XPS擠塑板是什么：

XPS擠塑板是應(yīng)用最為廣泛的外墻保溫、冷庫(kù)隔熱材料，學(xué)名為聚苯乙烯絕熱保溫泡沫塑料。具有非常優(yōu)異的低導(dǎo)熱系數(shù)，良好的抗壓縮性和優(yōu)良的施工性能。作為外墻與屋頂、地暖、冷庫(kù)等隔熱與保溫材料其具有難以取代的優(yōu)勢(shì)。

 

XPS的原料采用的是聚苯乙烯(GPS)，并采用了擠出發(fā)泡的生產(chǎn)工藝成為細(xì)密的泡孔狀結(jié)構(gòu)發(fā)泡體。眾所周知，PS是一種易燃材料，氧指數(shù)非常低（僅為18），在空氣中引燃后不能自熄而且火勢(shì)會(huì)越燃越大，燃燒增長(zhǎng)指數(shù)非常高。

 

建筑外墻保溫對(duì)XPS擠塑板的防火阻燃等級(jí)要求：

建筑保溫等材料使用的XPS為了控制其易燃性通常采用的方法是添加阻燃劑，添加阻燃劑并經(jīng)熔融共混后生產(chǎn)的XPS可以成為阻燃性XPS擠塑板，對(duì)火災(zāi)的抵御非常明顯，顯著降低或防止火災(zāi)的發(fā)生。

GB 8624－2006規(guī)定的B級(jí)阻燃材料需具備如下阻燃要求：

 

等級(jí)	試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)	分級(jí)判據(jù)	附加分級(jí)
B	GB/T 20284 且	FIGRA≤120 W/s 且 LFS＜試樣邊緣且 THR600s ≤7.5 MJ	產(chǎn)煙量e 且 燃燒滴落物/微粒f
	GB/T 8626 h 點(diǎn)火時(shí)間=30 s 且	60 s 內(nèi)Fs≤150 mm
	GB/T 20285		產(chǎn)煙毒性i

 

2011.3.15晚會(huì)報(bào)道擠塑板不阻燃的問(wèn)題后，7月份公安部、建設(shè)部聯(lián)合出臺(tái)最新外墻外保溫及裝飾防火規(guī)定(征求意見稿)，明確提出60米以下的建筑保溫必須采用B1級(jí)（大約等同GB 8624－2006的B級(jí)阻燃等級(jí)）以上阻燃等級(jí)的保溫材料，這就為擠塑板生產(chǎn)廠家和施工方提出了更加明確也更加苛刻的防火阻燃材料要求。

 

擠塑板阻燃劑種類與特點(diǎn)：

擠塑板常用的阻燃劑包括溴系阻燃劑、磷系阻燃劑、氮磷系阻燃劑、無(wú)機(jī)金屬鹽阻燃劑等，按形態(tài)分目前常用的有固態(tài)阻燃劑、液體阻燃劑、粉末狀固體阻燃劑、顆粒型固態(tài)阻燃劑等。

不同的阻燃劑具有不同的物理和化學(xué)特性，所以對(duì)被阻燃材料和添加后的生產(chǎn)工藝要求也不盡相同，一般來(lái)說(shuō)固態(tài)阻燃劑大多數(shù)是添加型阻燃劑，生產(chǎn)過(guò)程中直接與所需阻燃的材料混合均勻熔融擠出即可，一般對(duì)材料的性能影響比較小，而且生產(chǎn)工藝比較簡(jiǎn)單實(shí)用。而液體阻燃劑主要屬于噴涂和反應(yīng)型阻燃劑，噴涂型阻燃劑比較適合紙張、窗簾、帳篷等面積大、體積小而且即時(shí)阻燃即可的材料。反應(yīng)型阻燃劑很難通過(guò)傳統(tǒng)的添加方法實(shí)現(xiàn)，而且對(duì)材料性能破壞有時(shí)候難以估量，所以很少有末端用戶應(yīng)用。

 

