本发明涉及泡沫板技术领域，具体是一种阻燃环保聚苯乙烯泡沫板及其制备工艺。
背景技术：
泡沫板，是一种用途广泛的材料，主要用于建筑墙体，屋面保温，复合板保温，冷库、空调、车辆、船舶的保温隔热，地板采暖，装潢雕刻，包装等，用途非常广泛。
聚苯乙烯泡沫板-又名泡沫板、eps板是由含有挥发性液体发泡剂的可发性聚苯乙烯珠粒，经加热预发后在模具中加热成型的白色物体，其有微细闭孔的结构特点，聚苯乙烯泡沫板制造成本低廉，隔热保温效果最好的材料之一，广泛应用到建筑和包装领域。但由于其防火性能差，该产品目前最高只能达到国家b1级防火的标准，燃烧时会产生致命毒气，已经被国家相关部门明令禁止使用，改用玻璃岩棉取代聚苯乙烯泡沫板，玻璃岩棉虽然具有隔热保温功和a级防火功能，但是属于高耗能、高排放、高污染的产业，浪费资源，影响环境，而且不能防潮、吸水，对人体健康有伤害，施工成本高，无法降解。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种阻燃环保聚苯乙烯泡沫板及其制备工艺，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：
一种阻燃环保聚苯乙烯泡沫板，由以下重量份的原料制成：
改性聚苯乙烯86-96份、海泡石粉5-10份、耐火高岭土5-10份、改性羟甲基纤维素2-6份、微晶纤维素-甘氨酸1-5份、纳米铝矾土4-8份、石墨5-9份、耐火纤维3-7份、阻燃剂2-5份、表面活性剂1-3份、降解促进剂0.5-1份。
一种阻燃环保聚苯乙烯泡沫板，由以下重量份的原料制成：
改性聚苯乙烯86份、海泡石粉5份、耐火高岭土5份、改性羟甲基纤维素2份、微晶纤维素-甘氨酸1份、纳米铝矾土4份、石墨5份、耐火纤维3份、阻燃剂2份、表面活性剂1份、降解促进剂0.5份。
一种阻燃环保聚苯乙烯泡沫板，由以下重量份的原料制成：
改性聚苯乙烯96份、海泡石粉10份、耐火高岭土10份、改性羟甲基纤维素6份、微晶纤维素-甘氨酸5份、纳米铝矾土8份、石墨9份、耐火纤维7份、阻燃剂5份、表面活性剂3份、降解促进剂1份。
一种阻燃环保聚苯乙烯泡沫板，由以下重量份的原料制成：
改性聚苯乙烯91份、海泡石粉8份、耐火高岭土8份、改性羟甲基纤维素4份、微晶纤维素-甘氨酸3份、纳米铝矾土6份、石墨7份、耐火纤维5份、阻燃剂3.5份、表面活性剂2份、降解促进剂0.8份。
一种阻燃环保聚苯乙烯泡沫板，由以下重量份的原料制成：
改性聚苯乙烯88份、海泡石粉7份、耐火高岭土7份、改性羟甲基纤维素5份、微晶纤维素-甘氨酸2.5份、纳米铝矾土6份、石墨8份、耐火纤维6份、阻燃剂4.5份、表面活性剂2.5份、降解促进剂0.6份。
所述改性聚苯乙烯采用如下方法制备：将纳米二氧化钛和淀粉分散于蒸馏水中，经超声振荡混合均匀，缓慢加入聚苯乙烯颗粒，加热并搅拌至聚苯乙烯完全熔化，冷却，得到聚苯乙烯树脂-二氧化钛-淀粉复合溶胶，胶体经胶磨后，真空抽滤脱气、静置，恒温干燥，制得改性聚苯乙烯树脂。所述聚苯乙烯、纳米二氧化钛和淀粉的质量比为100:3-8:15-25。
所述耐火纤维由莫来石纤维、氧化铝纤维和氧化锆纤维按照质量比1-5：2-4:1混合而成。
