Płyta z polistyrenu ekstrudowanego (XPS) to materiał powszechnie stosowany do izolacji budynków, a jego właściwości uniepalniające mają kluczowe znaczenie dla bezpieczeństwa budynków. Projektowanie formulacji środków uniepalniających dla XPS wymaga kompleksowego uwzględnienia skuteczności uniepalniania, wydajności przetwarzania, kosztów i wymogów środowiskowych. Poniżej znajduje się szczegółowy projekt i wyjaśnienie formulacji środków uniepalniających dla XPS, obejmujących zarówno halogenowane, jak i bezhalogenowe środki uniepalniające.
1. Zasady projektowania formulacji środków zmniejszających palność XPS
Głównym składnikiem XPS jest polistyren (PS), a jego modyfikacja w celu zmniejszenia palności odbywa się głównie poprzez dodanie środków zmniejszających palność. Projektowanie formulacji powinno być zgodne z następującymi zasadami:
- Wysoka ognioodporność:Spełniają normy trudnopalności dla materiałów budowlanych (np. GB 8624-2012).
- Wydajność przetwarzania:Środek zmniejszający palność nie powinien znacząco wpływać na proces spieniania i formowania XPS.
- Przyjazność dla środowiska:Aby spełnić przepisy dotyczące ochrony środowiska, należy w pierwszej kolejności stosować środki zmniejszające palność niezawierające halogenów.
- Kontrola kosztów:Zminimalizuj koszty, spełniając jednocześnie wymagania dotyczące wydajności.
2. Formuła fluorowanego środka zmniejszającego palność XPS
Środki zmniejszające palność zawierające halogeny (np. bromowane) przerywają reakcję łańcuchową spalania poprzez uwalnianie rodników halogenowych, co zapewnia wysoką skuteczność w zmniejszaniu palności, ale stwarza zagrożenie dla środowiska i zdrowia.
(1) Skład formulacji:
- Polistyren (PS): 100phr (żywica bazowa)
- Bromowany środek zmniejszający palność: 10–20 phr (np. heksabromocyklododekan (HBCD) lub bromowany polistyren)
- Trójtlenek antymonu (synergista): 3–5 phr (wzmacnia efekt zmniejszania palności)
- Środek spieniający: 5–10 phr (np. dwutlenek węgla lub butan)
- Dyspergator: 1–2phr (np. wosk polietylenowy, poprawia dyspersję środka zmniejszającego palność)
- Smar: 1–2phr (np. stearynian wapnia, poprawia płynność przetwarzania)
- Antyoksydant: 0,5–1 część (np. 1010 lub 168, zapobiega degradacji podczas przetwarzania)
(2) Metoda przetwarzania:
- Wymieszaj wstępnie żywicę PS, środek zmniejszający palność, synergetyk, środek dyspergujący, środek smarny i przeciwutleniacz w jednolitych proporcjach.
- Dodaj środek spieniający i rozpuść w wytłaczarce.
- Utrzymuj temperaturę wytłaczania na poziomie 180–220°C, aby zapewnić właściwe spienianie i formowanie.
(3) Charakterystyka:
- Zalety:Wysoka skuteczność środka zmniejszającego palność, niewielka ilość dodatków i niższy koszt.
- Wady:Podczas spalania mogą wytwarzać się toksyczne gazy (np. bromowodorek), które stanowią zagrożenie dla środowiska.
3. Formuła XPS zmniejszająca palność bez halogenów
Środki zmniejszające palność niezawierające halogenów (np. na bazie fosforu, azotu lub wodorotlenki nieorganiczne) osiągają ognioodporność poprzez absorpcję ciepła lub tworzenie warstw ochronnych, oferując lepszą przyjazność dla środowiska.
(1) Skład formulacji:
- Polistyren (PS): 100phr (żywica bazowa)
- Środek zmniejszający palność na bazie fosforu: 10–15phr (np.polifosforan amonu (APP)lub czerwonego fosforu)
- Środek zmniejszający palność na bazie azotu: 5–10 phr (np. cyjanurat melaminy (MCA))
- Wodorotlenek nieorganiczny: 20–30phr (np. wodorotlenek magnezu lub wodorotlenek glinu)
- Środek spieniający: 5–10 phr (np. dwutlenek węgla lub butan)
- Dyspergator: 1–2phr (np. wosk polietylenowy, poprawia dyspersję)
- Smar: 1–2phr (np. stearynian cynku, poprawia płynność przetwarzania)
- Antyoksydant: 0,5–1 część (np. 1010 lub 168, zapobiega degradacji podczas przetwarzania)
(2) Metoda przetwarzania:
- Wymieszaj wstępnie żywicę PS, środek zmniejszający palność, środek dyspergujący, środek smarny i przeciwutleniacz w jednolitych proporcjach.
