[發明專利]一種改性模塑聚苯乙烯泡沫材料的制備方法

在審

• 申請號: 201510675244.4
• 申請日: 2015-10-19
• 公開（公告）號: CN106587698A
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發明（設計）人: 李國忠;李靜;傅鵬;劉妍;李淋淋
• 申請（專利權）人: 濟南大學
• 主分類號: C04B24/20
• 分類號: C04B24/20;C04B103/30;C04B103/40
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技術領域

本發明涉及一種建筑節能保溫材料，具體涉及一種改性模塑聚苯乙烯泡沫材料的制備方法。

背景技術

建筑節能政策和建筑防火規范的實施，推動了墻體保溫材料的快速發展。膨脹珍珠巖保溫板、發泡水泥保溫板、無機材料包裹聚苯顆粒保溫板等保溫材料，可以達到燃燒性能分級的A級不燃材料標準要求，在建筑領域得到了較為普遍的應用，但是由于其保溫隔熱性能低于有機保溫材料，導熱系數是有機保溫材料的1.5-2倍，隨著我國建筑節能要求的逐步提高，其往往不能滿足現行建筑節能設計標準要求。聚苯乙烯泡沫材料因其密度低、保溫隔熱性能優異、耐水性好在建筑保溫工程中得到了較為廣泛的應用，但是傳統的聚苯乙烯泡沫材料極易燃燒，存在引發火災的可能性，往往不能滿足現行建筑設計防火規范的要求。

中國專利申請第201210106365.3號公開一種復合阻燃型可發性聚苯乙烯顆粒及其制備工藝，其采用有機阻燃劑或難燃材料作為阻燃劑制備阻燃型聚苯乙烯顆粒，由此阻燃型聚苯乙烯顆粒制成的發泡板材阻燃性得到一定提高，燃燒性能可達到B1級或B2級。

中國專利申請第201410532917.6號公開一種聚苯乙烯泡沫板的制備方法，其采用粘結樹脂與阻燃性無機材料粉末混合，再與聚苯乙烯顆粒攪拌均勻制備聚苯乙烯泡沫板，該方法制得的聚苯乙烯泡沫板在防火性能上有一定的提高，產品燃燒性能可達到B1級。

但是依據現行建筑設計防火規范（GB50016-2014）中6.7.3“當保溫材料的燃燒性能為B1、B2級時，保溫材料兩側的墻體應采用不燃材料且厚度均不應小于50mm”，上述材料的燃燒性能僅達到B1級或B2級，增加了外墻保溫防護層的施工難度和施工成本。因此，進一步改善聚苯乙烯泡沫材料的易燃性，提高聚苯乙烯泡沫材料的使用安全性，研發燃燒性能達到A級且保溫隔熱性能好的建筑保溫材料，已成為當前的研究熱點。

發明內容

為了解決燃燒性能為B1、B2級的聚苯乙烯泡沫板增加外墻保溫防護層施工難度和施工成本的問題，本發明采用超細無機膠凝材料漿液對聚苯乙烯顆粒進行包裹改性，通過蒸汽加壓工藝模塑成型，無機膠凝材料在聚苯乙烯顆粒表面形成一層均勻的保護膜，起到阻隔空氣的作用，使制品燃燒性能達到A級。本發明提供了一種燃燒性能達到A級，而且保溫隔熱性能優越的改性模塑聚苯乙烯泡沫材料的制備方法。

為實現上述目的，本發明采用如下制備方法：（1）將聚苯乙烯樹脂顆粒進行預發泡、熟化；（2）按比例配制好超細無機膠凝材料漿液并摻加無機膠凝材料質量百分數0.1-1%的硅烷偶聯劑，備用；（3）將經預發泡后的發泡聚苯乙烯顆粒轉移至氣流混合攪拌設備中，通過高壓噴管將超細無機膠凝材料漿液霧化，由設置在混料管道邊緣處的噴嘴，將霧化的超細無機膠凝材料漿液噴出，噴出方向為過噴嘴的管道切線在垂直于半徑R的平面內向管道軸線方向偏轉β角（10°≤β≤30°）的方向，在霧化氣流攪拌下使超細無機膠凝材料漿液均勻的包裹在發泡聚苯乙烯顆粒表面，同時沿管道軸向輸送物料；（4）將被超細無機膠凝材料漿液包裹后的物料轉入保溫板成型機中，蒸汽加壓模塑成型，蒸汽的壓力為0.16-0.36MPa，通蒸汽加熱時間為10-30s，即得改性模塑聚苯乙烯泡沫材料。

本發明的特征在于包括：（1）通過高壓噴管將超細無機膠凝材料漿液霧化，由設置在混料管道邊緣處的噴嘴，將霧化的超細無機膠凝材料漿液噴出，噴出方向為過噴嘴的管道切線在垂直于半徑R的平面內向管道軸線方向偏轉β角（10°≤β≤30°）的方向，在霧化氣流攪拌下使超細無機膠凝材料漿液均勻的包裹在發泡聚苯乙烯顆粒表面，同時沿管道軸向輸送物料；（2）在超細無機膠凝材料漿液中摻加無機膠凝材料質量百分數0.1-1%的硅烷偶聯劑，使有機材料與無機材料有效結合。

在本發明的典型實施方式中，使用的阻燃性無機材料包括超細氯氧鎂水泥、超細硅酸鹽水泥、超細硫鋁酸鹽水泥、硅氣凝膠、水玻璃、氟硅酸鈉等。組合的例子包括超細氯氧鎂水泥與硅氣凝膠的組合，超細硅酸鹽水泥與硅氣凝膠的組合，超細硫鋁酸鹽水泥與硅氣凝膠的組合，水玻璃、氟硅酸鈉與硅氣凝膠的組合。

根據本發明的技術方案，其顯著效果體現于：采用超細無機膠凝材料漿液對聚苯乙烯顆粒進行包裹改性，通過蒸汽加壓工藝模塑成型，無機膠凝材料在聚苯乙烯顆粒表面形成一層均勻的保護膜，起到阻隔空氣的作用，使制品燃燒性能達到A級。根據本發明獲得的聚苯乙烯泡沫材料既保持了導熱系數和力學性能，又具有很好的防火性能。并且本發明提供的制備方法涉及制備工藝簡單，易于實現。

附圖說明

圖1是本發明所涉及的氣流混合攪拌工藝原理示意圖。