《聚苯乙烯泡沫塑料阻燃技術(shù)在建筑外墻中的應(yīng)用》論文發(fā)表期刊：《粘接》；發(fā)表周期：2021年03期

《聚苯乙烯泡沫塑料阻燃技術(shù)在建筑外墻中的應(yīng)用》論文作者信息：朱瀟（1982-）女，漢族，甘肅蘭州人，講師，大學(xué)本科，從事營房基建管理及后勤管理課授課等工作。

　　摘要：EPS和XPS在建筑外墻保溫中具有廣泛的用價值，但由于其自身的易燃性問題，又使國家在建筑外墻的應(yīng)用中做出了極為嚴格的規(guī)定。為了在此兩難的選擇中找到解決問題的辦法，本文在了解了國家對阻燃指標的相關(guān)規(guī)定和探討聚苯乙烯泡沫塑料阻燃技術(shù)應(yīng)用的實踐意義基礎(chǔ)上，重點對聚苯乙烯泡沫塑料阻燃技術(shù)在建筑外墻中的應(yīng)用設(shè)計，作了四個方面的探索：0在原料合成時添加阻燃劑;②采用預(yù)發(fā)泡粒子包覆阻燃;3采用粒子浸漬阻燃劑;@泡沫板材涂覆阻燃劑。

　　關(guān)鍵詞：聚茶乙烯泡沫塑料;阻燃技術(shù);建筑外墻;阻燃指標規(guī)定;應(yīng)用設(shè)計

　　Abstract: EPS and XPS are widely used in building exterior wall insulation. but because of their own flammability, the state has made extremely strict regulations in the application of building exterior wall. In order to find a solution to this dilemma, this paper. based on understanding the relevant regulations of the state on the flameretardant index and discussing the practical significance of the application of the flame retardant technology of polystyrene foam, focuses on four aspects of the application design of the flame retardant technology of polystyrene foam in the extemal wall of the building: Add flame retardant when raw materials are synthesized;2 Use pre-expanded particles to coat flame retardant Particles are impregnated with flame retardant; ④The foam board is coated with lame retardant..

　　Key words: polystyrene foam: flame retardant technology: building exterior wall; fire retardant index regulations: application design

　　長期以來，EPS和XPS即聚苯乙烯泡沫和擠塑聚苯乙烯泡沫，均以隔熱、保溫、質(zhì)輕的性能，一直被廣泛應(yīng)用于外墻保溫系統(tǒng)。但由于其阻燃效果不佳，特別是北京、上海、沈陽等地相繼發(fā)生與聚苯乙烯泡沫保溫材料相關(guān)的火災(zāi)以后，國家對建筑外墻使用聚苯乙烯泡沫保溫材料制定了嚴格的阻燃規(guī)定。為了更好地使聚苯乙烯泡沫阻燃技術(shù)，在建筑外墻保溫系統(tǒng)中發(fā)揮效應(yīng)，本文認為必須盡快研發(fā)新型的阻燃技術(shù)，使聚苯乙烯泡沫保溫材料及防火、保溫，又有利于環(huán)保，更適用于民眾的生活。

　　1 聚苯乙烯泡沫塑料的分類與阻燃指標的規(guī)定

　　1.1聚苯乙烯泡沫塑料的分類

　　聚苯乙烯保溫材料，按其成型的方式劃分，可分為擠塑聚苯乙烯(XPS)和模塑聚苯乙烯(EPS)兩種"。這兩種泡沫材料的共同點是，都為閉孔蜂窩狀結(jié)構(gòu)，具有導(dǎo)熱系數(shù)低和吸水率低以及抗壓性能高的特點。

　　1.2國家對建筑外墻聚苯乙烯泡沫塑料阻燃指標的規(guī)定國家公安部、住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部，對民用建筑外墻保溫都有明確的防火規(guī)定P，規(guī)定指出：0民用建筑外墻所用的保溫材料，其燃燒性能宜為A極，且不應(yīng)低于B2級。②高度2100m的，其所用保溫材料的燃燒性能應(yīng)為A級;100m以下的，不應(yīng)低于B2級;③其它民建外墻，其高度250m的，應(yīng)為A級;高度224m<50m的，應(yīng)為A級或B1級;高度<24m的，不應(yīng)低于b2級。建筑幕墻高度224m的，其保溫材料的燃燒性能應(yīng)為A級;<24m的，應(yīng)為A級或B1級。

