阅读说明：本技术 一种防火耐磨的工程材料 (Fireproof and wear-resistant engineering material ) 是由 胡伟鹏 于 2020-07-02 设计创作，主要内容包括：本发明涉及工程新材料技术领域,公开了一种防火耐磨的工程材料,包括苯乙烯、聚苯乙烯、软水、分散剂、阻燃剂和发泡剂,实现方法包括以下步骤：S1、将混合料加入到聚合釜内反应；S2、将粒料加入到浸渍釜中反应内；S3、将EPS珠粒依次送入到预发泡桶和熟化仓内反应；S4、注塑成型。本发明通过将苯乙烯、聚苯乙烯、软水、分散剂和阻燃剂加入到聚合釜内反应生成PS颗粒,再将PS颗粒加入到含有发泡剂的浸渍釜中反应生成EPS珠粒,再将EPS珠粒依次加入到预发泡桶、流化床、振动筛和熟化仓内反应生成熟化料,再将熟化料注入到加压罐内,再通过加料枪把熟化料注入到模具内冷却成型,冷却成型的材料具有强度高、密度小、质量轻、耐磨性好,使用时间长。(The invention relates to the technical field of new engineering materials, and discloses a fireproof and wear-resistant engineering material which comprises styrene, polystyrene, soft water, a dispersing agent, a flame retardant and a foaming agent, wherein the implementation method comprises the following steps: s1, adding the mixture into a polymerization kettle for reaction; s2, adding the granules into an impregnation kettle for reaction; s3, sequentially conveying the EPS beads into a pre-foaming barrel and a curing bin for reaction; and S4, injection molding. Styrene, polystyrene, soft water, a dispersing agent and a fire retardant are added into a polymerization kettle to react to generate PS particles, then the PS particles are added into an impregnation kettle containing a foaming agent to react to generate EPS beads, then the EPS beads are sequentially added into a pre-foaming barrel, a fluidized bed, a vibrating screen and a curing bin to react to generate cured materials, then the cured materials are injected into a pressure tank, then the cured materials are injected into a mold through a feeding gun to be cooled and molded, and the cooled and molded materials have the advantages of high strength, small density, light weight, good wear resistance and long service time.)

一种防火耐磨的工程材料

技术领域

本发明涉及工程新材料技术领域，具体是一种防火耐磨的工程材料。

背景技术

随着我国城市的高速发展，高层建筑已经逐渐成为城市建设中必须可少的一项重要设施，虽然高层建筑能够为人们提供非常多的便利条件，但是火灾安全也变得更加重要，因此，保温防火材料对于高层建筑的安全尤其重要，它直接关到人员的安全。

中国专利公开了一种外墙保温材料(授权公告号CN104710154A)，该专利技术与传统的外墙建筑材料相比，具有很好的保温性能，而且凝固性强，不易脱落，值得推广应用，但是其整体强度不高，密度较大，进而导致在工程项目中，容易损坏，耐磨性不佳。因此，本领域技术人员提供了一种防火耐磨的工程材料，以解决上述背景技术中提出的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种防火耐磨的工程材料，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种防火耐磨的工程材料，包括苯乙烯、聚苯乙烯(PS)、软水、分散剂、阻燃剂和发泡剂，实现方法包括以下步骤：

S1、将苯乙烯、聚苯乙烯(PS)、软水、分散剂和阻燃剂按照92：8.7：1.2：120： 5溶解混合，并加入到聚合釜内，再加入引发剂并搅拌，升温至90±2℃，保持聚合釜内压力0.3MPa，反应6h后分别升温至115℃和135℃进行聚合2～3h，待PS颗粒熟化后，经过过滤后放入到洗涤槽中洗涤，再进行脱水、烘干后，加入到料仓内待用；

S2、将S1得到的粒料加入到含有发泡剂的浸渍釜中，并不断搅拌，同时使得反浸渍釜中的温度控制在80～90℃，压力控制在0.9MPa，浸渍5h，然后降温到40℃以下，再进行洗涤、脱水、烘干，并加入外部润滑剂后，形成EPS珠粒，并存储在原料罐内；

