專利名稱：聚苯乙烯防火材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及建筑保溫材料技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及ー種聚苯こ烯防火材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
聚苯こ烯(PS, Polystyrene)是由苯こ烯單體經(jīng)自由基縮聚反應(yīng)合成的聚合物，其玻璃轉(zhuǎn)化溫度為80 100°C，熔點為240°C，非晶態(tài)密度為I. 04 1.06克/厘米3，晶體密度為I. 11 I. 12克/厘米3，電阻率為1020 1022歐·厘米，導(dǎo)熱系數(shù)30°C時O. 116瓦/米·開，吸水率為O. 03 O. 1，通常狀態(tài)下的聚苯こ烯為非晶態(tài)無規(guī)則聚合物，具有優(yōu)良的絕熱、絕緣、耐水性和透明性?？砂l(fā)性聚苯こ烯(EPS, Expandable Polystyrene)是一種熱塑性材料，經(jīng)過加熱發(fā)泡以后，每立方米體積含有300 600萬個獨立密閉氣泡，內(nèi)含空氣體積為98%以上，這樣的結(jié)構(gòu)特性，使其密度可低至10 30千克/米3，同吋，由于空氣的熱導(dǎo)性能很小且又被封閉于泡沫中而不能對流，所以EPS成品作為保溫材料時具有強度高、重量輕、絕熱、絕緣及耐水性好等特性。多年以來，聚苯こ烯泡沫是最理想的建筑保溫材料，為解決可發(fā)性聚苯こ烯保溫材料遇明火易燃燒，在生產(chǎn)エ藝中，采取了多種不同成份的改性、聚合形式，又使其成為了多種不同可以阻礙燃燒的新品種。但是，現(xiàn)有聚苯こ烯泡沫保溫材料只是將聚苯こ烯從可以燃燒轉(zhuǎn)變?yōu)殡y以燃燒，當使用明火燃燒該材料時，其隨明火產(chǎn)生燃燒火焰，明火離開后其燃燒火焰即熄滅，實際上只是改變了它的ー種燃燒形式，近年來發(fā)生的多場工程火災(zāi)已經(jīng)證實，現(xiàn)有阻燃型聚苯こ烯泡沫保溫材料不能從根本上解決阻燃問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供ー種聚苯こ烯防火材料及其制備方法，在保持聚苯こ烯強度高、重量輕、絕熱、絕緣及耐水性好等特性的情況下，解決了現(xiàn)有聚苯こ烯保溫材料在明火條件下不能阻燃的問題。為了解決上述問題，本發(fā)明公開了ー種聚苯こ烯防火材料，包括聚苯こ烯泡沫顆粒和固化所述聚苯こ烯泡沫顆粒的混合填充料，其中，所述聚苯こ烯泡沫顆粒的直徑小于或等于5_ ;所述混合填充料的組分及重量份數(shù)關(guān)系為100份快硬性水泥、I 25份減水劑、I 25份膨脹劑、I 25份養(yǎng)護劑、I 25份催化劑、I 25份粘接劑和適量的水；所述混合填充料與聚苯こ烯泡沫顆粒的重量配比關(guān)系I : O. 02 I : 0.05。優(yōu)選的，還包括包裹在所述聚苯こ烯防火材料表面的硬質(zhì)裝飾面料，所述硬質(zhì)裝飾面料為無機材料、高強度散狀纖維絲、高強度編織布或高強度纖維板。優(yōu)選的，所述聚苯こ烯顆粒的直徑小于或等于2毫米。優(yōu)選的，所述催化劑為氧化鉄。優(yōu)選的，所述粘接劑為建筑膠水或聚苯こ烯專用膠粉。優(yōu)選的，所述混合填充料還包括1 25份引氣劑、I 25份消泡劑、I 25份防水劑、I 25份防凍劑和/或I 25份速凝劑。