一種隔熱聚苯乙烯泡沫材料的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于隔熱塑料領(lǐng)域，尤其涉及一種隔熱聚苯乙烯泡沫材料。
【背景技術(shù)】
[0002]隔熱材料又稱熱絕緣材料，能阻滯熱流傳遞的材料。隔熱材料分為多孔材料、熱反射材料和真空材料三類。傳統(tǒng)絕熱材料，如玻璃纖維、石棉、巖棉、硅酸鹽等；新型絕熱材料，如氣凝膠氈、真空板等。隔熱材料的物質(zhì)構(gòu)成不同，其物理熱性能也就不同；隔熱機(jī)理存有區(qū)別，其導(dǎo)熱性能或?qū)嵯禂?shù)也就各有差異。隔熱材料中，大部分熱量是從孔隙中的氣體傳導(dǎo)的。隔熱材料的比熱對(duì)于計(jì)算絕熱結(jié)構(gòu)在冷卻與加熱時(shí)所需要冷量(或熱量)有關(guān)。
[0003]隔熱材料分為多孔材料、熱反射材料和真空材料三類。前者利用材料本身所含的孔隙隔熱，因?yàn)榭障秲?nèi)的空氣或惰性氣體的導(dǎo)熱系數(shù)很低，如泡沫材料、纖維材料等；熱反射材料具有很高的反射系數(shù)，能將熱量反射出去，如金、銀、鎳、鋁箔或鍍金屬的聚酯、聚酰亞胺薄膜等。真空絕熱材料是利用材料的內(nèi)部真空達(dá)到阻隔對(duì)流來(lái)隔熱。航空航天工業(yè)對(duì)所用隔熱材料的重量和體積要求較為苛刻，往往還要求它兼有隔音、減振、防腐蝕等性能。各種飛行器對(duì)隔熱材料的需要不盡相同。飛機(jī)座艙和駕駛艙內(nèi)常用泡沫塑料、超細(xì)玻璃棉、高硅氧棉、真空隔熱板來(lái)隔熱。導(dǎo)彈頭部用的隔熱材料早期是酚醛泡沫塑料，隨著耐溫性好的聚氨酯泡沫塑料的應(yīng)用，又將單一的隔熱材料發(fā)展為夾層結(jié)構(gòu)。導(dǎo)彈儀器艙的隔熱方式是在艙體外蒙皮上涂一層數(shù)毫米厚的發(fā)泡涂料，在常溫下作為防腐蝕涂層，當(dāng)氣動(dòng)加熱達(dá)到200° C以上時(shí)，便均勻發(fā)泡而起隔熱作用。人造地球衛(wèi)星是在高溫、低溫交變的環(huán)境中運(yùn)動(dòng)，須使用高反射性能的多層隔熱材料，一般是由幾十層鍍鋁薄膜、鍍鋁聚酯薄膜、鍍鋁聚酰亞胺薄膜組成。另外，表面隔熱瓦的研制成功解決了航天飛機(jī)的隔熱問(wèn)題，同時(shí)也標(biāo)志著隔熱材料發(fā)展的更高水平。
[0004]即使對(duì)于同一物質(zhì)構(gòu)成的隔熱材料，內(nèi)部結(jié)構(gòu)不同，或生產(chǎn)的控制工藝不同，導(dǎo)熱系數(shù)的差別有時(shí)也很大。對(duì)于孔隙率較低的固體隔熱材料，結(jié)晶結(jié)構(gòu)的導(dǎo)熱系數(shù)最大，微晶體結(jié)構(gòu)的次之，玻璃體結(jié)構(gòu)的最小。但對(duì)于孔隙率高的隔熱材料，由于氣體(空氣)對(duì)導(dǎo)熱系數(shù)的影響起主要作用，固體部分無(wú)論是晶態(tài)結(jié)構(gòu)還是玻璃態(tài)結(jié)構(gòu)，對(duì)導(dǎo)熱系數(shù)的影響都不大。
[0005]溫度對(duì)各類絕熱材料導(dǎo)熱系數(shù)均有直接影響，溫度提高，材料導(dǎo)熱系數(shù)上升。因?yàn)闇囟壬邥r(shí)，材料固體分子的熱運(yùn)動(dòng)增強(qiáng)，同時(shí)材料孔隙中空氣的導(dǎo)熱和孔壁間的輻射作用也有所增加。但這種影響，在溫度為0-50°C范圍內(nèi)并不顯著，只有對(duì)處于高溫或負(fù)溫下的材料，才要考慮溫度的影響。
