一種聚苯乙烯阻燃泡沫材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及聚苯乙烯阻燃材料領(lǐng)域，特別涉及一種聚苯乙烯阻燃泡沫材料及其制備方法。聚苯乙烯阻燃泡沫材料，由以下配比的原料制成：按重量百分比計(jì)，可發(fā)性聚苯乙烯顆粒30-85％，熱塑性酚醛樹脂5-40％，膨脹石墨10-50％。本發(fā)明提供的聚苯乙烯阻燃泡沫材料，加入的膨脹石墨受熱后迅速增大其體積，隔絕了球粒間的相互接觸，而膨脹石墨有很好的隔熱效果，降低內(nèi)部的熱傳遞，防止聚苯乙烯阻燃泡沫材料中球粒受熱降解，達(dá)到增強(qiáng)材料阻燃性能作用；各原料之間相互協(xié)同配合，得到的聚苯乙烯阻燃泡沫材料的極限氧指數(shù)數(shù)值均達(dá)到24％以上；制備方法簡單易行，成本低，有效的提高了其阻燃性能，并且提高了聚苯乙烯阻燃泡沫材料中的殘?zhí)苛俊?br> 【專利說明】一種聚苯乙烯阻燃泡沬材料及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及聚苯乙烯阻燃材料領(lǐng)域，具體而言，涉及一種聚苯乙烯阻燃泡沫材料 及其制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 聚苯乙烯易加工成型，并具有透明、廉價(jià)、剛性、絕緣、印刷性好等優(yōu)點(diǎn)，可廣泛用 于輕工市場，日用裝璜，照明指示和包裝等方面，在電氣方面更是良好的絕緣材料和隔熱保 溫材料，可以制作各種儀表外殼、燈罩、光學(xué)化學(xué)儀器零件、透明薄膜、電容器介質(zhì)層等。但 是，由于聚苯乙烯本身的極限氧指數(shù)只有18%，在高溫情況下會(huì)降解釋放出乙烯單體、二聚 物、苯以及低分子量烷基苯等可燃物質(zhì)，屬于極易燃燒材料，限制了其的使用，為了改善它 的燃燒性質(zhì)，拓展應(yīng)用范圍，需要賦予聚苯乙烯泡沫材料高效的阻燃特性。
[0003] 目前公布的專利中美國專利局專利號(hào)US5270353中介紹了一種由間規(guī)苯乙烯基 聚合物通過環(huán)氧樹脂粘結(jié)無機(jī)填料并用含硅或鈦元素化合物進(jìn)行表面處理得到的阻燃聚 苯乙烯泡沫；美國專利局專利號(hào)US5391603中介紹了一種以礦物質(zhì)、玻纖、陶瓷、聚合物或 碳一種或多種配合增強(qiáng)的芳香醚或極性改性芳香醚提高間規(guī)乙烯基芳香族熱塑性樹脂的 阻燃性能的方法；在申請(qǐng)專利CN201410086595中介紹了一種以硅酸鹽與無機(jī)發(fā)泡劑、水、 增韌劑、無機(jī)粘合劑和滲透固化劑混合形成的可發(fā)性聚苯乙烯表面涂覆阻燃膠；在申請(qǐng)專 利CN201410056479中介紹了一種制備含膨脹石墨的阻燃可發(fā)泡聚苯乙烯粒子的方法；在 申請(qǐng)專利CN201310665326中介紹了一種包含熱固性磷化酚醛樹脂以及固化劑的阻燃聚苯 乙烯泡沫。但是，這些方法制備的阻燃聚苯乙烯泡沫涉及成分多，制備方法復(fù)雜，產(chǎn)品的阻 燃性能不理想。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種聚苯乙烯阻燃泡沫材料及其制備方法，以解決上述的 問題。
[0005] 在本發(fā)明的實(shí)施例中提供了一種聚苯乙烯阻燃泡沫材料，由以下配比的原料制 成：按重量百分比計(jì)，可發(fā)性聚苯乙烯顆粒30-85%，熱塑性酚醛樹脂5-40%，膨脹石墨 10-50%。
[0006] 優(yōu)選地，按重量百分比計(jì)，所述可發(fā)性聚苯乙烯顆粒為40-60%，熱塑性酚醛樹脂 10-30 %，膨脹石墨 20-30 %。
[0007] 優(yōu)選地，所述可發(fā)性聚苯乙烯顆粒為45-50%。
[0008] 優(yōu)選地，按重量百分比計(jì)，所述可發(fā)性聚苯乙烯顆粒為50-55%，熱塑性酚醛樹脂 20-30 %，膨脹石墨 20-30 %。
