一种阻燃隔热EPE建材及其制备方法与流程

本技术涉及epe建材领域，尤其是涉及一种阻燃隔热epe建材及其制备方法。

背景技术：

1、epe建材是一种广泛应用的复合建筑材料，以其卓越的保温隔热、吸声降噪、抗冲击及环保可回收等特性，在建筑围护结构、室内装饰等领域展现出显著优势。此类建材通常采用多层复合结构，其中核心部分是由epe材料制成的发泡层，通过将聚乙烯树脂在特定条件下加热熔融，注入发泡剂后快速膨胀冷却，形成大量封闭微孔结构。这种独特的微观结构赋予了epe材料轻质、高弹性、良好的隔热隔声性能。

2、然而，为了满足建筑防火安全标准，尤其是应用于高层建筑或特殊场合时，epe建材需具备良好的阻燃性能。常规做法是在epe生产过程中添加一定量的阻燃剂，提升epe材料的阻燃性能。但在挤出发泡工艺中，由于阻燃剂颗粒与聚乙烯树脂基体间的相容性有限，易导致阻燃剂在熔融混合阶段发生团聚，形成局部浓度不均的现象。这不仅影响最终产品的阻燃效能，还会对发泡过程产生负面影响，如发泡不均匀、孔径分布宽泛，从而降低epe材料的泡孔致密度与隔热性能。

技术实现思路

1、为解决高阻燃剂掺量的epe原料体系中，阻燃剂分散不均以及发泡不均导致的阻燃性能与隔热性能下降的问题，本技术了提供一种阻燃隔热epe建材及其制备方法。

2、第一方面，本技术了提供一种阻燃隔热epe建材，其包括铝箔层、pe淋膜层、epe阻燃层，以质量份计，所述epe阻燃层的原料包括：

3、低密度聚乙烯100份；

4、发泡剂10～20份；

5、阻燃剂5～10份；

6、抗滴落剂1～5份；

7、选自紫外线稳定剂、成核剂、抗收缩剂、润滑剂中的至少一种加工助剂0.1～20份；

8、在190℃/2.16kg条件下，所述低密度聚乙烯的熔融指数为5～10g/10min；所述抗滴落剂为表面含有羧基的核壳型抗滴落剂。

9、为解决高掺量阻燃剂难以分散的问题，本技术通过调整原料特性来改善熔融混合条件。具体而言，选用高熔指的聚乙烯树脂作为基材，提升体系的熔融流动性，使阻燃剂在熔融聚合物中能够更充分地分散。同时，熔体流动性好，形成的泡孔将更加细密且均匀，所得泡孔结构更加致密，有利于提高epe材料的阻燃性能和隔热性能。

10、需要说明的是，提高熔体流动性虽然能够改善阻燃剂分散性及材料发泡效果，但也会导致epe材料在燃烧时出现熔滴现象，加剧火势蔓延风险，降低epe材料的阻燃效果。为进一步解决该问题，提高材料阻燃等级，本技术采用了表面含有羧基的核壳型抗滴落剂，其芯核含有聚四氟乙烯，而外壳材料带有羧基，在epe材料燃烧时，芯核可迅速原纤化，形成三维网络结构，能够阻止熔融塑料滴落，有效抑制熔滴的形成，从而提高epe材料的阻燃效果。其表面的羧基则能够提高抗滴落剂与聚乙烯树脂基材的相容性，促进其均匀分散。

11、优选的，以质量份计，所述核壳型抗滴落剂的核层原料包括：

12、ptfe粉末5～10份；

13、乳化剂0.1～1份；

14、去离子水15～30份；

15、核壳型抗滴落剂的壳层原料包括：

16、苯乙烯1～3份；

17、不饱和羧酸2～5份；

18、甲基丙烯酸甲酯1～3份；

19、引发剂0.05～0.1份。

20、优选的，所述乳化剂选用非离子表面活性剂。

21、优选的，所述引发剂选自过氧化苯甲酰、过氧化二异丙苯、过氧化环己酮、过硫酸盐、叔丁基过氧化氢、偶氮二异丁腈中的一种或几种。

22、优选的，所述核层原料还包括马来酸酐-苯乙烯共聚物粉末1.5～2.5份。

23、优选的，所述马来酸酐-苯乙烯共聚物粉末的d50粒径为50～300μm。

24、优选的，所述ptfe粉末为超细ptfe粉末，d50粒径为1～10μm。

25、优选的，所述不饱和羧酸选自马来酸、富马酸和衣康酸中的一种或几种。

26、优选的，所述核壳型抗滴落剂的制备方法包括如下步骤：

27、混合：将马来酸酐-苯乙烯共聚物粉末、ptfe粉末、乳化剂加入水中配制成ptfe分散液；

28、共聚：在搅拌条件下向ptfe分散液加入苯乙烯、不饱和羧酸和甲基丙烯酸甲酯以及引发剂，升温进行共聚反应，保温反应，得到共聚乳液；

29、后处理：将共聚乳液脱水、洗涤、干燥，得到核壳型抗滴落剂。

30、优选的，所述搅拌条件的搅拌速率为800～1000rpm。

31、优选的，所述共聚反应的温度为70～80℃。

32、优选的，所述保温反应的时间为3～5h。

33、本技术在制备抗滴落剂时，采用自由基共聚反应，使共聚产物作为壳层包覆在聚四氟乙烯表面，形成核壳结构的颗粒。其中，共聚单体中采用了不饱和二元羧酸单体，在壳层表面引入丰富的羧基，改善抗滴落剂与基材的相容性，有利于其均匀分散。

