传统阻燃体系的局限
传统 XPS 板阻燃常采用六溴环十二烷(HBCD)等溴系阻燃剂,虽阻燃效果好,但生产中 XPS 需经 130 - 150°C 高温挤塑,HBCD 在此温度下易分解失效,严重影响阻燃性能。且欧盟 REACH 法规已将 HBCD 列为持久性有机污染物(POPs)禁用,中国《优先控制化学品名录》也限制十溴二苯醚(Deca - BDE)使用,环保压力下,传统溴系阻燃剂面临淘汰。此外,添加阻燃剂常降低 XPS 板压缩强度(标准要求≥250kPa)和尺寸稳定性(GB/T 8811 要求形变率≤2%),影响产品综合性能。
新型添加剂探索
高分子包覆型阻燃剂:以包覆红磷为代表,通过高分子材料将红磷包覆,隔绝其与外界环境接触,提升热稳定性,解决传统阻燃剂高温分解问题。同时,能在燃烧时释放磷酸、偏磷酸等强脱水剂,促使 XPS 板表面脱水炭化,形成隔热隔氧的炭质层,高效阻止燃烧蔓延。
无卤阻燃体系:为顺应环保趋势,无卤阻燃体系受关注。如膨胀石墨与聚磷酸铵(APP)复配体系,膨胀石墨受热膨胀形成蠕虫状结构,覆盖在 XPS 板表面,隔绝氧气和热量;APP 受热分解产生磷酸、偏磷酸等,催化 XPS 板基体脱水炭化,二者协同,阻燃效果显著。但目前无卤阻燃体系成本比溴系高 30% - 50%,限制其大规模应用。
纳米级阻燃添加剂:纳米级氢氧化镁(Mg (OH)₂)表现优异。研究表明,添加量 8% - 12% 时,既能使 XPS 板阻燃性达 B1 级,又能保证抗压强度下降≤10%。纳米级粒子比表面积大、活性高,能更均匀分散在 XPS 基体中,增强与基体相互作用,在提高阻燃性能同时,最大程度减少对板材力学性能影响。
工艺革新提升阻燃性能
优化挤出工艺参数:精确控制挤出温度、螺杆转速和压力等参数,对提升阻燃剂分散均匀性至关重要。如适当降低挤出温度,避免阻燃剂过度分解;调整螺杆转速和压力,使阻燃剂与 XPS 原料充分混合,保证板材各部分阻燃性能一致。研究显示,优化工艺后,板材不同部位阻燃性能偏差可控制在 5% 以内。
引入新型混合设备:采用静态混合器或高效热交换器,能强化阻燃剂与 XPS 原料混合效果。静态混合器内部特殊结构促使物料多次分流、混合,实现均匀分散;热交换器在混合同时,精确控制物料温度,防止阻燃剂分解。实际生产中,使用新型混合设备后,产品阻燃性能稳定性提高 30%。
开发阻燃母粒制备工艺:将阻燃剂与载体树脂及其他助剂制成阻燃母粒,再与 XPS 原料共混加工,可显著提高阻燃剂分散性和加工性能。如以通用聚丙烯为基料制备的挤塑板专用阻燃母料,经大量实验验证,能有效提升板材阻燃性能,且母粒形式便于储存、运输和使用,降低生产过程中粉尘污染。
性能评估与展望
对升级后 B1 级挤塑板,需全面评估性能。除满足 GB 8624 - 2012 规定的燃烧性能(如氧指数≥30%,垂直燃烧达 V - 0 级(UL94))、烟气毒性(燃烧气体中 CO 浓度≤1000ppm,HCN 浓度≤150 ppm)等指标外,还需关注导热系数(≤0.030 W/(m・K))、压缩强度和尺寸稳定性等常规性能是否受影响。从市场前景看,随着建筑节能和防火安全标准持续提高,高性能 B1 级挤塑板需求将大增。未来,应持续研发环保、高效、低成本阻燃添加剂和先进工艺,推动挤塑板行业绿色、安全、可持续发展,为建筑领域提供更优质保温防火材料 。