S3、通过螺杆输送机把原料罐内的EPS珠粒送入到预发泡桶内，在预发泡桶内通过蒸汽加热使得EPS珠粒膨胀，体积增加，使其密度发生相应的变化，并控制在15～ 20kg/m³之间，热量软化聚苯乙烯，存储在EPS珠粒内的发泡剂戊烷开始沸腾并气化，气化的戊烷气体增加了EPS珠粒内的压力，使其膨胀，预发泡后的了EPS珠粒通过流化床后，进入到振动筛内进行筛分，筛出合适大小的颗粒，通过送料机把预发泡后的EPS珠粒送入熟化仓内进行熟化，使得空气渗透到EPS珠粒内部，并到达内外压力平衡，进而使得EPS珠粒稳定，熟化时间控制在3～6小时，流化床下部通入的空气自下而上地穿过固体颗粒随意填充状态的料层,而气流速度达到或超过颗粒的临界流化速度时,料层中颗粒呈上下翻腾,并有部分颗粒被气流夹带出料层的状态，使得流化床内颗粒物料的加工可以像流体一样连续进出料，并且由于颗粒充分混合；

S4、熟化后的EPS珠粒送入到加压罐内，在加压罐内施加0.4～0.7Mpa的压力，并通过加料枪把原料注入到模具内，冷却成型后，再切割成材。

作为本发明再进一步的方案：所述引发剂的重量为S1中混合液重量的10％，且引发剂可以采用过氧化二苯甲酰、二叔丁基过氧化物或过氧化苯甲酰，所述分散剂可以采用硫酸钙。

作为本发明再进一步的方案：所述发泡剂的重量为反应釜中粒料总重量的10％，且发泡剂可采用戊烷或丁烷。

作为本发明再进一步的方案：所述S3中的预发泡桶内蒸压压力控制在0.5～1.2bar，温度控制在111～123℃。

作为本发明再进一步的方案：所述S4中的冷却方式采用真空冷却，且保持模具内的温度在70～105℃之间，所述真空冷却水的温度控制在25±2℃，压力控制在3.2～ 4Kg/cm²。

作为本发明再进一步的方案：所述S1中聚合釜的搅拌转速控制在75～105r/min，所述S2中浸渍釜的搅拌转速控制在85～115r/min。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

通过将苯乙烯、聚苯乙烯(PS)、软水、分散剂和阻燃剂加入到聚合釜内反应生成PS颗粒，再将PS颗粒加入到含有发泡剂的浸渍釜中反应生成EPS珠粒，再将EPS珠粒依次加入到预发泡桶、流化床、振动筛和熟化仓内反应生成熟化料，再将熟化料注入到加压罐内，再通过加料枪把熟化料注入到模具内冷却成型，冷却成型的材料具有强度高、密度小、质量轻、耐磨性好，使用时间长。

附图说明

图1为一种防火耐磨的工程材料的工艺示意图；

图2为一种防火耐磨的工程材料中发泡成型的流程示意图，

图3为压力—位移曲线图。

具体实施方式

请参阅图1～3，本发明实施例中，一种防火耐磨的工程材料，包括苯乙烯、聚苯乙烯(PS)、软水、分散剂、阻燃剂和发泡剂，实现方法包括以下步骤：

S1、将苯乙烯、聚苯乙烯(PS)、软水、分散剂和阻燃剂按照92：8.7：1.2：120： 5溶解混合，并加入到聚合釜内，再加入引发剂并搅拌，升温至90±2℃，保持聚合釜内压力0.3MPa，反应6h后分别升温至115℃和135℃进行聚合2～3h，待PS颗粒熟化后，经过过滤后放入到洗涤槽中洗涤，再进行脱水、烘干后，加入到料仓内待用；

S2、将S1得到的粒料加入到含有发泡剂的浸渍釜中，并不断搅拌，同时使得反浸渍釜中的温度控制在80～90℃，压力控制在0.9MPa，浸渍5h，然后降温到40℃以下，再进行洗涤、脱水、烘干，并加入外部润滑剂后，形成EPS珠粒，并存储在原料罐内；

