专利名称：阻燃发泡聚苯乙烯树脂的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种树脂的制备方法。
背景技术：
可发性聚苯こ烯(expandable polystyrene, EPS),又可以称为发泡聚苯こ烯树月旨，是20世纪40年代初由德国巴斯夫公司首先发明的ー种具有出色的低密度和绝热性能的泡沫材料。发泡聚苯こ烯树脂的用途非常广泛，由于其具有高強度、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、防潮以及成型エ艺 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，作为ー种优良的建筑材料，发泡聚苯こ烯树脂主要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、エ厂、平式和柏油屋面，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強度。发泡聚苯こ烯树脂的结构特点是比表面积很大，且材料内部结构为泡孔状，并且泡孔之间为泡壁、支柱或者聚苯こ烯薄膜，其材料内部大部分体积为空气所占有，当其着火后非常容易发生火焰扩散。因此，发泡聚苯こ烯树脂制品的阻燃要比其他普通树脂材料困难很多。而且，发泡聚苯こ烯树脂燃烧时会产生橙色火焰，发出苯こ烯的气味，并伴随大量黑烟，毒性很大。
发明内容
本发明为了解决发泡聚苯こ烯树脂易燃的技术问题，提供了ー种阻燃发泡聚苯こ烯树脂的制备方法。阻燃发泡聚苯こ烯树脂的制备方法按照以下步骤进行一、按照重量份数称取O. 15 O. 42份磷酸钙、O. 002 O. 01份十二烷基苯磺酸钠、150 300份去离子水、O. 5 O. 95份阻燃剂、100份苯こ烯单体和O. 4 O. 7份过氧化
ニ苯甲酰；ニ、在70 75°C的条件下将O. 13 25重量份焦硫酸钠或O. 13 25重量份纤维素、磷酸钙、十二烷基苯磺酸钠和去离子水在反应釜中进行混合并搅拌溶解，得到第一混合物；三、将阻燃剂、苯こ烯单体和过氧化ニ苯甲酰添加到第一混合物中，然后在87 91°C下反应5 7小时，得到第二混合物；四、将第二混合物在95°C反应30min后，向第二混合物中添加戊烷，然后密闭反应釜并充入氮气使压カ达到5 5. 5MPa，然后升温到120°C至反应釜内的压カ达到8 9MPa，进行反应8小时；将反应釜进行冷却，待温度降至50 40°C，放气，压カ为零后出料，洗涤，并于室温下晾干，即得阻燃发泡聚苯こ烯树脂；步骤一中所述的阻燃剂由O. 15 O. 24质量份的六溴环十二烷、O. 05 O. 20质量份的三氧化ニ锑、O. I O. 3质量份的氢氧化镁和O. 10 O. 21质量份的红磷组成；步骤一中所述的100重量份苯こ烯单体中溶有O. 85 2重量份的石墨；步骤四中所述的戊烷添加量为苯こ烯单体质量的8 9%。由于石墨片结构特殊，自身带有大量自由电子，这使得石墨片能较好的吸收红外线和反射红外线而降低材料的热导率，同吋，由于石墨片相对于聚苯こ烯具有更高的耐火性，所以，在本发明中尝试添加石墨片，制备阻燃型低热导率的发泡聚苯こ烯树脂。本发明的制备阻燃发泡聚苯こ烯树脂的方法，步骤简单易操作、效率高、成本低，并且制备获得的阻燃发泡聚苯こ烯树脂，阻燃性能非常好，且热导率低、強度高。本发明 的阻燃发泡聚苯こ烯树脂的阻燃等级为BI级，并且其弯曲強度和压缩强度高于市售材料15. 9 24. 1%，而热导率比市售材料的热导率低8. 7 12.4%。
具体实施例方式本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式
，还包括各具体实施方式
间的任意组合。
具体实施方式
一本实施方式阻燃发泡聚苯こ烯树脂的制备方法按照以下步骤进行一、按照重量份数称取O. 15 O. 42份磷酸钙、O. 002 O. 01份十二烷基苯磺酸钠、150 300份去离子水、O. 5 O. 95份阻燃剂、100份苯こ烯单体和O. 4 O. 7份过氧化
