Ekstrudert polystyrenplate (XPS) er et materiale som er mye brukt til bygningsisolasjon, og dets flammehemmende egenskaper er avgjørende for bygningssikkerhet. Formuleringsdesignet av flammehemmere for XPS krever omfattende vurdering av flammehemmende effektivitet, prosesseringsytelse, kostnader og miljøkrav. Nedenfor finner du en detaljert design og forklaring av flammehemmende formuleringer for XPS, som dekker både halogenerte og halogenfrie flammehemmende løsninger.
1. Designprinsipper for XPS flammehemmende formuleringer
Hovedkomponenten i XPS er polystyren (PS), og flammehemmende modifisering oppnås hovedsakelig ved å tilsette flammehemmere. Formuleringsdesignet bør følge følgende prinsipper:
- Høy flammehemmingOppfyll flammehemmende standarder for byggematerialer (f.eks. GB 8624-2012).
- ProsesseringsytelseFlammehemmeren skal ikke påvirke skumdannelses- og støpeprosessen til XPS i vesentlig grad.
- MiljøvennlighetHalogenfrie flammehemmere bør prioriteres for å overholde miljøforskrifter.
- KostnadskontrollMinimer kostnadene samtidig som du oppfyller ytelseskravene.
2. Halogenert flammehemmende XPS-formulering
Halogenerte flammehemmere (f.eks. bromerte) avbryter forbrenningskjedereaksjonen ved å frigjøre halogenradikaler, noe som gir høy flammehemmende effektivitet, men utgjør en miljø- og helserisiko.
(1) Formuleringssammensetning:
- Polystyren (PS)100 phr (baseharpiks)
- Bromert flammehemmer: 10–20 phr (f.eks. heksabromcyklododekan (HBCD) eller bromert polystyren)
- Antimontrioksid (synergist): 3–5 phr (forsterker flammehemmende effekt)
- Skummiddel: 5–10 phr (f.eks. karbondioksid eller butan)
- Dispergeringsmiddel: 1–2 phr (f.eks. polyetylenvoks, forbedrer spredning av flammehemmende middel)
- Smøremiddel1–2 phr (f.eks. kalsiumstearat, forbedrer prosesseringsflyten)
- Antioksidant0,5–1 del (f.eks. 1010 eller 168, forhindrer nedbrytning under bearbeiding)
(2) Bearbeidingsmetode:
- Forbland PS-harpiks, flammehemmer, synergist, dispergeringsmiddel, smøremiddel og antioksidant jevnt.
- Tilsett skummiddelet og smeltebland i en ekstruder.
- Kontroller ekstruderingstemperaturen til 180–220 °C for å sikre riktig skumming og støping.
(3) Kjennetegn:
- FordelerHøy flammehemmende effektivitet, lav tilsetningsmengde og lavere kostnad.
- UlemperKan produsere giftige gasser (f.eks. hydrogenbromid) under forbrenning, noe som kan være farlig for miljøet.
3. Halogenfri flammehemmende XPS-formulering
Halogenfrie flammehemmere (f.eks. fosforbaserte, nitrogenbaserte eller uorganiske hydroksider) oppnår flammehemming gjennom varmeabsorpsjon eller dannelse av beskyttende lag, noe som gir bedre miljøytelse.
(1) Formuleringssammensetning:
- Polystyren (PS)100 phr (baseharpiks)
- Fosforbasert flammehemmer: 10–15 timer (f.eks.ammoniumpolyfosfat (APP)eller rødt fosfor)
- Nitrogenbasert flammehemmer: 5–10 phr (f.eks. melamincyanurat (MCA))
- Uorganisk hydroksid20–30 phr (f.eks. magnesiumhydroksid eller aluminiumhydroksid)
- Skummiddel: 5–10 phr (f.eks. karbondioksid eller butan)
- Dispergeringsmiddel: 1–2 phr (f.eks. polyetylenvoks, forbedrer dispersjon)
- Smøremiddel1–2 phr (f.eks. sinkstearat, forbedrer prosesseringsflyten)
- Antioksidant0,5–1 del (f.eks. 1010 eller 168, forhindrer nedbrytning under bearbeiding)
(2) Bearbeidingsmetode:
- Forbland PS-harpiks, flammehemmer, dispergeringsmiddel, smøremiddel og antioksidant jevnt.
