難燃B1級擠塑板的生產(chan) 要領與(yu) 劑
XPS擠塑板是什麽(me) ：
XPS擠塑板是應用最為(wei) 廣泛的外牆保溫、冷庫隔熱材料，學名為(wei) 聚苯乙烯絕熱保溫泡沫塑料。具有非常優(you) 異的低導熱係數，良好的抗壓縮性和優(you) 良的施工性能。作為(wei) 外牆與(yu) 屋頂、地暖、冷庫等隔熱與(yu) 保溫材料其具有難以取代的優(you) 勢。
XPS的原料采用的是聚苯乙烯(GPS)，並采用了擠出發泡的生產(chan) 工藝成為(wei) 細密的泡孔狀結構發泡體(ti) 。眾(zhong) 所周知，PS是一種易燃材料，氧指數非常低（僅(jin) 為(wei) 18），在空氣中引燃後不能自熄而且火勢會(hui) 越燃越大，燃燒增長指數非常高。
建築外牆保溫對XPS擠塑板的防火等級要求：
建築保溫等材料使用的XPS為(wei) 了控製其易燃性通常采用的方法是添加阻燃劑，添加劑並經熔融共混後生產(chan) 的XPS可以成為(wei) 阻燃性XPS擠塑板，對火災的抵禦非常明顯，顯著降低或防止火災的發生。
GB 8624－2006規定的B級材料需具備如下阻燃要求：
等級 試驗標準 分級判據 附加分級
B GB/T 20284 且
FIGRA≤120 W/s 且
LFS＜試樣邊緣且
THR600s ≤7.5 MJ
產(chan) 煙量e 且
燃燒滴落物/微粒f
GB/T 8626 h
點火時間="30" s 且
60 s 內(nei) Fs≤150 mm
GB/T 20285
產(chan) 煙毒性i
2011.3.15晚會(hui) 報道擠塑板不阻燃的問題後，7月份公安部、建設部聯合出台最新外牆外保溫及裝飾防火規定(征求意見稿)，明確提出60米以下的建築保溫必須采用B1級（大約等同GB 8624－2006的B級等級）以上阻燃等級的保溫材料，這就為(wei) 擠塑板生產(chan) 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(yu) 特點：
擠塑板常用的阻燃劑包括溴係阻燃劑、磷係阻燃劑、氮磷係阻燃劑、無機金屬鹽阻燃劑等，按形態分目前常用的有固態阻燃劑、液體(ti) 阻燃劑、粉末狀固體(ti) 阻燃劑、顆粒型固態阻燃劑等。
不同的阻燃劑具有不同的物理和化學特性，所以對被阻燃材料和添加後的生產(chan) 工藝要求也不盡相同，一般來說固態阻燃劑大多數是添加型阻燃劑，生產(chan) 過程中直接與(yu) 所需阻燃的材料混合均勻熔融擠出即可，一般對材料的性能影響比較小，而且生產(chan) 工藝比較簡單實用。而液體(ti) 阻燃劑主要屬於(yu) 噴塗和反應型阻燃劑，噴塗型阻燃劑比較適合紙張、窗簾、帳篷等麵積大、體(ti) 積小而且即時阻燃即可的材料。反應型阻燃劑很難通過傳(chuan) 統的添加方法實現，而且對材料性能破壞有時候難以估量，所以很少有末端用戶應用。
目前我國XPS擠塑板阻燃劑應用最為(wei) 廣泛的是HBCD，六溴環十二烷，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，方法比較簡單，所以很受市場歡迎。HBCD合成的過程中會(hui) 產(chan) 生三種異構體(ti) ，α-, β-和γ，α占的越多HBCD的熔點和分解溫度則會(hui) 越高，反之則越低，但是α含量高勢必造成HBCD的成本上升，原因是阻燃劑的產(chan) 率非常低，而且工藝非常難控製。所以我國目前鮮有生產(chan) 高熔點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(chan) 加工溫度一般在200 ℃以上，理想的溫度應該在220 ℃以上，隻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度達到理想的指標。阻燃劑的分解溫度低於(yu) 擠塑板的加工溫度勢必造成阻燃劑大量分解，分解後產(chan) 生的強酸不但腐蝕生產(chan) 設備而且會(hui) 使得塑料降解，降低XPS擠塑板的分子量，力學性能直線下降，這也許是阻燃XPS回收困難的重要因素。同時阻燃劑的分解也會(hui) 造成自身阻燃效能的下降，而為(wei) 了達到阻燃性不得不采用變態的超常規添加阻燃劑的辦法，造成浪費和環境的破壞。