ニ苯甲酰；ニ、在70 75°C的条件下将O. 13 25重量份焦硫酸钠或O. 13 25重量份纤维素、磷酸钙、十二烷基苯磺酸钠和去离子水在反应釜中进行混合并搅拌溶解，得到第一混合物；三、将阻燃剂、苯こ烯单体和过氧化ニ苯甲酰添加到第一混合物中，然后在87 91°C下反应5 7小时，得到第二混合物；四、将第二混合物在95°C反应30min后，向第二混合物中添加戊烷，然后密闭反应釜并充入氮气使压カ达到5 5. 5MPa，然后升温到120°C至反应釜内的压カ达到8 9MPa，进行反应8小时；将反应釜进行冷却，待温度降至50 40°C，放气，压カ为零后出料，洗涤，并于室温下晾干，即得阻燃发泡聚苯こ烯树脂；步骤一中所述的阻燃剂由O. 15 O. 24质量份的六溴环十二烷、O. 05 O. 20质量份的三氧化ニ锑、O. I O. 3质量份的氢氧化镁和O. 10 O. 21质量份的红磷组成；步骤一中所述的100重量份苯こ烯单体中溶有O. 85 2重量份的石墨；步骤四中所述的戊烷添加量为苯こ烯单体质量的8 9%。
具体实施方式
ニ 本实施方式与具体实施方式
一不同的是步骤一中按照重量份数称取O. 2 O. 4份磷酸钙、O. 006 O. 01份十二烷基苯磺酸钠、180 280份去离子水、
O.6 O. 9份阻燃剂、100份苯こ烯单体和O. 4份过氧化ニ苯甲酰。其它与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
三本实施方式与具体实施方式
一不同的是步骤一中按照重量份数称取O. 3份磷酸钙、O. 008 O. 01份十二烷基苯磺酸钠、200 250份去离子水、O. 7份阻燃剂、100份苯こ烯单体和O. 5份过氧化ニ苯甲酰。其它与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
四本实施方式与具体实施方式
一不同的是步骤一中按照重量份数称取O. 35份磷酸钙、O. 009份十二烷基苯磺酸钠、210份去离子水、O. 8份阻燃剂、100份苯こ烯单体和O. 6份过氧化ニ苯甲酰。其它与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
五本实施方式与具体实施方式
一不同的是步骤ニ中在73°C的条件下将焦硫酸钠或纤维素、磷酸钙、十二烷基苯磺酸钠和去离子水在反应釜中进行混合并搅拌溶解。其它与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
六本实施方式与具体实施方式
一不同的是步骤三中在90°C下反应6小时。其它与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
七本实施方式与具体实施方式
一不同的是步骤四中密闭反应釜并充入氮气使压カ达到5. 2MPa。其它与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
八本实施方式与具体实施方式
一不同的是步骤四中升温到120°C至反应釜内的压カ达到8. 5MPa。其它与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
九本实施方式与具体实施方式
一不同的是步骤四中所述的戊烷添加量为苯こ烯单体质量的8. 5%。其它与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
十本实施方式与具体实施方式
一不同的是步骤四中待温度降至45°C放气。其它与具体实施方式
