改性熱固性樹(shù)脂包覆聚苯乙烯泡沫的制備和阻燃機(jī)理研究.pdf

1、聚苯乙烯泡沫因其具有優(yōu)良的抗水性、減震性、隔熱性、價(jià)格低廉等特性廣泛用作建筑保溫材料、包裝材料等。但是聚苯乙烯泡沫板氧指數(shù)僅有18％，屬于極易燃材料，其泡孔結(jié)構(gòu)提供了較大的比表面積，并且由于分子中苯的存在，燃燒會(huì)釋放出大量的有毒煙霧、熔滴，且不易熄滅，一旦發(fā)生火災(zāi)對(duì)環(huán)境和人類帶來(lái)極大的損失和傷害。添加阻燃劑可以提高其阻燃性。其中，鹵系阻燃劑雖阻燃效率高，但會(huì)釋放鹵化氫等毒性氣體;無(wú)鹵阻燃劑雖環(huán)保無(wú)毒，但與基體的相容性差、影響泡沫塑料的發(fā)

2、泡工藝及物理機(jī)械性能等。聚磷酸銨是一種高效環(huán)保的磷氮阻燃劑，通過(guò)微膠囊化可以提高與包覆樹(shù)脂的相容性及分散性，并降低阻燃劑的吸水率。
　　通過(guò)樹(shù)脂包覆阻燃法制備聚苯乙烯泡沫材料，可以提高阻燃劑的穩(wěn)定性、阻燃效率及與基體的相容性，降低因添加阻燃劑對(duì)泡沫機(jī)械性能的影響。包覆后的EPS珠粒構(gòu)成一個(gè)個(gè)獨(dú)立的阻燃單元，發(fā)生燃燒時(shí)，每一個(gè)EPS珠粒均可起阻止燃燒的作用。樹(shù)脂包覆法常用樹(shù)脂為蜜胺樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂、脲醛樹(shù)脂等，但蜜胺樹(shù)脂具有甲醛含量高

3、、儲(chǔ)存時(shí)間短等缺點(diǎn)，酚醛樹(shù)脂的游離酚醛含量高、脆性大、易掉渣，作為包覆樹(shù)脂對(duì)EPS泡沫的綜合性能有一定影響。
　　本論文對(duì)蜜胺樹(shù)脂和酚醛樹(shù)脂進(jìn)行改性，旨在降低樹(shù)脂的毒性、提高穩(wěn)定性和韌性，再將改性樹(shù)脂包覆微膠囊聚磷酸銨制備阻燃EPS泡沫，對(duì)配方進(jìn)行優(yōu)化和修正，研究不同的配比對(duì)泡沫制品性能的影響。采用氧指數(shù)儀、垂直燃燒測(cè)試、煙密度測(cè)試、錐形量熱儀探究EPS泡沫的燃燒性和阻燃性;通過(guò)熱重分析、掃描電鏡探究EPS泡沫的熱穩(wěn)定性與殘?zhí)康年P(guān)

4、系;通過(guò)萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)測(cè)試EPS泡沫的機(jī)械強(qiáng)度。主要工作如下:
　　第一部分，探索了可發(fā)性EPS珠粒的預(yù)發(fā)泡、熟化工藝及阻燃包覆法二次發(fā)泡工藝。采用乙二醇對(duì)蜜胺樹(shù)脂進(jìn)行改性，制備乙二醇改性蜜胺樹(shù)脂(EMF)，具有甲醛含量低，儲(chǔ)存期長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。制備阻燃劑蜜胺樹(shù)脂微膠囊聚磷酸銨(MFMCAPP)，與EMF共同包覆EPS珠粒，制備阻燃EPS泡沫。結(jié)果表明，當(dāng)EPS∶EMF∶MFMCAPP份數(shù)比為100∶100∶75，氧指數(shù)從18.0％提高到3

5、1.4％，垂直燃燒達(dá)到Ⅴ-0等級(jí)，燃燒沒(méi)有熔滴，可以在短時(shí)間內(nèi)自熄;最大熱釋放量由933kW/m2降為172kW/m2，生煙量降低60.8％，泡沫的熱穩(wěn)定性提高，生成的炭層更致密、膨脹高度更高，泡沫的抗水率、抗沖擊強(qiáng)度提高。
　　第二部分，將阻燃劑MFMCAPP與PER、MEL復(fù)配成膨脹阻燃體系，與EMF樹(shù)脂共同包覆制備EPS泡沫。泡沫的沖擊強(qiáng)度提高到最高0.570KJ/m2。IFR阻燃體系添加100份時(shí)，氧指數(shù)提高到30.6％，

6、垂直燃燒達(dá)到Ⅴ-0等級(jí)并能在短時(shí)間內(nèi)自熄;抑煙性提高;泡沫的熱穩(wěn)定性提高，殘?zhí)苛刻岣吡?4.5％。
　　第三部分，制備腰果酚改性酚醛樹(shù)脂(CPF)，添加10％腰果酚改性時(shí)，CPF樹(shù)脂的綜合性能最佳:游離甲醛、苯酚含量明顯降低，樹(shù)脂抗沖擊強(qiáng)度從1.470KJ/m2增加到2.030KJ/m2。采用酚醛樹(shù)脂對(duì)聚磷酸銨進(jìn)行包覆，制備酚醛樹(shù)脂微膠囊聚磷酸銨(PFMCAPP)，并與CPF共同包覆EPS珠粒，制備阻燃EPS泡沫。結(jié)果表明，在添加