阻燃xps擠塑發(fā)泡板的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種阻燃XPS擠塑發(fā)泡板，其特征在于它的配方由以下質(zhì)量份數(shù)的材料配比而成：PS料100份、可膨脹石墨4~10份、磷系阻燃劑3~8份、氯系阻燃劑0.5~8份或者PS料100份、可膨脹石墨4~10份、磷系阻燃劑3~8份、溴系阻燃劑0.3~6份。該阻燃XPS擠塑發(fā)泡板具有產(chǎn)品阻燃效果好、生產(chǎn)工藝簡單、生產(chǎn)成本低的優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】阻燃XPS擠塑發(fā)泡板

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種阻燃XPS擠塑發(fā)泡板。

【背景技術(shù)】
[0002] XPS擠塑發(fā)泡板(擠塑聚苯乙烯泡沫板)具有閉孔的發(fā)泡結(jié)構(gòu)，因此導(dǎo)熱系數(shù)小，具 有優(yōu)異的保溫性能，是各種保溫結(jié)構(gòu)的首選，但XPS擠塑發(fā)泡板易燃，火一點(diǎn)就著，因此要 加阻燃劑阻燃，使其達(dá)到難燃的目的。
[0003] 傳統(tǒng)的生產(chǎn)方法有兩種： 第一種阻燃方式是采用加入六溴環(huán)十二烷，現(xiàn)在國內(nèi)普遍采用，但它的阻燃效果只能 在短期內(nèi)存在且不環(huán)保，屬于禁用淘汰產(chǎn)品。
[0004] 第二種是可膨脹石墨與氮磷阻燃劑復(fù)配，其生產(chǎn)方法是將PS料(聚苯乙烯系塑 料)、可膨脹石墨及氮磷阻燃劑混合后加入到設(shè)備中然后發(fā)泡，但阻燃劑的加入是有限度 的，加少了起不到阻燃效果，加多了影響發(fā)泡工藝而生產(chǎn)不穩(wěn)定，因而其阻燃等級(jí)很難達(dá)到 B1級(jí)。
[0005] 阻燃劑可分為無機(jī)和有機(jī)兩大類，可膨脹石墨屬無機(jī)阻燃劑，磷系阻燃劑、氯系阻 燃劑以及溴系阻燃劑屬有機(jī)阻燃劑。
[0006] 按阻燃作用分，可分為主阻燃劑和附阻燃劑。單一的阻燃劑阻燃效果有一定的局 限性，有的材料多種阻燃劑單一使用都達(dá)不到阻燃效果，但將它們合理地組合起來卻得到 了意想不到的阻燃效果。復(fù)合阻燃劑中各單一組分的作用不同，即可視為某種組分是主阻 燃劑，某種組分是附阻燃劑。復(fù)合阻燃劑中不可沒有的某種組分是主阻燃劑。
[0007] 如圖1所示，可膨脹石墨在200度左右時(shí)開始膨脹，當(dāng)遇火燃燒時(shí)產(chǎn)生蠕蟲狀的碳 絲3附在基體1表面可阻擋火焰，在膨脹過程中可吸收熱量而減少基體材料的分解而阻止 燃燒，但單獨(dú)使用時(shí)膨脹的碳絲燃燒時(shí)容易飛出脫離基體1，且產(chǎn)生的碳絲層松散。故一般 與磷系阻燃劑配合使用，如APP、紅磷等。
[0008] 磷及磷化合物很早就被用作阻燃劑使用，對(duì)它的阻燃機(jī)理研究得也較早，起初發(fā) 現(xiàn)使用磷系阻燃劑的材料燃燒時(shí)會(huì)生成很多焦炭，并減少了可燃性揮發(fā)性物質(zhì)的生產(chǎn)量， 燃燒時(shí)阻燃材料的熱失重大大降低，但阻燃材料燃燒時(shí)的煙密度比未阻燃時(shí)增加。根據(jù)上 面的事實(shí)提出了一些阻燃機(jī)理。從磷化合物在不同反應(yīng)區(qū)內(nèi)所起阻燃作用可分為凝聚相中 阻燃機(jī)理和蒸汽相中阻燃機(jī)理，有機(jī)磷系阻燃劑在凝聚相中發(fā)揮阻燃作用，其阻燃機(jī)理如 下： 如圖2所示，在燃燒時(shí)，磷化合物分解生成磷酸的非燃性液態(tài)膜4,液態(tài)膜4覆蓋在基體 1表面，其沸點(diǎn)可達(dá)300°C，有少量的磷可使聚合物脫水碳化而形成碳層2。