技术领域
本发明涉及胶黏剂和阻燃剂技术领域，还涉及其制备方法及其在聚苯乙烯保温板中的应用。
背景技术
随着建筑装饰市场的发展和人们生活水平的提高，外墙保温材料正向多样化发展。聚苯乙烯保温板对建筑物主体结构进行保护，延长建筑物寿命。由于外保温是将保温层置于结构外侧，其降低了由于温度变化构变形对墙体产生的压力，并减少空气中有害物质和紫外线对结构侵蚀，使墙体潮温情况得到改善；凭借诸多优点，聚苯乙烯保温板迅速占领了外墙保温市场的半壁江山。
聚苯乙烯泡沫是一种非极性的轻质材料，用它作为主要轻骨料配制聚苯乙烯保温板时，若直接拌合，则聚苯乙烯颗粒之间不润湿、不亲合，导致施工困难和保温性能达不到要求。为了提高聚苯乙烯泡沫颗粒间的润湿亲合性，就必须对PS颗粒表面进行改性。本发明采用高分子胶黏剂对PS颗粒表面进行改性，分析粘结剂品种和掺量对PS保温板的施工难易和粘结以及力学性能的影响。
普通聚苯乙烯泡沫保温板具有优异的性能，但极易燃烧，大规模使用的背后势必隐藏着巨大的火灾隐患。因此有必要对聚苯乙烯的燃烧机理以及火灾危险性进行深入了解。聚苯乙烯作为墙体保温材料时通常是大面积使用，尤其是高层建筑及建筑群，很容易形成一个连续且相对密闭的空间。这时，任意位置的明火都很容易引发火势的迅速蔓延，火焰沿着墙体向上迅速扩散，生成的融滴使下部火势也不断扩大;而燃烧过程中的黑烟和毒气则大大干扰了火灾的扑救和人员的撤离。近年来，因墙体保温材料而引发的灾比比皆是，并由此造成了大量的经济损失和人员伤亡。为此，在PS保温板内部添加或PS保温板表面涂覆阻燃试剂或其他不燃性物质,使防止聚苯乙烯保温板在正常大气压下遇火源起火，延缓燃烧将火源撤离，PS保温板的燃烧或阴燃则易停止。
本文将胶黏剂加入PS颗粒，使聚苯乙烯保温板的力学性能符合国家标准；并加入一种阻燃剂，这种阻燃剂的使用可以使燃烧释放更少的有毒或者腐蚀性气体，阻燃效果好，符合未来阻燃剂的研究开发方向，前景十分广阔。
发明内容
为了解决聚苯乙烯保温板在应用过程中易发生的板体开裂问题，本发明提供了一种粘结效果好、添加量少的硅溶胶型胶黏剂。为了解决聚苯乙烯保温板极易燃烧的问题，本发明提供了一种复合型阻燃剂。本发明还提供了所述硅溶胶型粘结剂和复合型阻燃剂的制备方法。
本发明是通过以下步骤得到的：
配方为：硅溶胶42新型胶黏剂的配方：硅溶胶35-45、EVA乳液25-35、SBR乳液15-25、PVA5-10。阻燃剂的配方：Mg(OH)230-40、化学复配阻燃剂APP4-6、PER2-3、Mel2-3。
将PS颗粒、粘结剂以及阻燃剂等加热搅拌进行挤压等一系列工艺，得到聚苯乙烯保温板。
进一步所述的胶黏剂、EVA乳液32、SBR乳液18、PVA8。阻燃剂的配方：Mg(OH)240、化学复配阻燃剂APP4、PER2、Mel2。
所述的硅溶胶在一定温度下加热，当水分蒸发时，胶体粒子可以牢固地附着在物体表面，粒子间形成硅氧键结合，是很好的胶黏剂。硅溶胶的化学式为mSiO2 .nH2O。
所述EVA乳液是粘合剂的一种，具有很好的粘合特性，耐老化，耐光和耐皂化特性。适用于作为聚苯乙烯保温板和天花板胶黏剂。
所述SBR乳液是丁二烯和苯乙烯为主要单体通过共聚反应得到的一种高分子材料，可直接用作胶黏剂。
所述PVA用于制造水溶性胶黏剂，有很强的粘结能力。
所述Mg（OH）2.是塑料、橡胶制品优良的阻燃剂，作保温材料以及制造其他镁盐产品。可用作阻燃剂或阻燃填料加入聚苯乙烯中，有良好的阻燃和消烟作用，加入量为20-40份。但需用阴离子表面活性剂处理粒子表面，可采用价廉的高级脂肪酸碱金属盐或烷基硫酸盐类和磺化丁二酸酯等阴离子表面活性剂，用量约为3%。氢氧化镁是一种新型填充型阻燃剂，通过受热分解时释放出结合水，吸收大量的潜热，来降低它所填充的合成材料在火焰中的表面温度，具有抑制聚合物分解和对所产生的可燃气体进行冷却的作用。分解生成的氧化镁又是良好的耐火材料，也能帮助提高合成材料的抗火性能，同时它放出的水蒸气也可作为一种抑烟剂。氢氧化镁是目前公认的橡塑行业中具有阻燃、抑烟、填充三重功能的优秀阻燃剂。