為(wei) 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(chan) 阻燃XPS擠塑板的辦法。這種方法雖然受到一定的效果，但是並沒用從(cong) 根本上解決(jue) 問題，而且容易造成設備的磨損快、板子容重高、保溫係數下降。也不利於(yu) 擠塑板行業(ye) 的健康發展。
擠塑板的原料種類與(yu) 加工的特點：
XPS的原料市場目前主要分兩(liang) 種：一種是石化廠生產(chan) 的透苯，GPS，通用聚苯乙烯或XPS專(zhuan) 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顆粒大多數是回收了電子產(chan) 品包裝、EPS下腳料、PS廢棄注塑件等材料，（從(cong) 環保的角度講我認為(wei) 回收顆粒不但不會(hui) 造成環境的破壞反而有利於(yu) 環境的保護和資源的可持續發展利用。如果合理指導回收顆粒行業(ye) 的發展便是一種化廢為(wei) 寶的好辦法，因為(wei) 這些廢棄物如果直接被燃燒不但失去了其仍具利用的價(jia) 值而且對環境有不利的影響，不燃燒則形成白色垃圾的汙染。合理的循環回收再利用起碼延長了材料的生命，降低了對石油等資源的依賴程度）從(cong) 加工的性能來看，全新料的加工性能要求較低，產(chan) 品質量比較穩定，但加工溫度比較高，一般PS的徹底熔融溫度不應該低於(yu) 220 ℃，最好在240 ℃以上，PS是無定形高結晶物質，從(cong) 初融到完全塑化的過程比較長、溫區比較寬，但過低的生產(chan) 加工溫度並不能保證其完全熔化，如果未熔的顆粒存在XPS中會(hui) 形成大體(ti) 積結晶點，直接造成XPS擠塑板的應力集中，從(cong) 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定性較差（板材忽寬忽窄，忽薄忽厚）。回收的PS顆粒由於(yu) 分子量存在一定的降解，加工溫度一般低於(yu) 全新料，但是成型穩定性較差，發泡的倍率和泡孔的結構不容易控製，而且阻燃的難度較大。
生產(chan) 阻燃XPS擠塑板需要的條件：
阻燃XPS的生產(chan) 成敗至少取決(jue) 於(yu) 如下幾方麵：
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(chan) 設備與(yu) 生產(chan) 工藝控製
4.擠塑板的形態與(yu) 結構
5.輔助助劑使用是否得當。
生產(chan) 阻燃XPS擠塑板使用的原料與(yu) 加工特點：
1.全新料，即GPS,先說阻燃擠塑板使用的原料，全新料一般被認為(wei) 是比較容易被幾乎所有阻燃劑阻燃的最佳材料，因為(wei) 這種材料成分單一，成型均勻、泡孔細密，正好適合阻燃劑阻燃效能的發揮。但是對於(yu) 生產(chan) 企業(ye) 來說新料價(jia) 位比較高，阻燃的XPS價(jia) 位也勢必高，市場接受可能有難度。另外PS的加工溫度一般不應該低於(yu) 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、絕熱係數和成本達到最佳，是擠塑板的合理加工溫度，但是對於(yu) 阻燃XPS來說，尤其是B1級防火阻燃XPS擠塑板，阻燃劑添加量相對比較大，如果選擇耐加工溫度較低的阻燃劑肯定會(hui) 大量分解，阻燃劑的分解一方法會(hui) 降解PS，降低樹脂分子量，造成力學性能的降低(壓縮強度上不去、板材發脆、不耐刮痕等)。