模塑聚苯板燃烧性能提高技术探究

巩建爱

（民航机场建设工程有限公司，天津 300456）

0 引言

随着经济发展，房地产行业得到较快发展。房屋建设外墙一般设置保温层，聚苯乙烯因其具有保温性能好、成本低且施工难度低的优势，在保温外墙中获得较为广泛的应用。但随着国家对于建筑外墙材料阻燃性能的要求不断提升，传统的聚苯乙烯保温层逐渐开始出现一些劣势，如遇火后出现收缩、熔融且滴落会引发二次点燃等情况，使得其应用存在较大的限制。因此，通过采取一些措施提升聚苯乙烯保温层的阻燃性能是提升材料应用的最为关键的技术手段。在此背景下对于天津滨海新区的几个建筑案例进行分析与探讨，其中包含几个新建以及改扩建的项目，本文主要对模塑聚苯板的燃烧性能改进技术进行分析介绍，并对该改进后的材料进行燃烧测试。

1 阻燃性能作用机理

这种材料的阻燃机理主要表现在不同的方面，一个从形式上来看主要包含气相阻燃以及中断等等不同的阻燃形式。高聚物的阻燃过程同样是一个复杂的过程，因此对某阻燃体系进行严格界定其属于何种阻燃机理并无意义，阻燃的效果都是不同的但是大部分都是其同时发挥作用的结果。

1.1 气相阻燃

气相阻燃需要考虑到不同的反应过程，尤其是链式反应过程需要采取一定的干预，只有这样才能实现对相关反应的延缓。有一些阻燃剂在不同的条件下反应出来的样式也是不同的，在温度较高的情况下一些会释放出比较难燃的气体，这些气体会释放一些物质这些物质能够对气相中某些物质的浓度进行稀释，这些物质包含一些可燃物质等等，在稀释之后会导致该物质难以继续满足燃烧的条件因此会产生自身阻燃的一些条件。

1.2 凝聚相阻燃

高聚物在燃烧的过程中由于其他物质对其中的一部分热量产生了一定的影响，因该阻燃形式主要是指在凝聚相的过程中对一些材料的热分解过程进行抑制或者是减缓，这个过程能够使其产生阻燃的效果。同时阻燃剂在燃烧的过程中会产生一些不同的物质，这些物质包含磷氧酸物质，这些物质能够出现一些不同的反应，这个反应同时也会出现脱水反应，从而产生炭这种物质。不燃的物质炭会在高聚物的表面进行覆盖，在覆盖的过程汇总会隔离一些相应的材料，从而中断一些燃烧的反应。

1.3 吸热阻燃

高聚物燃烧过程中，阻燃物质将材料燃烧过程中的热量或高温热源的热量进行吸收，从而使得温度达不到燃烧需求，从而使得燃烧中断。此外，在不同的温度条件下这种物质的热氧降解速度也是不同的，温度越高其速度约会减慢，因此可燃物质的浓度也会不断的下降对于燃烧过程会产生一定的影响。

1.4 中断热交换阻燃

高聚物燃烧过程中，燃烧的温度在一定程度上有所降低，高聚物在热分解的过程中会受到抑制，因此燃烧的反应会出现一些中断。例如在阻燃物质燃烧的过程中很容易出现不同程度上的融化以及滴落问题，同时这个过程中也会带走大部分的热量。

2 EPS 板的改性工艺

模塑用聚苯乙烯泡沫塑料板的简称就是EPS 板，在过去这种材料主要是借助一种特殊的工艺也就是聚苯乙烯珠粒借助一些工具制成的一种材料。对于这种材料的改性板主要是在普通板材结构中不断的进行升级以及改造的一个过程中，其中还可以包含很多不同的材料。

