影響擠塑板阻燃性的主要因素分析-阻燃劑穩(wěn)定性是關(guān)鍵

　　隨著擠塑板應(yīng)用市場(chǎng)的迅速發(fā)展，國(guó)內(nèi)擠塑板生產(chǎn)廠家越來(lái)越多，迅速增長(zhǎng)的市場(chǎng)也吸引了一些原本不從事阻燃劑生產(chǎn)的廠家加入進(jìn)來(lái)，市場(chǎng)良莠不齊，魚龍混雜，各使用廠家缺乏檢測(cè)手段，無(wú)從分辨，市場(chǎng)上以次充好、摻雜使假現(xiàn)象嚴(yán)重，擠塑板必須使用熱穩(wěn)定性好的阻燃劑，才能達(dá)到擠塑的防火要求。

　　什么是擠塑板

　　擠塑板全稱擠塑聚苯乙烯泡沫板，是外墻保溫材料的一種，簡(jiǎn)稱擠塑板，又名XPS板。擠塑板是以聚苯乙烯樹脂輔以聚合物在加熱混合的同時(shí)，注入催化劑，而后擠塑壓出連續(xù)性閉孔發(fā)泡的硬質(zhì)泡沫塑料板，其內(nèi)部為獨(dú)立的閉式氣泡結(jié)構(gòu)，加上其具有獨(dú)特的抗蒸汽滲透性、較高的抗壓強(qiáng)度、便捷的施工安裝及長(zhǎng)久的使用壽命，是重要的建筑節(jié)能保溫隔熱材料是一種具有吸水率低、防潮、不透氣、質(zhì)輕、耐腐蝕、超抗老化、導(dǎo)熱系數(shù)低等優(yōu)異性能的建筑節(jié)能保溫隔熱材料。

　　擠塑板廣泛應(yīng)用于墻體保溫、平面混凝土屋頂及鋼結(jié)構(gòu)屋頂?shù)谋?，低溫?chǔ)藏地面、泊車平臺(tái)等領(lǐng)域的防潮保溫，控制地面凍脹，是目前建筑業(yè)物美價(jià)廉、品質(zhì)俱佳的隔熱、防潮材料。

　　擠塑板阻燃的重要性

　　擠塑板的主要成分是聚苯乙烯，聚苯乙烯是一種易燃材料，氧指數(shù)非常低，在空氣中引燃后不能自熄而且火勢(shì)會(huì)越燃越大，建筑外保溫材料必須使用阻燃型擠塑板泡沫塑料，嚴(yán)禁使用普通型擠塑板泡沫塑料代替阻燃型擠塑板泡沫塑料用于建筑工程行業(yè)。擠塑板泡沫塑料在燃燒過(guò)程中會(huì)釋放出污染環(huán)境的苯乙烯氣體及大量煙霧，對(duì)人們生命安全造成嚴(yán)重危害，近年來(lái)全國(guó)各地因建筑外保溫材料聚苯乙烯泡沫塑料引發(fā)的火災(zāi)在報(bào)道中屢見(jiàn)不鮮，所以預(yù)防其燃燒是首先要解決的問(wèn)題。

　　建筑保溫等材料使用的擠塑板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)熔融共混合后生產(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。

　　GB8624-2012《建筑材料及制品燃燒性能分級(jí)》規(guī)定的B級(jí)阻燃材料需要具備如下阻燃要求：GB/T20284《建筑材料及制品的單體燃燒試驗(yàn)》規(guī)定：FIGRA0.2MJ≤120W/s且火焰橫向蔓延未到達(dá)試樣長(zhǎng)翼邊緣且THR600s≤7.5MJ；GB/T8626《建筑材料可燃性試驗(yàn)方法》規(guī)定：60s內(nèi)焰尖高度Fs≤150mm且60s內(nèi)無(wú)燃燒滴落物引燃濾紙現(xiàn)象；GB/T20285《材料產(chǎn)煙毒性危險(xiǎn)分級(jí)》規(guī)定：產(chǎn)煙毒性分級(jí)，擠塑板用于外墻保溫材料還需要滿足氧指數(shù)OI≥30％。

　　阻燃劑熱穩(wěn)定性對(duì)擠塑板阻燃性的影響

　　經(jīng)大量試驗(yàn)驗(yàn)證表明，GB/T20284—2006建筑材料或制品的單體燃燒試驗(yàn)和氧指數(shù)試驗(yàn)所要求的試驗(yàn)指標(biāo)對(duì)擠塑板的阻燃性要求比較苛刻。單體試驗(yàn)既能反應(yīng)擠塑板遇火后的燃燒快慢程度（燃燒增長(zhǎng)率指數(shù)），又能反應(yīng)擠塑板在試驗(yàn)中的燃燒釋放熱量的多少（THR600s）。GB/T20284—2006要求試樣暴露于主燃燒器火焰下的時(shí)間為1260s，深刻思考你會(huì)明白，如果擠塑板的阻燃劑遇火后熱穩(wěn)定性越好其樣品的引燃時(shí)間會(huì)延遲，在整個(gè)試樣的過(guò)程中試樣的有焰燃燒時(shí)間就越短，從而試驗(yàn)反應(yīng)的燃燒增長(zhǎng)率指數(shù)和釋放熱量就會(huì)大大降低，有利于提高擠塑板的燃燒等級(jí)。氧指數(shù)試驗(yàn)是測(cè)定樣品燃燒的最低氧濃度，提高產(chǎn)品氧指數(shù)即提高產(chǎn)品的燃燒氧濃度，在空氣中不會(huì)遇火自燃，也可以間接降低單體試驗(yàn)的燃燒增長(zhǎng)率指數(shù)。

