一种改良型模塑聚苯乙烯泡沫材料的制作方法

本发明涉及聚苯乙烯泡沫技术领域，具体为一种改良型模塑聚苯乙烯泡沫材料。

背景技术：

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，经加热预发后在模具中加热成型的白色物体，其有微细闭孔的结构特点，主要用于建筑墙体，屋面保温，复合板保温，冷库、空调、车辆、船舶的保温隔热，地板采暖，装潢雕刻等用途非常广泛。对建筑物主体结构进行保护，延长建筑物寿命。由于外保温是将保温层置于结构外侧，降低了由于温度变化导致的结构变形产生的压力，并减少空气中有害物质和紫外线对结构的侵蚀。有效消除“热桥”以往采用内保温，“热桥”是难以避免的，而外墙保温有效地防止热桥的产生，避免结露。使墙体潮温情况得到改善，一般内保温需设隔汽层，而采用外保温保温材料的透温性能远远强于主体结构，在墙体内部一般不会发生冷凝现象，结构层的整个墙身温度提高了进一步增强了墙体的保温性能。有利于室温保持稳定，采用外墙外保温，由于墙体蓄热能力较大的结构层在墙体内侧，有利于室温保持稳定。增加房屋使用面积。可以避免二次装修对保温层的破坏。

普通的聚苯乙烯泡沫保温板容易燃烧，燃烧产生的烟雾中有毒性，即使添加了阻燃剂，在火势较大时也会燃烧，并释放大量的烟雾，同时其材料强度差，在砼自重以及砼的上静荷载及动荷载的作用下，苯板易被压缩变形，且不易恢复。

技术实现要素：

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种改良型模塑聚苯乙烯泡沫材料，解决了普通的聚苯乙烯泡沫保温板容易燃烧，燃烧产生的烟雾中有毒性，即使添加了阻燃剂，在火势较大时也会燃烧，并释放大量的烟雾，同时其材料强度差，在砼自重以及砼的上静荷载及动荷载的作用下，苯板易被压缩变形，且不易恢复的问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种改良型模塑聚苯乙烯泡沫材料，其原料按重量份比包括如下组分：40-45份聚苯乙烯、20-25份聚氨酯、4-8份白石墨、3-6份碳酸钙、5-7份玻璃微珠、5-10份改性酚醛树脂、2-3份阻燃剂、1-1.5份防焦剂、1-1.5份隔热剂、2-3份发泡剂、2-3份固化剂和1-2份表面活性剂。

优选的，其原料按重量份比包括如下组分：40份聚苯乙烯、25份聚氨酯、5份白石墨、3份碳酸钙、5份玻璃微珠、10份改性酚醛树脂、3份阻燃剂、2份防焦剂、1.5份隔热剂、2.5份发泡剂、2份固化剂和1份表面活性剂。

优选的，其原料按重量份比包括如下组分：43份聚苯乙烯、22份聚氨酯、6份白石墨、5份碳酸钙、6份玻璃微珠、7.5份改性酚醛树脂、2.5份阻燃剂、1.2份防焦剂、1.3份隔热剂、2.3份发泡剂、2.2份固化剂和1份表面活性剂。

优选的，其原料按重量份比包括如下组分：45份聚苯乙烯、20份聚氨酯、8份白石墨、6份碳酸钙、7份玻璃微珠、5份改性酚醛树脂、2份阻燃剂、1份防焦剂、1份隔热剂、2份发泡剂、2份固化剂和1份表面活性剂。

优选的，所述防焦剂为n-环己基硫代邻苯二甲酰亚胺、ctp或pvi中的一种或多种。近年出现的新型防焦剂ctp(n-环己基硫代邻苯二甲酰胺)有优良的防焦效果，通过常握用量，可有效地控制焦烧时间，次磺酰胺类防焦剂随r基不同可以获得不同性能的防焦剂，其中商品ctp或pvi是最优异的防焦剂。