一相同。采用下述实验验证本发明效果实验ー阻燃发泡聚苯こ烯树脂的制备方法按照以下步骤进行一、按照重量份数称取O. 13份焦硫酸钠、O. 15份磷酸钙、O. 002份十二烷基苯磺酸钠、150份去离子水、O. 5份阻燃剂、100份苯こ烯单体和O. 4份过氧化ニ苯甲酰；ニ、在70°C的条件下将焦硫酸钠、磷酸钙、十二烷基苯磺酸钠和去离子水在反应釜中进行混合并搅拌溶解，得到第一混合物；三、将阻燃剂、苯こ烯单体和过氧化ニ苯甲酰添加到第一混合物中，然后在87°C下反应7小时，得到第二混合物；四、将第二混合物在95°C反应30min后，向第二混合物中添加戊烷，然后密闭反应釜并充入氮气使压カ达到5MPa，然后升温到120°C至反应釜内的压カ达到8MPa，进行反应8小吋；将反应釜进行冷却，待温度降至50°C，放气，压カ为零后出料，洗涤，并于室温下晾干，即得阻燃发泡聚苯こ烯树脂；步骤一中所述的阻燃剂由O. 15质量份的六溴环十二烷、O. 05质量份的三氧化ニ锑、O. 2质量份的氢氧化镁和O. I质量份的红磷组成；步骤一中所述的100重量份苯こ烯单体中溶有O. 85重量份的石墨；步骤四中所述的戊烷添加量为苯こ烯单体质量的8%。将制备得到的阻燃发泡聚苯こ烯树脂进行成型处理，以便得到阻燃泡沫板材。然后，将得到的阻燃泡沫板材进行性能测试(阻燃等级测试采用建筑材料及制品燃烧性能分级国家标准(GB 8624-2006);强度测试采用国家标准GB6344-96 ;热导率测试采用国家军标GJB 1875-94)。由测试结果可知本实验制备得到的阻燃泡沫板材，其阻燃等级BI级，弯曲強度和压缩强度比市售发泡苯こ烯板材强度高15.9%，热导率比市售发泡苯こ烯板材低8. 7%。实验ニ阻燃发泡聚苯こ烯树脂的制备方法按照以下步骤进行一、按照重量份数称取O. 16份纤维素、O. 2份磷酸钙、O. 008份十二烷基苯磺酸钠、170份去离子水、O. 6份阻燃剂、100份苯こ烯单体和O. 7份过氧化ニ苯甲酰；ニ、在72°C的条件下将纤维素、磷酸钙、十二烷基苯磺酸钠和去离子水在反应釜中进行混合并搅拌溶解，得到第一混合物；三、将阻燃剂、苯こ烯单体和过氧化ニ苯甲酰添加到第一混合物中，然后在88°C下反应7小时，得到第二混合物；四、将第二混合物在95°C反应30min后，向第二混合物中添加戊烷，然后密闭反应釜并充入氮气使压カ达到5. IMPa，然后升温到120°C至反应釜内的压カ达到8. 3MPa，进行反应8小时；将反应釜进行冷却，待温度降至48°C，放气，压カ为零后出料，洗涤，并于室温下晾干，即得阻燃发泡聚苯こ烯树脂；步骤一中所述的阻燃剂由O. 19质量份的六溴环十二烷、O. 08质量份的三氧化ニ锑、O. 25质量份的氢氧化镁和O. 13质量份的红磷组成；步骤一中所述的100重量份苯こ烯单体中溶有I. I重量份的石墨；步骤四中所述的戊烷添加量为苯こ烯单体质量的8. 3%。将制备得到的阻燃发泡聚苯こ烯树脂进行成型处理，以便得到阻燃泡沫板材。然后，将得到的阻燃泡沫板材进行性能测试(阻燃等级测试采用建筑材料及制品燃烧性能分级国家标准(GB 8624-2006);强度测试采用国家标准GB6344-96 ;热导率测试采用国家军标GJB 1875-94)。由测试结果可知本实验制备得到的阻燃泡沫板材，其阻燃等级BI级，弯曲強度和压缩强度比市售发泡苯こ烯板材强度高22.3%，热导率比市售发泡苯こ烯板材低9.1%。实验三阻燃发泡聚苯こ烯树脂的制备方法按照以下步骤进行一、按照重量份数称取O. 18份焦硫酸钠、O. 25份磷酸钙、O. 009份十二烷基苯磺酸钠、190份去离子水、O. 75份阻燃剂、100份苯こ烯单体和O. 55份过氧化ニ苯甲酰；ニ、在73°C的条件下将焦硫酸钠、磷酸钙、十二烷基苯磺酸钠和去离子水在反应釜中进行混合并搅拌溶解，得到第一混合物；三、将阻燃剂、苯こ烯单体和过氧化ニ苯甲酰添加到第一混合物中，然后在87 91°C下反应5 7小时，得到第二混合物；四、将第二混合物在95°C反应30min后，向第二混合物中添加戊烷，然后密闭反应釜并充入氮气使压カ达到5. 3MPa，然后升温到120°C至反应釜内的压カ达到8. 7MPa，进行反应8小时；将反应釜进行冷却，待温度降至45°C，放气，压カ为零后出料，洗涤，并于室温下晾干，即得阻燃发泡聚苯こ烯树脂；步骤一中所述的阻燃剂由O. 2质量份的六溴环十二烷、O. 16质量份的三氧化ニ锑、O. 24质量份的氢氧化镁和O. 15质量份的红磷组成；步骤一中所述的100重量份苯こ烯单体中溶有I. 55重量份的石墨；