同時(shí)，磷酸又進(jìn) 一步脫水生成偏磷酸，偏磷酸進(jìn)一步聚合生成聚偏磷酸。在這個(gè)過程中，不僅由磷酸生成的 覆蓋層起到覆蓋效應(yīng)，而且由于生成的聚偏磷酸是強(qiáng)酸，是很強(qiáng)的脫水劑，使聚合物脫水而 炭化，改變了聚合物燃燒過程的模式并在其表面形成碳膜以隔絕空氣，從而發(fā)揮更強(qiáng)的阻 燃效果。
[0009] 磷系阻燃劑的阻燃作用主要體現(xiàn)在火災(zāi)初期的高聚物分解階段，因其能促進(jìn)聚合 物脫水碳化，從而減少聚合物因熱分解而產(chǎn)生的可燃性氣體的數(shù)量，并且所生成的碳層還 能隔絕外界空氣和熱。通常，磷系阻燃劑對(duì)含氧聚合物的作用效果最佳，主要被用在含羥基 的纖維素、聚氨酯、聚酯等聚合物中。對(duì)于不含氧的烴類聚合物，磷系阻燃劑的作用效果就 比較小。
[0010] 含磷阻燃劑也是一種自由基捕獲劑，利用質(zhì)譜技術(shù)發(fā)現(xiàn)，任何含磷化合物在聚合 物燃燒時(shí)都有Ρ〇·形成。它可以與火焰區(qū)域中的氫原子結(jié)合，起到抑制火焰的作用。另外， 磷系阻燃劑在阻燃過程中產(chǎn)生的水分，一方面可以降低凝聚相的溫度，另一方面可以稀釋 氣相中可燃物的濃度，從而更好地起到阻燃作用。
[0011] 如圖3所示，含氯阻燃劑主要在氣相中發(fā)揮作用，因?yàn)槁然锓纸猱a(chǎn)生的氯化氫 氣體是不燃性氣體，有稀釋效應(yīng)，它比重較大，形成一層氣膜5覆蓋在基體1表面的碳層2 夕卜，可隔絕空氣和熱，起覆蓋效應(yīng)。同時(shí)氯化氫能抑制高分子材料燃燒的連鎖反應(yīng)，起清除 自由基的作用。含氯阻燃劑還有一定的成碳作用，燃燒時(shí)在高分子材料表面形成一層很薄 的碳層2,也可隔絕空氣和熱。
[0012] PS料的純度直接影響XPS擠塑板的發(fā)泡工藝，雜質(zhì)越多則發(fā)泡質(zhì)量差甚至不能發(fā) 泡。阻燃劑的加入對(duì)發(fā)泡生產(chǎn)工藝有直接的影響，加少了不起阻燃作用，加多了則會(huì)影響發(fā) 泡工藝，所以如何利用好發(fā)泡工藝和阻燃劑的阻燃效率及生產(chǎn)成本是生產(chǎn)阻燃XPS擠塑板 的關(guān)鍵所在。因此尋求一種產(chǎn)品阻燃效果好、生產(chǎn)工藝簡單、生產(chǎn)成本低的阻燃XPS擠塑發(fā) 泡板的配方及其生產(chǎn)方法尤為重要。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0013] 本發(fā)明的目的在于克服上述不足，提供一種產(chǎn)品阻燃效果好、生產(chǎn)工藝簡單、生產(chǎn) 成本低的阻燃XPS擠塑發(fā)泡板。
[0014] 本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的： 一種阻燃XPS擠塑發(fā)泡板，它的配方由以下質(zhì)量份數(shù)的材料配比而成：PS料100份、可 膨脹石墨4~10份、磷系阻燃劑3~8份、氯系阻燃劑0. 5~8份或者PS料100份、可膨脹石墨 4~10份、磷系阻燃劑3~8份、溴系阻燃劑0. 3飛份。
[0015] 作為一種優(yōu)選，可膨脹石墨采用5(Γ200目。
[0016] 作為一種優(yōu)選，磷系阻燃劑采用包覆紅磷。
[0017] 作為一種優(yōu)選，氯系阻燃劑采用氯化石臘（70)、TCPP或者兩者的組合。
