本发明涉及保温材料技术领域，具体涉及一种改性聚苯乙烯泡沫保温板及其制备方法。
背景技术：
聚苯乙烯（ps）泡沫塑料是以聚苯乙烯树脂为主体，加入发泡剂等添加剂制成，它是目前使用最多的一种缓冲材料。它具有闭孔结构，吸水性小，有优良的抗水性；密度小，一般为0.015～0.03kg/m3；机械强度好，缓冲性能优异；加工性好，易于模塑成型；着色性好，温度适应性强，抗放射性优异等优点，而且尺寸精度高，结构均匀。因此在外墙保温中其占有率很高。由于ps泡沫塑料质量轻、保温隔音效果好、强度高，通过挤出成型、压缩成型、浇铸成型等生产工艺可制成各种管件、铝箔复合板、彩钢板等，因而被广泛地应用于风管、地面、墙体、顶面等保温领域。但是传统的ps泡沫塑料的防火性能较差，属于易燃材料，遇火立即溶化、收缩、流淌，火灾蔓延速度快，过火面积大，而且在燃烧过程中会产生大量的有毒气体和烟雾，据统计，近八成的伤亡是因建筑材料燃烧释放的有毒气体和浓烟所致，严重影响逃生者的生还几率，增加救援难度，而且毒气和浓烟也会严重污染环境。
另外，ps泡沫塑料燃烧时易产生带明火的熔融滴落，能够引燃其他易燃物，即便移走火源仍能持续燃烧，因此在堆放及建筑施工过程中易发生火灾。
为了提高ps泡沫塑料的阻燃性能，现有技术公开了多种实现ps泡沫塑料阻燃的方式，其中最常用的是添加阻燃剂，常用的阻燃剂包括卤系阻燃剂、磷系阻燃剂、无机阻燃剂以及阻燃协效剂。然而这种添加阻燃剂的方式得到的ps泡沫塑料仍然较易燃烧，且燃烧时容易熔融滴落，滴落物容易引燃其它可燃或易燃材料，燃烧后自熄性差。
技术实现要素：
鉴于上述现有技术的缺陷，本发明要解决的技术问题是提供一种改性聚苯乙烯泡沫保温板及其制备方法，本发明通过裹覆在聚苯乙烯颗粒的酚醛树脂和防火材料，将易燃的聚苯乙烯与空气隔绝，阻止其燃烧来解决上述问题，另外将聚苯乙烯颗粒外表面包裹一层酚醛树脂，使得聚苯乙烯不易熔融滴落，减少火灾的发生。
鉴于上述要解决的技术问题，本发明提供如下的技术解决方案：
一种改性聚苯乙烯泡沫保温板，包括聚苯乙烯泡沫板颗粒和包裹在所述聚苯乙烯泡沫板颗粒外层上的酚醛树脂以及包裹在酚醛树脂表面的防火材料，所述聚苯乙烯泡沫板颗粒的粒度为4-6mm，所述酚醛树脂和所述防火材料的重量比为1:3-1:5；所述聚苯乙烯泡沫板颗粒与所述防火材料的重量比为1:4-1:6，所述防火材料按重量份数计包括：水玻璃30-55份；粒径为50-150μm的空心玻璃微珠15-30份；膨胀剂5-10份；絮凝剂1-3份；外添加剂0.5-1.5份；凹凸棒土10-20份；其中，凹凸棒土的粒度为800-2000目。
优选的，所述絮凝剂由羧甲基壳聚糖和聚丙烯酰胺进行接枝共聚反应所得，其中所述聚丙烯酰胺的质量分数为60-75％。
优选的，所述膨胀剂为明矾石膨胀剂、硫铝酸钙膨胀剂、氧化钙膨胀剂和氧化钙‐硫铝酸钙复合膨胀剂中的一种。
优选的，所述外外添加剂为表面活性剂、发泡剂和固化剂中的一种或几种。
本发明还提供了一种制备上述改性聚苯乙烯泡沫保温板的方法，包括以下步骤：
（1）按照所述重量配比称取各原料；
（2）将原料加入到密闭的搅拌机中搅拌均匀后静置30min，得到防火材料；