步骤四中所述的戊烷添加量为苯こ烯单体质量的8. 4%。将制备得到的阻燃发泡聚苯こ烯树脂进行成型处理，以便得到阻燃泡沫板材。然后，将得到的阻燃泡沫板材进行性能测试(阻燃等级测试采用建筑材料及制品燃烧性能分级国家标准(GB 8624-2006);强度测试采用国家标准GB6344-96 ;热导率测试采用国家军标GJB 1875-94)。由测试结果可知本实验制备得到的阻燃泡沫板材，其阻燃等级BI级，弯曲強度和压缩强度比市售发泡苯こ烯板材强度高19.6%，热导率比市售发泡苯こ烯板材低9. 3%。实验四阻燃发泡聚苯こ烯树脂的制备方法按照以下步骤进行一、按照重量份数称取O. 23份焦硫酸钠、O. 35份磷酸钙、O. 009份十二烷基苯磺酸钠、240份去离子水、O. 9份阻燃剂、100份苯こ烯单体和O. 65份过氧化ニ苯甲酰；
ニ、在74°C的条件下将焦硫酸钠、磷酸钙、十二烷基苯磺酸钠和去离子水在反应釜中进行混合并搅拌溶解，得到第一混合物；三、将阻燃剂、苯こ烯单体和过氧化ニ苯甲酰添加到第一混合物中，然后在90°C下反应6. 4小时，得到第二混合物；四、将第二混合物在95°C反应30min后，向第二混合物中添加戊烷，然后密闭反应釜并充入氮气使压カ达到5. 4MPa，然后升温到120°C至反应釜内的压カ达到8. 9MPa，进行反应8小时；将反应釜进行冷却，待温度降至43°C，放气，压カ为零后出料，洗涤，并于室温下晾干，即得阻燃发泡聚苯こ烯树脂；步骤一中所述的阻燃剂由O. 2质量份的六溴环十二烷、O. 18质量份的三氧化ニ锑、O. 22质量份的氢氧化镁和O. I质量份的红磷组成；步骤一中所述的100重量份苯こ烯单体中溶有I. 75重量份的石墨；步骤四中所述的戊烷添加量为苯こ烯单体质量的8. 3%。将制备得到的阻燃发泡聚苯こ烯树脂进行成型处理，以便得到阻燃泡沫板材。然后，将得到的阻燃泡沫板材进行性能测试(阻燃等级测试采用建筑材料及制品燃烧性能分级国家标准(GB 8624-2006);强度测试采用国家标准GB6344-96 ;热导率测试采用国家军标GJB 1875-94)。由测试结果可知本实验制备得到的阻燃泡沫板材，其阻燃等级BI级，弯曲強度和压缩强度比市售发泡苯こ烯板材強度高24. I %，热导率比市售发泡苯乙烯板材低11. 2%。实验五阻燃发泡聚苯こ烯树脂的制备方法按照以下步骤进行一、按照重量份数称取O. 25份纤维素、O. 42份磷酸钙、O. 01份十二烷基苯磺酸钠、300份去离子水、O. 95份阻燃剂、100份苯こ烯单体和O. 55份过氧化ニ苯甲酰；ニ、在75°C的条件下将纤维素、磷酸钙、十二烷基苯磺酸钠和去离子水在反应釜中进行混合并搅拌溶解，得到第一混合物；三、将阻燃剂、苯こ烯单体和过氧化ニ苯甲酰添加到第一混合物中，然后在91°C下反应6. 3小时，得到第二混合物；四、将第二混合物在95°C反应30min后，向第二混合物中添加戊烷，然后密闭反应釜并充入氮气使压カ达到5. 5MPa，然后升温到120°C至反应釜内的压カ达到9MPa，进行反应8小吋；将反应釜进行冷却，待温度降至40°C，放气，压カ为零后出料，洗涤，并于室温下晾干，即得阻燃发泡聚苯こ烯树脂；步骤一中所述的阻燃剂由O. 24质量份的六溴环十二烷、O. 20质量份的三氧化ニ锑、O. 3质量份的氢氧化镁和O. 21质量份的红磷组成；步骤一中所述的100重量份苯こ烯单体中溶有2重量份的石墨；步骤四中所述的戊烷添加量为苯こ烯单体质量的9%。将制备得到的阻燃发泡聚苯こ烯树脂进行成型处理，以便得到阻燃泡沫板材。然后，将得到的阻燃泡沫板材进行性能测试(阻燃等级测试采用建筑材料及制品燃烧性能分级国家标准(GB 8624-2006);强度测试采用国家标准GB6344-96 ;热导率测试采用国 家军标GJB 1875-94)。由测试结果可知本实验制备得到的阻燃泡沫板材，其阻燃等级BI级，弯曲強度和压缩强度比市售发泡苯こ烯板材强度高18. 7%，热导率比市售发泡苯こ烯 板材低12. 4%。
权利要求