另一方麵分解的阻燃劑會(hui) 釋放出大量的HBr，這種與(yu) HCl具有類似腐蝕性的氣體(ti) 對設備螺杆和機器筒體(ti) 的金屬部位傷(shang) 害非常大，會(hui) 造成螺杆短時間報廢，為(wei) 擠塑板增加了無形的成本，可能得不償(chang) 失。同時為(wei) 了生產(chan) 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，降低機器的加工溫度為(wei) 了不使得阻燃劑分解，這種方法往往造成設備的自摩擦升溫劇烈、塑料熔融不充分、成型不好、導熱係數低、板材容重大、螺杆磨損快的結果，也屬於(yu) 一種無奈而不理性的方法，長期來看效果並不好。
2.二次料，即回收PS顆粒，一般來說，回收過程處理比較得當、沒有摻入其它品種塑料和無機物，外觀透明發亮、落地清脆有響的顆粒比較容易被阻燃劑阻燃。而手感發肉、落地無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，所以在阻燃擠塑板的生產(chan) 過程中一般被認為(wei) 是大忌的塑料，會(hui) 顯著降低阻燃效果，增加阻燃劑的用量。市場常見的所謂大白、中白一般是比較好的回收塑料，茶料屬於(yu) 中等的XPS回收料，而彩苯、改苯則從(cong) 發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。適當采用成色較好的回收料並輔之以適當的原料，添加一定量的耐高溫不分解的阻燃劑生產(chan) 阻燃XPS擠塑板不失為(wei) 一個(ge) 兼顧性能與(yu) 成本的好辦法。
擠塑板阻燃劑的特點與(yu) 選擇要領：
擠塑板阻燃劑，HBCD是一種傳(chuan) 統的擠塑板阻燃劑，其特點前麵已經簡單闡述，HBCD由於(yu) 生產(chan) 技術與(yu) 工藝的差別，品質和阻燃的效果、效率也會(hui) 差別非常大，分解溫度也各不相同。即使高熔點包覆型HBCD也很難說加工過程不產(chan) 生分解，所以首先分解溫度低是HBCD在生產(chan) 阻燃擠塑板時難以逾越的障礙。另外，HBCD屬於(yu) 溴係脂環族阻燃劑，通過捕獲遊離的自由基來達到阻燃的目的，這種效應必須即時、即刻，發生的時機要適合阻燃劑。這種效應的形成機製很脆弱，輕微的變化變化導致失敗，因而也會(hui) 造成擠塑板阻燃效果的不穩定，這或許便是擠塑板阻燃效果不穩定、難阻燃的一個(ge) 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於(yu) 擠塑板的阻燃，隨著一些新材料新技術的不斷提高，原來被認為(wei) 加工性能差、阻燃效能低的阻燃劑通過不斷的改進各方麵性能有了大幅度提高，能夠適宜現代阻燃的需求。例如我公司根據市場實際需求和加工特點開發的新型擠塑板阻燃劑3401、3302等都在阻燃的機理和形態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、加工時根本不會(hui) 釋放腐蝕性氣體(ti) ，阻燃域寬泛，可適用於(yu) 回收級原料的XPS擠塑板阻燃，阻燃效果穩定持久，不容易造成阻燃擠塑板生產(chan) 失敗。可謂廣譜高效型擠塑板阻燃劑。
生產(chan) 擠塑板的設備與(yu) 生產(chan) 工藝的控製：
擠塑板生產(chan) 設備目前大多采用單-單雙階擠出機或雙-單雙階擠出機，這種機器第一階擠出機主要用於(yu) 原料的熔融、助劑的分散等程序，而第二階則側(ce) 重與(yu) 發泡後的板材定型降溫過程，輔之以磨具便可生產(chan) 出各種寬度和厚度的擠塑板。因為(wei) 擠出機的生產(chan) 廠家不同，所以生產(chan) 的擠塑板的質量和對工藝的要求也不盡相同。尤其阻燃性擠塑板的生產(chan) ，涉及原料、溫度、定型、產(chan) 能等多方麵因素，所以生產(chan) 的難度比較大，一般來說通過添加阻燃劑與(yu) 塑料顆粒混合的辦法作為(wei) 原料即可生產(chan) 阻燃XPS，但是有些機器螺杆的設計間隙、螺紋的角度、筒體(ti) 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(chan) 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(hui) 更大。但是耐高溫加工的阻燃劑一般不存在這些問題，對溫度的控製要求也不是那麽(me) 嚴(yan) 格，可適宜大多數設備的加工。
