可发性聚苯乙烯(EPS)泡沫是一种闭孔泡沫材料,由于其有着良好的热绝缘、耐腐蚀、防潮、隔音以及减震等性能,因此将其广泛的应用于隔热层、外包装以及水上漂浮装置等领域。因而,EPS泡沫成为了应用最为广泛的泡沫塑料。近年来产生的大量火灾案件,大多与这种泡沫的高易燃性有关,故而近年来引起了特别地关注。EPS的本质是聚苯乙烯和空气,具备了泡沫结构的多孔、薄壁、大表面积、空气含量高于98%的这些典型特点使得它比起块状的聚苯乙烯来讲可燃性更高。因此,提高EPS的阻燃性能以此来满足人们的日常需求已迫在眉睫。本课题尝试的包覆阻燃技术,对EPS进行阻燃改性。此论文总共分为三个部分:首先,论文研究了用于阻燃改性制得EPS泡沫保温板的实验工艺与流程。同时,合成三聚氰胺改性脲醛树脂(MUF)作为EPS包覆液,由聚磷酸铵(APP)、季戊四醇(PER)和三聚氰胺(MEL)构成的膨胀型阻燃剂包覆在EPS预发泡珠粒的表面来实现阻燃。红外分析(FTIR)表明MEL的特征峰出现在MUF中,而且MUF中游离甲醛含量为0.15%,明显低于UF。利用极限氧指数(LOI)、垂直燃烧(UL-94)、锥形量热(CONE)和热失重分析(TG)对阻燃EPS进行阻燃性与热稳定性进行分析表征,实验结果表明随着阻燃剂添加量的增大,材料的LOI值增大。当传统型阻燃剂添加量达到80份时(EPS 100份),LOI可以提高到36.3%;残炭量为14.8%;燃烧速度明显减慢;烟密度减低;泡沫受热收缩现象有所改善。其次,本课题将蒙脱土、二硫化钼和可膨胀石墨引入改阻燃体系中,并与少量硼酸锌与之进行阻燃复配。实验结果表明:少量硼酸锌的引入使得三种二维结构可以在聚苯乙烯泡沫表面形成较好的炭层。其中,可膨胀石墨与硼酸锌的效果最好,当可膨胀石墨与硼酸锌的添加量为2:1,总添加量为24 phr时,复合材料的LOI可以达32.6%;残炭量与热稳定性大幅度提高。最后,本课题将金属元素铝引入到多壁碳纳米管(MWNT)的表面,得到Al-MWNT,并与可膨胀石墨进行阻燃复配(二维与一维结构的复配),引入金属元素,提高催化成炭性能。XPS和红外的结果表明Al已成功地接枝在碳纳米管表面。当可膨胀石墨与改性碳纳米管的配比为7:2,总添加量为36 phr时,体系的燃烧性能有了极大的提升。LOI可以达30.3%,垂直燃烧等级达到V-0等级;热释放速率峰值由932.8 kW·m-2降为177.5 kW·m-2。燃烧后的炭层变致密隔绝基体和氧气,阻止燃烧进一步蔓延;同时抑烟性能得到了极大的提升。不同维度的两种纳米粒子能够互相支撑,改善碳层结构,从而起到更好的阻燃效果。