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文檔簡介
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)對環(huán)境和人類帶來極大的損失和傷害。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,但會釋放鹵化氫等毒性氣體;無鹵阻燃劑雖環(huán)保無毒,但與基體的相容性差、影響泡沫塑料的發(fā)
2、泡工藝及物理機械性能等。聚磷酸銨是一種高效環(huán)保的磷氮阻燃劑,通過微膠囊化可以提高與包覆樹脂的相容性及分散性,并降低阻燃劑的吸水率。
通過樹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泡沫機械性能的影響。包覆后的EPS珠粒構(gòu)成一個個獨立的阻燃單元,發(fā)生燃燒時,每一個EPS珠粒均可起阻止燃燒的作用。樹脂包覆法常用樹脂為蜜胺樹脂、酚醛樹脂、脲醛樹脂等,但蜜胺樹脂具有甲醛含量高
3、、儲存時間短等缺點,酚醛樹脂的游離酚醛含量高、脆性大、易掉渣,作為包覆樹脂對EPS泡沫的綜合性能有一定影響。
本論文對蜜胺樹脂和酚醛樹脂進行改性,旨在降低樹脂的毒性、提高穩(wěn)定性和韌性,再將改性樹脂包覆微膠囊聚磷酸銨制備阻燃EPS泡沫,對配方進行優(yōu)化和修正,研究不同的配比對泡沫制品性能的影響。采用氧指數(shù)儀、垂直燃燒測試、煙密度測試、錐形量熱儀探究EPS泡沫的燃燒性和阻燃性;通過熱重分析、掃描電鏡探究EPS泡沫的熱穩(wěn)定性與殘?zhí)康年P(guān)
4、系;通過萬能試驗機測試EPS泡沫的機械強度。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。采用乙二醇對蜜胺樹脂進行改性,制備乙二醇改性蜜胺樹脂(EMF),具有甲醛含量低,儲存期長等優(yōu)點。制備阻燃劑蜜胺樹脂微膠囊聚磷酸銨(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%,垂直燃燒達到Ⅴ-0等級,燃燒沒有熔滴,可以在短時間內(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樹脂共同包覆制備EPS泡沫。泡沫的沖擊強度提高到最高0.570KJ/m2。IFR阻燃體系添加100份時,氧指數(shù)提高到30.6%,
6、垂直燃燒達到Ⅴ-0等級并能在短時間內(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脂(CPF),添加10%腰果酚改性時,CPF樹脂的綜合性能最佳:游離甲醛、苯酚含量明顯降低,樹脂抗沖擊強度從1.470KJ/m2增加到2.030KJ/m2。采用酚醛樹脂對聚磷酸銨進行包覆,制備酚醛樹脂微膠囊聚磷酸銨(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
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