- Dodaj środek spieniający i rozpuść w wytłaczarce.
- Utrzymuj temperaturę wytłaczania na poziomie 180–210°C, aby zapewnić właściwe spienianie i formowanie.
(3) Charakterystyka:
- Zalety: Przyjazny dla środowiska, podczas spalania nie wydzielają się toksyczne gazy, zgodny z przepisami ochrony środowiska.
- Wady: Niższa skuteczność środka zmniejszającego palność, większe ilości dodatków, mogą mieć wpływ na właściwości mechaniczne i zdolność spieniania.
4. Kluczowe zagadnienia przy projektowaniu formulacji
(1) Wybór środka zmniejszającego palność
- Środki zmniejszające palność halogenowane:Wysoka wydajność, ale stwarza zagrożenie dla zdrowia i środowiska.
- Środki zmniejszające palność bezhalogenowe:Bardziej przyjazne dla środowiska, ale wymagają większej ilości dodatków.
(2) Zastosowanie synergistów
- Trójtlenek antymonu:Działa synergicznie z halogenowymi środkami zmniejszającymi palność, znacząco zwiększając trudnopalność.
- Synergia fosforu i azotu:W systemach bezhalogenowych środki zmniejszające palność na bazie fosforu i azotu mogą działać wspólnie, zwiększając wydajność.
(3) Dyspersja i przetwarzalność
- Dyspergatory:Należy zapewnić równomierne rozprowadzenie środków zmniejszających palność, aby uniknąć miejscowych wysokich stężeń.
- Smarów:Poprawa płynności przetwarzania i zmniejszenie zużycia sprzętu.
(4) Wybór środka spieniającego
- Środki spieniające fizyczne: Takie jak CO₂ lub butan, przyjazne dla środowiska, o dobrych właściwościach pieniących.
- Środki spieniające chemiczne:Takie jak azodikarbonamid (AC), charakteryzują się wysoką skutecznością spieniania, ale mogą wytwarzać szkodliwe gazy.
(5) Antyoksydanty
Zapobiega degradacji materiału w trakcie przetwarzania i zwiększa stabilność produktu.
5. Typowe zastosowania
- Izolacja budynku:Stosowany w warstwach izolacyjnych ścian, dachów i podłóg.
- Logistyka łańcucha chłodniczego:Izolacja dla chłodni i pojazdów chłodniczych.
- Inne pola: Materiały dekoracyjne, materiały dźwiękochłonne itp.
6. Zalecenia dotyczące optymalizacji receptury
(1) Poprawa skuteczności środków zmniejszających palność
- Mieszane środki zmniejszające palność: Takie jak synergie halogenu i antymonu lub fosforu i azotu w celu zwiększenia ognioodporności.
- Nanośrodki zmniejszające palność: Takie jak nanowodorotlenek magnezu lub nanoglinka, zwiększają wydajność przy jednoczesnym zmniejszeniu ilości dodawanych substancji.
(2) Poprawa właściwości mechanicznych
- Środki wzmacniające:Takie jak POE lub EPDM, poprawiające wytrzymałość materiału i odporność na uderzenia.
- Wypełniacze wzmacniające: Takie jak włókna szklane, zwiększające wytrzymałość i sztywność.
(3) Redukcja kosztów
- Zoptymalizuj współczynniki zmniejszające palność:Ogranicz zużycie, spełniając jednocześnie wymagania dotyczące ognioodporności.
- Wybierz ekonomiczne materiały: Takie jak krajowe lub mieszane środki zmniejszające palność.
7. Wymagania środowiskowe i regulacyjne
- Środki zmniejszające palność halogenowane:Ograniczone przepisami takimi jak RoHS i REACH; należy stosować ostrożnie.
- Środki zmniejszające palność bezhalogenowe:Spełniają przepisy ochrony środowiska i odzwierciedlają przyszłe trendy.
Streszczenie
Projektowanie formulacji środków zmniejszających palność dla XPS powinno opierać się na konkretnych scenariuszach zastosowań i wymogach prawnych, umożliwiając wybór pomiędzy halogenowanymi lub bezhalogenowymi środkami zmniejszającymi palność. Halogenowane środki zmniejszające palność oferują wysoką skuteczność, ale stwarzają zagrożenie dla środowiska, podczas gdy bezhalogenowe środki zmniejszające palność są bardziej przyjazne dla środowiska, ale wymagają większych ilości dodatków. Dzięki optymalizacji formulacji i procesów możliwe jest wytwarzanie wysokowydajnych, ekologicznych i ekonomicznych środków zmniejszających palność XPS, spełniających potrzeby w zakresie izolacji budynków i innych branż.
More info., pls contact lucy@taifeng-fr.com
Czas publikacji: 23-05-2025