依據(jù)本發(fā)明的另ー優(yōu)選實施例，還公開了ー種聚苯こ烯防火材料的制備方法，包括將聚苯こ烯新發(fā)泡顆粒或收集的廢棄聚苯こ烯泡沫粉碎，篩選出直徑小于或等于5mm的顆粒備用；按重量分數(shù)比為I : O. 02 I : 0.05的比例在容器中加入混合填充料和上述篩選出的聚苯こ烯泡沫顆粒，混合攪拌均勻；其中，所述混合填充料的組分及重量份數(shù)關(guān)系為100份快硬性水泥、I 25份減水劑、I 25份膨脹劑、I 25份養(yǎng)護劑、I 25份催化劑和I 25份粘接劑；在坯料模箱中將混合均勻后的材料加壓、凝固，生成具有防火性能的聚苯こ烯保溫材料。優(yōu)選的，所述坯料模箱為由硬質(zhì)裝飾面料形成的空腔體；所述硬質(zhì)裝飾面料為無機材料、高強度散狀纖維絲、高強度編織布或高強度纖維板。優(yōu)選的，還包括將凝固后的材料脫模、切割；在切割后的材料表面粘貼硬質(zhì)裝飾面料；其中，所述硬質(zhì)裝飾面料為無機材料、高強度散狀纖維絲、高強度編織布或高強度纖維板。 優(yōu)選的，所述混合填充料還包括1 25份引氣劑、I 25份消泡劑、I 25份防水劑、I 25份防凍劑和/或I 25份速凝劑。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點由于聚苯こ烯的玻璃轉(zhuǎn)化溫度為80 100°C，即使通過科學(xué)改性和聚合手段増加或提高其轉(zhuǎn)化溫度、延長其轉(zhuǎn)化時間，但是聚苯こ烯只要能夠形成玻璃轉(zhuǎn)化體，就能產(chǎn)生燃燒；也就是說聚苯こ烯在80 100°C時開始熔化并聚合形成玻璃體，玻璃體能夠產(chǎn)生火焰燃燒才是聚苯こ烯的特性；反之，使聚苯こ烯不能直接接觸明火熔化，或在明火環(huán)境下使其不能夠聚合形成可以燃燒的玻璃體，就不會發(fā)生燃燒。本發(fā)明優(yōu)選實施例公開的聚苯こ烯防火材料中，以新發(fā)泡或廢棄的聚苯こ烯泡沫粉碎顆粒作為主要保溫原料，與一定比例的由粘接劑和無機填充料組成的混合填充料混合均勻、固化后形成，使得每個聚苯こ烯小顆粒均被混合填充料包裹，徹底阻止了聚苯こ烯與明火直接接觸的條件；即使個別聚苯こ烯小顆粒沒有完全被混合填充料包裹，由于其粒度很小，聚苯こ烯小顆粒之間被混合填充料隔開，接觸明火熔化后也不具備形成可燃燒的玻璃晶體聚合物的條件，因此，本發(fā)明優(yōu)選實施例從根本上解決了現(xiàn)有聚苯こ烯保溫材料在明火條件下不能阻燃的問題。在本發(fā)明進一歩的優(yōu)選實施例中，還包括包裹在所述聚苯こ烯防火材料表面的硬質(zhì)裝飾面料；一方面，可以進一歩減少聚苯こ烯防火材料直接接觸明火的條件，達到增強防火性能的目的；另一方面，可以使得產(chǎn)品外觀更加美觀漂亮。在本發(fā)明另一優(yōu)選實施例中，根據(jù)不同季節(jié)、不同地域條件，還在混合填充料中增加一定比例的引氣劑、消泡劑、防水劑、防凍劑和/或速凝劑，使得本發(fā)明方案的適用范圍更廣。另外，本發(fā)明優(yōu)選實施例產(chǎn)品可以直接粘貼、釘裝于建筑內(nèi)、外墻面，作為具有防火性能的建筑保溫面層成型材料；也可以往建筑空腔內(nèi)部直接擠壓、澆灌填充，待其粘結(jié)固化后形成一種內(nèi)置式保溫芯層材料，因此使用更加方便靈活。


圖I是本發(fā)明聚苯こ烯防火材料一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖2是本發(fā)明聚苯こ烯防火材料的制備方法第一實施例的流程圖；圖3是本發(fā)明聚苯こ烯防火材料的制備方法第二實施例的流程圖。
