一种隔热阻燃PS泡沫塑料及其制备方法

摘要

本发明公开了一种隔热阻燃PS泡沫塑料及其制备方法，称取PS、二苯甲烷二异氰酸酯、酚醛树脂、纳米三氧化二锑、十溴二苯醚、戊烷、2,4-二羟基喹啉、甲烷氯代物、硫酸、过氧化苯甲酰、制冷剂、硅藻土、甲苯基二苯基磷酸酯和稳定剂，将原料经过搅拌均匀后固化即可；产品相对密度0.026-0.028，孔隙率97-98%；压缩强度3-5MPa，泡孔直径0.08-0.12mm；热导率0.014-0.017W/（m·k），氧指数29%-32%，可以广泛生产并不断代替现有材料。

说明书

技术领域

本发明涉及一种PS泡沫塑料，尤其涉及一种隔热阻燃PS泡沫塑料及其制备方法，属于塑料材料技术领域。

背景技术

PS是指大分子链中包括苯乙烯基的一类塑料，包括苯乙烯及其共聚物，具体品种包括普通聚苯乙烯（GPPS）、高抗冲聚苯乙烯（HIPS）、可发性聚苯乙烯（EPS）和茂金属聚苯乙烯（SPS）等。通用级聚苯乙烯是一种热塑性树脂,为无色、无臭、无味而有光泽的、透明的珠状或粒状的固体。密度1.04～1.09,透明度88%～92%,折射率1.59～1.60。在应力作用下,产生双折射,即所谓应力-光学效应。产品的熔融温度150～180℃,热分解温度300℃,热变形温度70～100℃,长期使用温度为60～80℃。在较热变形温度低5～6℃下,经退火处理后,可消除应力,使热变形温度有所提高。若在生产过程加入少许α-甲基苯乙烯,可提高通用聚苯乙烯的耐热等级。

PS被广泛应用于光学工业中，这是因为它有良好的透光性所致，可制造光学玻璃和光学仪器，也可制作透明或颜色鲜艳的，诸如灯罩、照明器具等。PS还可制作诸多在高频环境中工作的电气元器件和仪表等。由于PS塑料属于难惰性表面材料，工业中贴合，需要使用专业PS胶水粘接。

聚苯乙烯是一种无色透明的热塑性塑料，具有高于100℃的玻璃转化温度，因此经常被用来制作各种需要承受开水的温度的一次性容器，以及一次性泡沫饭盒等。普通聚苯乙烯树脂属无定形高分子聚合物，聚苯乙烯大分子链的侧基为苯环，大体积侧基为苯环的无规排列决定了聚苯乙烯的物理化学性质，如透明度高.刚度大.玻璃化温度高，性脆等。可发性聚苯乙烯为在普通聚苯乙烯中浸渍低沸点的物理发泡剂制成，加工过程中受热发泡，专用于制作泡沫塑料产品。高抗冲聚苯乙烯为苯乙烯和丁二烯的共聚物，丁二烯为分散相，提高了材料的冲击强度，但产品不透明。间规聚苯乙烯为间同结构，采用茂金属催化剂生产，发展的聚苯乙烯新品种，性能好，属于工程塑料。

聚苯乙烯最高工作温度为60～80℃。当加热至Tg以上，PS转变为高弹态，且保持这种状态在较宽的范围内，这就使其热成型提供方便。PS的热变形温度为70～80℃，脆化温度为-30℃，PS在高真空和330～380℃下剧烈降解。

中国专利CN103665619A，公开日为2014年3月26日，公开了一种抗弯曲绝热PS泡沫塑料及其制备方法，主要采用PS、铝粉、滑石粉、丁烷、氯代甲烷、液体石蜡和稳定剂制成，解决了抗弯曲性能与绝热性能存在的缺陷，但是相对密度、孔隙率、压缩强度和泡孔直径等没有改进，随着社会城市化、科技化、人性化的发展，设计一种相对密度、孔隙率、压缩强度和泡孔直径优异的隔热阻燃PS泡沫塑料及其制备方法，以满足市场需求，是非常必要的。 