[0018] 作為一種優(yōu)選，阻燃XPS擠塑發(fā)泡板的配方中還加入抗氧劑，抗氧劑組分為0. 1~1 份。抗氧劑為抗氧劑1010或者抗氧劑168。
[0019] 阻燃XPS擠塑發(fā)泡板，阻燃XPS擠塑發(fā)泡板的配方的各個(gè)組分如下：PS料100份、 可膨脹石墨6~8. 5份、磷系阻燃劑Γ7. 5份、氯系阻燃劑3~5份。它的配方中還加入抗氧劑， 抗氧劑組分為〇. 3~0. 5份。
[0020] 本發(fā)明的有益效果是： 阻燃XPS擠塑發(fā)泡板由于復(fù)合配方中加入了氯系阻燃劑或者溴系阻燃劑，可使總的阻 燃劑少加而達(dá)到同樣的阻燃效果，少加阻燃劑有利于產(chǎn)品發(fā)泡成型，磷系阻燃劑價(jià)格昂貴， 少加磷系阻燃劑節(jié)約了產(chǎn)品成本。生產(chǎn)時(shí)只需將配方配比好直接加入發(fā)泡設(shè)備進(jìn)行生產(chǎn)即 可。阻燃XPS擠塑發(fā)泡板燃燒時(shí)表面形成固、液、氣組成的保護(hù)層，阻燃效果好。因此該阻 燃XPS擠塑發(fā)泡板具有產(chǎn)品阻燃效果好、生產(chǎn)工藝簡單、生產(chǎn)成本低的優(yōu)點(diǎn)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021] 圖1為XPS擠塑發(fā)泡板的PS料加入可膨脹石墨燃燒后的層狀結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022] 圖2為XPS擠塑發(fā)泡板PS料加入磷系阻燃劑燃燒后的層狀結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023] 圖3為XPS擠塑發(fā)泡板PS料加入氯系阻燃劑燃燒后的層狀結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024] 圖4為本發(fā)明阻燃XPS擠塑發(fā)泡板燃燒后的層狀結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025] 圖中附圖標(biāo)記： 基體1、碳層2、碳絲3、液態(tài)膜4、氣膜5。

【具體實(shí)施方式】
[0026] -種阻燃XPS擠塑發(fā)泡板的配方，配方由PS料、可膨脹石墨、磷系阻燃劑以及氯系 阻燃劑復(fù)合而成，可膨脹石墨優(yōu)選采用5(Γ200目、磷系阻燃劑優(yōu)選采用包覆紅磷、氯系阻 燃劑優(yōu)選采用氯化石臘（70)、TCPP (TCPP為磷酸三（2-氯丙基）酯的簡稱）或者兩者的組 合。配方中還可以加入抗氧劑，抗氧劑優(yōu)選采用抗氧劑1010或者抗氧劑168。
[0027] 阻燃XPS擠塑發(fā)泡板的配方的各個(gè)組分如下：PS料100份、可膨脹石墨4~10份、 磷系阻燃劑:Γ8份、氯系阻燃劑0. 5~8份。如加入抗氧劑，抗氧劑組分為0. 1~1份。
[0028] 作為一種優(yōu)選，阻燃XPS擠塑發(fā)泡板的配方的各個(gè)組分如下：PS料100份、可膨 脹石墨6~8. 5份、磷系阻燃劑Γ7. 5份、氯系阻燃劑3~5份。如加入抗氧劑，抗氧劑組分為 0· 3?0· 5 份。
[0029] 上述的氯系阻燃劑可以用溴系阻燃劑替代，其加入量為0. 3-6份。溴系阻燃劑可 以采用六溴環(huán)十二烷。
[0030] 生產(chǎn)時(shí)將阻燃XPS擠塑發(fā)泡板的配方材料按比例充分混合后加入到發(fā)泡設(shè)備中， 經(jīng)過發(fā)泡設(shè)備發(fā)泡最終成為阻燃XPS擠塑發(fā)泡板。
[0031] 實(shí)施例1 :PS料100份、可膨脹石墨6份、包覆紅磷6份，所得產(chǎn)品為阻燃B2級(jí)。