具體實施例方式為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進ー步詳細的說明。產(chǎn)品實施例參照圖1，示出了本發(fā)明聚苯こ烯防火材料一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖，包括聚苯こ烯顆粒11、混合填充料12和硬質(zhì)裝飾面料13，其中聚苯こ烯顆粒11與混合填充料12的比例關(guān)系為O. 02 O. 05噸聚苯こ烯顆粒/每噸混合填充料；·聚苯こ烯顆粒11的粒度要求是O 5_，為增強產(chǎn)品防火效果，優(yōu)選選用直徑不大于2mm的聚苯こ烯顆粒；混合填充料12用于包裹和固化聚苯こ烯顆粒11，其成分及其重量份數(shù)關(guān)系為100份快硬性水泥、I 25份減水劑、I 25份膨脹劑、I 25份養(yǎng)護劑、I 25份防凍劑、I 25份引氣劑、I 25份消泡劑、I 25份防水劑、I 25份速凝劑、I 25份催化劑、I 25份粘接劑和適量的水；本優(yōu)選實施例中，催化劑優(yōu)選采用氧化鐵，粘接劑可以選用聚苯こ烯專用膠粉或普通的建筑用膠水；具體每種成分的份數(shù)可根據(jù)聚苯こ烯原材料的成分情況以及地理氣候等情況在上述范圍內(nèi)加減配置；硬質(zhì)裝飾面料13包裹在聚苯こ烯顆粒11和混合填充料12均勻混合、凝固后的材料表面；其中，硬質(zhì)裝飾面料13可以根據(jù)需要選用無機材料、高強度散狀纖維絲、高強度編織布或高強度纖維板；另外，硬質(zhì)裝飾材料13可以粘貼在切割后的材料表面，也可以將聚苯こ烯顆粒11和混合填充料12均勻混合后倒入硬質(zhì)裝飾材料13圍成的空腔中加壓、凝固成型。需要說明的是，上述實施例屬于優(yōu)選實施例，所涉及的組分并不一定是本發(fā)明所必須的。如，硬質(zhì)裝飾面料13僅適用于對產(chǎn)品外觀有一定要求的用戶和場景，特別是以往建筑空腔內(nèi)部直接擠壓、澆灌填充聚苯こ烯防火材料的情況，硬質(zhì)裝飾面料13是不需要的；對于混合填充料中的防凍劑，只有在冬天且緯度較高的地區(qū)才有必要，而且防凍劑的用量，也可以根據(jù)每天天氣情況進行調(diào)整。方法實施例一在本優(yōu)選實施例中，混合填充料由快硬性水泥、減水劑、膨脹劑、養(yǎng)護劑、氧化鉄、聚苯こ烯專用膠粉等成分組成，其中的氧化鐵可催化聚苯こ烯顆粒的吸附、固定過程，使之在凝固過程中不漂移、不流動，保證聚苯こ烯顆粒被混合填充料盡可能好的包裹，增強聚苯こ烯顆粒之間的隔離效果，從根本上破壞明火條件下聚苯こ烯的聚合條件，實現(xiàn)產(chǎn)品的防火目標。參照圖2，示出了本發(fā)明聚苯こ烯防火材料制備方法第一實施例的流程，具體包括步驟S201 :將新發(fā)泡的聚苯こ烯顆?；蚴占膹U棄聚苯こ烯泡沫粉碎，篩選出符合條件的顆粒備用；本優(yōu)選實施例對聚苯こ烯材料的質(zhì)量沒有要求，無論是新發(fā)泡的聚苯こ烯顆粒，還是聚苯こ烯泡沫成品廢棄料，都可以作為本優(yōu)選實施例原料使用，既可以解決聚苯こ烯廢棄料的白色污染問題，又可以降低生產(chǎn)成本。為保證成品的防火效果，本優(yōu)選實施例選用直徑小于或等于2mm的聚苯こ烯粉碎顆粒或粉末。步驟S202 :按一定的重量份數(shù)比在容器中加入混合填充料和上述篩選出的聚苯こ烯泡沫顆粒，混合攪拌均勻；其中，聚苯こ烯顆粒和混合填充料的配比關(guān)系為0. 02 O. 05噸聚苯こ烯顆粒/每噸混合填充料；混合填充料的主要成分及其重量份數(shù)關(guān)系為100份快硬性水泥、I 25份減水劑、I 25份膨脹劑、I 25份養(yǎng)護劑、I 25份氧化鐵、I 25份聚苯こ烯專用膠粉和適量的水；具體每種成分的份數(shù)可根據(jù)聚苯こ烯原材料的成分情況在上述范圍內(nèi)加減配置。