（3）将聚苯乙烯泡沫板放入模具中，将所述酚醛树脂注入模具中，再将防火材料注入模具中，所述酚醛树脂从所述聚苯乙烯泡沫板的上部均匀渗入并逐渐固化，所述防火材料从酚醛树脂表面上部均匀渗入并逐渐固化；
（4）将渗入防火材料的聚苯乙烯泡沫板从模具中取出，通过烘干或者晾干的方法令所述防火材料脱水而得到成品。
优选的，在所述步骤（2）中，所述搅拌机对原料的搅拌时间为5-10min。
优选的，在所述步骤（3）中，注入所述酚醛树脂和防火材料后渗入和固化的时间为1-3min。
优选的，在所述步骤（4）中，烘干温度为90℃，烘干时间为50min。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
（1）本发明中在聚苯乙烯颗粒的表面包裹酚醛树脂，从而在改性聚苯乙烯泡沫被引燃时，包裹在外层的酚醛树脂会燃烧碳化生成保护层，隔绝火焰对内部聚苯乙烯颗粒的进一步引燃，阻止聚苯乙烯颗粒燃烧时产生滴落物，从而使得本发明提供的改性聚苯乙烯泡沫具有较好的阻燃性能。而且，本发明采用的酚醛树脂具有较好的刚性，从而改善了聚苯乙烯泡沫受热容易收缩的缺点，使其具有较好的尺寸稳定性；
（2）本发明在聚苯乙烯颗粒上还裹覆一层防火材料，在聚苯乙烯颗粒周围形成隔绝空气的隔离罩，而防火材料遇到明火受热后部分组分蒸发并带走大量热，剩下组分炭化结晶形成骨架，在一定时间保证这种防火型改性聚苯乙烯泡沫的完整性，彻底解决聚苯乙烯颗粒遇火易燃的缺陷，增强物理性能；这种防火型改性聚苯乙烯泡沫的聚苯乙烯颗粒遇火表面炭化结晶，无熔融滴落现象；无纵、横向明火蔓延，离火即自熄；无阴燃，无燃屑掉落，有效阻绝火焰和高热向内传导，整体结构完整，无收缩、坍塌；无有毒气体和黑烟产生；在保证保温性能的同时，有效提高防火性；而且容重低，不易脱落；
（3）在本发明中由于聚苯乙烯颗粒之间有防火材料的存在，间隙比传统的ps泡沫板的闭孔结构要小很多，吸水性大大降低，有利于这种防火型改性聚苯乙烯泡沫的长期安全使用，杜绝安全隐患。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明的技术方案。这些实施例仅用于说明本发明的最优方案而不用于限制本发明的保护范围。
实施例1
本发明实施例提供一种改性聚苯乙烯泡沫保温板，包括聚苯乙烯泡沫板颗粒和包裹在所述聚苯乙烯泡沫板颗粒外层上的酚醛树脂以及包裹在酚醛树脂表面的防火材料，所述聚苯乙烯泡沫板颗粒的粒度为4-6mm，所述酚醛树脂和所述防火材料的重量比为1:3；所述聚苯乙烯泡沫板颗粒与所述防火材料的重量比为1:4，所述防火材料按重量份数计包括：水玻璃30份；粒径为50-150μm的空心玻璃微珠15份；明矾石膨胀剂5份；絮凝剂1份；表面活性剂0.5份；凹凸棒土10份；其中，凹凸棒土的粒度为800-2000目。
上述絮凝剂由羧甲基壳聚糖和聚丙烯酰胺进行接枝共聚反应所得，其中所述聚丙烯酰胺的质量分数为60％。
本实施例还提供一种制备上述改性聚苯乙烯泡沫保温板的方法，包括以下步骤：
（1）按照所述重量配比称取各原料；
（2）将原料加入到密闭的搅拌机中搅拌5min后静置30min，得到防火材料；
（3）将聚苯乙烯泡沫板放入模具中，将所述酚醛树脂注入模具中，再将防火材料注入模具中，所述酚醛树脂从所述聚苯乙烯泡沫板的上部均匀渗入并逐渐固化，所述防火材料从酚醛树脂表面上部均匀渗入并逐渐固化，渗入和固化的时间为1min；