　　2 聚苯乙烯泡沫塑料阻燃技術(shù)應(yīng)用的實踐意義聚苯乙烯泡沫塑料的保溫性能是無人質(zhì)疑的，其保溫效果也是很好的，已在建筑外墻中得到了廣泛的應(yīng)用"。但是，其存在的導(dǎo)熱系數(shù)小、氧指數(shù)小、臨界加熱速率大、氣化熱高、引燃可能性大等這些致命的易燃問題，都是引起火災(zāi)的巨大隱患，具體詳見表10比如南京青少年活動中心、北京師范大學(xué)在建的孵化大廈、上海膠州路教師公寓、沈陽皇朝萬鑫大廈、央視新臺址園區(qū)文化中心的火災(zāi)，都與聚苯乙烯保溫材料相關(guān)。因此，這對建筑行業(yè)來講，無疑要面臨著兩難的抉擇，但是，事實證明建筑外墻保溫需要聚苯乙烯，只有從根本上消除聚苯乙烯保溫材料易燃的隱患，用好用活阻燃技術(shù)對其進行阻燃改性和阻燃處理，使之符合國家防火要求才是正確的選擇[4]。

　　3 聚苯乙烯泡沫塑料阻燃技術(shù)在建筑外墻中的應(yīng)用設(shè)計

　　自從聚苯乙烯泡沫保溫材料的易燃隱患和其危害性充分暴露以后，在建筑行業(yè)運用阻燃技術(shù)對其進行阻燃改性方面的研究，從里就沒有停止過。本文結(jié)合多年的工作實際，從以下幾個方面，對實際應(yīng)用方法進行設(shè)計。

　　3.1在原料合成時添加阻燃劑聚合阻燃在原料合成時添加阻燃劑，就是指在原料聚合階段添加反應(yīng)型單體，如脂肪族澳化物、雙鍵磷氮類阻燃劑等，以實現(xiàn)聚苯乙烯的本身阻燃。具體方法有：

　　1)一步法制備。就是在原料聚合攪拌階段，就開始阻燃可發(fā)性聚苯乙烯顆粒。隨著攪拌速度的加快，聚苯乙烯顆粒的粒徑也會隨著復(fù)合分散劑總量的增加而變小。當(dāng)HYCD的質(zhì)量分數(shù)大于4.3%的時候，聚苯乙烯泡沫塑料的自熄時間可低于2.0s;當(dāng)m

　　(HBCD)：m(sb0，)為3.5：1.0時，聚苯乙烯泡沫塑料的自熄時間可縮短為1.5"。

　　2)聚苯乙烯單體與磷酸三酯(TCEP)液體阻燃劑(油溶性)聚合反應(yīng)。其反應(yīng)過程是，首先，將TCEP(油溶性阻燃劑)加入懸浮聚合聚苯乙烯顆粒中，此時就可見到TCEP的質(zhì)量分數(shù)就會上升，聚合物的溫度反而降低，所需要時間會相對延長，TCEP對聚合物的影響作用也會變小;然后再繼續(xù)觀察油溶性阻燃劑即TCEP的質(zhì)量分數(shù)變化情況。當(dāng)質(zhì)量分數(shù)達到4%的時候，其氧指數(shù)就會達到25%，殘?zhí)剂烤涂蛇_10%。從而既實現(xiàn)了在聚合過程中的原位包覆，又達到了較好的阻燃效果。

