本发明属于材料领域,具体涉及一种阻燃发泡建筑保温板及其制备方法。
背景技术:
聚苯乙烯泡沫材料是以聚苯乙烯树脂为基料,加入发泡剂等辅助材料,经加热发泡而成的轻质材料,它具有质轻、导热系数小、吸水率低、耐水、耐老化、耐低温、易加工、价廉质优等优点。但是聚苯乙烯泡沫保温材料在给人们的生活带来巨大方便的同时,其易燃性也给它的应用带来了一定的限制。聚苯乙烯泡沫本身是易燃材料,在火灾和高温条件下极易发生分解燃烧,并伴有大量毒气产生;
因此,急需研究一种新的聚苯乙烯泡沫保温材料,以提高火灾安全性。
技术实现要素:
本发明的目的是提供一种阻燃发泡建筑保温板及其制备方法。
为实现上述目的,本发明采用以下技术方案:
一种阻燃发泡建筑保温板,它是由下述重量份的原料组成的:
磷酸二氢铝5-7、过硫酸铵1-2、丙烯酰胺30-40、ac发泡剂10-16、改性碳纳米管10-13、三硬脂酸甘油酯1-2、三氯化磷4-7、乙二醇3-5、聚苯乙烯130-150、对甲基苯磺酸0.01-0.02。
所述改性碳纳米管是由下述重量份的原料组成的:
碳纳米管30-40、环氧丙烷10-13、氯仿60-70、蓖麻油酸钙2-3。
所述改性碳纳米管的制备方法,包括以下步骤:
(1)取环氧丙烷、蓖麻油酸钙混合,加入到氯仿中,搅拌均匀,得氯仿溶液;
(2)取碳纳米管,加入到浓度为96-98%的硫酸溶液中,浸泡2-3小时,过滤,加入到上述氯仿溶液中,升高温度为60-65℃,保温搅拌100-140分钟,出料冷却,即得所述改性碳纳米管。
一种阻燃发泡建筑保温板的制备方法,包括以下步骤:
(1)取过硫酸铵,加入到其重量40-50倍的去离子水中,搅拌均匀;
(2)取三氯化磷、乙二醇混合,加入磷酸二氢铝,升高温度为90-95℃,加入对甲基苯磺酸,保温搅拌1-2小时,得磷化填料;
(3)取丙烯酰胺,与上述磷化填料混合,加入到混合料重量30-35倍的去离子水中,搅拌均匀,加入改性碳纳米管,升高温度为140-150℃,保温搅拌100-120分钟,出料冷却,送入到反应釜中,通入氮气,加入上述过硫酸铵水溶液,保温搅拌3-5小时,出料,抽滤,将滤饼水洗,干燥,得聚合物改性碳纳米管;
(4)取上述聚合物改性碳纳米管,与三硬脂酸甘油酯、聚苯乙烯混合,搅拌均匀,送入到挤出机中,熔融挤出,冷却,得改性聚苯乙烯;
(5)取上述改性聚苯乙烯,与ac发泡剂混合,搅拌均匀,送入到发泡机中,在0.3-0.4mpa、140-150℃下蒸汽加热1-2小时,出料,室温冷却,即得所述阻燃发泡建筑保温板。
本发明的优点:
本发明首先将碳纳米管活化,采用环氧丙烷改性,得到改性碳纳米管;然后以三氯化磷、乙二醇为原料,共混酯化,在酯化过程中加入磷酸二氢铝,将得到的磷化填料与丙烯酰胺单体共混,再与环氧改性的碳纳米管共混,高温下促进环氧交联,然后在引发剂作用下聚合,得聚合物改性碳纳米管,本发明的改性碳纳米管与聚苯乙烯的相容性好,可以有效的提高成品材料的力学强度,而碳纳米管通过聚丙烯酰胺插层,遇火燃烧可以形成稳定的膨胀碳层,起到很好的防火效果,而加入的磷化填料与膨胀碳层可以起到很好的协同防火性能,增强成品的阻燃效果。
具体实施方式
实施例1
一种阻燃发泡建筑保温板,它是由下述重量份的原料组成的:
磷酸二氢铝5、过硫酸铵1、丙烯酰胺30、ac发泡剂10、改性碳纳米管10、三硬脂酸甘油酯1、三氯化磷4、乙二醇3、聚苯乙烯130、对甲基苯磺酸0.01。
