Papan polistirena tersemperit (XPS) ialah bahan yang digunakan secara meluas untuk penebat bangunan, dan sifat kalis apinya adalah penting untuk keselamatan bangunan. Reka bentuk perumusan kalis api untuk XPS memerlukan pertimbangan menyeluruh terhadap kecekapan kalis api, prestasi pemprosesan, kos dan keperluan persekitaran. Di bawah ialah reka bentuk dan penjelasan terperinci tentang formulasi kalis api untuk XPS, meliputi kedua-dua penyelesaian kalis api terhalogen dan bebas halogen.
1. Prinsip Reka Bentuk untuk Formulasi Kalis Api XPS
Komponen utama XPS ialah polistirena (PS), dan pengubahsuaian kalis apinya dicapai terutamanya dengan menambahkan kalis api. Reka bentuk formulasi harus mematuhi prinsip berikut:
- Ketahanan api yang tinggi: Memenuhi piawaian kalis api untuk bahan binaan (cth, GB 8624-2012).
- Prestasi pemprosesan: Kalis api tidak boleh menjejaskan proses berbuih dan pengacuan XPS dengan ketara.
- Kemesraan alam sekitar: Kalis api bebas halogen harus diutamakan untuk mematuhi peraturan alam sekitar.
- Kawalan kos: Meminimumkan kos sambil memenuhi keperluan prestasi.
2. Formulasi XPS Kalis Api Halogen
Kalis api berhalogen (cth, brominated) mengganggu tindak balas rantai pembakaran dengan membebaskan radikal halogen, menawarkan kecekapan kalis api yang tinggi tetapi menimbulkan risiko alam sekitar dan kesihatan.
(1) Komposisi Formulasi:
- Polistirena (PS): 100phr (resin asas)
- Kalis api berbromin: 10–20phr (cth, hexabromocyclododecane (HBCD) atau polistirena terbromin)
- Antimoni trioksida (sinergi): 3–5ph (meningkatkan kesan kalis api)
- Ejen berbuih: 5–10ph (cth, karbon dioksida atau butana)
- Dispersant: 1–2phr (cth, lilin polietilena, meningkatkan penyebaran kalis api)
- Minyak pelincir: 1–2ph (cth, kalsium stearat, meningkatkan kecairan pemprosesan)
- Antioksidan: 0.5–1 bahagian (cth, 1010 atau 168, menghalang degradasi semasa pemprosesan)
(2) Kaedah Pemprosesan:
- Pracampuran resin PS, kalis api, sinergi, penyerap, pelincir, dan antioksidan secara seragam.
- Masukkan agen berbuih dan kisar cair dalam penyemperit.
- Kawal suhu penyemperitan pada 180–220°C untuk memastikan pembuih dan pengacuan yang betul.
(3) Ciri-ciri:
- Kelebihan: Kecekapan kalis api yang tinggi, jumlah aditif yang rendah, dan kos yang lebih rendah.
- Keburukan: Boleh menghasilkan gas toksik (cth, hidrogen bromida) semasa pembakaran, menimbulkan kebimbangan alam sekitar.
3. Formulasi XPS Kalis Api Tanpa Halogen
Kalis nyalaan bebas halogen (cth, berasaskan fosforus, berasaskan nitrogen, atau hidroksida bukan organik) mencapai retardans nyalaan melalui penyerapan haba atau membentuk lapisan pelindung, menawarkan prestasi alam sekitar yang lebih baik.
(1) Komposisi Formulasi:
- Polistirena (PS): 100phr (resin asas)
- Kalis api berasaskan fosforus: 10–15phr (cth,ammonium polifosfat (APP)atau fosforus merah)
- Kalis api berasaskan nitrogen: 5–10ph (cth, melamine cyanurate (MCA))
- hidroksida bukan organik: 20–30phr (cth, magnesium hidroksida atau aluminium hidroksida)
- Ejen berbuih: 5–10ph (cth, karbon dioksida atau butana)
- Dispersant: 1–2phr (cth, lilin polietilena, meningkatkan penyebaran)
- Minyak pelincir: 1–2ph (cth, zink stearat, meningkatkan kecairan pemprosesan)
- Antioksidan: 0.5–1 bahagian (cth, 1010 atau 168, menghalang degradasi semasa pemprosesan)
(2) Kaedah Pemprosesan:
- Pracampuran resin PS, kalis api, penyerap, pelincir, dan antioksidan secara seragam.