目前我國(guó)XPS擠塑板阻燃劑應(yīng)用最為廣泛的是HBCD，六溴環(huán)十二烷，這種阻燃劑具有比較適中的熔融溫度，溴含量也比較高，阻燃效率尚可，使用成本較低，方法比較簡(jiǎn)單，所以很受市場(chǎng)歡迎。HBCD合成的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生三種異構(gòu)體，α-, β-和γ，α占的越多HBCD的熔點(diǎn)和分解溫度則會(huì)越高，反之則越低，但是α含量高勢(shì)必造成HBCD的成本上升，原因是阻燃劑的產(chǎn)率非常低，而且工藝非常難控制。所以我國(guó)目前鮮有生產(chǎn)高熔點(diǎn)HBCD的廠家。

 

遺憾的是HBCD的分解溫度恰恰在180℃-240℃，α含量越高分解溫度也隨著增高。擠塑板的生產(chǎn)加工溫度一般在200 ℃以上，理想的溫度應(yīng)該在220 ℃以上，只有這樣的高溫才能保證PS塑料的充分融化，XPS擠塑板的容重和壓縮強(qiáng)度達(dá)到理想的指標(biāo)。阻燃劑的分解溫度低于擠塑板的加工溫度勢(shì)必造成阻燃劑大量分解，分解后產(chǎn)生的強(qiáng)酸不但腐蝕生產(chǎn)設(shè)備而且會(huì)使得塑料降解，降低XPS擠塑板的分子量，力學(xué)性能直線下降，這也許是阻燃XPS回收困難的重要因素。同時(shí)阻燃劑的分解也會(huì)造成自身阻燃效能的下降，而為了達(dá)到阻燃性不得不采用變態(tài)的超常規(guī)添加阻燃劑的辦法，造成浪費(fèi)和環(huán)境的破壞。

 

為了減少阻燃劑的分解損失，一些廠家采用了降低加工溫度，超低溫生產(chǎn)阻燃XPS擠塑板的辦法。這種方法雖然受到一定的效果，但是并沒用從根本上解決問(wèn)題，而且容易造成設(shè)備的磨損快、板子容重高、保溫系數(shù)下降。也不利于擠塑板行業(yè)的健康發(fā)展。

 

擠塑板的原料種類與加工的特點(diǎn)：

XPS的原料市場(chǎng)目前主要分兩種：一種是石化廠生產(chǎn)的透苯，GPS，通用聚苯乙烯或XPS專用聚苯乙烯等，還有一種是目前使用比較廣泛的回收PS顆粒，這些回收PS顆粒大多數(shù)是回收了電子產(chǎn)品包裝、EPS下腳料、PS廢棄注塑件等材料，（從環(huán)保的角度講我認(rèn)為回收顆粒不但不會(huì)造成環(huán)境的破壞反而有利于環(huán)境的保護(hù)和資源的可持續(xù)發(fā)展利用。如果合理指導(dǎo)回收顆粒行業(yè)的發(fā)展便是一種化廢為寶的好辦法，因?yàn)檫@些廢棄物如果直接被燃燒不但失去了其仍具利用的價(jià)值而且對(duì)環(huán)境有不利的影響，不燃燒則形成白色垃圾的污染。合理的循環(huán)回收再利用起碼延長(zhǎng)了材料的生命，降低了對(duì)石油等資源的依賴程度）從加工的性能來(lái)看，全新料的加工性能要求較低，產(chǎn)品質(zhì)量比較穩(wěn)定，但加工溫度比較高，一般PS的徹底熔融溫度不應(yīng)該低于220 ℃，最好在240 ℃以上，PS是無(wú)定形高結(jié)晶物質(zhì)，從初融到完全塑化的過(guò)程比較長(zhǎng)、溫區(qū)比較寬，但過(guò)低的生產(chǎn)加工溫度并不能保證其完全熔化，如果未熔的顆粒存在XPS中會(huì)形成大體積結(jié)晶點(diǎn)，直接造成XPS擠塑板的應(yīng)力集中，從而影響材料的壓縮和拉伸性能，也可能造成擠塑板的尺寸穩(wěn)定性較差（板材忽寬忽窄，忽薄忽厚）?；厥盏腜S顆粒由于分子量存在一定的降解，加工溫度一般低于全新料，但是成型穩(wěn)定性較差，發(fā)泡的倍率和泡孔的結(jié)構(gòu)不容易控制，而且阻燃的難度較大。

 

