無鹵阻燃劑包覆聚苯乙烯板的制備方法與性能研究.pdf

1、聚苯乙烯泡沫保溫材料具有硬質(zhì)的特征和閉孔結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致其有較低的導(dǎo)熱系數(shù)與吸水率，且質(zhì)輕，成本低，穩(wěn)定性好，施工技術(shù)已很成熟，被作為結(jié)構(gòu)材料廣泛用于外墻保溫體系中。但傳統(tǒng)聚苯乙烯泡沫板遇火熔融收縮，低落物具有二次引燃性，氧指數(shù)只有18％，其在建筑中使用時(shí)存在的安全隱患已引起重視，因此以高防火等級(jí)聚苯乙烯泡沫板的研發(fā)使用已成必然。
　　本文研究了一種新型環(huán)保型、高防火性能的阻燃聚苯乙烯泡沫(EPS)保溫板的制備工藝方法，解決了懸浮聚合階

2、段添加阻燃劑受限的問題及傳統(tǒng)包覆阻燃聚苯乙烯泡沫保溫板珠粒間結(jié)合力差，防火性能低，燃燒釋放有害氣體的問題，并深入探究了其阻燃機(jī)理。實(shí)驗(yàn)中利用了無鹵環(huán)保阻燃劑可膨脹石墨(EG)與聚磷酸銨(APP)的協(xié)同作用，采用酚醛樹脂作膠黏劑，并特制無機(jī)固化劑，用“濕法模壓”的新型包覆工藝方法，有效利用了酚醛樹脂高溫固化交聯(lián)作用，使材料的阻燃性能和粘結(jié)性能都大幅提升。
　　本實(shí)驗(yàn)中使用實(shí)驗(yàn)室自制的預(yù)發(fā)泡容器、混料設(shè)備及模壓成型模具及設(shè)備，模擬工廠

3、包覆模壓成型流程，并對(duì)整個(gè)工藝進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，通過多次試驗(yàn)確定出最優(yōu)的成型工藝方法及工藝條件，并對(duì)材料進(jìn)行力學(xué)性能、氧指數(shù)(LOI)、熱重分析(TG)、紅外光譜(FTIR)、掃描電鏡(SEM)、錐形量熱儀(CONE)分析，探究其阻燃機(jī)理。
　　(1)實(shí)驗(yàn)表明，聚苯乙烯(EPS)、酚醛樹脂(PF)與固化劑的最佳質(zhì)量配比為100∶90∶20。用酚醛樹脂包覆法制得的EPS保溫板能有效提高材料的防火阻燃性能，使EPS的氧指數(shù)由18.0％提高

4、到27.9％，壓縮強(qiáng)度提高了326％，拉伸性能提高了25％，顯著改善了EPS材料受熱熔融、燃燒熔滴的不良性能。
　　(2)用無鹵阻燃劑可膨脹石墨(EG)對(duì)聚苯乙烯泡沫保溫板進(jìn)行阻燃，能使保溫板的阻燃性能進(jìn)一步提高，當(dāng)EPS顆粒/酚醛樹脂/固化劑/EG（質(zhì)量比）為100/90/20/4時(shí)，EG/EPF材料的力學(xué)性能最好，氧指數(shù)達(dá)到了29.4％。由FTIR實(shí)驗(yàn)可知，EG與PF之間沒有發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，它們共同覆蓋在EPS顆粒表面，酚醛樹脂

5、通過交聯(lián)固化隔絕了氧與熱進(jìn)入基體，EG受熱形成膨脹炭層，亦起到隔氧和隔熱的作用，它們共同保護(hù)著基體材料，使材料燃燒后仍保留完整的細(xì)胞結(jié)構(gòu)，有效的提高了材料的阻燃性能。由熱重分析(TG)實(shí)驗(yàn)可知，EG與PF均能提高材料的熱穩(wěn)定性，EG在一定程度上能提高材料的殘?zhí)柯省?br>　　(3)當(dāng)EG加入量為4份，APP加入量為8份時(shí)，用EG/APP復(fù)配阻燃劑制成的EPF/EG/APP復(fù)合材料其力學(xué)性能更好:拉伸強(qiáng)度和壓縮強(qiáng)度最大分別為0.310MP