擠塑板泡孔結構等對阻燃性的影響和阻燃劑阻燃效率的發揮：
擠塑板是一種細密的充滿泡孔的發泡體(ti) 塑料，這些密閉的泡孔裏麵勢必會(hui) 裹覆一些氣體(ti) ，這些氣體(ti) 的成分對阻燃性多少也有些影響，阻燃劑被添加到擠塑板原料中經過熔融塑化基本在XPS中密布分散，擠塑板被引燃時需要有氧氣的參與(yu) 才能發生燃燒，這些閉孔中的氣體(ti) 如果是空氣則屬於(yu) 常態下燃燒，這時是阻燃劑真實的阻燃效果，如果閉孔中封閉的是氟氯昂等阻燃性氣體(ti) 則為(wei) 阻燃氣體(ti) 太下燃燒，由於(yu) 有機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，因為(wei) 這種燃燒本身並不十分劇烈，阻燃劑的負擔被減輕。CO2發泡的擠塑板由於(yu) CO2是不支持燃燒的氣體(ti) ，也具有類似的效果。還有被分解的阻燃劑釋放的HBr也會(hui) 作為(wei) 一種氣體(ti) 附著在閉孔內(nei) 。但是這種閉孔封氣效應並不是一種永恒的效應，隨著時間的增長和環境的變化，閉孔中遲早會(hui) 被空氣占領，所以，人們(men) 有時會(hui) 發現阻燃擠塑板很短的時間內(nei) 會(hui) 在自然的環境下降低或喪(sang) 失阻燃性大多與(yu) 此有關(guan) 。
在上述效應中HBr存在於(yu) 閉孔中的短暫效應是最容易造成阻燃的假象存在。因為(wei) HBr的阻燃性要遠遠大於(yu) 其它所述的各種氣體(ti) 。
細密均勻的泡孔結構也比較有利於(yu) 阻燃劑阻燃效率的發揮，細密的泡孔自然封閉的氣體(ti) 較少，而且增加了阻燃劑的單位體(ti) 積分布，有利於(yu) 阻燃劑的抱團作戰，阻燃效率更容易得以發揮。而泡孔結構不夠均勻的發泡體(ti) 一則很容易溢出內(nei) 部氣體(ti) 形成空氣閉孔，另外阻燃劑的分布也不如均勻細密的泡孔結構。所以阻燃的難度相對大。
阻燃擠塑板其它助劑的說法：
擠塑板生產(chan) 時常常添加除阻燃劑外的如色母粒、成核劑、潤滑劑等助劑，色母粒是一種采用色粉經樹脂為(wei) 載體(ti) 捏合的顆粒狀著色添加劑，如果色母粒的載體(ti) 選擇不恰當，對阻燃劑的效果也會(hui) 生產(chan) 一定影響，可惜的是這種趨勢是向著不利的方向。成核劑是擠塑板生產(chan) 必須添加的助劑，關(guan) 於(yu) 成核劑的粒徑大小，成分含量有大量的專(zhuan) 注論述，但可以說明的是不是所有的滑石粉都適合發泡，尤其滑石粉以假充真的市場現狀可能會(hui) 成為(wei) 導致阻燃XPS擠塑板生產(chan) 失敗的一個(ge) 因素。
總之關(guan) 於(yu) 阻燃XPS擠塑板怎樣生產(chan) 的論述各大門派各有千秋，我公司的淺薄論述但願能起到拋磚引玉之功效。根據當前外牆保溫現狀，我國勢必采用難燃性B1級阻燃防火擠塑板作為(wei) 外牆保溫的入門要求。以往拚關(guan) 係、搞權術的市場或許會(hui) 消失或漸漸消失，阻燃擠塑板作為(wei) 外牆保溫的當前最佳材料從(cong) 今要靠企業(ye) 的硬實力，不能有效的掌握B1級擠塑板的生產(chan) 技術可能對擠塑板生產(chan) 企業(ye) 來說會(hui) 成為(wei) 一個(ge) 心痛，希望企業(ye) 能在技術、品質上下足功夫生產(chan) 出不再火災頻繁發生的阻燃擠塑板。我們(men) 作為(wei) 一家擠塑板阻燃劑生產(chan) 廠家也願意盡力為(wei) 我國外牆保溫防火做出微薄貢獻。