S3、通过螺杆输送机把原料罐内的EPS珠粒送入到预发泡桶内，在预发泡桶内通过蒸汽加热使得EPS珠粒膨胀，体积增加，使其密度发生相应的变化，并控制在15～ 20kg/m³之间，热量软化聚苯乙烯，存储在EPS珠粒内的发泡剂戊烷开始沸腾并气化，气化的戊烷气体增加了EPS珠粒内的压力，使其膨胀，预发泡后的了EPS珠粒通过流化床后，进入到振动筛内进行筛分，筛出合适大小的颗粒，通过送料机把预发泡后的EPS珠粒送入熟化仓内进行熟化，使得空气渗透到EPS珠粒内部，并到达内外压力平衡，进而使得EPS珠粒稳定，熟化时间控制在3～6小时，流化床下部通入的空气自下而上地穿过固体颗粒随意填充状态的料层,而气流速度达到或超过颗粒的临界流化速度时,料层中颗粒呈上下翻腾,并有部分颗粒被气流夹带出料层的状态，使得流化床内颗粒物料的加工可以像流体一样连续进出料，并且由于颗粒充分混合；

S4、熟化后的EPS珠粒送入到加压罐内，在加压罐内施加0.4～0.7Mpa的压力，并通过加料枪把原料注入到模具内，冷却成型后，再切割成材。

优先的，引发剂的重量为S1中混合液重量的10％，且引发剂可以采用过氧化二苯甲酰、二叔丁基过氧化物或过氧化苯甲酰，分散剂可以采用硫酸钙。

优先的，发泡剂的重量为反应釜中粒料总重量的10％，且发泡剂可采用戊烷或丁烷。

优先的，S3中的预发泡桶内蒸压压力控制在0.5～1.2bar，温度控制在111～ 123℃。

优先的，S4中的冷却方式采用真空冷却，且保持模具内的温度在70～105℃之间，真空冷却水的温度控制在25±2℃，压力控制在3.2～4Kg/cm²。

优先的，S1中聚合釜的搅拌转速控制在75～105r/min，S2中浸渍釜的搅拌转速控制在85～115r/min。

对比例：市场上普通的EPS保温板

实施例：一、采用随机法在不同的位置截取3块50×50×10mm³的样品，以每分钟压缩原始样品厚度的10％的压缩速率压缩样品，直到样品厚度变为原始厚度的85％，在压缩的过程中记录压力值和变形位置值，并绘制压力—位移曲线图，同时在相对变形量为10％时，计算其压缩强度

(σ—压缩强度，单位：KPa；F—压缩力，单位：N；A—初始截面积)，再计算3块样品的平均压缩强度；

压力—位移曲线图3如下：

从图3中可以分析得出，在相同的压力下，实施例的变形量小于对比例的变形量，随着压力的增大，对比例的变形量的增大速率明显快于实施例的的变形量的增大速率，从而可以得出实施例具有强度高的特点。

二、采用随机法在不同的位置截取3块120×10×3mm³的样品，在长度方向上距离端面10、20﹒﹒﹒90、100mm处各画一条标志线，用夹钳夹住样品的一端，在样品下方 30cm处放置一个滴落盘，再用明火点燃燃气灯，调节燃气灯火焰到20mm高，把样品的一端放置在火焰上燃烧30s后，再把样品从火焰上拿开，让样品自由燃烧，样品上的火焰自然熄灭后，观察燃烧点在标志线的位置以及时间，计算其线性燃烧速率(v—线性燃烧速率，单位：mm/s；L—火焰自然熄灭后标志线的位置，单位：mm；t—样品上的火焰自然熄灭后的总燃烧时间)，再计算3块样品的平均线性燃烧速率，并观察滴落盘中是否有滴落物以及滴落物是否燃烧；

移去火焰后，实施例没有可见的有焰燃烧，且燃烧的标志线位于0～10mm，移去火焰后，对比例出现了连续的有焰燃烧，但是没有超过30mm的标志线，从而可以得出实施例的防火性能明显好处对比例的防火性能。

三、采用随机法在不同的位置截取3块10×10×10mm³的样品，并依次检测表观密度 (单位：kg/m³)、导热系数(单位：W/㎡﹒K)、吸水率(体积分数％)、氧指数(百分含量％)、燃烧热值(单位：MJ)、粘结强度(单位：MPa)和压缩强度(单位：MPa)；

并把实施例和对比例主要性能指标检测的数据记录在下表

表1：实施例和对比例主要性能指标分析结果：

从表1中可以分析得出，实施例的表观密度、导热系数、吸水率、燃烧热值均小于对比例的表观密度、导热系数、吸水率、燃烧热值，实施例的粘结强度、氧指数和压缩强度均大于对比例粘结强度、氧指数和压缩强度，从而得出实施例的特性全面优于对比例的特性；实施例具有强度高、密度小、质量轻、耐磨性好等诸多特点。

以上所述的，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。