【技术领域】
本发明涉及保温的发泡材料技术领域，具体涉及一种阻燃保温的发泡材料及其制备方法。
背景技术：
发泡材料的用途非常广泛，由于其具有高强度、质量轻、极佳的保温绝热性能和高吸收能量能力，可以用作各种仪表、贵重物品、精密仪器、蔬菜水果和水产品等的包装材料；而因为其具有热传导率低、吸水性小、电绝缘性好、隔音、防潮以及成型工艺简单等优良特性，而被广泛应用在道路桥梁的路基铺设和房屋建筑以及渔业捕捞和冷藏行业的保温材料等方面。其中，作为一种优良的建筑材料，发泡树脂还可用于建筑物的屋面和墙体，其作为外保温复合墙体具有十分良好的节能效果；而作为保温屋面适用于住宅、工厂、办公场所的屋面和地面，可以起到隔音、挡水蒸汽、密封和保温隔热等作用。作为建筑用保温材料，首要考虑的几个性能指标是低的热导率，高的阻燃能力，较好的粘接性能和较好的自身强度。
阻燃保温发泡材料因其具有质轻、阻燃等性能，被广泛用于各种需要防火的场合。但现有阻燃保温发泡材料，其强度、阻燃和保温性能不能同时满足，无法满足某些要求较高的场合，在使用上还是受到一些局限。
技术实现要素：
本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种阻燃保温的发泡材料及其制备方法，本发明制备得到的保温材料在保证其具有一定强度的前提下，具有保温和阻燃性能好的优点。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种阻燃保温的发泡材料，主要是由以下重量份的原料制成的：聚丙烯100-120份，聚烯烃热塑性弹性体15-25份，竹炭粉50-60份，发泡剂4-8份，硅油2-3份，阻燃剂10-15份，阻燃增效剂3-5份，交联剂1-2份，发泡助剂2-4份；所述阻燃剂为层状双金属氢氧化物，所述阻燃增效剂为重量比为3-4:1的石墨烯与异丙基三(二辛基焦磷酸酰胺氧基)钛酸酯。
优选地，本发明中所用发泡剂为对偶氮二甲酰胺。
优选地，本发明中所用所述发泡助剂按重量份是由3-5份玉米粉、6-9份乙酰化单甘油脂肪酸酯、1-2份海藻酸钠硫酸酯组成。
优选地，本发明中所用阻燃剂为镁铝层状双金属氢氧化物。
优选地，本发明中所用交联剂为多异氰酸酯类交联剂。
本发明还提供上述阻燃保温的发泡材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按重量份准备好所有原料；
(2)将阻燃剂与阻燃增效剂混合，采用搅拌机在200-300r/min的转速下搅拌30-60min，然后加热到40-50℃保温静置5-8小时，得阻燃原料a；
(3)将发泡剂与发泡助剂混合，加入一定量的水使发泡剂与发泡助剂完全润湿，采用搅拌机在100-200r/min的转速下搅拌20-35min，然后用造粒机制成粒径为20-50目的粉粒，得发泡原料b；
(4)将聚丙烯、聚烯烃热塑性弹性体、竹炭粉在高速混合机中以1000-1200r/min的转速混合10-15分钟，然后加入硅油、交联剂、发泡助剂以300-400r/min的转速混合10-15分钟，然后升温至80-95℃后加入所述阻燃原料a、发泡原料b，混匀后在双螺杆挤出机中熔融挤出；双螺杆挤出机的转速为250-300rpm/min，一段温度为170-180℃，二段温度为190-200℃，三段温度为230-240℃，四段温度为210-220℃，五段温度为180-190℃，最后得到阻燃保温的发泡材料。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1、本发明采用石墨烯与异丙基三(二辛基焦磷酸酰胺氧基)钛酸酯的混合物作阻燃增效剂，通过与层状双金属氢氧化物高速搅拌进行分散后，再在一定温度下静置渗透处理，能够对层状双金属氢氧化物的阻燃起增效作用，提高阻燃的效果，并减少阻燃剂的用量。
2、本发明中采用对偶氮二甲酰胺作为聚丙烯和聚烯烃热塑性弹性体的发泡剂，由于静电等因素的影响，对偶氮二甲酰胺容易团聚，从而影响其在聚合物中的分散性，导致发泡不均匀，影响材料的强度和保温性能，通过添加由玉米粉、乙酰化单甘油脂肪酸酯、海藻酸钠硫酸酯组成的发泡助剂并制成混合微粒，再加入到聚合物中混合发泡，能够使材料表面结皮光滑，材料中泡孔分布均匀、泡孔大小均一，形成闭孔硬质结构，从而保证发泡材料的保温性能和材料的强度。
3、本发明制备所得的发泡材料可以用于作室内装饰用的护墙板以及复合地板的夹层材料。
【具体实施方式】
为了更清楚地表达本发明，以下通过具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
一种阻燃保温的发泡材料，主要是由以下重量份的原料制成的：聚丙烯100份，聚烯烃热塑性弹性体15份，竹炭粉50份，发泡剂对偶氮二甲酰胺4份，硅油2份，阻燃剂镁铝层状双金属氢氧化物10份，阻燃增效剂3份，四异氰酸酯1份，发泡助剂2份；阻燃增效剂为重量比为3:1的石墨烯与异丙基三(二辛基焦磷酸酰胺氧基)钛酸酯；发泡助剂按重量份是由3份玉米粉、6份乙酰化单甘油脂肪酸酯、1份海藻酸钠硫酸酯组成。
上述阻燃保温的发泡材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按重量份准备好所有原料；