[0009] 優(yōu)選地，所述可發(fā)性聚苯乙烯顆粒的粒徑為0. l-100mm。
[0010] 更優(yōu)選地，所述可發(fā)性聚苯乙烯顆粒的粒徑為l_50mm。
[0011] 更優(yōu)選地，所述可發(fā)性聚苯乙烯顆粒的粒徑為5_30mm。
[0012] 優(yōu)選地，所述熱塑性酚醛樹脂為溶解于有機(jī)溶劑呈現(xiàn)的液態(tài)狀；所述有機(jī)溶劑為 甲醇、乙醇、丙酮、氯仿、四氫呋喃中的任一種或多種。
[0013] 優(yōu)選地，所述有機(jī)溶劑的添加量為所述熱塑性酚醛樹脂重量的5-10%。
[0014] 本發(fā)明還提供了聚苯乙烯阻燃泡沫材料的制備方法，包括以下步驟：
[0015] (a)、將所述可發(fā)性聚苯乙烯顆粒預(yù)發(fā)泡和熟化；
[0016] (b)、將液態(tài)熱塑性酚醛樹脂與熟化好的可發(fā)性聚苯乙烯顆?；靹?，在50_70°C抽 真空 25-35min ;
[0017] (c)、添加膨脹石墨并混勻，在50-70°C抽真空l_2h，然后發(fā)泡成型制得最終制品。
[0018] 優(yōu)選地，在所述步驟（a)中，所述預(yù)發(fā)泡的溫度為95°C_135°C，預(yù)發(fā)泡時(shí)間為 0· 5min_30min ;然后室溫熟化 lh_48h。
[0019] 更優(yōu)選地，室溫熟化10_24h。
[0020] 優(yōu)選地，室溫熟化5_10h。
[0021] 本發(fā)明實(shí)施例提供的聚苯乙烯阻燃泡沫材料，由特定含量的可發(fā)性聚苯乙烯顆 粒、熱塑性酚醛樹脂以及膨脹石墨制備而成，加入的膨脹石墨在受熱后能迅速增大其體積， 隔絕了球粒間的相互接觸，而且膨脹石墨有很好的隔熱效果，能降低內(nèi)部的熱傳遞，防止聚 苯乙烯阻燃泡沫材料中球粒受熱降解，從而達(dá)到增強(qiáng)材料阻燃性能的作用；從而使各原料 之間相互協(xié)同配合，得到的聚苯乙烯阻燃泡沫材料的極限氧指數(shù)數(shù)值均達(dá)到24%以上，阻 燃性能好；本發(fā)明還提供了聚苯乙烯阻燃泡沫材料的制備方法，制備方法簡單易行，成本 低，有效的提高了其阻燃性能，并且提高了聚苯乙烯阻燃泡沫材料中的殘?zhí)苛俊?br>
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022] 圖1示出了本發(fā)明實(shí)施例1制得的聚苯乙烯阻燃泡沫材料和聚苯乙烯泡沫材料的 熱釋放速率圖。

【具體實(shí)施方式】
[0023] 下面通過具體的實(shí)施例子并結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0024] 在本發(fā)明的實(shí)施例中提供了一種聚苯乙烯阻燃泡沫材料，由以下配比的原料制 成：按重量百分比計(jì)，可發(fā)性聚苯乙烯顆粒30-85%，熱塑性酚醛樹脂5-40%，膨脹石墨 10-50%。
[0025] 本發(fā)明實(shí)施例提供的聚苯乙烯阻燃泡沫材料，由特定含量的可發(fā)性聚苯乙烯顆 粒、熱塑性酚醛樹脂以及膨脹石墨制備而成，加入的膨脹石墨在受熱后能迅速增大其體積， 隔絕了球粒間的相互接觸，而且膨脹石墨有很好的隔熱效果，能降低內(nèi)部的熱傳遞，防止聚 苯乙烯阻燃泡沫材料中球粒受熱降解，從而達(dá)到增強(qiáng)材料阻燃性能的作用；從而使各原料 之間相互協(xié)同配合，得到的聚苯乙烯阻燃泡沫材料的極限氧指數(shù)數(shù)值均達(dá)到24%以上，阻 燃性能好。
[0026] 為了驗(yàn)證不同含量的膨脹石墨對(duì)聚苯乙烯阻燃泡沫材料阻燃性能的影響，做了以 下實(shí)驗(yàn)。