　　大多數(shù)擠塑板的生產(chǎn)廠家普遍存在的問(wèn)題是，阻燃劑阻燃效果不明顯，阻燃劑的熱穩(wěn)定較差，阻燃性不均勻，在同一張板子上，有的地方阻燃明顯，有的地方則阻燃效果很差甚至不阻燃；同樣的阻燃劑，在一臺(tái)機(jī)器生產(chǎn)出來(lái)的板子中阻燃效果很好，在另一臺(tái)機(jī)器則很差；同一臺(tái)機(jī)器，不同的廠家，阻燃性能相差很大。

　　導(dǎo)致這些問(wèn)題產(chǎn)生的原因主要有三個(gè)：

　　1.人為因素

　　阻燃劑在擠塑板中的添加量是很少的，一般低于10％，要使阻燃劑均勻的分布到物料中，攪拌是關(guān)鍵的部分，要想使每百克物料均勻的含有5克左右的阻燃劑，可想而知需要大量的人工攪拌或?qū)ｉT的攪拌機(jī)進(jìn)行攪拌，大多數(shù)廠家直接將阻燃劑撒在物料表面送入上料機(jī)，盡管上料機(jī)自帶攪拌，短時(shí)間內(nèi)也只能形成小區(qū)域的分散很難均勻混合，造成阻燃成區(qū)域性，其不合格項(xiàng)主要體現(xiàn)在GB8624要求的氧指數(shù)試驗(yàn)上。

　　2.生產(chǎn)工藝因素

　　不同的設(shè)備生產(chǎn)廠家對(duì)設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不盡相同，致使物料在設(shè)備內(nèi)部的塑化、分散、停留時(shí)間也不盡相同。常規(guī)的阻燃劑以六溴環(huán)十二烷為主，其分解溫度較低，與普通擠塑板的加工溫度存在一定的矛盾性，普通的熱溫度足以使絕大部分阻燃劑分解失效，因此我們通常以熔體溫度作為阻燃板的標(biāo)準(zhǔn)，而不是加熱溫度，實(shí)際生產(chǎn)證明生產(chǎn)廠家視設(shè)備情況將最高熔體溫度調(diào)整在175-190攝氏度之間能生產(chǎn)最佳擠塑板材質(zhì)量和阻燃效果，此加工溫度與絕大多數(shù)設(shè)備生產(chǎn)廠家提供的工藝溫度相違背，主要因?yàn)樵O(shè)備生產(chǎn)工藝是參照新出廠的聚苯乙烯顆粒的熔融溫度，而實(shí)際生產(chǎn)中，大部分的擠塑板都是用再生PS顆粒生產(chǎn)的，而再生PS顆粒和新料熔融溫度相差20-30攝氏度。因此設(shè)備對(duì)物料的剪切熱會(huì)越積越高，如果不對(duì)長(zhǎng)時(shí)間生產(chǎn)過(guò)程中的加熱溫度和冷卻水進(jìn)行調(diào)整也會(huì)導(dǎo)致阻燃成分分解失效，其不合格項(xiàng)主要體現(xiàn)在單體試驗(yàn)參數(shù)上。

　　3.阻燃劑因素

　　阻燃劑的種類按外觀分三種：粉狀、顆粒和母粒。母粒是阻燃劑加上塑料載體、分散劑經(jīng)過(guò)擠出機(jī)加熱制成顆粒，其中阻燃劑成分會(huì)占到40％-50％，母料的分散性好、使用衛(wèi)生無(wú)粉塵，缺點(diǎn)是使用成本高，阻燃經(jīng)過(guò)一次加工不可避免的會(huì)有一點(diǎn)損耗。粉狀阻燃劑使用時(shí)間最早，也最為廣泛，經(jīng)濟(jì)性好、阻燃效果好，缺點(diǎn)是與塑料顆粒比重不同，容易分層。顆粒型阻燃劑是粉狀阻燃劑經(jīng)過(guò)干法擠出制成顆粒，不添加任何雜質(zhì)成分，不經(jīng)過(guò)熱加工沒(méi)有物料分解損失，他的成分與粉狀相同、用量一樣，顆粒比重與PS粒料接近，解決了粉狀產(chǎn)品分散不均的問(wèn)題，現(xiàn)已廣泛使用。

　　優(yōu)化阻燃配方和工藝的途徑

　　一是提升技術(shù)人員操作水平，增加物料和阻燃劑的攪拌時(shí)間或增加攪拌設(shè)備并采取可行的檢測(cè)方法，保證物料和阻燃劑的均勻混合，避免出現(xiàn)阻燃的區(qū)域化，增加氧指數(shù)實(shí)驗(yàn)的合格率。

　　二是優(yōu)化生產(chǎn)設(shè)備結(jié)構(gòu)，增加冷卻系統(tǒng)，保證整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中工藝溫度的穩(wěn)定性，避免溫度集聚造成溫度過(guò)高，使阻燃劑分解流失嚴(yán)重。

　　三是研發(fā)新型阻燃劑，提高阻燃劑的分解溫度，保證阻燃劑的熱穩(wěn)定性，使分解溫度遠(yuǎn)高于加工溫度，避免阻燃劑受溫度影響造成的分解失效。

　　四是升級(jí)原料配方，生產(chǎn)擠塑板的原料對(duì)產(chǎn)品阻燃效果具有較明顯的影響，有的廠家研發(fā)了擠塑板的專用阻燃母料，以通用的聚苯乙烯為基料和其他功能助劑制成的專用阻燃母料，經(jīng)大量實(shí)驗(yàn)證明后可以廣泛推廣使用。