[發明專利]聚苯乙烯泡沫板、其生產方法以及用于其的固化劑

有效

• 申請號: 201410277714.7
• 申請日: 2014-06-20
• 公開（公告）號: CN104031325A
• 公開（公告）日: 2014-09-10
• 發明（設計）人: 祝建勛;劉昭薦;趙秀娟;宋長嘯
• 申請（專利權）人: 濟南圣泉集團股份有限公司
• 主分類號: C08L25/06
• 分類號: C08L25/06;C08L61/00;C08K3/22;B29C43/58
• 代理公司: 北京彭麗芳知識產權代理有限公司 11407
• 代理人: 汪永生

技術領域

本發明涉及聚苯乙烯泡沫板技術領域，尤其涉及一種生物質改性聚苯乙烯泡沫板的制備方法。

背景技術

聚苯乙烯泡沫板，簡稱聚苯板、EPS板。聚苯乙烯泡沫板是以聚苯乙烯樹脂輔以聚合物在加熱混合的同時，注入催化劑，而后擠塑壓出連續性閉孔發泡的硬質新型環保節能型泡沫塑料板，其內部為獨立的密閉式氣泡結構，是一種具有高抗壓、吸水率低、防潮、不透氣、質輕、耐腐蝕、抗老化、導熱系數低等優異性能的保溫材料，主要用于建筑墻體，屋面保溫，復合板保溫，冷庫、空調、車輛、船舶的保溫隔熱，地板采暖，裝潢雕刻等用途。

對于聚苯板來說，阻燃性是一個重要的指標，業界總是希望盡可能高地提供聚苯板的阻燃性。最常用的做法是引入阻燃劑，有有機阻燃劑和無機阻燃劑兩大類。但是它們的應用皆有局限，有機阻燃劑大多為發煙物質，毒性較大，因此引入量受限，無機阻燃劑的毒性低，甚至無毒性，但是，引入量過多會降低聚苯板的機械強度，脆性提高。為此，人們已經將目光轉向對樹脂材料的選擇，例如，近年來酚醛樹脂已經成為主要的聚苯板用固化樹脂，就是因為其具有較佳的不易燃性能。

發明內容

本發明的一個目的是提供一種新的聚苯乙烯泡沫板，其利用一種新的固化樹脂，提高產品的阻燃性能。

本發明的另一個目的是提供一種用于制備聚苯乙烯泡沫板的生產方法，以進一步改進產品的阻燃性能。

本發明的另一個目的是提供一種用于制備聚苯乙烯泡沫板的固化劑，該固化劑可以顯著提高產品的機械強度和吸水率。

在本發明的第一方面，提供一種聚苯乙烯泡沫板，其制備原料包含可發性聚苯乙烯顆粒、熱固性樹脂、固化劑、阻燃劑，其特征在于，所述熱固性樹脂是生物質改性呋喃樹脂，其主要由15～35重量份甲醛、5～10重量份尿素、60～90重量份糠醇和5-40份木質素制成。本發明采用生物質改性呋喃樹脂作為指標原料，所得產品的阻燃性能高于目前主流的酚醛樹脂-聚苯乙烯泡沫板。

在一種具體實施方式中，所述生物質改性呋喃樹脂由以下方法制備：

(1)糠醇與木質素在70～80℃反應，制得木質素改性糠醇組分；

(2)向甲醛中加入部分尿素，待尿素完全溶解后，調節pH值為7.8～9.8，于80～90℃反應；

(3)向步驟(2)反應體系中加入部分步驟(1)制得的木質素改性糠醇組分，反應1～2小時；

(4)將步驟(3)體系的pH值調整為3.7～5.5，在90～95℃反應；

(5)向步驟(4)體系加入剩余尿素，調整pH值為7～8，于70～80℃反應1～2小時后，脫水，加入剩余木質素改性糠醇組分。

進一步地，第一次加入的尿素為尿素總量的70％～80％。

進一步地，第一次加入的木質素改性糠醇組分為木質素改性糠醇組分總量的25％～40％。

在一種實施方式中，所述制備原料具體質量配比為：

優選地，用于本發明的固化劑以摩爾比計由下述成分制備得到：

進一步地，通過下述方法制備所述固化劑：將濃硫酸滴入100℃以下的苯酚溶液中，然后在100℃～130℃恒溫10～60min；降溫至40℃～70℃，再依次加入對甲苯磺酸、二甲苯磺酸和水的混合液體以及磷酸，得到固化劑。

采用上述固化劑，特別適合引入上述生物質樹脂的聚苯板，相對于普通固化劑提高了產品的機械強度、吸水指標。

在本發明的第二方面，通過下述步驟制備所述聚苯板：

(1)聚苯乙烯泡沫顆粒的預發：將聚苯乙烯顆粒料置于蒸汽熱壓器中，通入壓強為0.01MPa～0.07MPa的高壓水蒸汽，加熱1～50s,保壓1～50s，得到密度在10～25g/L的顆粒料；

(2)聚苯乙烯泡沫顆粒的包覆膜：先將所述生物質改性呋喃樹脂和步驟(1)中得到的聚苯乙烯顆粒混合均勻，再加入所述固化劑，攪拌均勻，最后加入阻燃劑和可選的顏料，攪拌得到均勻包覆的聚苯乙烯預發顆粒；

(3)模壓成型：將步驟(2)中得到的均勻包覆聚苯乙烯預發顆粒置于蒸汽熱壓模具中，通入水蒸汽模壓成型。

進一步地，步驟(3)的模壓條件為，水蒸汽壓強0.005MPa～0.05MPa，保壓30s～120s后，空冷時間300s～1200s，真空為-0.005MPa～-0.05MPa，得到所述聚苯乙烯泡沫板。

相對于現有的制備方法，本發明的上述方法針對新材料的引入進行了改進，提高了產品性能指標。