步驟S203 :在坯料模箱中將混合均勻后的材料加壓，然后將凝固后的材料脫摸、切割；步驟S204 :在切割后的材料表面粘貼硬質(zhì)裝飾面料。方法實施例ニ在本優(yōu)選實施例中，將混合均勻后的聚苯こ烯泡沫材料和混合填充料直接倒入建筑空腔或由硬質(zhì)材料圍成的空腔內(nèi)，作為保溫材料使用，不僅可保持聚苯こ烯強度高、重量輕、絕熱、絕緣及耐水性好等特性，還可保證其在明火條件下使聚苯こ烯不能直接接觸明火熔化，或即使熔化也不能夠聚合形成可以燃燒的玻璃體，從根本上解決保溫材料的防火問題。另外，為保證產(chǎn)品在冬季時也能夠在北方地區(qū)生產(chǎn)，混合填充料中除包括方法實施例一中的成分外，還添加有防凍劑、引氣劑、消泡劑、防水劑、速凝劑等成分。參照圖3，示出了本發(fā)明聚苯こ烯防火材料制備方法第二實施例的流程，具體包括步驟S301 :將新發(fā)泡的聚苯こ烯顆?；蚴占膹U棄聚苯こ烯泡沫粉碎，篩選出符合條件的顆粒備用；本優(yōu)選實施例中,聚苯こ烯粉碎顆粒的篩選條件為顆粒直徑范圍為O 5mm。步驟S302 :按一定的重量份數(shù)比在容器中加入混合填充料和上述篩選出的聚苯こ烯泡沫顆粒，混合攪拌均勻；其中，聚苯こ烯顆粒和混合填充料的配比關(guān)系為0. 02 O. 05噸聚苯こ烯顆粒/每噸混合填充料；混合填充料的主要成分及其重量份數(shù)關(guān)系為100份快硬性水泥、I 25份減水劑、I 25份膨脹劑、I 25份養(yǎng)護劑、I 25份防凍劑、I 25份引氣劑、I 25份消泡劑、I 25份防水劑、I 25份速凝劑、I 25份催化劑、I 25份建筑膠水和適量的水；具體每種成分的份數(shù)可根據(jù)聚苯こ烯原材料的成分情況以及地理、氣候等情況在上述范圍內(nèi)加減配置。步驟S303 :在建筑空腔內(nèi)部、或由硬質(zhì)裝飾面料圍成的空腔內(nèi)倒入混合均勻后的材料加壓、凝固；對于直接粘貼、釘裝于建筑內(nèi)、外墻面，作為具有防火性能的建筑保溫面層成型材料的情況，可以選用在由硬質(zhì)裝飾面料圍成的空腔內(nèi)倒入混合均勻后的材料加壓、凝固的方式；另外，還可以采用往建筑空腔內(nèi)部直接擠壓、澆灌填充，待其粘結(jié)固化后直接形成一種內(nèi)置式保溫芯層材料的方式。對于前述的各方法實施例，為了描述簡單，故將其都表述為一系列的動作組合，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該知悉，本發(fā)明并不受所描述的動作順序的限制，因為根據(jù)本發(fā)明，某些步驟可以采用其他順序或同時執(zhí)行；其次，本領(lǐng)域技術(shù)人員也應(yīng)該知悉，上述方法實施例均屬于優(yōu)選實施例，所涉及的動作和模塊并不一定是本發(fā)明所必須的，如，對于第一方法實施例，步驟S203的切割后的聚苯こ烯防火材料已經(jīng)完全具備防火性能，步驟S204只是進一步增強其防火性能并形成更加美觀漂亮的產(chǎn)品，因此，步驟S204并不是本發(fā)明必須的步驟。本說明書中的各個實施例均采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似的部分互相參見即可。以上對本發(fā)明所提供的ー種聚苯こ烯防火材料及其制備方法進行了詳細介紹，本 文中應(yīng)用了具體個例對本發(fā)明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時，對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實施方式
及應(yīng)用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本發(fā)明的限制。
權(quán)利要求