- Tilsett skummiddelet og smeltebland i en ekstruder.
- Kontroller ekstruderingstemperaturen til 180–210 °C for å sikre riktig skumming og støping.
(3) Kjennetegn:
- FordelerMiljøvennlig, ingen giftige gasser produsert under forbrenning, i samsvar med miljøforskrifter.
- UlemperLavere flammehemmende effektivitet, høyere mengder tilsetningsstoffer kan påvirke mekaniske egenskaper og skummingsytelse.
4. Viktige hensyn i formuleringsdesign
(1) Valg av flammehemmende middel
- Halogenerte flammehemmereHøy effektivitet, men utgjør miljø- og helserisiko.
- Halogenfrie flammehemmereMer miljøvennlig, men krever høyere mengder tilsetningsstoffer.
(2) Bruk av synergister
- AntimontrioksidFungerer synergistisk med halogenerte flammehemmere for å forbedre flammehemmingen betydelig.
- Fosfor-nitrogen-synergiI halogenfrie systemer kan fosfor- og nitrogenbaserte flammehemmere virke sammen for å forbedre effektiviteten.
(3) Dispersjon og prosesserbarhet
- DispergeringsmidlerSørg for jevn spredning av flammehemmere for å unngå lokaliserte høye konsentrasjoner.
- SmøremidlerForbedre prosesseringsflyten og reduser slitasje på utstyr.
(4) Valg av skummiddel
- Fysiske skumdannende midlerSom CO₂ eller butan, miljøvennlig med god skummende effekt.
- Kjemiske skumdannende midlerSlik som azodikarbonamid (AC), høy skummingseffektivitet, men kan produsere skadelige gasser.
(5) Antioksidanter
Forhindre materialforringelse under prosessering og forbedre produktstabiliteten.
5. Typiske bruksområder
- BygningsisolasjonBrukes i isolasjonslag for vegger, tak og gulv.
- Logistikk for kjølekjedenIsolasjon for kjølelager og kjølebiler.
- Andre feltDekorative materialer, lydisolerende materialer osv.
6. Anbefalinger for formuleringsoptimalisering
(1) Forbedring av flammehemmende midlers effektivitet
- Blandede flammehemmereSlik som halogen-antimon eller fosfor-nitrogen-synergier for å forbedre flammehemmingen.
- Nano flammehemmereSlik som nano-magnesiumhydroksid eller nanoleire, noe som forbedrer effektiviteten samtidig som det reduserer mengden tilsetningsstoffer.
(2) Forbedring av mekaniske egenskaper
- HerdemidlerSom for eksempel POE eller EPDM, som forbedrer materialets seighet og slagfasthet.
- ArmeringsfyllstofferSlik som glassfibre, som forbedrer styrke og stivhet.
(3) Kostnadsreduksjon
- Optimaliser flammehemmende forholdReduser bruken samtidig som du oppfyller kravene til flammehemmende stoffer.
- Velg kostnadseffektive materialerSlik som flammehemmere til husholdningsbruk eller blandede flammehemmere.
7. Miljømessige og regulatoriske krav
- Halogenerte flammehemmereBegrenset av forskrifter som RoHS og REACH; bruk med forsiktighet.
- Halogenfrie flammehemmereOverhold miljøforskrifter og representer fremtidige trender.
Sammendrag
Formuleringsdesignet for flammehemmere for XPS bør baseres på spesifikke bruksscenarier og regulatoriske krav, med valg mellom halogenerte eller halogenfrie flammehemmere. Halogenerte flammehemmere tilbyr høy effektivitet, men medfører miljøhensyn, mens halogenfrie flammehemmere er mer miljøvennlige, men krever høyere tilsetningsmengder. Ved å optimalisere formuleringer og prosesser kan høytytende, miljøvennlig og kostnadseffektiv flammehemmende XPS produseres for å møte behovene til bygningsisolasjon og andre felt.
More info., pls contact lucy@taifeng-fr.com
Publiseringstid: 23. mai 2025