所述改性羟甲基纤维素的制作方法为：将羟甲基纤维素按3：10的重量份数比加入95％浓度的乙醇溶液中，搅拌至全部溶解，加入羟甲基纤维素重量份数一半的壳聚糖和羟甲基纤维素重量份数一半的30％浓度的聚乙二醇在80℃温度下搅拌反应25分钟，制得。
所述微晶纤维素-甘氨酸的具体制备方法为：将微晶纤维素、甘氨酸按质量比在1-3:3-10混合后升温至70-80℃保温研磨15min，然后加入去离子水直至质量含水量达到80-85％，充分搅拌和利用微波处理器微波回流处理3min，间隔5min后继续微波回流处理3min，再次间隔5min后微波回流处理3min，如此重复操作，控制总微波回流处理在20-30min，处理结束后自然冷却至室温，所得混合物送入冷冻干燥机中，干燥所得固体经超微粉碎机制成微粉，即得微晶纤维素-甘氨酸。
所述表面活性剂为脂肪酸甘油酯，脂肪酸山梨坦(司盘)，聚山梨酯(吐温)中的一种或者两种。
所述降解促进剂为含铁促降解剂。
所述海泡石粉，粒径为80-120nm；所述耐火高岭土，粒径为50-70nm。
一种阻燃环保聚苯乙烯泡沫板的制备工艺，包括以下步骤：
(1)将改性聚苯乙烯加热至135-150℃，保温熔融30-40分钟，使苯乙烯充分聚合，避免有害成分苯乙烯挥发，使泡沫板安全健康，得熔融聚苯乙烯树脂；
(2)将海泡石粉、耐火高岭土、改性羟甲基纤维素、微晶纤维素-甘氨酸、纳米铝矾土、石墨、耐火纤维加入熔融聚苯乙烯树脂中，于150-170℃搅拌熔融35-55分钟，使各原料充分结合；
(3)将步骤(2)得到的混合料加至高速混炼机，再加入阻燃剂、表面活性剂和降解促进剂，在60-80℃下搅拌35-45分钟；
(4)将步骤(3)得到的混合料输送至锥形双螺杆挤出机进行挤压成型，冷却定型，干燥，裁切，即得聚苯乙烯发泡板材。
进一步地，所述挤压成型过程中挤出温度为180-200℃，螺杆转速为300-500rpm。
与现有技术相比，本发明的优点及有益效果为：
1、本发明采用独特的原料配方及各组分的协调作用，相容性好，制备的聚苯乙烯阻燃发泡板材具有阻燃、高强度、耐冲击、耐热性能好、不易变形、隔音、保温、抗菌性能好等优点，且加工性能好，工艺简单，成本低廉，可广泛应用在包装、家居装饰和墙板等领域。
2、本发明聚苯乙烯通过纳米二氧化钛和淀粉进行改性，使得泡沫板的抗拉强度、热稳定性和耐水性都得到了提高，纳米二氧化钛具有耐老化、耐高温、综合性能优良、抗菌性稳定、长久等优点，纳米二氧化钛的加入能够提高泡沫板的抗菌性能，同时淀粉的加入使得泡沫板更加环保，易降解。
3、配方中耐火高岭土、纳米铝矾土、耐火纤维和阻燃剂的配合使用，使得本发明的泡沫板有着优良的阻燃性。
4、同时制备工艺简单，操作容易，易于实施。
具体实施方式
实施例1
一种阻燃环保聚苯乙烯泡沫板，由以下重量份的原料制成：
改性聚苯乙烯86份、海泡石粉5份、耐火高岭土5份、改性羟甲基纤维素2份、微晶纤维素-甘氨酸1份、纳米铝矾土4份、石墨5份、耐火纤维3份、阻燃剂2份、表面活性剂1份、降解促进剂0.5份。
所述改性聚苯乙烯采用如下方法制备：将纳米二氧化钛和淀粉分散于蒸馏水中，经超声振荡混合均匀，缓慢加入聚苯乙烯颗粒，加热并搅拌至聚苯乙烯完全熔化，冷却，得到聚苯乙烯树脂-二氧化钛-淀粉复合溶胶，胶体经胶磨后，真空抽滤脱气、静置，恒温干燥，制得改性聚苯乙烯树脂。所述聚苯乙烯、纳米二氧化钛和淀粉的质量比为100:3:15。