（4）将渗入防火材料的聚苯乙烯泡沫板从模具中取出，在90℃温度条件下烘干50min，令所述防火材料脱水而得到成品。
实施例2
本发明实施例提供一种改性聚苯乙烯泡沫保温板，包括聚苯乙烯泡沫板颗粒和包裹在所述聚苯乙烯泡沫板颗粒外层上的酚醛树脂以及包裹在酚醛树脂表面的防火材料，所述聚苯乙烯泡沫板颗粒的粒度为4-6mm，所述酚醛树脂和所述防火材料的重量比为1:5；所述聚苯乙烯泡沫板颗粒与所述防火材料的重量比为1:6，所述防火材料按重量份数计包括：水玻璃55份；粒径为50-150μm的空心玻璃微珠30份；氧化钙‐硫铝酸钙复合膨胀剂10份；絮凝剂3份；表面活性剂、发泡剂和固化剂的混合物1.5份；凹凸棒土20份；其中，凹凸棒土的粒度为800-2000目。
上述絮凝剂由羧甲基壳聚糖和聚丙烯酰胺进行接枝共聚反应所得，其中所述聚丙烯酰胺的质量分数为75％。
本实施例还提供一种制备上述改性聚苯乙烯泡沫保温板的方法，包括以下步骤：
（1）按照所述重量配比称取各原料；
（2）将原料加入到密闭的搅拌机中搅拌10min后静置30min，得到防火材料；
（3）将聚苯乙烯泡沫板放入模具中，将所述酚醛树脂注入模具中，再将防火材料注入模具中，所述酚醛树脂从所述聚苯乙烯泡沫板的上部均匀渗入并逐渐固化，所述防火材料从酚醛树脂表面上部均匀渗入并逐渐固化，渗入和固化的时间为3min；
（4）将渗入防火材料的聚苯乙烯泡沫板从模具中取出，在90℃温度条件下烘干50min，令所述防火材料脱水而得到成品。
实施例3
本实施例提供了一种改性聚苯乙烯泡沫保温板，包括聚苯乙烯泡沫板颗粒和包裹在所述聚苯乙烯泡沫板颗粒外层上的酚醛树脂以及包裹在酚醛树脂表面的防火材料，所述聚苯乙烯泡沫板颗粒的粒度为4-6mm，所述酚醛树脂和所述防火材料的重量比为1:4；所述聚苯乙烯泡沫板颗粒与所述防火材料的重量比为1:5，所述防火材料按重量份数计包括：水玻璃45份；粒径为50-150μm的空心玻璃微珠25份；硫铝酸钙膨胀剂8份；絮凝剂2份；发泡剂和固化剂的混合物1.0份；凹凸棒土15份；其中，凹凸棒土的粒度为800-2000目。
上述絮凝剂由羧甲基壳聚糖和聚丙烯酰胺进行接枝共聚反应所得，其中所述聚丙烯酰胺的质量分数为70％。
本实施例还提供了一种制备上述改性聚苯乙烯泡沫保温板的方法，包括以下步骤：
（1）按照所述重量配比称取各原料；
（2）将原料加入到密闭的搅拌机中搅拌8min后静置30min，得到防火材料；
（3）将聚苯乙烯泡沫板放入模具中，将所述酚醛树脂注入模具中，再将防火材料注入模具中，所述酚醛树脂从所述聚苯乙烯泡沫板的上部均匀渗入并逐渐固化，所述防火材料从酚醛树脂表面上部均匀渗入并逐渐固化，其中渗入和固化的时间为2min；
（4）将渗入防火材料的聚苯乙烯泡沫板从模具中取出，通过晾干的方法令所述防火材料脱水而得到成品。
本发明提供的这种防火型改性聚苯乙烯泡沫保温板具有非常优异的防火性、保温性能和极低的吸水性，从根本上阻止易燃的聚苯乙烯泡沫保温板和明火接触，避免了火灾隐患。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。