Papan polistirena tersemperit (XPS) ialah bahan yang digunakan secara meluas untuk penebat bangunan, dan sifat kalis apinya adalah penting untuk keselamatan bangunan. Reka bentuk formulasi kalis api untuk XPS memerlukan pertimbangan menyeluruh tentang kecekapan kalis api, prestasi pemprosesan, kos dan keperluan alam sekitar. Berikut ialah reka bentuk dan penjelasan terperinci tentang formulasi kalis api untuk XPS, yang merangkumi kedua-dua larutan kalis api berhalogen dan bebas halogen.
1. Prinsip Reka Bentuk untuk Formulasi Kalis Api XPS
Komponen utama XPS ialah polistirena (PS), dan pengubahsuaian kalis apinya terutamanya dicapai dengan menambah kalis api. Reka bentuk formulasi hendaklah mematuhi prinsip berikut:
- Kerentanan api yang tinggiMemenuhi piawaian kalis api untuk bahan binaan (cth., GB 8624-2012).
- Prestasi pemprosesan: Kalis api tidak sepatutnya menjejaskan proses pembuih dan pengacuan XPS dengan ketara.
- Keramahan alam sekitar: Bahan kalis api bebas halogen perlu diutamakan untuk mematuhi peraturan alam sekitar.
- Kawalan kos: Minimumkan kos sambil memenuhi keperluan prestasi.
2. Formulasi XPS Kalis Api Terhalogen
Bahan kalis api berhalogen (contohnya, dibrominkan) mengganggu tindak balas rantai pembakaran dengan melepaskan 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 brominated: 10–20phr (contohnya, heksabromosiklododekana (HBCD) atau polistirena bromin)
- Antimoni trioksida (sinergis): 3–5phr (meningkatkan kesan kalis api)
- Agen pembuih: 5–10phr (contohnya, karbon dioksida atau butana)
- Penyebar: 1–2phr (contohnya, lilin polietilena, meningkatkan penyebaran kalis api)
- Pelincir: 1–2phr (contohnya, kalsium stearat, meningkatkan kecairan pemprosesan)
- Antioksidan: 0.5–1 bahagian (contohnya, 1010 atau 168, mencegah degradasi semasa pemprosesan)
(2) Kaedah Pemprosesan:
- Resin PS pracampuran, kalis api, sinergis, dispersan, pelincir dan antioksidan secara seragam.
- Masukkan agen pembuih dan cairkan-campuran 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 bahan tambahan yang rendah dan kos yang lebih rendah.
- KelemahanBoleh menghasilkan gas toksik (contohnya, hidrogen bromida) semasa pembakaran, yang menimbulkan kebimbangan alam sekitar.
3. Formulasi XPS Kalis Api Bebas Halogen
Bahan kalis api bebas halogen (contohnya, berasaskan fosforus, berasaskan nitrogen atau hidroksida bukan organik) mencapai kalis api melalui penyerapan haba atau pembentukan lapisan pelindung, yang 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: 5–10phr (contohnya, melamin sianurat (MCA))
- Hidroksida bukan organik: 20–30phr (contohnya, magnesium hidroksida atau aluminium hidroksida)
- Agen pembuih: 5–10phr (contohnya, karbon dioksida atau butana)
- Penyebar: 1–2phr (contohnya, lilin polietilena, meningkatkan penyebaran)
- Pelincir: 1–2phr (contohnya, zink stearat, meningkatkan kecairan pemprosesan)
- Antioksidan: 0.5–1 bahagian (contohnya, 1010 atau 168, mencegah degradasi semasa pemprosesan)
(2) Kaedah Pemprosesan:
- Resin PS pracampuran, kalis api, dispersan, pelincir dan antioksidan secara seragam.
- Masukkan agen pembuih dan cairkan-campuran dalam penyemperit.
- Kawal suhu penyemperitan pada 180–210°C untuk memastikan pembuih dan pengacuan yang betul.