1.阻燃发泡聚苯乙烯树脂的制备方法，其特征在于阻燃发泡聚苯乙烯树脂的制备方法按照以下步骤进行 一、按照重量份数称取O.15 O. 42份磷酸钙、O. 002 O. 01份十二烷基苯磺酸钠、150 300份去离子水、O. 5 O. 95份阻燃剂、100份苯乙烯单体和O. 4 O. 7份过氧化二苯甲酰； 二、在70 75°C的条件下将O.13 25重量份焦硫酸钠或O. 13 25重量份纤维素、磷酸钙、十二烷基苯磺酸钠和去离子水在反应釜中进行混合并搅拌溶解，得到第一混合物； 三、将阻燃剂、苯乙烯单体和过氧化二苯甲酰添加到第一混合物中，然后在87 91°C下反应5 7小时，得到第二混合物； 四、将第二混合物在95°C反应30min后，向第二混合物中添加戊烷，然后密闭反应釜并充入氮气使压力达到5 5. 5MPa，然后升温到120°C至反应釜内的压力达到8 9MPa，进行反应8小时；将反应釜进行冷却，待温度降至50 40°C，放气，压力为零后出料，洗涤，并于室温下晾干，即得阻燃发泡聚苯乙烯树脂； 步骤一中所述的阻燃剂由O. 15 O. 24质量份的六溴环十二烷、O. 05 O. 20质量份的三氧化二锑、O. I O. 3质量份的氢氧化镁和O. 10 O. 21质量份的红磷组成； 步骤一中所述的100重量份苯乙烯单体中溶有O. 85 2重量份的石墨； 步骤四中所述的戊烷添加量为苯乙烯单体质量的8 9%。
2.根据权利要求I所述阻燃发泡聚苯乙烯树脂的制备方法，其特征在于步骤一中按照重量份数称取O. 2 O. 4份磷酸钙、O. 006 O. 01份十二烷基苯磺酸钠、180 280份去离子水、O. 6 O. 9份阻燃剂、100份苯乙烯单体和O. 4份过氧化二苯甲酰。
3.根据权利要求I所述阻燃发泡聚苯乙烯树脂的制备方法，其特征在于步骤一中按照重量份数称取O. 3份磷酸钙、O. 008 O. 01份十二烷基苯磺酸钠、200 250份去离子水、O.7份阻燃剂、100份苯乙烯单体和O. 5份过氧化二苯甲酰。
4.根据权利要求I所述阻燃发泡聚苯乙烯树脂的制备方法，其特征在于步骤一中按照重量份数称取O. 35份磷酸钙、O. 009份十二烷基苯磺酸钠、210份去离子水、O. 8份阻燃剂、100份苯乙烯单体和O. 6份过氧化二苯甲酰。
5.根据权利要求I所述阻燃发泡聚苯乙烯树脂的制备方法，其特征在于步骤二中在73°C的条件下将焦硫酸钠或纤维素、磷酸钙、十二烷基苯磺酸钠和去离子水在反应釜中进行混合并搅拌溶解。
6.根据权利要求I所述阻燃发泡聚苯乙烯树脂的制备方法，其特征在于步骤三中在90°C下反应6小时。
7.根据权利要求I所述阻燃发泡聚苯乙烯树脂的制备方法，其特征在于步骤四中密闭反应釜并充入氮气使压力达到5. 2MPa。
8.根据权利要求I所述阻燃发泡聚苯乙烯树脂的制备方法，其特征在于步骤四中升温到120°C至反应釜内的压力达到8. 5MPa。
9.根据权利要求I所述阻燃发泡聚苯乙烯树脂的制备方法，其特征在于步骤四中所述的戊烷添加量为苯乙烯单体质量的8. 5%。
10.根据权利要求I所述阻燃发泡聚苯乙烯树脂的制备方法，其特征在于步骤四中待温度降至45 °C放气。
全文摘要
阻燃发泡聚苯乙烯树脂的制备方法，它涉及一种树脂的制备方法。本发明解决了发泡聚苯乙烯树脂易燃的技术问题。本发明方法如下制备第一混合物；将制备第二混合物；向第二混合物中添加戊烷，然后密闭反应釜并充入氮气使压力达到5～5.5MPa，然后升温到120℃至反应釜内的压力达到8～9MPa，进行反应8小时；将反应釜进行冷却，待温度降至50～40℃，放气，压力为零后出料，洗涤，并于室温下晾干，即得阻燃发泡聚苯乙烯树脂。本发明的阻燃发泡聚苯乙烯树脂的阻燃等级为B1级，并且其弯曲强度和压缩强度高于市售材料15.9～24.1％，而热导率比市售材料的热导率低8.7～12.4％。
文档编号C08K3/22GK102838815SQ20121033840
公开日2012年12月26日 申请日期2012年9月13日 优先权日2012年9月13日
发明者白永平, 邵路 申请人:哈尔滨工业大学