34、另外，本技术的核层原料中加入有马来酸酐-苯乙烯共聚物粉末，其能够与ptfe粉末在乳液中充分粘合附着，促进壳层自由基共聚物的附着，形成多核包覆结构。该多核结构一方面有利于提高抗滴落剂与壳层共聚物的相容性，促进壳层的充分包覆，形成更为致密的包覆结构，降低抗滴落剂在熔融挤出过程中发生非预期纤维化的；另一方面，马来酸酐-苯乙烯共聚物的耐热性也都能够降低抗滴落剂在熔融挤出过程中因剪切力或高温发生非预期纤维化的概率，从而提高epe材料的力学性能和阻燃性能。

35、优选的，所述epe阻燃层的原料还包括3～6份有机硅改性球形填料。

36、优选的，所球形填料选自球形二氧化硅、球形氧化铝、球形二氧化钛中的一种或几种。

37、优选的，所有机硅改性球形填料由质量比为10：0.1～0.3：0.1～0.2球形填料、氨基硅烷氧化物和乙烯基硅烷氧化物混合改性制得。

38、高熔指ldpe通常为分子量较小的短链聚合物，其结晶度较低，因此所得epe产品的硬度和刚性较低，不利于提高产品的冲击强度。为克服该问题，本技术加入有机硅改性的球形填料，能够在不影响树脂基材流动性的前提下，改善所得epe产品的冲击强度。具体的，有机硅改性后的球形填料具有较低的表面性能和流动阻力，不易增加体系粘度，起到良好的增强作用。

39、进一步的，采用氨基硅氧烷化合物和乙烯基硅氧烷化合物对球形填料进行表面处理，其中，乙烯基硅氧烷化合物有利于改善其与聚乙烯树脂的相容性，氨基硅氧烷化合物则能够引入氨基并与抗滴落剂表面丰富的羧基反应键合，形成局部交联结构，一方面有利于增强epe材料的力学强度，补偿高熔指ldpe力学性能差的问题。另一方面，局部交联结构有利于提高抗滴落剂在熔融加工过程中的热稳定性，减少非预期纤维化现象。

40、优选的，所述发泡剂选自丁烷或戊烷。

41、优选的，所述阻燃剂选自磷系阻燃剂或有机硅阻燃剂。

42、优选的，所述紫外线稳定剂选自邻羟基二苯甲酮类化合物、苯并三唑类化合物、受阻胺类化合物、水杨酸酯类化合物中的一种或几种。

43、优选的，所述抗收缩剂选用单甘酯。

44、优选的，所述成核剂选自二氧化硅、碳酸钙、滑石粉中的一种或几种。

45、优选的，所述润滑剂选自硬脂酸及其衍生物、聚乙烯蜡或多元醇酯。

46、第二方面，本技术提供一种阻燃隔热epe建材的制备方法，其包括如下步骤：

47、epe层制备：将低密度聚乙烯、发泡剂、阻燃剂、抗滴落剂与其它原料混合均匀，加入挤出发泡机，在温度为180～200℃、入口压力8～12mpa的条件下发泡10～30min，对挤出机进行降温，降温至90～100℃后将物料从模口挤出，经牵引拉伸、裁切后得到epe层。

48、铝箔复合：采用淋膜工艺将pe流延膜流布在epe层与铝箔层之间，冷却得到阻燃隔热epe建材。

49、优选的，所述淋膜层的原料为ldpe或ldpe与乙烯丙烯酸共聚物和/或乙烯马来酸酐共聚物中的混合物。

50、更优选的，ldpe与乙烯丙烯酸共聚物和/或乙烯马来酸酐共聚物的质量比为100:1～5。

51、综上所述，本技术具有如下有益效果：

52、1、本技术采用高熔指的聚乙烯树脂为基材，配合以表面含羧基的核壳型抗滴落剂，能够在保障epe材料优异阻燃效果的前提下，有效促进材料致密均匀泡孔结构的形成，提高其隔热性能。

53、2、本技术在核层中加入马来酸酐-苯乙烯共聚物粉末与ptfe粉末复配，能够形成多核核壳结构的抗滴落剂，一方面能够提高抗滴落剂的分散性，提高阻燃性能；另一方面能够抑制抗滴落剂在熔融挤出过程中发生纤维化转变，影响挤出性能和产品阻燃、力学性能。

54、3、本技术通过加入氨基硅氧烷化合物与乙烯基硅氧烷化合物表面改性的球形填料，能够在保障熔体流动性以及产品隔热性能的前提下，增强产品的冲击强度，并提高抗滴落剂的稳定性，减少加工过程中的非预期纤维化现象。