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挤塑板阻燃性能衰减现象困扰

建筑保温工程中常常因挤塑板阻燃性能衰减现象困扰,挤塑板材料进场时检测的阻燃性能完全满足国标《GBT10801.2-2002绝热用挤塑聚苯乙烯泡沫塑料(XPS)》B1级要求,可是在施工进行两周后的同批次挤塑板临时抽检中却达不到B1级要求,这是什么原因造成的呢?

一、常规挤塑板阻燃剂

阻燃剂使用方法分内添加和外添加两种,内添加就是在阻燃物成型之前添加阻燃剂一起混合搅拌成型,外添加就是通过物理方法浸泡,喷涂上阻燃剂。明显内添加的阻燃剂有效时间更长更好。

挤塑板阻燃剂就是内添加阻燃剂,是在生产过程中按原料添加剂工艺配比、智能计量控制,动态投料(阻燃剂)过程。

处理后的阻燃挤塑板所存储(放置)的环境不一样阻燃有效时间不一样,如,室内与室外,由于室外受阳光,温度,空气的影响,阻燃剂在空气中受潮降解,阻燃性就会减弱,所以明显在室外失效速度比室内失效速度快。

含卤阻燃剂指含有ClBrF等元素的阻燃剂,无卤阻燃剂包括磷系列阻燃剂、无机阻燃剂氢氧化镁、氢氧化铝、硼酸锌等,此外无卤阻燃剂还包括膨胀型阻燃剂和一些特殊用途的阻燃剂。含卤阻燃剂是目前塑料橡胶材料中阻燃应用最多的阻燃剂产品,主要是其为有机阻燃剂,化学性质呈惰性,与塑料的相容性比较好,阻燃效果好、使用成本低,诸多特征都是其它阻燃剂所不能替代的。

 欧盟的Rosh指令认为含卤阻燃剂中八溴联苯醚和五溴联苯醚燃烧产生二恶英(致癌物质),六溴十二烷(HBCD)对人类和环境会构成潜在的长期的危害,特别是人类的甲状腺系统与肝脏在系统产生影响,另外对生殖及发育神经也有毒性,怀孕期间或分娩之后会通过血液与哺乳有母亲传给子女。由此可见,HBCD的毒性具有持久性、可积累性、迁移性,另外在190℃以上时六溴环十二烷脱溴化氢变得剧烈,溴化氢蒸汽的危害性更显著,用作阻燃剂时产生有毒有害的烟雾,对机械使用有一定的腐蚀。这些含卤阻燃剂被列入禁止使用目录,十溴联苯醚也因为具有争议作为不建议使用的阻燃剂。

 不过含卤阻燃剂还没有被完全禁止使用,事实上目前也很难找到一款真正完全取代其的产品,并且医学研究表明十万级分子量以上的长链阻燃剂分子无法透过人体的黏膜组织,对人体没有危害。

溴化SBSChemtura美国聚科亚化学公司 2011年的专利产品,用于替代HBCD的替代,标准商品名为Emerland3000溴化sbs又称溴化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物,是一种能代替六溴环十二烷的阻燃剂,是应用在膨胀聚苯乙烯和挤出聚苯乙苯泡沫板材上的新型大分子量阻燃剂。溴化sbs阻燃剂有较高的热稳定性,并且和聚苯乙烯材料有很好的相容性,不会对添加后的材料的机械性能等有负面影响

TBC阻燃剂学名为三(23-二溴丙基)异三聚氰酸酯是一种带三嗪环的添加型溴系阻燃剂,具有优异的阻燃性、很低的挥发性和良好的相容性,以及耐久、耐光、耐水和无毒、无刺激性等特性。可广泛用于聚烯烃、聚氨酯、聚苯乙烯、不饱和聚酯等塑料、多种橡胶和纤维的阻燃,属国外阻燃剂新品种。可替代六溴环十二烷用在挤塑板。

二、挤塑板阻燃剂衰减分析

阻燃剂在经过陈化期的普通挤塑板内,存留时间半年左右,B1产品半年后会降到B2的水平,好一点的,能保持两年左右。

20211225日以前,挤塑板用的阻燃剂一般是六溴十二烷,具有很强的挥发性,挤塑板存放时间过长时,伴随挤塑板释放应力过程,会导致挤塑板部分泡孔破裂(陈化期高端低内应力型挤塑板泡孔破壁率低至8%以下、中低端普通挤塑板泡孔破壁率高达35%以上),导致阻燃剂获得挥发释放通路,阻燃效果会减弱,但不至于和普通板一样,毕竟挤塑板泡孔是“密闭”的,还是有一定阻燃效果的(全生命周期,好挤塑板与差挤塑板的阻燃效果保留程度差别很大)。

目前,替代六溴十二烷的几种阻燃剂同样存在类似的挥发衰减性。

所谓挤塑板陈化,就是指把生产线刚刚生产出来的挤塑板,规范码垛,放置在通风、遮阳、避雨的自然环境中放置一段时间。按国家标准GB/T 10801.2-2002《绝热用挤塑聚苯乙烯泡沫塑料》中5.1规定,带皮挤塑板应在陈化90天后测试导热系数(绝热性能指标之一),其它物理性能应在陈化45天后测试。

1、正常经过陈化期的挤塑板进入工地期间阻燃剂衰减情况

    正常经过陈化期的挤塑板进入工地期间阻燃剂会趋于小幅稳定衰减,月衰减率低于5%,故此,只要进场检测为B1级阻燃,一般不会出现施工期抽检不合格现象。

2、没有经过陈化期或陈化期不足挤塑板进入工地期间阻燃剂衰减情况

事实上,不管是哪类保温板,在实际应用中多数企业是难以达到这个要求的。一是挤塑板3个月时间的自然养护,需要占用大量的堆放场地,很多企业没有大场地。同时,很多生产企业在流动资金方面并非十分充足,大量的板材堆放近两个月需要占用很大的一笔资金,使企业的运行成本无形中增加,多数企业难以做到。绝大多数企业在板材的供应商基本上是以销定产,有了定单后才生产,需求方要板材时生产厂家开始加马力生产,根本等不到自然陈化,差不多一周左右的时间就安排上墙。后续阶段,板材持续应力收缩,最明显的部位是板与板间的拼接处,产生的变形应力其实是很大的。

没有经过陈化期或陈化期不足挤塑板进入工地,挤塑板内部泡孔结构仍然在持续破孔中,阻燃剂挥发衰减通路持续扩大,此期间,陈化时间越短,挤塑板内部泡孔结构持续破孔越快,阻燃衰减速率越大。

前文所述挤塑板材料进场时检测的阻燃性能完全满足国标B1级要求,可是在施工进行两周后的同批次挤塑板临时抽检中却达不到B1级要求”现象,极有可能挤塑板根本没有经过陈化,挤塑板产品下线后直接运往工地。

3、低内应力型挤塑板进入工地期间阻燃剂衰减情况

    低内应力型挤塑板生产设备与工艺特点是将挤塑板泡孔结构内应力尽可能在多次发泡过程梯阶式释放,故此,产出下线的低内应力型挤塑板泡孔壁内应力仅为普通挤塑板的1/20,泡孔破壁率低至万分之一,其陈化期内,相对于普通挤塑板,应力释放极其平缓(注:从导热系数日增速千分之一即可佐证)。故此,前文所述挤塑板材料进场时检测的阻燃性能完全满足国标B1级要求,可是在施工进行两周后的同批次挤塑板临时抽检中却达不到B1级要求”现象,对于低内应力型挤塑板而言,即使陈化期不足,也基本不会发生。