进一步所述化学复配阻燃剂为APP、PER、Mel。其配比为2：1：1。大，从氧指数上看，先选取三个单组份的组别来分析:单独添加APP时的阻燃效果最好，因为APP在膨胀阻燃体系中既有酸源的作用，又有气源的作用，其所生成的磷酸、偏磷酸能够发生脱水炭化作用，且热分解产生的氨气能发挥稀释作用。单独添加Mel时的效果次之，Mel的阻燃效果主要是依靠高温分解生成的不燃性气体对PS表层可燃性气体和氧气的稀释，同时可以形成一个气体保护层，所以还是有一定的阻燃效果。PER是碳含量较高的多经基化合物，在燃烧过程中主要起到碳源的作用，然而单独添加PER时，高温下形成的炭层结构稳定性差，难以起到很好的阻燃效果。将三者复配使用效果最佳。
进一步所述的硅溶胶浓度为40%的，大粒径高浓度碱性硅溶胶。
进一步所述Mg（OH）2表面处理剂是十二烷基硫酸钠、硅烷偶联剂、甲醇、蒸馏水按照质量配比3：25-30：2-6：3-8：90在70-90℃下搅拌8-19h，真空抽滤多次，在90℃下干燥12h，即可制得可以在聚苯乙烯颗粒上紧密附着的Mg（OH）2。
具体实施方式
以下是对本发明具体实施方法更为详尽的陈述，目的在于阐述本发明的构思以及特点，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
实施方法一
聚苯乙烯颗粒的胶黏剂其组成为：硅溶胶45g、EVA乳液25g、SBR乳液25g、PVA5g。
阻燃剂的组成为：Mg(OH)240g、APP4g、PER2g、Mel2g。
所述Mg(OH)2是经过表面处理剂处理的：Mg(OH)2、十二烷基硫酸钠、硅烷偶联剂、甲醇、蒸馏水按照质量配比5：3：30：2：8：90在80℃下搅拌15h，真空抽滤多次，在90℃下干燥12h，即可制得可以在聚苯乙烯颗粒上紧密附着的Mg(OH)2。
所述阻燃剂和粘结聚苯乙烯颗粒的胶黏剂和制备方法为：
(1)将硅溶胶、EVA乳液、SBR乳液、PVA放入混合机中搅拌10分钟；
(2)将处理好的Mg(OH)2和APP、PER、Mel放入混合机搅拌10分钟后加入步骤1所得的混合物；
(3)将聚苯乙烯颗粒加入步骤2所得的混合物中搅拌15分钟；
(4)在80℃下加热8分钟，将容器下面残余的水蒸发掉。放在压力机下加压50MPa。放置3h，即得所述阻燃高强度聚苯乙烯保温板。
实施方法二
聚苯乙烯颗粒的胶黏剂其组成为：硅溶胶35g、EVA乳液35g、SBR乳液15g、PVA10g。
阻燃剂的组成为：Mg(OH)238g、APP6g、PER3g、Mel3g。
所述Mg(OH)2是经过表面处理剂处理的：Mg(OH)2、十二烷基硫酸钠、硅烷偶联剂、甲醇、蒸馏水按照质量配比5：3：25：6：3：90在80℃下搅拌12h，真空抽滤多次，在90℃下干燥12h，即可制得可以在聚苯乙烯颗粒上紧密附着的Mg(OH)2。
所述阻燃剂和粘结聚苯乙烯颗粒的胶黏剂制备方法为：
(1)将硅溶胶、EVA乳液、SBR乳液、PVA放入混合机中搅拌15分钟；
(2将处理好的Mg(OH)2和APP、PER、Mel放入混合机搅拌15分钟后加入步骤1所得的混合物；
(3)将聚苯乙烯颗粒加入步骤2所得的混合物中搅拌10分钟；
(4)在80℃下加热8分钟，将容器下面残余的水蒸发掉。放在压力机下加压50MPa。放置3h，即得所述阻燃高强度聚苯乙烯保温板。
实施方法三：
聚苯乙烯颗粒的胶黏剂其组成为：硅溶胶42g、EVA乳液32g、SBR乳液18g、PVA8g。
阻燃剂的组成为：Mg(OH)235g、APP5g、PER2.5g、Mel2.5g。
所述Mg(OH)2是经过表面处理剂处理的：Mg(OH)2、十二烷基硫酸钠、硅烷偶联剂、甲醇、蒸馏水按照质量配比5：3：28：4：6：90在80℃下搅拌12h，真空抽滤多次，在90℃下干燥12h，即可制得可以在聚苯乙烯颗粒上紧密附着的Mg(OH)2。