　　3.2采用預(yù)發(fā)泡粒子包覆阻燃

　　所謂預(yù)發(fā)泡粒子包覆阻燃，就是將硅酸鹽、樹脂、阻燃劑等緊緊地包覆并粘附在可發(fā)性珠粒或聚苯乙烯預(yù)發(fā)泡粒子表面，從而達到阻燃的效果。其中：使用的阻燃劑多為反應(yīng)型雙鍵磷氮化合物和脂肪族含澳化合物;使用的樹脂多為熱固性樹脂，比如氮基樹脂、酚醛樹脂等。預(yù)發(fā)泡粒子包覆阻燃劑可分為化學(xué)和物理兩種：化學(xué)包覆阻燃就是利用液態(tài)的、含有阻燃劑的樹脂，經(jīng)高溫后更便于流動和擴散到可發(fā)性聚苯乙烯顆粒的表面。當(dāng)含有阻燃劑的樹脂受熱并固化后，就會牢固的包覆在可發(fā)性聚苯乙烯顆粒的表面;物理包覆阻燃就是充分利用包覆樹脂的極性(分子中的極性基因)，與聚苯乙烯顆粒表面產(chǎn)生物理吸附力，使聚苯乙烯顆粒和阻燃劑、樹脂之間在表面活性劑的作用下，能均勻地、牢固地附著于可發(fā)性聚苯乙烯顆粒的表面，從而形成包覆結(jié)構(gòu)10，如圖1所示。此外，經(jīng)常使用的還有硅酸鹽包覆法。其方法是，首先用硅酸鹽對預(yù)發(fā)泡顆粒進行包覆，然后對包覆層進行保護處理，以防止空氣中的水侵襲而影響阻燃效果。其具體工藝流程如圖2所示。

　　3.3采用粒子浸漬阻燃劑

　　所謂粒子浸漬阻燃劑，就是將發(fā)泡劑、阻燃劑能有效地浸漬到聚苯乙烯顆粒中去，是最終制成的聚苯乙烯泡沫塑料保溫材料，并具有阻燃性能。其制作技術(shù)和過程是：首先，在將發(fā)泡劑加入到聚苯乙烯水懸浮液中的同時，將阻燃劑(一般是采用有機澳化物作為阻燃劑)也隨之同時加入，并以發(fā)泡劑為載體，在加溫加壓的前提之下，一起滲入到聚苯乙烯塑料粒子顆粒之中。然后，在不影響聚苯乙烯制品的前提之下，減少澳化物的用量，以降低其對聚苯乙烯制品物理性能的不良影響。

　　粒子浸漬阻燃技術(shù)是一種以TDB，即過氧化二異丙苯為協(xié)同劑的阻燃體系。該阻燃技術(shù)的優(yōu)點是：0在對聚苯乙烯與發(fā)泡劑進行浸漬處理的同時，可得到阻燃可發(fā)性聚苯乙烯;②在進行浸漬處理時，還可以使用五澳苯基烯丙基醚、2，4，6-三澳苯基烯丙基醚的混合物，為阻燃劑進行浸漬處理;3單獨使用澳代苯基烯丙基醚，就能獲得阻燃效果;④實踐證明，使用該技術(shù)對制品的拉伸強度、耐熱性、密度等力學(xué)性能均無不良影響，并且從浸漬的溫度看，低溫會比高溫的效果更好;⑤在浸漬中使用微米級六澳環(huán)十二烷時，聚苯乙烯基體的吸收能力至少可達到70%。這樣，不僅可以減輕聚苯乙烯泡沫塑料物理性能的不良影響，而且還可以降低生產(chǎn)成本。

