[发明专利]聚苯乙烯泡沫板、其生产方法以及用于其的固化剂

说明书

技术领域

本发明涉及聚苯乙烯泡沫板技术领域，尤其涉及一种生物质改性聚苯乙烯泡沫板的制备方法。

背景技术

聚苯乙烯泡沫板，简称聚苯板、EPS板。聚苯乙烯泡沫板是以聚苯乙烯树脂辅以聚合物在加热混合的同时，注入催化剂，而后挤塑压出连续性闭孔发泡的硬质新型环保节能型泡沫塑料板，其内部为独立的密闭式气泡结构，是一种具有高抗压、吸水率低、防潮、不透气、质轻、耐腐蚀、抗老化、导热系数低等优异性能的保温材料，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。

对于聚苯板来说，阻燃性是一个重要的指标，业界总是希望尽可能高地提供聚苯板的阻燃性。最常用的做法是引入阻燃剂，有有机阻燃剂和无机阻燃剂两大类。但是它们的应用皆有局限，有机阻燃剂大多为发烟物质，毒性较大，因此引入量受限，无机阻燃剂的毒性低，甚至无毒性，但是，引入量过多会降低聚苯板的机械强度，脆性提高。为此，人们已经将目光转向对树脂材料的选择，例如，近年来酚醛树脂已经成为主要的聚苯板用固化树脂，就是因为其具有较佳的不易燃性能。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种新的聚苯乙烯泡沫板，其利用一种新的固化树脂，提高产品的阻燃性能。

本发明的另一个目的是提供一种用于制备聚苯乙烯泡沫板的生产方法，以进一步改进产品的阻燃性能。

本发明的另一个目的是提供一种用于制备聚苯乙烯泡沫板的固化剂，该固化剂可以显著提高产品的机械强度和吸水率。

在本发明的第一方面，提供一种聚苯乙烯泡沫板，其制备原料包含可发性聚苯乙烯颗粒、热固性树脂、固化剂、阻燃剂，其特征在于，所述热固性树脂是生物质改性呋喃树脂，其主要由15～35重量份甲醛、5～10重量份尿素、60～90重量份糠醇和5-40份木质素制成。本发明采用生物质改性呋喃树脂作为指标原料，所得产品的阻燃性能高于目前主流的酚醛树脂-聚苯乙烯泡沫板。

在一种具体实施方式中，所述生物质改性呋喃树脂由以下方法制备：

(1)糠醇与木质素在70～80℃反应，制得木质素改性糠醇组分；

(2)向甲醛中加入部分尿素，待尿素完全溶解后，调节pH值为7.8～9.8，于80～90℃反应；

(3)向步骤(2)反应体系中加入部分步骤(1)制得的木质素改性糠醇组分，反应1～2小时；

(4)将步骤(3)体系的pH值调整为3.7～5.5，在90～95℃反应；

(5)向步骤(4)体系加入剩余尿素，调整pH值为7～8，于70～80℃反应1～2小时后，脱水，加入剩余木质素改性糠醇组分。

进一步地，第一次加入的尿素为尿素总量的70％～80％。

进一步地，第一次加入的木质素改性糠醇组分为木质素改性糠醇组分总量的25％～40％。

在一种实施方式中，所述制备原料具体质量配比为：

优选地，用于本发明的固化剂以摩尔比计由下述成分制备得到：

进一步地，通过下述方法制备所述固化剂：将浓硫酸滴入100℃以下的苯酚溶液中，然后在100℃～130℃恒温10～60min；降温至40℃～70℃，再依次加入对甲苯磺酸、二甲苯磺酸和水的混合液体以及磷酸，得到固化剂。

采用上述固化剂，特别适合引入上述生物质树脂的聚苯板，相对于普通固化剂提高了产品的机械强度、吸水指标。

在本发明的第二方面，通过下述步骤制备所述聚苯板：

(1)聚苯乙烯泡沫颗粒的预发：将聚苯乙烯颗粒料置于蒸汽热压器中，通入压强为0.01MPa～0.07MPa的高压水蒸汽，加热1～50s,保压1～50s，得到密度在10～25g/L的颗粒料；

(2)聚苯乙烯泡沫颗粒的包覆膜：先将所述生物质改性呋喃树脂和步骤(1)中得到的聚苯乙烯颗粒混合均匀，再加入所述固化剂，搅拌均匀，最后加入阻燃剂和可选的颜料，搅拌得到均匀包覆的聚苯乙烯预发颗粒；

(3)模压成型：将步骤(2)中得到的均匀包覆聚苯乙烯预发颗粒置于蒸汽热压模具中，通入水蒸汽模压成型。

进一步地，步骤(3)的模压条件为，水蒸汽压强0.005MPa～0.05MPa，保压30s～120s后，空冷时间300s～1200s，真空为-0.005MPa～-0.05MPa，得到所述聚苯乙烯泡沫板。

相对于现有的制备方法，本发明的上述方法针对新材料的引入进行了改进，提高了产品性能指标。