所述耐火纤维由莫来石纤维、氧化铝纤维和氧化锆纤维按照质量比1：2:1混合而成。
所述改性羟甲基纤维素的制作方法为：将羟甲基纤维素按3：10的重量份数比加入95％浓度的乙醇溶液中，搅拌至全部溶解，加入羟甲基纤维素重量份数一半的壳聚糖和羟甲基纤维素重量份数一半的30％浓度的聚乙二醇在80℃温度下搅拌反应25分钟，制得。
所述微晶纤维素-甘氨酸的具体制备方法为：将微晶纤维素、甘氨酸按质量比在1:3混合后升温至70℃保温研磨15min，然后加入去离子水直至质量含水量达到80％，充分搅拌和利用微波处理器微波回流处理3min，间隔5min后继续微波回流处理3min，再次间隔5min后微波回流处理3min，如此重复操作，控制总微波回流处理在20min，处理结束后自然冷却至室温，所得混合物送入冷冻干燥机中，干燥所得固体经超微粉碎机制成微粉，即得微晶纤维素-甘氨酸。
所述表面活性剂为脂肪酸甘油酯。
所述降解促进剂为含铁促降解剂。
所述海泡石粉，粒径为80nm；所述耐火高岭土，粒径为50nm。
一种阻燃环保聚苯乙烯泡沫板的制备工艺，包括以下步骤：
(1)将改性聚苯乙烯加热至135℃，保温熔融30分钟，使苯乙烯充分聚合，避免有害成分苯乙烯挥发，使泡沫板安全健康，得熔融聚苯乙烯树脂；
(2)将海泡石粉、耐火高岭土、改性羟甲基纤维素、微晶纤维素-甘氨酸、纳米铝矾土、石墨、耐火纤维加入熔融聚苯乙烯树脂中，于150℃搅拌熔融35分钟，使各原料充分结合；
(3)将步骤(2)得到的混合料加至高速混炼机，再加入阻燃剂、表面活性剂和降解促进剂，在60℃下搅拌35分钟；
(4)将步骤(3)得到的混合料输送至锥形双螺杆挤出机进行挤压成型，冷却定型，干燥，裁切，即得聚苯乙烯发泡板材。
进一步地，所述挤压成型过程中挤出温度为180℃，螺杆转速为300rpm。
实施例2
一种阻燃环保聚苯乙烯泡沫板，由以下重量份的原料制成：
改性聚苯乙烯96份、海泡石粉10份、耐火高岭土10份、改性羟甲基纤维素6份、微晶纤维素-甘氨酸5份、纳米铝矾土8份、石墨9份、耐火纤维7份、阻燃剂5份、表面活性剂3份、降解促进剂1份。
所述改性聚苯乙烯采用如下方法制备：将纳米二氧化钛和淀粉分散于蒸馏水中，经超声振荡混合均匀，缓慢加入聚苯乙烯颗粒，加热并搅拌至聚苯乙烯完全熔化，冷却，得到聚苯乙烯树脂-二氧化钛-淀粉复合溶胶，胶体经胶磨后，真空抽滤脱气、静置，恒温干燥，制得改性聚苯乙烯树脂。所述聚苯乙烯、纳米二氧化钛和淀粉的质量比为100:8:25。
所述耐火纤维由莫来石纤维、氧化铝纤维和氧化锆纤维按照质量比5：4:1混合而成。
所述改性羟甲基纤维素的制作方法为：将羟甲基纤维素按3：10的重量份数比加入95％浓度的乙醇溶液中，搅拌至全部溶解，加入羟甲基纤维素重量份数一半的壳聚糖和羟甲基纤维素重量份数一半的30％浓度的聚乙二醇在80℃温度下搅拌反应25分钟，制得。
所述微晶纤维素-甘氨酸的具体制备方法为：将微晶纤维素、甘氨酸按质量比在3:10混合后升温至80℃保温研磨15min，然后加入去离子水直至质量含水量达到85％，充分搅拌和利用微波处理器微波回流处理3min，间隔5min后继续微波回流处理3min，再次间隔5min后微波回流处理3min，如此重复操作，控制总微波回流处理在30min，处理结束后自然冷却至室温，所得混合物送入冷冻干燥机中，干燥所得固体经超微粉碎机制成微粉，即得微晶纤维素-甘氨酸。