优选的，所述隔热剂为乙烯醇/乙烯共聚物。乙烯醇/乙烯共聚物化学名为evoh，evoh树脂是所有市场上买得到的高阻隔性树脂中热稳定性最好的一种树脂，同时evoh树脂还具有机械强度高，伸缩性好，表面硬度强，耐磨性、耐候性好，抗静电性好等特点。

优选的，所述阻燃剂为胶囊红磷与膨胀性石墨的混合材料。在非卤素阻燃剂中红磷是一种较好的阻燃剂，具有添加量少、阻燃效率高、低烟、低毒、用途广泛等优点。红磷与氢氧化铝、膨胀性石墨等无机阻燃剂复配使用，制成复合型磷/镁、磷/铝、磷/石墨等非卤阻燃剂，可使用阻燃剂量大幅降低，从而改善制品的加工性能和物理机械性能。

优选的，所述白石墨、碳酸钙和玻璃微珠的颗粒大小保持在50-80μm。

本发明还公开了一种改良型模塑聚苯乙烯泡沫材料的制备方法，具体包括以下步骤：

步骤一、主材料处理：将聚苯乙烯与聚氨酯颗粒过100目筛网筛分，然后将聚苯乙烯与聚氨酯颗粒按比例充分混合，再将其进行熔融，制得基料；

步骤二、材料强化处理：对白石墨、碳酸钙与玻璃微珠进行筛分，然后将白石墨、碳酸钙与玻璃微珠按比例加入基料中，搅拌20-25分钟充分混合；

步骤三、阻燃处理：先将阻燃剂、防焦剂与隔热剂按比例加入基料中，再将改性酚醛树脂熔融，并混入基料中，对其进行充分的搅拌，搅拌时加热，保持熔融态；

步骤四、模塑成型：将固化剂和表面活性剂按比例先加入基料中，搅拌5分钟，然后按比例添加发泡剂，搅拌10分钟，然后用100℃的蒸汽进行预发泡处理，泡沫颗粒膨胀后冷却24小时进行熟化处理，再用110℃-120℃的蒸汽进行软化处理，再将泡沫倒入磨具中压制成型便可。

(三)有益效果

本发明提供了一种改良型模塑聚苯乙烯泡沫材料。与现有技术相比，具备以下有益效果：

该改良型模塑聚苯乙烯泡沫材料，通过在步骤一、主材料处理：将聚苯乙烯与聚氨酯颗粒过100目筛网筛分，然后将聚苯乙烯与聚氨酯颗粒按比例充分混合，再将其进行熔融，制得基料；步骤二、材料强化处理：对白石墨、碳酸钙与玻璃微珠进行筛分，然后将白石墨、碳酸钙与玻璃微珠按比例加入基料中，搅拌20-25分钟充分混合；步骤三、阻燃处理：先将阻燃剂、防焦剂与隔热剂按比例加入基料中，再将改性酚醛树脂熔融，并混入基料中，对其进行充分的搅拌，搅拌时加热，保持熔融态；步骤四、模塑成型：将固化剂和表面活性剂按比例先加入基料中，搅拌5分钟，然后按比例添加发泡剂，搅拌10分钟，然后用100℃的蒸汽进行预发泡处理，泡沫颗粒膨胀后冷却24小时进行熟化处理，再用110℃-120℃的蒸汽进行软化处理，再将泡沫倒入磨具中压制成型便可，通过在步骤二添加白石墨、碳酸钙与玻璃微珠配合，为聚苯乙烯泡沫材料提供优异的抗弯曲性能、支撑强度和恢复性能，可承受较大的压力，且不易损坏，而在步骤三添加改性酚醛树脂配合阻燃剂、防焦剂与隔热剂，为聚苯乙烯泡沫材料提供良好的阻燃性和隔热保温性能，使材料不易燃烧，即使燃烧也可降低烟的散发，解决了现有常规聚苯乙烯泡沫材料的易燃和强度不足的问题。

附图说明

图1为本发明的对比实验表图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明实施例提供三种技术方案：一种改良型模塑聚苯乙烯泡沫材料，具体包括以下实施例：