[0032] 實(shí)施例2 :PS料100份、可膨脹石墨8. 5份、包覆紅磷7. 5份、抗氧劑0. 3份，所得 產(chǎn)品為難燃B1級(jí)，氧指數(shù)26。
[0033] 實(shí)施例3 :PS料100份、可膨脹石墨6份、包覆紅磷4份、氯化石臘（70)1份、TCPP2 份、抗氧劑〇. 3份，所得產(chǎn)品為難燃B1級(jí)，氧指數(shù)26。
[0034] 實(shí)施例4 :PS料100份、可膨脹石墨6份、包覆紅磷5份、氯化石臘（70)2份、TCPP1 份、抗氧劑〇. 3份，所得產(chǎn)品為難燃B1級(jí)，氧指數(shù)30。
[0035] 實(shí)施例5 :PS料100份、可膨脹石墨7份、包覆紅磷4份、氯化石臘（70) 3份、抗氧 劑〇. 3份產(chǎn)品為難燃B1級(jí)，氧指數(shù)30。
[0036] 實(shí)施例6 :PS料100份、可膨脹石墨7份、包覆紅磷4份、抗氧劑0. 3份產(chǎn)品為阻燃 B2級(jí)。
[0037] 實(shí)施例7 :PS料100份、可膨脹石墨6份、包覆紅磷5份、抗氧劑0. 3份產(chǎn)品為阻燃 B2級(jí)。
[0038] 下表為各個(gè)實(shí)施例的對(duì)比：

【權(quán)利要求】
1. 一種阻燃XPS擠塑發(fā)泡板，其特征在于它的配方由以下質(zhì)量份數(shù)的材料配比而成： PS料100份、可膨脹石墨4~10份、磷系阻燃劑3~8份、氯系阻燃劑0. 5~8份或者PS料100 份、可膨脹石墨4~10份、磷系阻燃劑3~8份、溴系阻燃劑0. 3飛份。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種阻燃XPS擠塑發(fā)泡板，其特征在于可膨脹石墨采用 50?200目。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種阻燃XPS擠塑發(fā)泡板，其特征在于磷系阻燃劑采用包覆 紅磷。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種阻燃XPS擠塑發(fā)泡板，其特征在于氯系阻燃劑采用氯化 石臘（70 )、TCPP或者兩者的組合。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種阻燃XPS擠塑發(fā)泡板，其特征在于它的配方中還加入抗 氧劑，抗氧劑組分為0. 1~1份。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種阻燃XPS擠塑發(fā)泡板，其特征在于抗氧劑為抗氧劑1010 或者抗氧劑168。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種阻燃XPS擠塑發(fā)泡板，其特征在于阻燃XPS擠塑發(fā)泡板 的配方的各個(gè)組分如下：PS料100份、可膨脹石墨6~8. 5份、磷系阻燃劑Γ7. 5份、氯系阻 燃劑:Γ5份。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種阻燃XPS擠塑發(fā)泡板，其特征在于它的配方中還加入抗 氧劑，抗氧劑組分為0. 3~0. 5份。
【文檔編號(hào)】C08K13/02GK104045928SQ201410247916
【公開日】2014年9月17日 申請(qǐng)日期:2014年6月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月6日
【發(fā)明者】趙祖良, 趙趕超 申請(qǐng)人:趙祖良