- Masukkan agen berbuih dan kisar cair dalam penyemperit.
- Kawal suhu penyemperitan pada 180–210°C untuk memastikan pembuih dan pengacuan yang betul.
(3) Ciri-ciri:
- Kelebihan: Mesra alam, tiada gas toksik terhasil semasa pembakaran, mematuhi peraturan alam sekitar.
- Keburukan: Kecekapan kalis api yang lebih rendah, jumlah aditif yang lebih tinggi, boleh menjejaskan sifat mekanikal dan prestasi berbuih.
4. Pertimbangan Utama dalam Reka Bentuk Rumusan
(1) Pemilihan Kalis Api
- Kalis api berhalogen: Kecekapan tinggi tetapi menimbulkan risiko alam sekitar dan kesihatan.
- Kalis api bebas halogen: Lebih mesra alam tetapi memerlukan jumlah tambahan yang lebih tinggi.
(2) Penggunaan Synergists
- Antimoni trioksida: Berfungsi secara sinergistik dengan kalis nyalaan halogen untuk mempertingkatkan kalis nyalaan dengan ketara.
- Sinergi fosforus-nitrogen: Dalam sistem bebas halogen, retardan api berasaskan fosforus dan nitrogen boleh bekerjasama untuk meningkatkan kecekapan.
(3) Penyerakan dan Kebolehprosesan
- Penyebar: Pastikan penyebaran seragam kalis api untuk mengelakkan kepekatan tinggi setempat.
- Minyak pelincir: Meningkatkan kecairan pemprosesan dan mengurangkan haus peralatan.
(4) Pemilihan Agen Berbuih
- Ejen berbuih fizikal: Seperti CO₂ atau butana, mesra alam dengan kesan berbuih yang baik.
- Ejen berbuih kimia: Seperti azodicarbonamide (AC), kecekapan berbuih tinggi tetapi boleh menghasilkan gas berbahaya.
(5) Antioksidan
Mencegah degradasi bahan semasa pemprosesan dan meningkatkan kestabilan produk.
5. Aplikasi Biasa
- Penebat bangunan: Digunakan dalam dinding, bumbung, dan lapisan penebat lantai.
- Logistik rantaian sejuk: Penebat untuk penyimpanan sejuk dan kenderaan yang disejukkan.
- Bidang lain: Bahan hiasan, bahan kalis bunyi, dsb.
6. Syor Pengoptimuman Rumusan
(1) Meningkatkan Kecekapan Kalis Api
- Bahan kalis api campuran: Seperti sinergi halogen-antimoni atau fosforus-nitrogen untuk meningkatkan retardansi nyalaan.
- Tahan api nano: Seperti nano magnesium hidroksida atau tanah liat nano, meningkatkan kecekapan sambil mengurangkan jumlah aditif.
(2) Mempertingkatkan Sifat Mekanikal
- Agen peneguh: Seperti POE atau EPDM, meningkatkan keliatan bahan dan rintangan hentaman.
- Pengisi pengukuhan: Seperti gentian kaca, meningkatkan kekuatan dan ketegaran.
(3) Pengurangan Kos
- Optimumkan nisbah kalis api: Kurangkan penggunaan sambil memenuhi keperluan kalis api.
- Pilih bahan yang kos efektif: Seperti kalis api domestik atau campuran.
7. Keperluan Alam Sekitar dan Kawal Selia
- Kalis api berhalogen: Dihadkan oleh peraturan seperti RoHS dan REACH; gunakan dengan berhati-hati.
- Kalis api bebas halogen: Mematuhi peraturan alam sekitar dan mewakili trend masa depan.
Ringkasan
Reka bentuk rumusan kalis api untuk XPS hendaklah berdasarkan senario aplikasi dan keperluan kawal selia tertentu, memilih antara kalis api terhalogen atau bebas halogen. Kalis api halogen menawarkan kecekapan tinggi tetapi menimbulkan kebimbangan alam sekitar, manakala kalis api bebas halogen lebih mesra alam tetapi memerlukan jumlah bahan tambahan yang lebih tinggi. Dengan mengoptimumkan formulasi dan proses, XPS kalis api berprestasi tinggi, mesra alam dan kos efektif boleh dihasilkan untuk memenuhi keperluan penebat bangunan dan bidang lain.
More info., pls contact lucy@taifeng-fr.com
Masa siaran: Mei-23-2025
