纳米防火聚苯乙烯泡沫板及其制备方法与流程

本发明涉及建筑防火隔热保温的技术领域，尤其涉及一种纳米防火聚苯乙烯泡沫板及其制备方法。

背景技术：

聚苯乙烯泡沫板——又名泡沫板、EPS板是由含有挥发性液体发泡剂的可发性聚苯乙烯珠粒，经加热预发后在模具中加热成型的白色物体，其有微细闭孔的结构特点，主要用于建筑墙体，屋面保温，复合板保温，冷库、空调、车辆、船舶的保温隔热，地板采暖，装潢雕刻等用途非常广泛。

聚苯乙烯泡沫板制造成本低廉，隔热保温效果最好的材料之一，广泛应用到建筑和包装领域。但由于其防火性能差，该产品目前最高只能达到国家B1级防火的标准，燃烧时会产生致命毒气，已经被国家相关部门明令禁止使用，改用玻璃岩棉取代聚苯乙烯泡沫板，玻璃岩棉虽然具有隔热保温功和A级防火功能，但是属于高耗能、高排放、高污染的产业，浪费资源，影响环境，而且不能防潮、吸水，对人体健康有伤害，施工成本高，无法降解。

技术实现要素：

针对上述技术中存在的不足之处，本发明提供一种达到国家A级防火功效的纳米防火聚苯乙烯泡沫板及其制备方法。

为了达到上述目的，本发明一种纳米防火聚苯乙烯泡沫板，包括以下成分：

聚苯乙烯原材料；

气相二氧化硅；

纳米气凝胶；

石墨烯；

以及白色高温陶瓷釉料。

其中，以质量份数配比，包括以下成分：

聚苯乙烯原材料 40-50份；

气相二氧化硅 40-50份；

纳米气凝胶 2-5份；

石墨烯 2-5份；

以及白色高温陶瓷釉料 2-10份。

其中，以质量分数配比，具体包括以下成分：

聚苯乙烯原材料 46份；

气相二氧化硅 45份；

纳米气凝胶 2份；

石墨烯 2份；

以及白色高温陶瓷釉料 5份。

其中，所述纳米防火聚苯乙烯泡沫板在加热能量来自于火力发电过程中排放的余热。

本发明一种纳米防火聚苯乙烯泡沫板的制备方法，包括以下合成步骤：

S1、原料混合：以质量份数为配比，将40-50份的聚苯乙烯原材料、40-50份的气相二氧化硅、2-5份的纳米气凝胶、2-5份的石墨烯以及2-10份的白色高温陶瓷釉料进行充分混合；

S2、加温搅拌：将混合物料置于具有电加热功能的搅拌设备中升温进行搅拌，使物料充分混合；

S3、烘烤粘合：将搅拌均匀的聚苯乙烯材料置于烤箱内继续升温烘烤，使聚苯乙烯粉末产生粘性将气相二氧化硅、纳米气凝胶、石墨烯以及白色高温陶瓷釉料粘合在一起；

S4、颗粒发泡：将烘干的改性聚苯乙烯混合物置于发泡备用桶中，边搅拌边将混合物料吸入发泡机内发泡形成颗粒；

S5、板材发泡：将发泡颗粒送入二次板材成型模具中进行高温发泡形成纳米聚苯乙烯板材。

其中，在S1中原料混合的具体配比为聚苯乙烯原材料46份，气相二氧化硅45份，纳米气凝胶2份，石墨烯2份以及白色高温陶瓷釉料5份。

其中，在S2搅拌设备中的温度为50-70℃，搅拌时间为10-20分钟。

其中，在S3烤箱内的加热温度为70-90℃，烘烤时间为20-40分钟。

其中，在S4的颗粒发泡过程和S5的板材发泡过程中，所述发泡机以及二次板材成型模具均包括发热腔，所述发泡机的发热腔以及二次板材成型模具的发热腔均通过管道与火力发电热排放接口相连，连通的管道外表面均进行过保温处理所述发泡机的发热腔以及二次板材成型模具的发热腔温度均在250-350℃之间。

其中，在S5的板材发泡过程中，由于经过一次发泡的颗粒表面被气相二氧化硅、纳米气凝胶、石墨烯以及白色高温陶瓷釉料包裹，所以在进行第二次板材发泡时，颗粒之间粘性不足无法粘合，故在S5的过程中，还要添加5-15份的未改性发泡颗粒作为粘接材料，使改性发泡颗粒与未改性发泡颗粒充分搅拌均匀后再进入二次板材成型模具中进行板材成型。