所述表面活性剂为脂肪酸山梨坦(司盘)。
所述降解促进剂为含铁促降解剂。
所述海泡石粉，粒径为120nm；所述耐火高岭土，粒径为70nm。
一种阻燃环保聚苯乙烯泡沫板的制备工艺，包括以下步骤：
(1)将改性聚苯乙烯加热至150℃，保温熔融40分钟，使苯乙烯充分聚合，避免有害成分苯乙烯挥发，使泡沫板安全健康，得熔融聚苯乙烯树脂；
(2)将海泡石粉、耐火高岭土、改性羟甲基纤维素、微晶纤维素-甘氨酸、纳米铝矾土、石墨、耐火纤维加入熔融聚苯乙烯树脂中，于170℃搅拌熔融55分钟，使各原料充分结合；
(3)将步骤(2)得到的混合料加至高速混炼机，再加入阻燃剂、表面活性剂和降解促进剂，在80℃下搅拌45分钟；
(4)将步骤(3)得到的混合料输送至锥形双螺杆挤出机进行挤压成型，冷却定型，干燥，裁切，即得聚苯乙烯发泡板材。
进一步地，所述挤压成型过程中挤出温度为200℃，螺杆转速为500rpm。
实施例3
一种阻燃环保聚苯乙烯泡沫板，由以下重量份的原料制成：
改性聚苯乙烯91份、海泡石粉8份、耐火高岭土8份、改性羟甲基纤维素4份、微晶纤维素-甘氨酸3份、纳米铝矾土6份、石墨7份、耐火纤维5份、阻燃剂3.5份、表面活性剂2份、降解促进剂0.8份。
所述改性聚苯乙烯采用如下方法制备：将纳米二氧化钛和淀粉分散于蒸馏水中，经超声振荡混合均匀，缓慢加入聚苯乙烯颗粒，加热并搅拌至聚苯乙烯完全熔化，冷却，得到聚苯乙烯树脂-二氧化钛-淀粉复合溶胶，胶体经胶磨后，真空抽滤脱气、静置，恒温干燥，制得改性聚苯乙烯树脂。所述聚苯乙烯、纳米二氧化钛和淀粉的质量比为100:5:20。
所述耐火纤维由莫来石纤维、氧化铝纤维和氧化锆纤维按照质量比3：3:1混合而成。
所述改性羟甲基纤维素的制作方法为：将羟甲基纤维素按3：10的重量份数比加入95％浓度的乙醇溶液中，搅拌至全部溶解，加入羟甲基纤维素重量份数一半的壳聚糖和羟甲基纤维素重量份数一半的30％浓度的聚乙二醇在80℃温度下搅拌反应25分钟，制得。
所述微晶纤维素-甘氨酸的具体制备方法为：将微晶纤维素、甘氨酸按质量比在2:6混合后升温至70-80℃保温研磨15min，然后加入去离子水直至质量含水量达到83％，充分搅拌和利用微波处理器微波回流处理3min，间隔5min后继续微波回流处理3min，再次间隔5min后微波回流处理3min，如此重复操作，控制总微波回流处理在25min，处理结束后自然冷却至室温，所得混合物送入冷冻干燥机中，干燥所得固体经超微粉碎机制成微粉，即得微晶纤维素-甘氨酸。
所述表面活性剂为聚山梨酯(吐温)。
所述降解促进剂为含铁促降解剂。
所述海泡石粉，粒径为100nm；所述耐火高岭土，粒径为60nm。
一种阻燃环保聚苯乙烯泡沫板的制备工艺，包括以下步骤：
(1)将改性聚苯乙烯加热至143℃，保温熔融35分钟，使苯乙烯充分聚合，避免有害成分苯乙烯挥发，使泡沫板安全健康，得熔融聚苯乙烯树脂；
(2)将海泡石粉、耐火高岭土、改性羟甲基纤维素、微晶纤维素-甘氨酸、纳米铝矾土、石墨、耐火纤维加入熔融聚苯乙烯树脂中，于160℃搅拌熔融45分钟，使各原料充分结合；