1.ー種聚苯こ烯防火材料，其特征在于，包括聚苯こ烯泡沫顆粒和固化所述聚苯こ烯泡沫顆粒的混合填充料，其中， 所述聚苯こ烯泡沫顆粒的直徑小于或等于5_ ； 所述混合填充料的組分及重量份數(shù)關(guān)系為100份快硬性水泥、I 25份減水劑、I 25份膨脹劑、I 25份養(yǎng)護劑、I 25份催化劑和I 25份粘接劑； 所述混合填充料與聚苯こ烯泡沫顆粒的重量配比關(guān)系I : 0.02 I : 0.05。
2.如權(quán)利要求I所述的聚苯こ烯防火材料，其特征在于，還包括包裹在所述聚苯こ烯防火材料表面的硬質(zhì)裝飾面料；所述硬質(zhì)裝飾面料為無機材料、高強度散狀纖維絲、高強度編織布或高強度纖維板。
3.如權(quán)利要求I所述的聚苯こ烯防火材料，其特征在于，所述聚苯こ烯顆粒的直徑小于或等于2毫米。
4.如權(quán)利要求I所述的聚苯こ烯防火材料，其特征在于，所述催化劑為氧化鉄。
5.如權(quán)利要求I所述的聚苯こ烯防火材料，其特征在于，所述粘接劑為建筑膠水或聚苯こ烯專用膠粉。
6.如權(quán)利要求I所述的聚苯こ烯防火材料，其特征在于，所述混合填充料還包括1 2 5份引氣劑、I 25份消泡劑、I 25份防水劑、I 25份防凍劑和/或I 25份速凝劑。
7.ー種聚苯こ烯防火材料的制備方法，其特征在于，包括 將聚苯こ烯新發(fā)泡顆?；蚴占膹U棄聚苯こ烯泡沫粉碎，篩選出直徑小于或等于5mm的顆粒備用； 按重量分數(shù)比為I : 0.02 I : 0.05的比例在容器中加入混合填充料和上述篩選出的聚苯こ烯泡沫顆粒，混合攪拌均勻；其中，所述混合填充料的組分及重量份數(shù)關(guān)系為100份快硬性水泥、I 25份減水劑、I 25份膨脹劑、I 25份養(yǎng)護劑、I 25份催化劑和I 25份粘接劑； 在坯料模箱中將混合均勻后的材料加壓、凝固，生成具有防火性能的聚苯こ烯保溫材料。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述坯料模箱為由硬質(zhì)裝飾面料形成的空腔體；所述硬質(zhì)裝飾面料為無機材料、高強度散狀纖維絲、高強度編織布或高強度纖維板。
9.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，還包括 將凝固后的材料脫模、切割； 在切割后的材料表面粘貼硬質(zhì)裝飾面料；其中，所述硬質(zhì)裝飾面料為無機材料、高強度散狀纖維絲、高強度編織布或高強度纖維板。
10.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述混合填充料還包括1 25份引氣劑、I 25份消泡劑、I 25份防水劑、I 25份防凍劑和/或I 25份速凝劑。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種聚苯乙烯防火材料及其制備方法，所述聚苯乙烯防火材料包括聚苯乙烯泡沫顆粒和固化所述聚苯乙烯泡沫顆粒的混合填充料，其中，所述聚苯乙烯泡沫顆粒的直徑小于或等于5mm；所述混合填充料的組分及重量份數(shù)關(guān)系為100份快硬性水泥、1～25份減水劑、1～25份膨脹劑、1～25份養(yǎng)護劑、1～25份催化劑和1～25份粘接劑；所述混合填充料與聚苯乙烯泡沫顆粒的重量配比關(guān)系1∶0.02～1∶0.05。本發(fā)明方案中的聚苯乙烯小顆粒被混合填充料包裹，破壞了聚苯乙烯在明火條件下形成可燃燒的玻璃晶體聚合物的條件，從根本上解決了現(xiàn)有聚苯乙烯保溫材料在明火條件下不能阻燃的問題。
文檔編號C04B28/00GK102849992SQ20111017643
公開日2013年1月2日 申請日期2011年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月28日
發(fā)明者張戈 申請人:張戈, 張譽珊