模塑聚苯板燃燒性能提高技術探究

鞏建愛

（民航機場建設工程有限公司，天津 300456）

0 引言

隨著經濟發展，房地產行業得到較快發展。房屋建設外墻一般設置保溫層，聚苯乙烯因其具有保溫性能好、成本低且施工難度低的優勢，在保溫外墻中獲得較為廣泛的應用。但隨著國家對于建筑外墻材料阻燃性能的要求不斷提升，傳統的聚苯乙烯保溫層逐漸開始出現一些劣勢，如遇火后出現收縮、熔融且滴落會引發二次點燃等情況，使得其應用存在較大的限制。因此，通過采取一些措施提升聚苯乙烯保溫層的阻燃性能是提升材料應用的最為關鍵的技術手段。在此背景下對于天津濱海新區的幾個建筑案例進行分析與探討，其中包含幾個新建以及改擴建的項目，本文主要對模塑聚苯板的燃燒性能改進技術進行分析介紹，并對該改進后的材料進行燃燒測試。

1 阻燃性能作用機理

這種材料的阻燃機理主要表現在不同的方面，一個從形式上來看主要包含氣相阻燃以及中斷等等不同的阻燃形式。高聚物的阻燃過程同樣是一個復雜的過程，因此對某阻燃體系進行嚴格界定其屬于何種阻燃機理并無意義，阻燃的效果都是不同的但是大部分都是其同時發揮作用的結果。

1.1 氣相阻燃

氣相阻燃需要考慮到不同的反應過程，尤其是鏈式反應過程需要采取一定的干預，只有這樣才能實現對相關反應的延緩。有一些阻燃劑在不同的條件下反應出來的樣式也是不同的，在溫度較高的情況下一些會釋放出比較難燃的氣體，這些氣體會釋放一些物質這些物質能夠對氣相中某些物質的濃度進行稀釋，這些物質包含一些可燃物質等等，在稀釋之后會導致該物質難以繼續滿足燃燒的條件因此會產生自身阻燃的一些條件。

1.2 凝聚相阻燃

高聚物在燃燒的過程中由于其他物質對其中的一部分熱量產生了一定的影響，因該阻燃形式主要是指在凝聚相的過程中對一些材料的熱分解過程進行抑制或者是減緩，這個過程能夠使其產生阻燃的效果。同時阻燃劑在燃燒的過程中會產生一些不同的物質，這些物質包含磷氧酸物質，這些物質能夠出現一些不同的反應，這個反應同時也會出現脫水反應，從而產生炭這種物質。不燃的物質炭會在高聚物的表面進行覆蓋，在覆蓋的過程匯總會隔離一些相應的材料，從而中斷一些燃燒的反應。

1.3 吸熱阻燃

高聚物燃燒過程中，阻燃物質將材料燃燒過程中的熱量或高溫熱源的熱量進行吸收，從而使得溫度達不到燃燒需求，從而使得燃燒中斷。此外，在不同的溫度條件下這種物質的熱氧降解速度也是不同的，溫度越高其速度約會減慢，因此可燃物質的濃度也會不斷的下降對于燃燒過程會產生一定的影響。

1.4 中斷熱交換阻燃

高聚物燃燒過程中，燃燒的溫度在一定程度上有所降低，高聚物在熱分解的過程中會受到抑制，因此燃燒的反應會出現一些中斷。例如在阻燃物質燃燒的過程中很容易出現不同程度上的融化以及滴落問題，同時這個過程中也會帶走大部分的熱量。

2 EPS 板的改性工藝

模塑用聚苯乙烯泡沫塑料板的簡稱就是EPS 板，在過去這種材料主要是借助一種特殊的工藝也就是聚苯乙烯珠粒借助一些工具制成的一種材料。對于這種材料的改性板主要是在普通板材結構中不斷的進行升級以及改造的一個過程中，其中還可以包含很多不同的材料。

2.1 復合聚苯板

復合聚苯板的改性工藝比較簡單，在制作完成普通聚苯板后，在聚苯板的周圍通過外涂覆的方式涂覆2mm 左右的無機漿料，該無機漿料成分多為水泥漿料和界面劑。由于無機漿料的隔離作用，使得普通聚苯板具備更好的耐熱老化性能，燃燒時由于與空氣及外界的熱源隔離，有效提升阻燃性能。

