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：
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等級(jí)
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試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)
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分級(jí)判據(jù)
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附加分級(jí)
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B
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GB/T 20284 且
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FIGRA≤120 W/s 且
LFS＜試樣邊緣且
THR600s ≤7.5 MJ
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產(chǎn)煙量e 且
燃燒滴落物/微粒f
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GB/T 8626 h
點(diǎn)火時(shí)間=30 s 且
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60 s 內(nèi)Fs≤150 mm
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GB/T 20285
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產(chǎn)煙毒性i
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2011.3.15晚會(huì)報(bào)道擠塑板不阻燃的問題后，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，一般來說固態(tài)阻燃劑大多數(shù)是添加型阻燃劑，生產(chǎn)過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是無定形高結(jié)晶物質(zhì)，從初融到完全塑化的過程比較長(zhǎng)、溫區(qū)比較寬，但過低的生產(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)來說新料價(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來說，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，也屬于一種無奈而不理性的方法，長(zhǎng)期來看效果并不好。
2.二次料，即回收PS顆粒，一般來說，回收過程處理比較得當(dāng)、沒有摻入其它品種塑料和無機(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明的其它物質(zhì)，所以在阻燃擠塑板的生產(chǎn)過程中一般被認(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說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?，添加一定量的耐高溫不分解的阻燃劑生產(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也很難說加工過程不產(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，通過捕獲游離的自由基來達(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，看來阻燃劑自身的性能問題是不可小覷的。
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，原來被認(rèn)為加工性能差、阻燃效能低的阻燃劑通過不斷的改進(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。可謂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，一般來說通過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)來說會(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)。