所述改性碳纳米管是由下述重量份的原料组成的:
碳纳米管30、环氧丙烷10、氯仿60、蓖麻油酸钙2。
所述改性碳纳米管的制备方法,包括以下步骤:
(1)取环氧丙烷、蓖麻油酸钙混合,加入到氯仿中,搅拌均匀,得氯仿溶液;
(2)取碳纳米管,加入到浓度为96%的硫酸溶液中,浸泡2小时,过滤,加入到上述氯仿溶液中,升高温度为60℃,保温搅拌100分钟,出料冷却,即得所述改性碳纳米管。
一种阻燃发泡建筑保温板的制备方法,包括以下步骤:
(1)取过硫酸铵,加入到其重量40-50倍的去离子水中,搅拌均匀;
(2)取三氯化磷、乙二醇混合,加入磷酸二氢铝,升高温度为90℃,加入对甲基苯磺酸,保温搅拌1小时,得磷化填料;
(3)取丙烯酰胺,与上述磷化填料混合,加入到混合料重量30倍的去离子水中,搅拌均匀,加入改性碳纳米管,升高温度为140℃,保温搅拌100分钟,出料冷却,送入到反应釜中,通入氮气,加入上述过硫酸铵水溶液,保温搅拌3小时,出料,抽滤,将滤饼水洗,干燥,得聚合物改性碳纳米管;
(4)取上述聚合物改性碳纳米管,与三硬脂酸甘油酯、聚苯乙烯混合,搅拌均匀,送入到挤出机中,熔融挤出,冷却,得改性聚苯乙烯;
(5)取上述改性聚苯乙烯,与ac发泡剂混合,搅拌均匀,送入到发泡机中,在0.3mpa、140℃下蒸汽加热1小时,出料,室温冷却,即得所述阻燃发泡建筑保温板。
实施例2
一种阻燃发泡建筑保温板,它是由下述重量份的原料组成的:
磷酸二氢铝7、过硫酸铵2、丙烯酰胺40、ac发泡剂16、改性碳纳米管13、三硬脂酸甘油酯2、三氯化磷7、乙二醇5、聚苯乙烯150、对甲基苯磺酸0.02。
所述改性碳纳米管是由下述重量份的原料组成的:
碳纳米管40、环氧丙烷13、氯仿70、蓖麻油酸钙3。
所述改性碳纳米管的制备方法,包括以下步骤:
(1)取环氧丙烷、蓖麻油酸钙混合,加入到氯仿中,搅拌均匀,得氯仿溶液;
(2)取碳纳米管,加入到浓度为98%的硫酸溶液中,浸泡3小时,过滤,加入到上述氯仿溶液中,升高温度为65℃,保温搅拌140分钟,出料冷却,即得所述改性碳纳米管。
一种阻燃发泡建筑保温板的制备方法,包括以下步骤:
(1)取过硫酸铵,加入到其重量40倍的去离子水中,搅拌均匀;
(2)取三氯化磷、乙二醇混合,加入磷酸二氢铝,升高温度为95℃,加入对甲基苯磺酸,保温搅拌2小时,得磷化填料;
(3)取丙烯酰胺,与上述磷化填料混合,加入到混合料重量35倍的去离子水中,搅拌均匀,加入改性碳纳米管,升高温度为150℃,保温搅拌120分钟,出料冷却,送入到反应釜中,通入氮气,加入上述过硫酸铵水溶液,保温搅拌5小时,出料,抽滤,将滤饼水洗,干燥,得聚合物改性碳纳米管;
(4)取上述聚合物改性碳纳米管,与三硬脂酸甘油酯、聚苯乙烯混合,搅拌均匀,送入到挤出机中,熔融挤出,冷却,得改性聚苯乙烯;
(5)取上述改性聚苯乙烯,与ac发泡剂混合,搅拌均匀,送入到发泡机中,在0.4mpa、150℃下蒸汽加热2小时,出料,室温冷却,即得所述阻燃发泡建筑保温板。
性能测试:
实施例1的阻燃发泡建筑保温板:
氧指数32;
抗拉强度247kpa;
导热系数0.027w/m.k。
实施例2的阻燃发泡建筑保温板:
氧指数33;
抗拉强度251kpa;
导热系数0.029w/m.k。