[0006]絕熱材料一方面滿足了建筑空間或熱工設(shè)備的熱環(huán)境，另一方面也節(jié)約了能源。因此，有些國(guó)家將絕熱材料看作是繼煤炭、石油、天然氣、核能之后的“第五大能”。隨著社會(huì)城市化、科技化的發(fā)展，隨著人性化理念的普及，及新型和諧社會(huì)的構(gòu)成，設(shè)計(jì)一種熱導(dǎo)率低、彎曲強(qiáng)度高、壓縮強(qiáng)度高、開孔率大和熱變形溫度高的隔熱聚苯乙烯泡沫材料是很重要的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明提供一種隔熱聚苯乙烯泡沫材料，解決現(xiàn)有塑料材料中的阻燃性差、熱變形溫度低、熱導(dǎo)率高和沖擊強(qiáng)度低等技術(shù)問(wèn)題。
[0008]本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
一種隔熱聚苯乙烯泡沫材料，由下列原料組成，按質(zhì)量份數(shù)配比為:PS 100份；滑石粉0.2-0.8份；氯代甲烷2-6份；鋁粉12-18份；硬脂酸鈣0.1-0.5份；丁烷6_10份；戊烷4_8份；液體石蠟1.5-5.5份；二甲苯烷二異氰酸酯40-80份；硅藻土 10-30份；一氟二氯乙烷5-25份；全氟正戊烷1-5份；二氧化鈦1.5-3.5份；抗氧劑0.5-2.5份；阻燃劑6_10份；ABS20-40 份。
[0009]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案:所述隔熱聚苯乙烯泡沫材料組成成份按質(zhì)量份數(shù)配比為:PS100份；滑石粉0.3份；氯代甲烷3份；鋁粉14份；硬脂酸鈣0.2份；丁烷7份；戊烷5份；液體石蠟2.5份；二甲苯烷二異氰酸酯50份；硅藻土 15份；一氟二氯乙烷10份；全氟正戊烷2份；二氧化鈦2份；抗氧劑1份；阻燃劑7份；ABS25份。
[0010]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案:所述隔熱聚苯乙烯泡沫材料組成成份按質(zhì)量份數(shù)配比為:PS100份；滑石粉0.7份；氯代甲烷5份；鋁粉16份；硬脂酸鈣0.4份；丁烷9份；戊烷7份；液體石蠟4.5份；二甲苯烷二異氰酸酯70份；硅藻土 25份；一氟二氯乙烷20份；全氟正戊烷4份；二氧化鈦3份；抗氧劑2份；阻燃劑9份；ABS35份。
[0011]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案:所述隔熱聚苯乙烯泡沫材料組成成份按質(zhì)量份數(shù)配比為:PS100份；滑石粉0.5份；氯代甲烷4份；鋁粉15份；硬脂酸鈣0.3份；丁烷8份；戊烷6份；液體石蠟3.5份；二甲苯烷二異氰酸酯60份；硅藻土 20份；一氟二氯乙烷15份；全氟正戊烷3份；二氧化鈦2.5份；抗氧劑1.5份；阻燃劑8份；ABS30份。
[0012]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案:所述抗氧劑采用抗氧劑1010或抗氧劑168。
[0013]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案:所述阻燃劑采用四溴雙酚A阻燃劑或三氧化二銻阻燃劑。
[0014]本發(fā)明使用的所有原料均為共知的已有，使用方法和功能均為已有技術(shù)。
[0015]有益效果
