[发明专利]一种树脂组合物、石墨聚苯板及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及保温材料技术领域，具体地，涉及一种树脂组合物、石墨聚苯板及其制备方法。

背景技术

石墨聚苯板是由可发性石墨聚苯乙烯颗粒经加热预发泡后，在模具中加热成型而制得的具有闭孔结构的石墨聚苯乙烯泡沫塑料板材，被广泛用于建筑内外墙保温领域，今年来在国内外发展很快。

普通的石墨聚苯板的主要原材料是聚苯乙烯、石墨、戊烷等虽然燃烧性能等级可以达到B1级，但氧指数不高，且是热塑性材料，不能经受长时间的烘烤，不能满足相关标准要求。

石墨聚苯板一般采用如下工艺流程：颗粒预发→干燥熟化→成型→切割→包装。

石墨聚苯板的原料颗粒为可发性石墨聚苯乙烯颗粒，是聚苯乙烯和苯乙烯系共聚物中掺入纳米级的石墨颗粒，颗粒内含有戊烷等易膨胀气体，当颗粒被蒸汽加热时，聚苯乙烯软化，戊烷气体膨胀使颗粒体积增大，密度减小。然后通过干燥熟化，使颗粒内部的水蒸气散发出去，干燥的空气充实颗粒内部而稳定。再将颗粒抽进大板成型机，通入热蒸汽使颗粒表皮软化，加压粘接形成大板，然后按照需要的尺寸进行切割。

普通的石墨聚苯板存在以下不足：

1、阻燃性能主要取决于阻燃剂和纳米级石墨，阻燃剂通常使用的是六溴十二烷，六溴十二烷可在燃烧时捕获反应的自由基，中止链式反应的持续进行，但由于受热后阻燃剂即参与反应消耗掉，所以持续燃烧时阻燃效果不佳，此外，六溴十二烷被制成阻燃剂在泡沫保温材料中使用时会释放有毒物质，并且遇到火灾时会迅速产生有毒烟气；纳米级石墨分散在聚苯乙烯颗粒中，可以 起到一定的阻燃作用，但由于工艺和成本的原因，含量较少，没有很大的阻燃作用，燃烧性能等级大多只能达到B2级，勉强达到B1级。

2、普通的石墨聚苯板属于热塑性保温材料，着火燃烧时，保温板材变形流淌，火势容易蔓延。

发明内容

解决上述问题所采用的技术方案是一种树脂组合物石墨聚苯板及其制备方法。

本发明提供了一种树脂组合物，包括：热固性树脂混合液、固化剂。

优选的是，所述树脂组合物以质量份数计包括：热固性树脂混合液1.5-2质量份、固化剂0.1-0.3质量份。

优选的是，所述热固性树脂混合液以质量份数计包括：酚醛树脂60-80质量份，糠醛树脂20-40质量份，三聚氰胺甲醛树脂0.1-20质量份。

优选的是，所述酚醛树脂是由苯酚和甲醛进行缩聚生成的一阶可溶可熔树脂，其中，苯酚和甲醛摩尔比为(0.7-0.9)：1。

优选的是，所述糠醛树脂是由糠醇与酚醛缩聚生成的热固性树脂。

优选的是，所述三聚氰胺甲醛树脂是由甲醛与三聚氰胺缩聚生成的热固性树脂，其中，甲醛与三聚氰胺的摩尔比为(2-3)：1。

通过将三种树脂复配可以减少酚醛树脂的脆硬性，提高抗压、抗拉强度和耐水性。

优选的是，所述固化剂以质量份数计包括：硼酸5-20质量份，苯磺酸30-50质量份，对甲苯磺酸10-30质量份，硫酸乙酯0-20质量份，氧化镁5-10质量份，氢氧化铝5-10质量份，硅酸铝5-10质量份，石墨颗粒0-5质量份。

其中，硼酸的作用是在燃烧时促进酚醛树脂碳化，降低酚醛树脂的燃烧性能等级，形成高稳定性的残炭骨架结构，提高体积 稳定性；苯磺酸、对甲苯磺酸、硫酸乙酯都具有促进热固性树脂固化的作用，三者以一定比例复配，固化效果更好；氧化镁、氢氧化铝、硅酸铝属于耐火矿物，在燃烧时，填充在碳化的骨架中可起到防火涂料的效果。

优选的是，所述石墨颗粒的平均粒径范围为80-120nm。

石墨颗粒能起到吸收和反射热量的作用，减小燃烧时向树脂骨架内部传输的热量。

本发明还提供一种石墨聚苯板的制备方法，将上述的树脂组合物按以下步骤处理：

将石墨聚苯乙烯颗粒进行预发干燥熟化获得聚苯乙烯熟化颗粒，搅拌下加入热固性树脂混合液、固化剂获得前体颗粒；

将前体颗粒进行两次干燥获得干燥颗粒；

将干燥颗粒进行熟化加热成型，制成石墨聚苯板。

优选的是，所述聚苯乙烯熟化颗粒的发泡倍率为40-50、松散堆积密度18-25kg/m³。

优选的是，所述干燥颗粒中水的质量分数控制在5％以下。

优选的是，所述将干燥颗粒进行熟化加热成型包括：

将干燥颗粒在10-35℃下熟化8-24h后，进入成型机，通入0.3-0.5MPa的热蒸汽，加热5-10分钟后成型。

本发明还提供一种石墨聚苯板，所述石墨聚苯板是采用上述制备方法制备获得的。