯醇改性密胺树脂水溶液中的任一种。该泡沫材料中所含的协效剂为季戊四醇、磷酸及其衍生物、含硫化合物或可膨胀石墨中的任一种。其中磷酸衍生物可为聚磷酸、磷酸铵等，含硫化合物可为硫脲、硫醇、氨基硫服等。 该泡沫材料中所含的增强剂为滑石粉、氧化铝、氧化镁、水滑石或蒙脱土中任一种。本专利技术提供的上述无卤阻燃聚苯乙烯泡沫材料的制备方法，其特征在于该方法的工艺步骤和条件如下(I)将100份可发性聚苯乙烯珠粒，放入温度为100-120°C、压力为0. 01-0. 5MPa的发泡装置中进行预发泡，并保持5-120S得到聚苯乙烯预发泡颗粒；(2)将预发泡颗本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种无卤阻燃聚苯乙烯泡沫材料，其特征在于该泡沫材料是由按重量份计的以下组分经熔融发泡而得可发性聚苯乙稀珠粒100份 无卤阻燃胶20 100份 协效剂5 30份 增强剂I 10份， 且其垂直燃烧等级为UL94- VO级，极限氧指数为31 39. 2%，烟密度等级13. I 15.2，弯曲强度0. 30 0. 40MPa,压缩强度0. I 0. 22MPa，吸水率I 2 %，导热系数0.037 0. 043w/m k。2.根据权利要求I所述的无卤阻燃聚苯乙烯泡沫材料，其特征在于该泡沫材料中所含的无卤阻燃胶为固含量3(T70%的磷酸酯化氨基树脂水溶液与固含量2(T60%的改性密胺聚合物水溶液所组成的混合物，二者的重量比为广3 广2。3.根据权利要求2所述的无卤阻燃聚苯乙烯泡沫材料，其特征在于该泡沫材料中所含的改性密胺聚合物水溶液为异丙醇改性密胺树脂水溶液、乙醇改性密胺树脂水溶液、季戊四醇改性密胺树脂水溶液或聚乙烯醇改性密胺树脂水溶液中的任一种。4.根据权利要求I或2或3所述的无卤阻燃聚苯乙烯泡沫材料，其特征在于该泡沫材料中所含的协效剂为季戊四醇、磷酸及其衍生物、含硫化合物或可膨胀石墨中的任一种。5.根据权利要求I或2或3所述的无卤阻燃聚苯乙烯泡沫材料，其特征在于该泡沫材料中所含的增强剂为滑石粉、氧化铝、氧化镁、水滑石或蒙脱土中的任一种。6.根据权利要求I所述无卤阻燃聚苯乙烯泡沫材料的制备方法，其特征在于该方法的工艺步骤和条件如下 ...
【专利技术属性】
技术研发人员：王琪，陈学，白时兵，刘渊，华正坤，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：
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