生產(chǎn)阻燃XPS擠塑板需要的條件：

阻燃XPS的生產(chǎn)成敗至少取決于如下幾方面：

1.XPS擠塑板的原料

2.XPS擠塑板所使用的阻燃劑

3.擠塑板生產(chǎn)設(shè)備與生產(chǎn)工藝控制

4.擠塑板的形態(tài)與結(jié)構(gòu)

5.輔助助劑使用是否得當(dāng)。

 

生產(chǎn)阻燃XPS擠塑板使用的原料與加工特點(diǎn)：

 

1.全新料，即GPS,先說(shuō)阻燃擠塑板使用的原料，全新料一般被認(rèn)為是比較容易被幾乎所有阻燃劑阻燃的最佳材料，因?yàn)檫@種材料成分單一，成型均勻、泡孔細(xì)密，正好適合阻燃劑阻燃效能的發(fā)揮。但是對(duì)于生產(chǎn)企業(yè)來(lái)說(shuō)新料價(jià)位比較高，阻燃的XPS價(jià)位也勢(shì)必高，市場(chǎng)接受可能有難度。另外PS的加工溫度一般不應(yīng)該低于220 ℃，最好在240 ℃，這樣才能保證塑料的充分熔融，板材的密度、性能、絕熱系數(shù)和成本達(dá)到最佳，是擠塑板的合理加工溫度，但是對(duì)于阻燃XPS來(lái)說(shuō)，尤其是B1級(jí)防火阻燃XPS擠塑板，阻燃劑添加量相對(duì)比較大，如果選擇耐加工溫度較低的阻燃劑肯定會(huì)大量分解，阻燃劑的分解一方法會(huì)降解PS，降低樹脂分子量，造成力學(xué)性能的降低(壓縮強(qiáng)度上不去、板材發(fā)脆、不耐刮痕等)。另一方面分解的阻燃劑會(huì)釋放出大量的HBr，這種與HCl具有類似腐蝕性的氣體對(duì)設(shè)備螺桿和機(jī)器筒體的金屬部位傷害非常大，會(huì)造成螺桿短時(shí)間報(bào)廢，為擠塑板增加了無(wú)形的成本，可能得不償失。同時(shí)為了生產(chǎn)合格的阻燃擠塑板有些廠家不得不采取超低溫加工的方法，降低機(jī)器的加工溫度為了不使得阻燃劑分解，這種方法往往造成設(shè)備的自摩擦升溫劇烈、塑料熔融不充分、成型不好、導(dǎo)熱系數(shù)低、板材容重大、螺桿磨損快的結(jié)果，也屬于一種無(wú)奈而不理性的方法，長(zhǎng)期來(lái)看效果并不好。

2.二次料，即回收PS顆粒，一般來(lái)說(shuō)，回收過(guò)程處理比較得當(dāng)、沒有摻入其它品種塑料和無(wú)機(jī)物，外觀透明發(fā)亮、落地清脆有響的顆粒比較容易被阻燃劑阻燃。而手感發(fā)肉、落地?zé)o聲或不夠清脆的顆粒則阻燃難度較大。改苯中通常摻雜了難以說(shuō)明的其它物質(zhì)，所以在阻燃擠塑板的生產(chǎn)過(guò)程中一般被認(rèn)為是大忌的塑料，會(huì)顯著降低阻燃效果，增加阻燃劑的用量。市場(chǎng)常見的所謂大白、中白一般是比較好的回收塑料，茶料屬于中等的XPS回收料，而彩苯、改苯則從發(fā)泡的效果和板材的性能以及阻燃的難易度來(lái)說(shuō)都是比較差的回收顆粒。適當(dāng)采用成色較好的回收料并輔之以適當(dāng)?shù)脑希砑右欢康哪透邷夭环纸獾淖枞紕┥a(chǎn)阻燃XPS擠塑板不失為一個(gè)兼顧性能與成本的好辦法。

 