本发明的有益效果是：

与现有技术相比，本发明的纳米防火聚苯乙烯泡沫板，通过向聚苯乙烯原材料中添加气相二氧化硅、纳米气凝胶、石墨烯以及白色高温陶瓷釉料，从而将现有的聚苯乙烯泡沫板进行改性处理，使得聚苯乙烯泡沫板在具备已有的隔热保温功能的前提下，还能达到防火效果。本发明通过配方调整，生产一种既具有隔热保温功能又能达到A级防火改性的聚苯乙烯泡沫板，提高了消防安全，降低了隔热保温材料成本，实现节能减排的目的，填补了技术空白。

附图说明

图1为本发明纳米防火聚苯乙烯泡沫板的制备方法的流程示意图；

图2为国家防火建筑材料质量监督检测中心出具的本发明聚苯乙烯泡沫板的检测报告一；

图3为国家防火建筑材料质量监督检测中心出具的本发明聚苯乙烯泡沫板的检测报告二；

图4为国家防火建筑材料质量监督检测中心出具的本发明聚苯乙烯泡沫板的检测报告三；

图5为国家防火建筑材料质量监督检测中心出具的本发明聚苯乙烯泡沫板的检测报告四；

图6为国家防火建筑材料质量监督检测中心出具的本发明聚苯乙烯泡沫板的检测报告五。

具体实施方式

为了更清楚地表述本发明，下面结合附图对本发明作进一步地描述。

请参阅图1，本发明一种纳米防火聚苯乙烯泡沫板的制备方法，包括以下合成步骤：

S1、原料混合：以质量份数为配比，将40-50份的聚苯乙烯原材料、40-50份的气相二氧化硅、2-5份的纳米气凝胶、2-5份的石墨烯以及2-10份的白色高温陶瓷釉料进行充分混合；

S2、加温搅拌：将混合物料置于具有电加热功能的搅拌设备中升温进行搅拌，使物料充分混合，搅拌设备中的温度为50-70℃，搅拌时间为10-20分钟；

S3、烘烤粘合：将搅拌均匀的聚苯乙烯材料置于烤箱内继续升温烘烤，使聚苯乙烯粉末产生粘性将气相二氧化硅、纳米气凝胶、石墨烯以及白色高温陶瓷釉料粘合在一起；烤箱内的加热温度为70-90℃，烘烤时间为20-40分钟；

S4、颗粒发泡：将烘干的改性聚苯乙烯混合物置于发泡备用桶中，边搅拌边将混合物料吸入发泡机内发泡形成颗粒；

S5、板材发泡：将发泡颗粒送入二次板材成型模具中进行高温发泡形成纳米聚苯乙烯板材。

在本实施例中，在S4的颗粒发泡过程和S5的板材发泡过程中，所述发泡机以及二次板材成型模具均包括发热腔，所述发泡机的发热腔以及二次板材成型模具的发热腔均通过管道与火力发电热排放接口相连，连通的管道外表面均进行过保温处理所述发泡机的发热腔以及二次板材成型模具的发热腔温度均在250-350℃之间。本发明利用火力发电或其它热排放的高温热气发明一种纳米防火聚苯乙烯泡沫板，既实现热排放巧妙利用，间接减少其它热排放对环境的影响，又有效降低了聚苯乙烯泡沫生产的成本，把原本高耗能的产业，变成了废气利用、节能环保的产业，具有深远的历史意义和市场价值。

在本实施例中，在S5的板材发泡过程中，由于经过一次发泡的颗粒表面被气相二氧化硅、纳米气凝胶、石墨烯以及白色高温陶瓷釉料包裹，所以在进行第二次板材发泡时，颗粒之间粘性不足无法粘合，故在S5的过程中，还要添加5-15份的未改性发泡颗粒作为粘接材料，使改性发泡颗粒与未改性发泡颗粒充分搅拌均匀后再进入二次板材成型模具中进行板材成型。

本发明一种纳米防火聚苯乙烯泡沫板，以质量分数配比，具体包括以下成分：

聚苯乙烯原材料 46份；

气相二氧化硅 45份；

纳米气凝胶 2份；

石墨烯 2份；

以及白色高温陶瓷釉料 5份。

本发明一种纳米防火聚苯乙烯泡沫板，以质量分数配比，具体包括以下成分：

聚苯乙烯原材料 40份；

气相二氧化硅 40份；

纳米气凝胶 2份；

石墨烯 2份；

以及白色高温陶瓷釉料 2份。

本发明一种纳米防火聚苯乙烯泡沫板，以质量分数配比，具体包括以下成分：

聚苯乙烯原材料 50份；

气相二氧化硅 50份；

纳米气凝胶 5份；

石墨烯 5份；

以及白色高温陶瓷釉料 10份。

以上三种配比的纳米防火聚苯乙烯泡沫板均通过国家防火建筑材料质量监督检测中心A级检测。具体检测报告见附图2-6。

以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。