2.1 复合聚苯板

复合聚苯板的改性工艺比较简单，在制作完成普通聚苯板后，在聚苯板的周围通过外涂覆的方式涂覆2mm 左右的无机浆料，该无机浆料成分多为水泥浆料和界面剂。由于无机浆料的隔离作用，使得普通聚苯板具备更好的耐热老化性能，燃烧时由于与空气及外界的热源隔离，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备过程中加入一定量的石墨成分，由于石墨具有良好的化学稳定性，在体系中充当阻燃剂，改善燃烧效果。常温条件下，石墨这种材料对于温度来说具有很好的适应性，温度的变化过快该材料很少会出现裂纹。同时这种材料的导热系数在不同的条件下也会产生一定的变化，在温度变化越来越大的情况下会对材料产生影响，当温度越低的情况下石墨会变成与绝缘体差不多物体，同时在加入这种物质之后一些体系的阻燃特性会自身产生一定的调整与变化。

2.3 热固改性聚苯板

热固改性聚苯板主要采用的是相关的颗粒以及相关的技术。将阻燃的浆料放在不同的单体颗粒上面会使其形成防火隔离的一层膜，在这种形式下每一个颗粒都会形成不同的单元，同时遇到火焰的时候这种防火的单元能够有效的阻断连续蜂窝结构，从而很好的实现防火的效果。

3 模塑聚苯板燃烧性能提升试验过程

要想使得聚苯板的燃烧性能发生一定的变化那么就要借助一些不同的材料，例如酚醛树脂在这种材料的影响下能够使得阻燃剂在PS 颗粒上形成微复合体系，实现材料遇火不燃烧的目的，改性酚醛树脂复合阻燃剂是通过改性酚醛树脂与氢氧化铝阻燃剂复配而成，均匀涂覆在预发PS 颗粒的表面，有效形成阻燃效果。

预发泡工艺，在这种工艺的影响下很多颗粒会在蒸汽的作用下逐渐增多，随着这些蒸汽的不断进入，越来越多的泡孔产生压力，进而使得相关的珠粒体积也会不断的变大。预发泡过程中需要严格控制工艺参数，防止发泡倍率过高，以免制品预冷出现收缩情况。

熟化过程控制，在预发泡之后的颗粒里面会逐渐形成一种真空的环境，同时它的表面会出现一些水分，这样不会符合成型的要求。同时对于熟化之后的目的能够导致相应的空气进入到颗粒的里面，这种会保证成分出现一定程度的挥发，这些颗粒的表面的水分便会被挥发，最佳的熟化控制参数为20-25℃，控制时间16-24h 之间。

4 模塑聚苯板燃烧性能提升实验结果与讨论

4.1 酚醛树脂和氢氧化铝含量对于泡沫保温板保温效果的影响分析

氢氧化铝的含量在相同的情况下酚醛树脂改性模塑PS泡沫板需要将一些导热系数进一步的提升起来，同时还可以不断的对酚醛树脂的含量进行提升。采用泡粒覆技术对这种形式进行处理的过程，应当将热固性的酚醛树脂进行分析，借助其提升材料的导热系数。由于热固性酚醛树脂在发泡后会出现系数不断增大的情况。

4.2 酚醛树脂和氢氧化铝含量对于泡沫保温板氧指数的影响分析

在酚醛树脂含量的影响下，氢氧化铝的含量对于保温板的相关指数也会产生一定的影响。在相同条件下酚醛树脂的含量也处于一种相同的状态下，氧指数的含量会出现一定的变化，氢氧化铝的含量增加氧指数也会不断的增加，在氢氧化铝进一步被提升的情况下氧指数也会不断的降低，氢氧化铝的含量在不断的提升过程中氧指数会不断的降低。综合导热系数以及相应的氧指数的指标，其中酚醛树脂含量和Al(OH)最佳含量分别为100g、15g。

5 结语

本文对高聚物阻燃机理进行分析介绍，并对酚醛树脂、氢氧化铝阻燃体系的燃烧改进效果进行了数据分析，通过此阻燃体系包覆在聚苯板的表面可以改善其阻燃效果，提升聚苯板在外墙保温中的应用。