[发明专利]具有优异的绝热和防火效果的可发性聚苯乙烯珠粒及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及具有改善的绝热性和阻燃性的可发性聚苯乙烯珠粒(可膨胀的聚苯乙烯珠，expandable polystyrene bead)以及生产其的方法，并且更特别地，涉及具有改善的绝热性和阻燃性的可发性聚苯乙烯珠粒以及生产其的方法，该可发性聚苯乙烯珠粒包括10-60wt％的选自金属或非金属氧化物、金属或非金属氢氧化物、硅酸盐、硼酸盐和碳酸盐中的一种或多种作为阻燃剂。

背景技术

发泡聚苯乙烯泡沫(泡沫聚苯乙烯)广泛用作用于绝缘建筑的热绝缘体。发泡聚苯乙烯泡沫的优点在于便宜、轻并且具有高加工性，但是缺点在于耐火性非常差并且具有比挤出聚苯乙烯板(XPS板)较低的绝热性。此外，发泡聚苯乙烯泡沫的缺点在于，因为当绝热性不足时为了获得期望的绝热性必须使用更厚的绝缘体，因此其生产成本增加，并且必须增加建筑的内或外壁的厚度。

为了解决上述问题，披露了用于向苯乙烯聚合工艺中加入膨胀石墨的传统技术。

例如，韩国未审查专利公开第10-2006-0030155号，题为“Method for manufacturing expandable polystyrene particles withexcellent thermal insulation capability”，披露了一种制造具有优良的热绝缘性能的可发性聚苯乙烯颗粒的方法，其中在苯乙烯聚合工艺中加入石墨颗粒，并且使用有机溴化物作为阻燃剂，因此改善了可发性聚苯乙烯颗粒的热绝缘性能；韩国未审查专利公开第10-2006-0030155号，题为“Method for manufacturing expandablepolystyrene particles with excellent thermal insulation capability”，披露了一种通过在水中悬浮通过苯乙烯聚合工艺获得的聚苯乙烯颗粒，向水-悬浮的聚苯乙烯颗粒中加入悬浮剂、石墨、有机阻燃剂和溶剂以形成混合溶液，将该混合溶液加热至120℃的温度，向加热的混合溶液中加入发泡剂，然后将所得的产物放置5小时来制造含有石墨的可发性聚苯乙烯珠粒的方法；并且韩国未审查专利公开第10-2007-0053953号，题为“Method for manufacturing expandablepolystyrene particles with excellent thermal insulation capability”，披露了一种通过以下来制造含有石墨的可发性聚苯乙烯的方法：使5wt％的石墨与聚苯乙烯颗粒混合以形成混合物，在220℃的温度下熔化该混合物，挤出该熔化的混合物以形成小聚苯乙烯球粒，然后将该小聚苯乙烯球粒引入到反应器中，使该小聚苯乙烯球粒与水、悬浮剂、有机阻燃剂和发泡调节剂混合以形成混合溶液，将该混合溶液加热到120℃的温度，向加热的混合溶液中加入发泡剂(戊烷)，将所得的产物保持5小时，然后对产物进行脱水并干燥。

上述技术彼此类似的是聚苯乙烯含有石墨，不同之处在于，制备过程彼此不同，并且存在的问题在于，当通过最初发泡可发性聚苯乙烯珠粒、老化发泡聚苯乙烯珠粒，然后使用共知的颗粒方法(particle method)模塑老化的聚苯乙烯珠粒制备发泡聚苯乙烯泡沫时，颗粒之间的粘合性不好，因此很难模塑该聚苯乙烯泡沫。而且，最终发泡的聚苯乙烯泡沫存在的问题在于，它的绝热性随着时间的流逝会变差，因为聚苯乙烯泡沫中含有的石墨具有高吸附性。因此，这些技术并不具有足够的经济效益，因此还不能投入实际应用。

为了解决这些问题，作为用铝粉涂覆可发性聚苯乙烯珠粒的技术，韩国未审查专利公开第10-2007-0076026号披露了用铝颗粒涂覆的可发性聚苯乙烯珠粒以及生产其的方法，其中板状铝粉用树脂(粘合剂)涂覆，然后使用聚丙烯蜡、聚乙烯蜡或聚苯乙烯蜡用板状铝涂覆可发性聚苯乙烯珠粒。

该技术利用其中铝反射红外线的现象来进行，存在的问题在于，尽管铝昂贵，但热绝缘性能的改善不大，并且该过程复杂，使得经济效益不足，结果该技术还没有投入实际应用。

同时，用于克服可发性聚苯乙烯珠粒的另一缺点，即阻燃性不足的常规技术如下：

韩国审查专利公开第10-1999-000001号，题为“Flame-retardantpolystyrene resin and method of preparing the same”，披露了一种通过向聚苯乙烯树脂中加入氯化石蜡、氧化锑、热膨胀石墨等作为阻燃剂制备阻燃聚苯乙烯树脂的方法。