擠塑板阻燃劑的特點(diǎn)與選擇要領(lǐng)：

擠塑板阻燃劑，HBCD是一種傳統(tǒng)的擠塑板阻燃劑，其特點(diǎn)前面已經(jīng)簡(jiǎn)單闡述，HBCD由于生產(chǎn)技術(shù)與工藝的差別，品質(zhì)和阻燃的效果、效率也會(huì)差別非常大，分解溫度也各不相同。即使高熔點(diǎn)包覆型HBCD也很難說(shuō)加工過(guò)程不產(chǎn)生分解，所以首先分解溫度低是HBCD在生產(chǎn)阻燃擠塑板時(shí)難以逾越的障礙。另外，HBCD屬于溴系脂環(huán)族阻燃劑，通過(guò)捕獲游離的自由基來(lái)達(dá)到阻燃的目的，這種效應(yīng)必須即時(shí)、即刻，發(fā)生的時(shí)機(jī)要適合阻燃劑。這種效應(yīng)的形成機(jī)制很脆弱，輕微的變化變化導(dǎo)致失敗，因而也會(huì)造成擠塑板阻燃效果的不穩(wěn)定，這或許便是擠塑板阻燃效果不穩(wěn)定、難阻燃的一個(gè)重要因素，看來(lái)阻燃劑自身的性能問(wèn)題是不可小覷的。

另外還有許多阻燃劑可用于擠塑板的阻燃，隨著一些新材料新技術(shù)的不斷提高，原來(lái)被認(rèn)為加工性能差、阻燃效能低的阻燃劑通過(guò)不斷的改進(jìn)各方面性能有了大幅度提高，能夠適宜現(xiàn)代阻燃的需求。例如我公司根據(jù)市場(chǎng)實(shí)際需求和加工特點(diǎn)開發(fā)的新型擠塑板阻燃劑3401、3302等都在阻燃的機(jī)理和形態(tài)上突破以往的慣性思維，阻燃效率、阻燃效果都有了革命性的提升，而且這些阻燃劑分解溫度非常高、加工時(shí)根本不會(huì)釋放腐蝕性氣體，阻燃域?qū)挿?，可適用于回收級(jí)原料的XPS擠塑板阻燃，阻燃效果穩(wěn)定持久，不容易造成阻燃擠塑板生產(chǎn)失敗?？芍^廣譜高效型擠塑板阻燃劑。

 

生產(chǎn)擠塑板的設(shè)備與生產(chǎn)工藝的控制：

擠塑板生產(chǎn)設(shè)備目前大多采用單-單雙階擠出機(jī)或雙-單雙階擠出機(jī)，這種機(jī)器第一階擠出機(jī)主要用于原料的熔融、助劑的分散等程序，而第二階則側(cè)重與發(fā)泡后的板材定型降溫過(guò)程，輔之以磨具便可生產(chǎn)出各種寬度和厚度的擠塑板。因?yàn)閿D出機(jī)的生產(chǎn)廠家不同，所以生產(chǎn)的擠塑板的質(zhì)量和對(duì)工藝的要求也不盡相同。尤其阻燃性擠塑板的生產(chǎn)，涉及原料、溫度、定型、產(chǎn)能等多方面因素，所以生產(chǎn)的難度比較大，一般來(lái)說(shuō)通過(guò)添加阻燃劑與塑料顆粒混合的辦法作為原料即可生產(chǎn)阻燃XPS，但是有些機(jī)器螺桿的設(shè)計(jì)間隙、螺紋的角度、筒體的氣密性、塑化的程度、升降溫效率等存在一些不適宜阻燃劑添加的可能，所以生產(chǎn)阻燃擠塑板的難度比較大。尤其是采用耐溫效果差的阻燃劑，難度會(huì)更大。但是耐高溫加工的阻燃劑一般不存在這些問(wèn)題，對(duì)溫度的控制要求也不是那么嚴(yán)格，可適宜大多數(shù)設(shè)備的加工。

 