实施例一：

步骤一、主材料处理：将聚苯乙烯与聚氨酯颗粒过100目筛网筛分，然后将40份聚苯乙烯与25份聚氨酯颗粒充分混合，再将其进行熔融，制得基料；聚氨酯硬泡体是一种具有保温与防水功能的新型合成材料，其导热系数低，仅0.022～0.033w/(m*k)，相当于挤塑板的一半，是目前所有保温材料中导热系数最低的，在聚苯乙烯中添加聚氨酯，可提高保温效果。

步骤二、材料强化处理：对白石墨、碳酸钙与玻璃微珠进行筛分，然后将5份白石墨、3份碳酸钙与5份玻璃微珠加入基料中，搅拌20-25分钟充分混合；白石墨是指六方氮化硼，耐高温，学稳定性较好，常温下不与水、酸、碱反应，常用于耐火材料。

步骤三、阻燃处理：先将3份阻燃剂、2份防焦剂和1.5份隔热剂加入基料中，再将10份改性酚醛树脂熔融，并混入基料中，对其进行充分的搅拌，搅拌时加热，保持熔融态；

步骤四、模塑成型：将2份固化剂和1份表面活性剂先加入基料中，搅拌5分钟，然后添加2.5份发泡剂，搅拌10分钟，然后用100℃的蒸汽进行预发泡处理，泡沫颗粒膨胀后冷却24小时进行熟化处理，再用110℃-120℃的蒸汽进行软化处理，再将泡沫倒入磨具中压制成型便可。

实施例二：

步骤一、主材料处理：将聚苯乙烯与聚氨酯颗粒过100目筛网筛分，然后将43份聚苯乙烯与22份聚氨酯颗粒充分混合，再将其进行熔融，制得基料；

步骤二、材料强化处理：对白石墨、碳酸钙与玻璃微珠进行筛分，然后将6份白石墨、5份碳酸钙与6份玻璃微珠加入基料中，搅拌20-25分钟充分混合；

步骤三、阻燃处理：先将2.5份阻燃剂、1.2份防焦剂和1.3份隔热剂加入基料中，再将10份改性酚醛树脂熔融，并混入基料中，对其进行充分的搅拌，搅拌时加热，保持熔融态；

步骤四、模塑成型：将2.2份固化剂和1份表面活性剂先加入基料中，搅拌5分钟，然后添加2.3份发泡剂，搅拌10分钟，然后用100℃的蒸汽进行预发泡处理，泡沫颗粒膨胀后冷却24小时进行熟化处理，再用110℃-120℃的蒸汽进行软化处理，再将泡沫倒入磨具中压制成型便可。

实施例三：

步骤一、主材料处理：将聚苯乙烯与聚氨酯颗粒过100目筛网筛分，然后将45份聚苯乙烯与20份聚氨酯颗粒充分混合，再将其进行熔融，制得基料；

步骤二、材料强化处理：对白石墨、碳酸钙与玻璃微珠进行筛分，然后将8份白石墨、6份碳酸钙与7份玻璃微珠加入基料中，搅拌20-25分钟充分混合；

步骤三、阻燃处理：先将2份阻燃剂、1份防焦剂和1份隔热剂加入基料中，再将10份改性酚醛树脂熔融，并混入基料中，对其进行充分的搅拌，搅拌时加热，保持熔融态；

步骤四、模塑成型：将2份固化剂和1份表面活性剂先加入基料中，搅拌5分钟，然后添加2份发泡剂，搅拌10分钟，然后用100℃的蒸汽进行预发泡处理，泡沫颗粒膨胀后冷却24小时进行熟化处理，再用110℃-120℃的蒸汽进行软化处理，再将泡沫倒入磨具中压制成型便可。

参考附图可知，采用本发明三种实施例配比的聚苯乙烯泡沫，相对于市面上产品，在力学性能和防火阻燃性能，以及烟雾量上均有提升，其中实施例一的产品在防火阻燃性能上最佳，烟雾量最少，实施例三的产品的力学性能最好，而实施例二的产品力学性能和防火阻燃性能均良好。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。