　　3.4泡沫板材涂覆阻燃劑

　　所謂板材涂覆阻燃劑就是在成型后的，聚苯乙烯泡沫塑料板的表面涂覆一層阻燃劑，使阻燃層與聚苯乙烯泡沫塑料板緊緊地粘接在一起，如圖3所示。涂覆阻燃層后的聚苯乙烯泡沫板，遭遇火焰攻擊時，其表面的阻燃層會起到抵御的作用。由于這種阻燃方法是適用于成型后的聚苯乙烯泡沫塑料板，操作起來比較方便，所以，很受施工單位的歡迎，應(yīng)用比較廣泛。除此，還有幾種涂覆方法，阻燃效果也比較好。主要有：0在可發(fā)性聚苯乙烯泡沫塑料板上涂抹一層防火涂料。該防火涂料由A、B組分組成，涂覆后構(gòu)成第一道防火硬殼，然后，再在此基礎(chǔ)上加入AI(OH)s、Ti02、防火紙纖維漿以及氯化石蠟等，并增調(diào)輕骨料膨脹珍珠巖作為填料。這樣，氧指數(shù)就會上升，高于32%，大幅提高了阻燃性能，經(jīng)水平燃燒試驗，其結(jié)果表明該涂覆板材為不燃。②針刺孔法涂覆。方法是先在EPS板上打細孔，然后，將液料、硅化粉料、注入孔內(nèi)，并用硅化液料封閉刺孔，經(jīng)烘干或晾干即可。這種方法可以將普通EPS板阻燃性能提高至A2級。不僅如此，它可以較大程度的降低可發(fā)性聚苯乙烯板，燃燒所產(chǎn)生的煙量和煙毒，甚至可達到1級的標準。

　　4結(jié)語與展望

　　4.1結(jié)語

　　綜上所述，聚苯乙烯泡沫塑料在建筑外墻保溫中具有非常廣泛的應(yīng)用價值，但同時由于其存在的易燃性缺陷，又存在著很大的安全隱患。為了解決這個矛盾，本文重點結(jié)合多年的工作實踐，對聚苯乙烯泡沫塑料阻燃技術(shù)的應(yīng)用進行了系列探索，在國內(nèi)、國際都還沒有研究出特別有效的阻燃辦法之前，以上這些阻燃技術(shù)的應(yīng)用，在建筑外墻保溫中還是能夠起到較好阻燃作用的。

　　4.2展望

　　以上聚苯乙烯泡沫塑料4種阻燃技術(shù)，在建筑外墻中的應(yīng)用，目前是比較廣泛的，也是截至目前最為有效的阻燃方法。但是，我們應(yīng)該清醒的認識到兩個問題：一是對已經(jīng)應(yīng)用的阻燃技術(shù)，還需進行深入研究，克服存在的缺陷，提高阻燃級別，詳見表2;二是對照國家標準，建筑外墻保溫阻燃技術(shù)，深入研究的空間還很大，任務(wù)還非常艱巨，作為建筑人擔(dān)子還很重。

　　參考文獻

　　[]郭顏鳳建筑外墻用聚苯乙烯泡沫塑料保溫材料阻燃技術(shù)研究進展J合成樹脂及塑料2019，36(01)：96-98+102.

　　[2]陳江鋒高阻燃聚苯乙烯泡沫保溫板實驗關(guān)鍵設(shè)備設(shè)計制作與應(yīng)用[D]西安：長安大學(xué)，2014.

　　[3]汪曉鵬，建筑材料用聚苯乙烯泡沫塑料燃燒性能分級方法新舊標準比較[C].中國阻燃學(xué)術(shù)年會論文集，2012：301-304.

　　[4]肖瀟，王強，阻然技術(shù)在建筑外保溫材料上的研究與應(yīng)用[C].中國消防協(xié)會科學(xué)技術(shù)年會論文集(F)，2012：375-379.

　　[5]楊中文，劉西文建筑外墻聚苯乙烯泡沫塑料保溫材料阻燃技術(shù)的研究進展J]上海塑料，2016(02)：1-7.

　　[6]李玉玲磷、氮類阻燃劑在阻燃聚苯乙烯樹脂和泡沫塑料中的應(yīng)用研究[D].北京：北京化工大學(xué)，2013.[7]王勇，崔正，董明哲，等.聚苯乙烯泡沫塑料阻燃技術(shù)研究進展1J]中國塑料，2011，025(009)16-10.

　　[8]劉國勝，馮捷，郝建薇，等，硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料的阻燃、應(yīng)用與研究進展[].中國塑料，2011，025(011)：5-9.

　　[9]郭曉林，李娟，李瑩·擠塑聚苯乙烯泡沫塑料的阻燃技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J].中國塑料，2014，028(012)：6-11.

　　[10]張跟福，阻燃聚苯乙烯泡沫塑料板保溫工程質(zhì)量控制要點簡析[J]科技經(jīng)濟導(dǎo)刊，2017(26)：129.