本發(fā)明一種隔熱聚苯乙烯泡沫材料采用以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下技術(shù)效果:1、本申請(qǐng)中PS、滑石粉、鋁粉和硬脂酸鈣搭配使用，組份之間產(chǎn)生協(xié)同作用，相對(duì)密度0.026-0.03，熱導(dǎo)率0.01-0.03ff/ (m.K) ;2、通過(guò)戊烷、氯代甲烷、丁烷和一氟二氯乙烷的組合使用，產(chǎn)生孔隙率95-99%，壓縮強(qiáng)度2.8-3.2MPa ;3、液體石蠟、二甲苯烷二異氰酸酯和硅藻土的搭配使用，產(chǎn)品彎曲強(qiáng)度0.3-0.7MPa，泡孔直徑0.1-0.3mm ;4、原料易得，采用全氟正戊烷、二氧化鈦和其他組份之間協(xié)同作用，帶來(lái)熱變形溫度120-140°C，懸臂梁沖擊強(qiáng)度100-120J/m，氧指數(shù)34%-40%，會(huì)得到廣泛使用，并不斷替代現(xiàn)有材料。
【具體實(shí)施方式】
[0016]以下通過(guò)實(shí)施例更加詳細(xì)地闡述本發(fā)明的內(nèi)容。
[0017]實(shí)施例1
按照質(zhì)量份數(shù)比稱取:PS100份；滑石粉0.2份；氯代甲烷2份；鋁粉12份；硬脂酸鈣0.1份；丁烷6份；戊烷4份；液體石蠟1.5份；二甲苯烷二異氰酸酯40份；娃藻土 10份；一氟二氯乙烷5份；全氟正戊烷1份；二氧化鈦1.5份；抗氧劑168為0.5份；三氧化二銻阻燃劑6份；ABS20份。
[0018]在裝有攪拌器、溫度計(jì)的反應(yīng)釜中，先將PS、滑石粉、鋁粉和硬脂酸鈣在200°C下混合lOmin ；
加入戊烷、氯代甲烷、丁烷和一氟二氯乙烷，冷卻到100°C，攪拌20min，再加入液體石蠟、二甲苯烷二異氰酸酯、硅藻土、全氟正戊烷和二氧化鈦，升溫至120°C，轉(zhuǎn)速在800r/min條件下，攪拌30min ；
加入剩余原料，混合40min，然后倒入模具中于室溫下發(fā)泡，在50-90 °C溫度下固化80min，并于室溫置放1天即得。
[0019]本申請(qǐng)中PS、滑石粉、鋁粉和硬脂酸鈣搭配使用，組份之間產(chǎn)生協(xié)同作用，從而帶來(lái)，相對(duì)密度0.03，熱導(dǎo)率0.03ff/ (m.K);通過(guò)戊烷、氯代甲烷、丁烷和一氟二氯乙烷的組合使用，產(chǎn)生孔隙率95%，壓縮強(qiáng)度2.8MPa ;液體石蠟、二甲苯烷二異氰酸酯和硅藻土的搭配使用，產(chǎn)品彎曲強(qiáng)度0.3MPa，泡孔直徑0.1mm ;原料易得，采用全氟正戊燒、二氧化鈦和其他組份之間協(xié)同作用，帶來(lái)熱變形溫度120°C，懸臂梁沖擊強(qiáng)度lOOJ/m，氧指數(shù)34%。
[0020]實(shí)施例2
按照質(zhì)量份數(shù)比稱取:PS100份；滑石粉0.8份；氯代甲烷6份；鋁粉18份；硬脂酸鈣0.5份；丁烷10份；戊烷8份；液體石蠟5.5份；二甲苯烷二異氰酸酯80份；娃藻土 30份；一氟二氯乙烷25份；全氟正戊烷5份；二氧化鈦3.5份；抗氧劑168為2.5份；三氧化二銻阻燃劑10份；ABS40份。
[0021]在裝有攪拌器、溫度計(jì)的反應(yīng)釜中，先將PS、滑石粉、鋁粉和硬脂酸鈣在220°C下混合30min ；
加入戊烷、氯代甲烷、丁烷和一氟二氯乙烷，冷卻到120°C，攪拌40min，再加入液體石蠟、二甲苯烷二異氰酸酯、硅藻土、全氟正戊烷和二氧化鈦，升溫至140°C，轉(zhuǎn)速在lOOOr/min條件下，攪拌50min ；
加入剩余原料，混合60min，然