[0027] 以20%的熱塑性酚醛樹脂作為基準(zhǔn)，然后添加不同含量的膨脹石墨，余量為可發(fā) 性聚苯乙烯顆粒，按以下步驟制備出聚苯乙烯阻燃泡沫材料：將可發(fā)性聚苯乙烯顆粒預(yù)發(fā) 泡，預(yù)發(fā)泡的溫度為120°C，預(yù)發(fā)泡時(shí)間為5min，然后室溫熟化24h ;將液態(tài)熱塑性酚醛樹脂 與熟化好的可發(fā)性聚苯乙烯顆粒混勻，在60°C抽真空30min ;添加膨脹石墨并混勻，在60°C 抽真空2h，然后發(fā)泡成型制得最終制品。制得的聚苯乙烯阻燃泡沫材料測定其極限氧指數(shù) 數(shù)值，得到的數(shù)據(jù)如表1所示。
[0028] 表1不同膨脹石墨含量的聚苯乙烯阻燃泡沫材料的極限氧指數(shù)數(shù)值
[0029]
[0030]

【權(quán)利要求】
1. 一種聚苯乙烯阻燃泡沫材料，其特征在于，由以下配比的原料制成：按重量百分比 計(jì)，可發(fā)性聚苯乙烯顆粒30-85 %，熱塑性酚醛樹脂5-40 %，膨脹石墨10-50 %。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚苯乙烯阻燃泡沫材料，其特征在于，按重量百分比計(jì)，所述 可發(fā)性聚苯乙烯顆粒為40-60 %，熱塑性酚醛樹脂10-30 %，膨脹石墨20-30 %。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚苯乙烯阻燃泡沫材料，其特征在于，按重量百分比計(jì)，所述 可發(fā)性聚苯乙烯顆粒為50-55 %，熱塑性酚醛樹脂20-30 %，膨脹石墨20-30 %。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的聚苯乙烯阻燃泡沫材料，其特征在于，所述可發(fā)性 聚苯乙烯顆粒的粒徑為0. l-100mm。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的聚苯乙烯阻燃泡沫材料，其特征在于，所述可發(fā)性聚苯乙烯 顆粒的粒徑為l_50mm。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚苯乙烯阻燃泡沫材料，其特征在于，所述熱塑性酚醛樹脂 為溶解于有機(jī)溶劑呈現(xiàn)的液態(tài)狀；所述有機(jī)溶劑為甲醇、乙醇、丙酮、氯仿、四氫呋喃中的任 一種或多種。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的聚苯乙烯阻燃泡沫材料，其特征在于，所述有機(jī)溶劑的添加 量為所述熱塑性酚醛樹脂重量的5-10%。
8. 權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的聚苯乙烯阻燃泡沫材料的制備方法，其特征在于，包括 以下步驟： (a) 、將所述可發(fā)性聚苯乙烯顆粒預(yù)發(fā)泡和熟化； (b) 、將液態(tài)熱塑性酚醛樹脂與熟化好的可發(fā)性聚苯乙烯顆?；靹?，在50-70°C抽真空 25_35min ; (c) 、添加膨脹石墨并混勻，在50-70°C抽真空l_2h，然后發(fā)泡成型制得最終制品。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的聚苯乙烯阻燃泡沫材料的制備方法，其特征在于，在所述步 驟（a)中，所述預(yù)發(fā)泡的溫度為95°C _135°C，預(yù)發(fā)泡時(shí)間為0. 5min-30min ;然后室溫熟化 lh_48h。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的聚苯乙烯阻燃泡沫材料的制備方法，其特征在于，在所述步 驟（a)中，室溫熟化10-24h。
【文檔編號(hào)】C08L61/06GK104151729SQ201410400169
【公開日】2014年11月19日 申請(qǐng)日期:2014年8月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月14日
【發(fā)明者】辛菲, 錢立軍, 楊溢鍇 申請(qǐng)人:北京工商大學(xué)