(3)将步骤(2)得到的混合料加至高速混炼机，再加入阻燃剂、表面活性剂和降解促进剂，在70℃下搅拌40分钟；
(4)将步骤(3)得到的混合料输送至锥形双螺杆挤出机进行挤压成型，冷却定型，干燥，裁切，即得聚苯乙烯发泡板材。
进一步地，所述挤压成型过程中挤出温度为190℃，螺杆转速为400rpm。
实施例4
一种阻燃环保聚苯乙烯泡沫板，由以下重量份的原料制成：
改性聚苯乙烯88份、海泡石粉7份、耐火高岭土7份、改性羟甲基纤维素5份、微晶纤维素-甘氨酸2.5份、纳米铝矾土6份、石墨8份、耐火纤维6份、阻燃剂4.5份、表面活性剂2.5份、降解促进剂0.6份。
所述改性聚苯乙烯采用如下方法制备：将纳米二氧化钛和淀粉分散于蒸馏水中，经超声振荡混合均匀，缓慢加入聚苯乙烯颗粒，加热并搅拌至聚苯乙烯完全熔化，冷却，得到聚苯乙烯树脂-二氧化钛-淀粉复合溶胶，胶体经胶磨后，真空抽滤脱气、静置，恒温干燥，制得改性聚苯乙烯树脂。所述聚苯乙烯、纳米二氧化钛和淀粉的质量比为100:6:21。
所述耐火纤维由莫来石纤维、氧化铝纤维和氧化锆纤维按照质量比2：3:1混合而成。
所述改性羟甲基纤维素的制作方法为：将羟甲基纤维素按3：10的重量份数比加入95％浓度的乙醇溶液中，搅拌至全部溶解，加入羟甲基纤维素重量份数一半的壳聚糖和羟甲基纤维素重量份数一半的30％浓度的聚乙二醇在80℃温度下搅拌反应25分钟，制得。
所述微晶纤维素-甘氨酸的具体制备方法为：将微晶纤维素、甘氨酸按质量比在1:4混合后升温至70-80℃保温研磨15min，然后加入去离子水直至质量含水量达到82％，充分搅拌和利用微波处理器微波回流处理3min，间隔5min后继续微波回流处理3min，再次间隔5min后微波回流处理3min，如此重复操作，控制总微波回流处理在28min，处理结束后自然冷却至室温，所得混合物送入冷冻干燥机中，干燥所得固体经超微粉碎机制成微粉，即得微晶纤维素-甘氨酸。
所述表面活性剂为脂肪酸甘油酯和脂肪酸山梨坦(司盘)按质量比2:1混合而成。
所述降解促进剂为含铁促降解剂。
所述海泡石粉，粒径为90nm；所述耐火高岭土，粒径为65nm。
一种阻燃环保聚苯乙烯泡沫板的制备工艺，包括以下步骤：
(1)将改性聚苯乙烯加热至145℃，保温熔融38分钟，使苯乙烯充分聚合，避免有害成分苯乙烯挥发，使泡沫板安全健康，得熔融聚苯乙烯树脂；
(2)将海泡石粉、耐火高岭土、改性羟甲基纤维素、微晶纤维素-甘氨酸、纳米铝矾土、石墨、耐火纤维加入熔融聚苯乙烯树脂中，于155℃搅拌熔融43分钟，使各原料充分结合；
(3)将步骤(2)得到的混合料加至高速混炼机，再加入阻燃剂、表面活性剂和降解促进剂，在66℃下搅拌38分钟；
(4)将步骤(3)得到的混合料输送至锥形双螺杆挤出机进行挤压成型，冷却定型，干燥，裁切，即得聚苯乙烯发泡板材。
进一步地，所述挤压成型过程中挤出温度为185℃，螺杆转速为380rpm。最后应说明的是，以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域技术人员应当理解，依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。