(3) Ciri-ciri:
- KelebihanMesra alam, tiada gas toksik yang dihasilkan semasa pembakaran, mematuhi peraturan alam sekitar.
- KelemahanKecekapan kalis api yang lebih rendah, jumlah bahan tambahan yang lebih tinggi, boleh menjejaskan sifat mekanikal dan prestasi pembuih.
4. Pertimbangan Utama dalam Reka Bentuk Formulasi
(1) Pemilihan Kalis Api
- Bahan perencat api berhalogenKecekapan tinggi tetapi menimbulkan risiko alam sekitar dan kesihatan.
- Bahan kalis api bebas halogen: Lebih mesra alam tetapi memerlukan jumlah bahan tambahan yang lebih tinggi.
(2) Penggunaan Sinergis
- Antimoni trioksida: Berfungsi secara sinergi dengan bahan kalis api berhalogen untuk meningkatkan kalis api dengan ketara.
- Sinergi fosforus-nitrogenDalam sistem bebas halogen, kalis api berasaskan fosforus dan nitrogen boleh berfungsi bersama untuk meningkatkan kecekapan.
(3) Penyebaran dan Kebolehprosesan
- Bahan penyebarPastikan penyebaran perencat api yang seragam untuk mengelakkan kepekatan tinggi setempat.
- Pelincir: Meningkatkan kelancaran pemprosesan dan mengurangkan haus peralatan.
(4) Pemilihan Agen Pembuih
- Agen pembuih fizikalSeperti CO₂ atau butana, mesra alam dengan kesan pembuih yang baik.
- Agen pembuih kimiaSeperti azodikarbonamida (AC), kecekapan pembuih yang tinggi tetapi boleh menghasilkan gas berbahaya.
(5) Antioksidan
Mencegah degradasi bahan semasa pemprosesan dan meningkatkan kestabilan produk.
5. Aplikasi Lazim
- Penebat bangunan: Digunakan pada dinding, bumbung dan lapisan penebat lantai.
- Logistik rantaian sejukPenebat untuk penyimpanan sejuk dan kenderaan yang disejukkan.
- Bidang lain: Bahan hiasan, bahan kalis bunyi, dsb.
6. Cadangan Pengoptimuman Formulasi
(1) Meningkatkan Kecekapan Kalis Api
- Bahan kalis api campuranSeperti sinergi halogen-antimoni atau fosforus-nitrogen untuk meningkatkan kalis api.
- Bahan kalis api nanoSeperti nano magnesium hidroksida atau nano tanah liat, meningkatkan kecekapan sambil mengurangkan jumlah bahan tambahan.
(2) Meningkatkan Sifat Mekanikal
- Agen pengerasSeperti POE atau EPDM, meningkatkan ketahanan bahan dan rintangan hentaman.
- Pengisi pengukuhanSeperti gentian kaca, meningkatkan kekuatan dan ketegaran.
(3) Pengurangan Kos
- Optimumkan nisbah kalis api: Kurangkan penggunaan sambil memenuhi keperluan kalis api.
- Pilih bahan yang menjimatkan kosSeperti bahan kalis api domestik atau campuran.
7. Keperluan Alam Sekitar dan Kawal Selia
- Bahan perencat api berhalogenDihadkan oleh peraturan seperti RoHS dan REACH; gunakan dengan berhati-hati.
- Bahan kalis api bebas halogenMematuhi peraturan alam sekitar dan mewakili trend masa hadapan.
Ringkasan
Reka bentuk formulasi kalis api untuk XPS harus berdasarkan senario aplikasi khusus dan keperluan kawal selia, dengan memilih antara kalis api berhalogen atau bebas halogen. Kalis api berhalogen menawarkan kecekapan yang 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 yang berprestasi tinggi, mesra alam dan kos efektif dapat dihasilkan untuk memenuhi keperluan penebat bangunan dan bidang lain.
More info., pls contact lucy@taifeng-fr.com
Masa siaran: 23 Mei 2025