所述阻燃剂粘结聚苯乙烯颗粒的胶黏剂制备方法为：
(1)将硅溶胶、EVA乳液、SBR乳液、PVA放入混合机中搅拌12分钟；
(2)将处理好的Mg(OH)2和APP、PER、Mel放入混合机搅拌12分钟后加入步骤1所得的混合物；
(3)将聚苯乙烯颗粒加入步骤2所得的混合物中搅拌16分钟；
(4)在60-80℃下加热8分钟，将容器下面残余的水蒸发掉。放在压力机下加压50MPa。放置3h，即得所述阻燃高强度聚苯乙烯保温板。
实施方法四
聚苯乙烯颗粒的胶黏剂其组成为：硅溶胶40g、EVA乳液30g、SBR乳液20g、PVA7g。
阻燃剂的组成为：Mg(OH)230g、APP4g、PER2g、Mel2g。
所述Mg(OH)2是经过表面处理剂处理的：Mg(OH)2、十二烷基硫酸钠、硅烷偶联剂、甲醇、蒸馏水按照质量配比5：3：27：5：5：90在70-90℃下搅拌10h，真空抽滤多次，在90℃下干燥12h，即可制得可以在聚苯乙烯颗粒上紧密附着的Mg(OH)2。
所述阻燃剂粘结聚苯乙烯颗粒的胶黏剂制备方法为：
(1)将硅溶胶、EVA乳液、SBR乳液、PVA放入混合机中搅拌10分钟；
(2)将处理好的Mg(OH)2和APP、PER、Mel放入混合机搅拌10分钟后加入步骤1所得的混合物；
(3)将聚苯乙烯颗粒加入步骤2所得的混合物中搅拌15分钟；
(4)在60-80℃下加热8分钟，将容器下面残余的水蒸发掉。放在压力机下加压50MPa。放置3h，即得所述阻燃高强度聚苯乙烯保温板。
对比实例
聚苯乙烯颗粒、胶黏剂、阻燃剂等经搅拌，预压、热压等工艺流程挤压成型。按照标准GB/T 2406.2-2009，制备试样并测定其氧指数来测试阻燃性能；按照标准GB/T 30803-2014测定拉伸强度来测试其粘结性能。
性能测试
为了说明本发明的实际效果，下面就是将本发明实施方法中得到的产品对聚苯乙烯保温板进行掺加实验，通过测定其氧指数以及垂直燃烧试验，并通过其对拉伸性能影响，评定阻燃剂和胶黏剂的效果。
根据GB/T 2406.2-2009《用氧指数法测定燃烧行为》对材料进行制样和测试，测试性能分别如下
表1：氧指数测试
项目 氧指数/% 实施例1 44.0 实施例2 38.0 实施例3 32.5 实施例4 30.0 对比实例 20.9
由表1可知，在掺加本发明所制的阻燃剂后，PS保温板的氧指数明显提高，证明本发明的阻燃剂阻燃效果很好。燃烧时酸源生成大量的不燃气体和无机酸，体系熔化，表面形成一层致密的液层，熔融状态下，不燃气体使体系膨胀，同时，炭化形成的无机物和炭残余物，也一起使体系进一步地膨胀，形成一层致密的炭层，覆盖在材料表面，让材料与氧气隔绝，也抑制火焰和热量的传递，从而达到阻燃的效果。本发明阻燃剂有大量的碳源和氮源，在聚合物燃烧时，集中具有阻燃功能的物质基团协同作用，提升阻燃效果。
根据GB/T 30803-2014 《建筑用绝热制品、绝热材料与粘结剂和基层涂料强度测试》对材料进行制样和测试，测试性能分别如下
表2：拉伸强度测试
项目 拉伸强/MPa 实施例1 15 实施例2 16 实施例3 20 实施例4 18 对比实例 14
由表2可知，在掺加本发明所制的胶黏剂后，聚苯乙烯保温板的拉伸强度明显提高，证明本发明的胶黏剂粘结效果很好。硅溶胶在一定温度下加热，当水分蒸发时，胶体粒子可以牢固地附着在物体表面，粒子间形成硅氧键结合，是很好的粘合剂。将PVA溶解在硅溶胶的水中，表现出很强的粘结能力。EVA乳液和SBR乳液可以有效的提高聚苯乙烯保温板的拉伸强度。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受实施例的限制，其它任何未背离本发明的精神实质与原理下所做的改变、修饰、组合、替代、简化均应为等效替换方式，都包含在本发明的保护范围之内。