2.2 石墨聚苯板

石墨聚苯板是在聚苯板制備過程中加入一定量的石墨成分，由于石墨具有良好的化學穩定性，在體系中充當阻燃劑，改善燃燒效果。常溫條件下，石墨這種材料對于溫度來說具有很好的適應性，溫度的變化過快該材料很少會出現裂紋。同時這種材料的導熱系數在不同的條件下也會產生一定的變化，在溫度變化越來越大的情況下會對材料產生影響，當溫度越低的情況下石墨會變成與絕緣體差不多物體，同時在加入這種物質之后一些體系的阻燃特性會自身產生一定的調整與變化。

2.3 熱固改性聚苯板

熱固改性聚苯板主要采用的是相關的顆粒以及相關的技術。將阻燃的漿料放在不同的單體顆粒上面會使其形成防火隔離的一層膜，在這種形式下每一個顆粒都會形成不同的單元，同時遇到火焰的時候這種防火的單元能夠有效的阻斷連續蜂窩結構，從而很好的實現防火的效果。

3 模塑聚苯板燃燒性能提升試驗過程

要想使得聚苯板的燃燒性能發生一定的變化那么就要借助一些不同的材料，例如酚醛樹脂在這種材料的影響下能夠使得阻燃劑在PS 顆粒上形成微復合體系，實現材料遇火不燃燒的目的，改性酚醛樹脂復合阻燃劑是通過改性酚醛樹脂與氫氧化鋁阻燃劑復配而成，均勻涂覆在預發PS 顆粒的表面，有效形成阻燃效果。

預發泡工藝，在這種工藝的影響下很多顆粒會在蒸汽的作用下逐漸增多，隨著這些蒸汽的不斷進入，越來越多的泡孔產生壓力，進而使得相關的珠粒體積也會不斷的變大。預發泡過程中需要嚴格控制工藝參數，防止發泡倍率過高，以免制品預冷出現收縮情況。

熟化過程控制，在預發泡之后的顆粒里面會逐漸形成一種真空的環境，同時它的表面會出現一些水分，這樣不會符合成型的要求。同時對于熟化之后的目的能夠導致相應的空氣進入到顆粒的里面，這種會保證成分出現一定程度的揮發，這些顆粒的表面的水分便會被揮發，最佳的熟化控制參數為20-25℃，控制時間16-24h 之間。

4 模塑聚苯板燃燒性能提升實驗結果與討論

4.1 酚醛樹脂和氫氧化鋁含量對于泡沫保溫板保溫效果的影響分析

氫氧化鋁的含量在相同的情況下酚醛樹脂改性模塑PS泡沫板需要將一些導熱系數進一步的提升起來，同時還可以不斷的對酚醛樹脂的含量進行提升。采用泡粒覆技術對這種形式進行處理的過程，應當將熱固性的酚醛樹脂進行分析，借助其提升材料的導熱系數。由于熱固性酚醛樹脂在發泡后會出現系數不斷增大的情況。

4.2 酚醛樹脂和氫氧化鋁含量對于泡沫保溫板氧指數的影響分析

在酚醛樹脂含量的影響下，氫氧化鋁的含量對于保溫板的相關指數也會產生一定的影響。在相同條件下酚醛樹脂的含量也處于一種相同的狀態下，氧指數的含量會出現一定的變化，氫氧化鋁的含量增加氧指數也會不斷的增加，在氫氧化鋁進一步被提升的情況下氧指數也會不斷的降低，氫氧化鋁的含量在不斷的提升過程中氧指數會不斷的降低。綜合導熱系數以及相應的氧指數的指標，其中酚醛樹脂含量和Al(OH)最佳含量分別為100g、15g。

5 結語

本文對高聚物阻燃機理進行分析介紹，并對酚醛樹脂、氫氧化鋁阻燃體系的燃燒改進效果進行了數據分析，通過此阻燃體系包覆在聚苯板的表面可以改善其阻燃效果，提升聚苯板在外墻保溫中的應用。