擠塑板泡孔結(jié)構(gòu)等對(duì)阻燃性的影響和阻燃劑阻燃效率的發(fā)揮：

擠塑板是一種細(xì)密的充滿泡孔的發(fā)泡體塑料，這些密閉的泡孔里面勢(shì)必會(huì)裹覆一些氣體，這些氣體的成分對(duì)阻燃性多少也有些影響，阻燃劑被添加到擠塑板原料中經(jīng)過(guò)熔融塑化基本在XPS中密布分散，擠塑板被引燃時(shí)需要有氧氣的參與才能發(fā)生燃燒，這些閉孔中的氣體如果是空氣則屬于常態(tài)下燃燒，這時(shí)是阻燃劑真實(shí)的阻燃效果，如果閉孔中封閉的是氟氯昂等阻燃性氣體則為阻燃?xì)怏w太下燃燒，由于有機(jī)物周圍不能完全接觸到助燃的氧氣，可能有效的幫助阻燃劑阻燃，因?yàn)檫@種燃燒本身并不十分劇烈，阻燃劑的負(fù)擔(dān)被減輕。CO2發(fā)泡的擠塑板由于CO2是不支持燃燒的氣體，也具有類似的效果。還有被分解的阻燃劑釋放的HBr也會(huì)作為一種氣體附著在閉孔內(nèi)。但是這種閉孔封氣效應(yīng)并不是一種永恒的效應(yīng)，隨著時(shí)間的增長(zhǎng)和環(huán)境的變化，閉孔中遲早會(huì)被空氣占領(lǐng)，所以，人們有時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)阻燃擠塑板很短的時(shí)間內(nèi)會(huì)在自然的環(huán)境下降低或喪失阻燃性大多與此有關(guān)。

在上述效應(yīng)中HBr存在于閉孔中的短暫效應(yīng)是最容易造成阻燃的假象存在。因?yàn)镠Br的阻燃性要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其它所述的各種氣體。

細(xì)密均勻的泡孔結(jié)構(gòu)也比較有利于阻燃劑阻燃效率的發(fā)揮，細(xì)密的泡孔自然封閉的氣體較少，而且增加了阻燃劑的單位體積分布，有利于阻燃劑的抱團(tuán)作戰(zhàn)，阻燃效率更容易得以發(fā)揮。而泡孔結(jié)構(gòu)不夠均勻的發(fā)泡體一則很容易溢出內(nèi)部氣體形成空氣閉孔，另外阻燃劑的分布也不如均勻細(xì)密的泡孔結(jié)構(gòu)。所以阻燃的難度相對(duì)大。

 

阻燃擠塑板其它助劑的說(shuō)法：

擠塑板生產(chǎn)時(shí)常常添加除阻燃劑外的如色母粒、成核劑、潤(rùn)滑劑等助劑，色母粒是一種采用色粉經(jīng)樹脂為載體捏合的顆粒狀著色添加劑，如果色母粒的載體選擇不恰當(dāng)，對(duì)阻燃劑的效果也會(huì)生產(chǎn)一定影響，可惜的是這種趨勢(shì)是向著不利的方向。成核劑是擠塑板生產(chǎn)必須添加的助劑，關(guān)于成核劑的粒徑大小，成分含量有大量的專注論述，但可以說(shuō)明的是不是所有的滑石粉都適合發(fā)泡，尤其滑石粉以假充真的市場(chǎng)現(xiàn)狀可能會(huì)成為導(dǎo)致阻燃XPS擠塑板生產(chǎn)失敗的一個(gè)因素。

 

總之關(guān)于阻燃XPS擠塑板怎樣生產(chǎn)的論述各大門派各有千秋，我公司的淺薄論述但愿能起到拋磚引玉之功效。根據(jù)當(dāng)前外墻保溫現(xiàn)狀，我國(guó)勢(shì)必采用難燃性B1級(jí)阻燃防火擠塑板作為外墻保溫的入門要求。以往拼關(guān)系、搞權(quán)術(shù)的市場(chǎng)或許會(huì)消失或漸漸消失，阻燃擠塑板作為外墻保溫的當(dāng)前最佳材料從今要靠企業(yè)的硬實(shí)力，不能有效的掌握B1級(jí)阻燃擠塑板的生產(chǎn)技術(shù)可能對(duì)擠塑板生產(chǎn)企業(yè)來(lái)說(shuō)會(huì)成為一個(gè)心痛，希望企業(yè)能在技術(shù)、品質(zhì)上下足功夫生產(chǎn)出不再火災(zāi)頻繁發(fā)生的阻燃擠塑板。我們作為一家擠塑板阻燃劑生產(chǎn)廠家也愿意盡力為我國(guó)外墻保溫防火做出微薄貢獻(xiàn)。