发明内容

解决的技术问题：

本申请针对现有PS泡沫塑料相对密度、孔隙率、压缩强度和泡孔直径没有很大改进的技术问题，提供一种利用隔热阻燃PS泡沫塑料及其制备方法。

技术方案：

一种隔热阻燃PS泡沫塑料，原料按重量份数配比如下：PS100份，二苯甲烷二异氰酸酯60-80份，酚醛树脂10-20份，纳米三氧化二锑5-25份，十溴二苯醚5-15份，戊烷1-10份，2,4-二羟基喹啉5-25份，甲烷氯代物5-15份，硫酸10-30份，过氧化苯甲酰0.2-0.8份，制冷剂40-60份，硅藻土2-8份，甲苯基二苯基磷酸酯15-35份，稳定剂2-8份。

作为本发明的一种优选技术方案：所述隔热阻燃PS泡沫塑料的原料按重量份数配比如下：PS100份，二苯甲烷二异氰酸酯65-75份，酚醛树脂13-17份，纳米三氧化二锑10-20份，十溴二苯醚8-12份，戊烷3-7份，2,4-二羟基喹啉10-20份，甲烷氯代物7-13份，硫酸15-25份，过氧化苯甲酰0.4-0.6份，制冷剂45-55份，硅藻土4-6份，甲苯基二苯基磷酸酯20-30份，稳定剂3-7份。

作为本发明的一种优选技术方案：所述隔热阻燃PS泡沫塑料的原料按重量份数配比如下：PS100份，二苯甲烷二异氰酸酯70份，酚醛树脂15份，纳米三氧化二锑15份，十溴二苯醚10份，戊烷5份，2,4-二羟基喹啉15份，甲烷氯代物10份，硫酸20份，过氧化苯甲酰0.5份，制冷剂50份，硅藻土5份，甲苯基二苯基磷酸酯25份，稳定剂5份。

作为本发明的一种优选技术方案：所述制冷剂采用HCFC-141b或全氟正戊烷。

作为本发明的一种优选技术方案：所述稳定剂采用硬脂酸钙或硬脂酸钡。

所述隔热阻燃PS泡沫塑料的制备方法步骤为：

第一步：按重量份数配比称取PS、过氧化苯甲酰和纳米三氧化二锑在200-220℃下混合均匀，加入戊烷、硅藻土、2,4-二羟基喹啉和甲烷氯代物，搅拌均匀；

第二步：冷却到110-130℃，加入剩余原料，搅拌20-60min；

第三步：将第二步搅拌后的物料注入模具后，于50℃下固化2-4h，再在室温下置放3-5天即可。

有益效果：

本发明所述一种隔热阻燃PS泡沫塑料及其制备方法采用以上技术方案和现有技术相比，具有以下技术效果：1、产品相对密度0.026-0.028，孔隙率97-98%；2、压缩强度3-5MPa，泡孔直径0.08-0.12mm；3、热导率0.014-0.017W/（m·k），氧指数29%-32%，可以广泛生产并不断代替现有材料。 

具体实施方式

实施例1:

按重量份数配比称取PS100份，二苯甲烷二异氰酸酯60份，酚醛树脂10份，纳米三氧化二锑5份，十溴二苯醚5份，戊烷1份，2,4-二羟基喹啉5份，甲烷氯代物5份，硫酸10份，过氧化苯甲酰0.2份，全氟正戊烷40份，硅藻土2份，甲苯基二苯基磷酸酯15份，硬脂酸钙2份，按重量份数配比称取PS、过氧化苯甲酰和纳米三氧化二锑在200℃下混合均匀，加入戊烷、硅藻土、2,4-二羟基喹啉和甲烷氯代物，搅拌均匀，冷却到110℃，加入剩余原料，搅拌20min，搅拌后的物料注入模具后，于50℃下固化2h，再在室温下置放3天即可。

产品相对密度0.026，孔隙率98%；压缩强度3MPa，泡孔直径0.08mm；热导率0.017W/（m·k），氧指数29%%。 

实施例2:

按重量份数配比称取PS100份，二苯甲烷二异氰酸酯80份，酚醛树脂20份，纳米三氧化二锑25份，十溴二苯醚15份，戊烷10份，2,4-二羟基喹啉25份，甲烷氯代物15份，硫酸30份，过氧化苯甲酰0.8份，全氟正戊烷60份，硅藻土8份，甲苯基二苯基磷酸酯35份，硬脂酸钙8份，按重量份数配比称取PS、过氧化苯甲酰和纳米三氧化二锑在220℃下混合均匀，加入戊烷、硅藻土、2,4-二羟基喹啉和甲烷氯代物，搅拌均匀，冷却到130℃，加入剩余原料，搅拌60min，搅拌后的物料注入模具后，于50℃下固化4h，再在室温下置放5天即可。

产品相对密度0.0265，孔隙率98%；压缩强度3.5MPa，泡孔直径0.12mm；热导率0.016W/（m·k），氧指数30%。 

实施例3:

按重量份数配比称取PS100份，二苯甲烷二异氰酸酯65份，酚醛树脂13份，纳米三氧化二锑10份，十溴二苯醚8份，戊烷3份，2,4-二羟基喹啉10份，甲烷氯代物7份，硫酸15份，过氧化苯甲酰0.4份，全氟正戊烷45份，硅藻土4份，甲苯基二苯基磷酸酯20份，硬脂酸钡3份，按重量份数配比称取PS、过氧化苯甲酰和纳米三氧化二锑在205℃下混合均匀，加入戊烷、硅藻土、2,4-二羟基喹啉和甲烷氯代物，搅拌均匀，冷却到115℃，加入剩余原料，搅拌30min，搅拌后的物料注入模具后，于50℃下固化2h，再在室温下置放3天即可。

产品相对密度0.027，孔隙率98%；压缩强度4MPa，泡孔直径0.09mm；热导率0.016W/（m·k），氧指数30%。 

实施例4:

按重量份数配比称取PS100份，二苯甲烷二异氰酸酯75份，酚醛树脂17份，纳米三氧化二锑20份，十溴二苯醚12份，戊烷7份，2,4-二羟基喹啉20份，甲烷氯代物13份，硫酸25份，过氧化苯甲酰0.6份，HCFC-141b55份，硅藻土6份，甲苯基二苯基磷酸酯30份，硬脂酸钡7份，按重量份数配比称取PS、过氧化苯甲酰和纳米三氧化二锑在215℃下混合均匀，加入戊烷、硅藻土、2,4-二羟基喹啉和甲烷氯代物，搅拌均匀，冷却到125℃，加入剩余原料，搅拌50min，搅拌后的物料注入模具后，于50℃下固化3h，再在室温下置放4天即可。

产品相对密度0.0275，孔隙率98%；压缩强度4.5MPa，泡孔直径0.11mm；热导率0.015W/（m·k），氧指数31%。 

实施例5:

按重量份数配比称取PS100份，二苯甲烷二异氰酸酯70份，酚醛树脂15份，纳米三氧化二锑15份，十溴二苯醚10份，戊烷5份，2,4-二羟基喹啉15份，甲烷氯代物10份，硫酸20份，过氧化苯甲酰0.5份，HCFC-141b50份，硅藻土5份，甲苯基二苯基磷酸酯25份，硬脂酸钡5份，按重量份数配比称取PS、过氧化苯甲酰和纳米三氧化二锑在210℃下混合均匀，加入戊烷、硅藻土、2,4-二羟基喹啉和甲烷氯代物，搅拌均匀，冷却到120℃，加入剩余原料，搅拌40min，搅拌后的物料注入模具后，于50℃下固化3h，再在室温下置放4天即可。

产品相对密度0.028，孔隙率97%；压缩强度5MPa，泡孔直径0.1mm；热导率0.014W/（m·k），氧指数32%。

以上实施例中的所有组分均可以商业购买。

上述实施例只是用于对本发明的内容进行阐述，而不是限制，因此在和本发明的权利要求书相当的含义和范围内的任何改变，都应该认为是包括在权利要求书的范围内。