(2)将阻燃剂与阻燃增效剂混合，采用搅拌机在200r/min的转速下搅拌60min，然后加热到40℃保温静置8小时，得阻燃原料a；
(3)将发泡剂与发泡助剂混合，加入一定量的水使发泡剂与发泡助剂完全润湿，采用搅拌机在100r/min的转速下搅拌35min，然后用造粒机制成粒径为20-50目的粉粒，得发泡原料b；
(4)将聚丙烯、聚烯烃热塑性弹性体、竹炭粉在高速混合机中以1000r/min的转速混合15分钟，然后加入硅油、交联剂、发泡助剂以300r/min的转速混合15分钟，然后升温至80-90℃后加入所述阻燃原料a、发泡原料b，混匀后在双螺杆挤出机中熔融挤出；双螺杆挤出机的转速为250rpm/min，一段温度为170-180℃，二段温度为190-200℃，三段温度为230-240℃，四段温度为210-220℃，五段温度为180-190℃，最后得到阻燃保温的发泡材料。
实施例2
一种阻燃保温的发泡材料，主要是由以下重量份的原料制成的：聚丙烯110份，聚烯烃热塑性弹性体20份，竹炭粉55份，发泡剂对偶氮二甲酰胺6份，硅油2.5份，阻燃剂镁铝层状双金属氢氧化物12份，阻燃增效剂4.0份，四异氰酸酯1.5份，发泡助剂3份分；阻燃增效剂为重量比为3.5:1的石墨烯与异丙基三(二辛基焦磷酸酰胺氧基)钛酸酯；发泡助剂按重量份是由4份玉米粉、7份乙酰化单甘油脂肪酸酯、1.5份海藻酸钠硫酸酯组成。
上述阻燃保温的发泡材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按重量份准备好所有原料；
(2)将阻燃剂与阻燃增效剂混合，采用搅拌机在250r/min的转速下搅拌40min，然后加热到45℃保温静置6小时，得阻燃原料a；
(3)将发泡剂与发泡助剂混合，加入一定量的水使发泡剂与发泡助剂完全润湿，采用搅拌机在150r/min的转速下搅拌30min，然后用造粒机制成粒径为20-50目的粉粒，得发泡原料b；
(4)将聚丙烯、聚烯烃热塑性弹性体、竹炭粉在高速混合机中以1200r/min的转速混合12分钟，然后加入硅油、交联剂、发泡助剂以350r/min的转速混合12分钟，然后升温至90-95℃后加入所述阻燃原料a、发泡原料b，混匀后在双螺杆挤出机中熔融挤出；双螺杆挤出机的转速为300rpm/min，一段温度为170-180℃，二段温度为190-200℃，三段温度为230-240℃，四段温度为210-220℃，五段温度为180-190℃，最后得到阻燃保温的发泡材料。
实施例3
一种阻燃保温的发泡材料，主要是由以下重量份的原料制成的：聚丙烯120份，聚烯烃热塑性弹性体25份，竹炭粉60份，发泡剂对偶氮二甲酰胺8份，硅油3份，阻燃剂镁铝层状双金属氢氧化物15份，阻燃增效剂5份，四异氰酸酯2份，发泡助剂4份；阻燃增效剂为重量比为4:1的石墨烯与异丙基三(二辛基焦磷酸酰胺氧基)钛酸酯；发泡助剂按重量份是由5份玉米粉、9份乙酰化单甘油脂肪酸酯、2份海藻酸钠硫酸酯组成。
上述阻燃保温的发泡材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按重量份准备好所有原料；
(2)将阻燃剂与阻燃增效剂混合，采用搅拌机在300r/min的转速下搅拌30min，然后加热到50℃保温静置5小时，得阻燃原料a；
(3)将发泡剂与发泡助剂混合，加入一定量的水使发泡剂与发泡助剂完全润湿，采用搅拌机在200r/min的转速下搅拌20min，然后用造粒机制成粒径为20-50目的粉粒，得发泡原料b；
(4)将聚丙烯、聚烯烃热塑性弹性体、竹炭粉在高速混合机中以1200r/min的转速混合10分钟，然后加入硅油、交联剂、发泡助剂以400r/min的转速混合10分钟，然后升温至85-95℃后加入所述阻燃原料a、发泡原料b，混匀后在双螺杆挤出机中熔融挤出；双螺杆挤出机的转速为300rpm/min，一段温度为170-180℃，二段温度为190-200℃，三段温度为230-240℃，四段温度为210-220℃，五段温度为180-190℃，最后得到阻燃保温的发泡材料。
对比例1
本对比例与实施例2的不同之处在于，未添加发泡助剂。
对比例2
本对比例与实施例2的不同之处在于，未添加阻燃增效剂。
对比例3
本对比例与实施例2的不同之处在于，阻燃增效剂中不含异丙基三(二辛基焦磷酸酰胺氧基)钛酸酯。
对上述实施例1-3以及对比例1-3制备所得阻燃保温的发泡材料进行阻燃性、保温性、抗冲击性以及表观和泡孔情况进行测试，结果见表1。
表1性能测试结果
从上表可以看出，实施例1-3制备的发泡材料具有较好的发泡效果，材料泡孔致密均一，表面平整光滑，从导热系数可以看出，其保温性能更好；且由于添加了适合的阻燃增效剂，从燃烧熄灭时间、极限氧指数的数据可以看出，其阻燃性能更好。对比例1中由于未添加发泡助剂，泡孔直径不均一且泡孔松散，材料表面不够平整，使其保温性能和抗冲击性能不好；对比例2和3由于阻燃增效剂未添加或者只添加一部分，不能起到很好的阻燃效果。
上述说明是针对本发明较佳可行实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本发明的专利申请范围，凡本发明所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本发明所涵盖专利范围。