CN102492232B - 一种膨胀石墨聚苯板的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明一种膨胀石墨聚苯板的制备方法，属于膨胀石墨聚苯板的制作方法技术领域，提供一种膨胀石墨聚苯板的制备方法，利用无机材料的隔热性、耐热性和阻燃性来制备有机-无机复合保温板，提高聚苯乙烯保温板的隔热性和无卤阻燃性；采用的技术方案是：用表面活性剂将200-500目膨胀石墨粉末和纳米级的氢氧化镁表面改性，然后与聚苯乙烯树脂单体颗粒混合，在温度110～135℃均匀搅拌25～45分钟，用双螺杆挤出机挤出造出的颗粒，将造出的颗粒与纳米滑石粉和发泡剂乙醇混合，在80～110℃进行搅拌混匀加入挤塑机内挤压成型，可得到隔热保温和阻燃性能较好的复合材料。
Description
技术领域
本发明一种膨胀石墨聚苯板的制备方法，属于膨胀石墨聚苯板的制作方法技术领域。
背景技术
随着经济和社会的发展，对可持续发展提出了更高的要求。节能和环保已经成为人类的共识，节能降耗已成为人类实际行动之一。人民生活水平的提高，建筑行业蓬勃发展，现有住房和新建住房对高性能的隔热保温材料的需求随之也增加，单纯的有机高分子材料和无机材料已经无法满足市场的需求。将有机和无机材料进行复合二者取长补短，从而形成性能优良的阻燃复合隔热保温材料。
高分子材料中常用的阻燃剂有卤系阻燃剂、磷系阻燃剂、无机阻燃剂和膨胀阻燃剂等。由于环保和安全的需要，卤系阻燃剂已逐渐淡出市场。高阻隔性、耐热性及阻燃性的无机材料与聚苯乙烯树脂相结合，不但提高了材料的隔热性和阻燃性，同时提高了材料的其他性能，可更好地满足市场的需求。
石墨经微波处理，可以使其形成膨胀石墨。膨胀石墨遇到高温迅速膨胀到原来体积的数百倍，被广泛地应用到建筑业用来生产阻燃剂和防火剂，具有良好的阻燃和防火性能。
氢氧化镁燃烧时，在340℃时脱水大量吸热，抑制了聚合物的温度上升，延缓其热分解并降低燃烧速度，由于氢氧化镁的填充，使可燃性高聚物的浓度下降，同时氢氧化镁脱水放出的水蒸气稀释可燃性气体和氧气的浓度，可阻止燃烧和防止大量浓烟产生。氢氧化镁分解失水，生成活性氧化镁，氧化镁可以阻燃和消烟，氧化镁层能吸收很多物质(包括炭化)沉积在高聚物表面隔绝氧气，可阻止继续燃烧，特别是活性氧化镁具有多孔结构，能大量吸附烟气，从而使氢氧化镁表现出极佳的消烟性能。
发明内容
为克服现有技术的不足，本发明提供一种膨胀石墨聚苯板的制备方法，利用无机材料的隔热性、耐热性和阻燃性来制备有机-无机复合保温板，提高聚苯乙烯树脂保温板的隔热性和无卤阻燃性。
为解决上述技术问题，本发明采取的技术方案为：一种膨胀石墨聚苯板的制备方法，用表面活性剂将膨胀石墨粉末和纳米级的氢氧化镁表面改性，然后将上述处理后的无机粉末与聚苯乙烯树脂单体颗粒混合，在110～135℃温度下搅拌均匀，用双螺杆挤出机挤出造出的颗粒，将造出的颗粒与纳米滑石粉和发泡剂乙醇混合在80～110℃温度下进行搅拌混匀加入挤塑机内挤压成型。
膨胀石墨粉末的尺寸为200～500目，用量为聚苯乙烯树脂重量的5～10％，纳米级氢氧化镁的用量为聚苯乙烯树脂重量的4～9％。
所述的表面活性剂为两性表面活性剂，用量为聚苯乙烯树脂重量的0.4～0.8％。
然后将上述处理后的无机粉末与聚苯乙烯树脂单体颗粒混合是指：将上述处理后的无机粉末加入聚苯乙烯树脂单体颗粒中后持续搅拌25～45分钟。
纳米滑石粉的用量为聚苯乙烯树脂重量的2.1～2.3％。
发泡剂乙醇的用量为聚苯乙烯树脂重量的1.8～2.0％。
本发明同现有技术相比具有的有益效果是：
本发明中的膨胀石墨遇到高温迅速膨胀到原来体积的数百倍，被广泛地应用到建筑业用来生产阻燃剂和防火剂，具有良好的阻燃和防火性能；氢氧化镁燃烧时，可阻止燃烧和防止大量浓烟产生，氢氧化镁分解失水，生成活性氧化镁，氧化镁可以阻燃和消烟。
膨胀石墨和纳米氢氧化镁的加入，成为聚苯乙烯树脂的增强体，使得复合后的材料比未经复合的聚苯板具有更好的隔热保温性和更优的力学性能。
由本方法生产的产品比没有经过复合的聚苯板除了具有良好的阻燃性、同时也具备良好的保温性、力学性能等优点，是一种环境友好的建筑阻燃保温材料。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，对本发明做进一步说明：
一种膨胀石墨聚苯板的制备方法，用表面活性剂将膨胀石墨粉末和纳米级氢氧化镁表面改性，然后将上述处理后的无机粉末与聚苯乙烯树脂单体颗粒混合，在110～135℃温度下搅拌均匀，用双螺杆挤出机挤出造出的颗粒，将造出的颗粒与纳米滑石粉和发泡剂乙醇混合在80～110℃温度下进行搅拌混匀加入挤塑机内挤压成型。
膨胀石墨粉末的尺寸为200～500目，用量为聚苯乙烯树脂重量的5～10％，纳米级氢氧化镁的用量为聚苯乙烯树脂重量的4～9％。
所述的表面活性剂为两性表面活性剂，用量为聚苯乙烯树脂重量的0.4～0.8％。
然后将上述处理后的无机粉末与聚苯乙烯树脂单体颗粒混合是指：将上述处理后的无机粉末加入聚苯乙烯树脂单体颗粒中后持续搅拌25～45分钟。
纳米滑石粉的用量为聚苯乙烯树脂重量的2.1～2.3％。
发泡剂乙醇的用量为聚苯乙烯树脂重量的1.8～2.0％。
根据本发明制成的膨胀石墨聚苯板由以下重量分数的原料而制成：
聚苯乙烯树脂100～120份、膨胀石墨5～10份、纳米级氢氧化镁4～9份、两性表面活性剂0.4～0.8份、纳米滑石粉2.1～2.3份、发泡剂乙醇1.8～2.0份。
本发明具体实施按以下步骤进行：
用两性表面活性剂对200～500目膨胀石墨、纳米级氢氧化镁进行表面改性，待用；
将表面改性好的无机粉末加入到聚苯乙烯树脂单体颗粒中持续搅拌25～45分钟，混合均匀，待用；
将上述原料加入双螺杆挤出机中，在110～135℃挤出造出的颗粒，待用；
在以造出的颗粒为原料中加上纳米滑石粉，同时加入发泡剂乙醇，通过混配，在80～110℃进行搅拌后均匀加入到挤塑机压出成型。
实施例1：
用16克两性表面活性剂对200目膨胀石墨208g、纳米级氢氧化镁188g进行表面改性，将表面改性好的无机粉末加入到2.5kg聚苯乙烯树脂单体颗粒中持续搅拌25分钟，在温度110～135℃下经双螺旋杆挤出机挤出造出的颗粒。然后以此为原料，加上53g纳米滑石粉，通过混配，在80～110℃度进行搅拌后均匀加入到挤塑机内，进行加热混合的同时加入发泡剂乙醇50g，然后挤塑压出成型。
实施例2：
用16克两性表面活性剂对200目膨胀石墨100g、纳米级氢氧化镁188g进行表面改性，将表面改性好的无机粉末加入到2.5kg聚苯乙烯树脂颗粒中持续搅拌25分钟，在温度110～135℃下经双螺旋杆挤出机挤出造出的颗粒。然后以此为原料，加上63g纳米滑石粉，通过混配，在80～110℃度进行搅拌后均匀加入到挤塑机内，进行加热混合的同时加入发泡剂乙醇40g，然后挤塑压出成型。
实施例3：
用10克两性表面活性剂对500目膨胀石墨100g、纳米级氢氧化镁100g进行表面改性，将表面改性好的无机粉末加入到2.5kg聚苯乙烯树脂颗粒中持续搅拌45分钟，在温度110～135℃下经双螺旋杆挤出机挤出造出的颗粒。然后以此为原料，加上48g纳米滑石粉，通过混配，在80～110℃度进行搅拌后均匀加入到挤塑机内，进行加热混合同时加入发泡剂乙醇42g，然后挤塑压出成型。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (5)
1.一种膨胀石墨聚苯板的制备方法，其特征是：用表面活性剂将膨胀石墨粉末和纳米级的氢氧化镁表面改性，然后将上述处理后的无机粉末与聚苯乙烯树脂单体颗粒混合，在110～135℃温度下搅拌均匀，用双螺杆挤出机挤出造粒，将造出的颗粒与纳米滑石粉和发泡剂乙醇混合在80～110℃温度下进行搅拌混匀加入挤塑机内挤压成型；
所述膨胀石墨粉末用量为聚苯乙烯树脂重量的5～10％；
所述纳米级氢氧化镁的用量为聚苯乙烯重量的4～9％；
所述的表面活性剂为两性表面活性剂，用量为聚苯乙烯树脂重量的0.4～0.8％。
2.根据权利要求1所述的一种膨胀石墨聚苯板的制备方法，其特征是：所述的膨胀石墨粉末尺寸为200～500目。
3.根据权利要求1所述的一种膨胀石墨聚苯板的制备方法，其特征是：然后将上述处理后的无机粉末与聚苯乙烯树脂单体颗粒混合是指：将上述处理后的无机粉末与聚苯乙烯树脂单体颗粒中后持续搅拌25～45分钟。
4.根据权利要求1所述的一种膨胀石墨聚苯板的制备方法，其特征是：纳米滑石粉的用量为聚苯乙烯树脂重量的2.1～2.3％。
5.根据权利要求1所述的一种膨胀石墨聚苯板的制备方法，其特征是：发泡剂乙醇的量为聚苯乙烯树脂重量的1.8～2.0％。
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