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  • 行業動態

    EPS苯板泡沫塑料在建筑上一定要加阻燃劑嗎?

    發布時間:2019-01-31 08:11

      長春苯板廠
     
     
      經常會有朋友們問EPS苯板泡沫塑料在建筑上一定要加阻燃劑嗎,今天小編就為大家介紹下??!
     
     
      EPS苯板泡沫塑料在建筑上用一定要加阻燃劑!未加阻燃劑的EPS苯板用于建筑保溫有極大消防隱患;一旦失火,EPS苯板受高溫未燃塌縮變形,EPS苯板的外粘結遮覆物會翹曲脫落;EPS苯板速燃,無機會逃生;在燃燒或熱分解的過程中所派生的燃燒毒性氣體被受災、救災空間中的人吸入后因其毒性效應而致人于死亡。
     
     
      EPS是一種熱塑性材料,經加熱發泡以后,每立方分米體積內含有300~600萬個獨立密閉氣泡,內含空氣的體積為98%以上,這樣的結構使它具有許多特性。
     
     
      一,保溫隔熱性能
     
     
      EPS具有良好的保溫性能是因為它由完全封閉的多面體形蜂窩構成,蜂窩的直徑0.08~0.15mm,蜂窩壁厚為0.001mm。EPS由約98%的空氣和2%的聚苯乙烯組成。截留在蜂窩內的空氣是一種熱的不良導體,因而對EPS的熱絕緣(保溫)性能起決定性的作用。與含有其他氣體的泡沫塑料不同,空氣長期留在蜂窩內,所以保溫效果穩定不變。
     
     
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      導熱系數取決于密度和溫度。EPS厚度減少,熱輻射的透過率上升,當厚度低于10mm時尤為明顯。EPS的含水量對導熱系數影響顯著,每吸收1%體積的水,導熱系數上升3.4%,因此,在任何墻體結構里,隔熱層必須放在遠離可能產生冷凝水的地方。
     
     
      隨著環境溫度的下降,EPS泡沫塑料的導熱系數將隨之下降。EPS泡沫塑料適用于溫度較低的環境之中。因為傳導與輻射在不同程度上隨制件的密度(即泡孔的壁厚)而變化,當EPS密度過大或過小時,其導熱系數都將增加。在常溫下,當EPS泡沫塑料的密度在30~40kg/m3時,其導熱系數最低。
     
     
      根據上述特性,我們若要選擇EPS泡沫塑料作絕熱材料時,首先,環境溫度要小于75℃,環境溫度越低,其導熱系數越低,即絕熱性能越好。其次,我們還應選擇密度合理的EPS泡沫塑料作為絕熱材料。若我們僅從導熱系數出發,則可選取密度為30~40kg/m3左右的EPS泡沫塑料為好,隨著EPS的密度上升,EPS的強度也將上升,但是,材料消耗增加,成本也必將上升。所以,我們在選擇EPS泡沫塑料的密度時,應該綜合考慮其導熱系數、強度及生產成本等諸多因素。
     
     
      另外,還需指出,除了上述的EPS泡沫塑料的密度以外,EPS的分子量(一般常用相對粘度值來表示),EPS顆粒的大小,發泡成型以后的粘接程度(熔結性),以及EPS發泡以后其本身的孔徑等等,這些因素也多少對EPS泡沫塑料的導熱系數有所影響。顯然,我們要求EPS制品成型后,其粘結程度要良好,顆粒度要求偏小些,且一般可選在10~25目之間,并應使顆粒直徑大小相對均勻。至于EPS預發后的孔徑,即其內部具有的細孔,則要求愈細密愈好。而預發后EPS珠??讖降拇笮?,則主要與EPS原料的工藝特點有關。細密孔徑的發泡EPS珠粒,能減少對流、傳導和輻射熱量的傳遞,因而這樣的EPS珠粒成型品能具有良好的絕熱性能。
     
     
      由上可見,各種不同EPS原料,其導熱系數可能稍有差別,但是相差并不大。
     
     
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      EPS泡沫最大容許使用溫度主要取決于在熱條件下所受應力的時間和大小。在不受破壞應力的前提下,EPS泡沫短時間可以耐高溫達95℃以上。然而,在某些情況下,比如瀝青鋪攤或熱熔粘結劑,很短時間里,接觸溫度可高達110℃,EPS泡沫也是可以承受的。隨著模塑密度的提高,其熱穩定性提高,而最大可容許使用溫度并沒有改變。在不受任何應力情況下,EPS泡沫最大可使用溫度為85℃。
     
     
      泡沫結構的聚苯乙烯是一種非結晶塑料,從-180℃到玻璃化轉變溫度95℃不會表現出根本上的結構變化,因此,可以長期在極低的溫度下使用。
     
     
      二,力學性能
     
     
      EPS泡沫塑料的變形量是隨負載時間的增大而加大。只有在生產兩天后才能達到它的承載能力。剛剛出模的制件對壓力很敏感,因為泡孔中蒸汽和殘留發泡劑的冷凝會導致部分真空,這要等到泡孔吸入空氣后才能達到壓力平衡。放置一段時間可以讓殘留發泡劑發散出去是必要的,因為發泡劑對制件有軟化作用。
     
     
      EPS泡沫塑料屬于硬性泡沫塑料類。在荷載情況下,它呈現粘彈性,這是一種脆硬性材料所具有的特性。彎曲強度、壓縮強度和抗拉強度都與EPS泡沫塑料的表觀密度成正比。
     
     
      三,吸水性能
     
     
      與其他許多泡沫塑料不一樣,EPS泡沫塑料是不吸濕的,即使將它浸沒在水中,也僅僅吸很少量的水,由于蜂窩壁是不透水的,水僅能從熔融的蜂窩之間微小通道透入泡沫塑料,不言而喻,吸收的水量(透入的水量)取決于EPS泡沫塑料原材料在加工時的性能和加工條件(特別在發泡時)。隨著EPS泡沫制件密度的提高,水的吸收和水蒸汽的透過率下降,水蒸汽的擴散阻力系數上升。對一定模塑制件的密度而言,珠粒間熔結越好,水蒸汽擴散阻力越大。
     
     
      四,尺寸穩定性
     
     
      當EPS泡沫塑料脫模后,冷卻和其他過程會導致某種尺寸變化。制件收縮是指生產出24小時后的制品尺寸與模具尺寸的差值。這種收縮可能達到1%。通常,制件密度越高,收縮越小,但也會受加工條件的影響。相對而言,較低的蒸汽溫度或較慢的冷卻速度會減少收縮,而較高的蒸汽溫度或急冷可能導致高于1%的收縮變形。EPS泡沫塑料的尺寸變化可分為熱效應和后收縮兩種尺寸變化。
     
     
      a)熱效應引起的尺寸變化
     
     
      EPS熱膨脹系數為0.05~0.07mm/℃。這就是說大約17℃的溫度變化就會引起0.1%(1mm/m)的(可逆的)尺寸變化。
     
     
      b)后收縮引起大的尺寸變化
     
     
      后收縮是指由于EPS制件中殘留發泡劑向外擴散而導致進一步的尺寸變化。這個過程可能需要幾天或幾周,取決于發泡制件的表面積與體積之比。殘留發泡劑的含量越高,制件后收縮越大。根據加工條件和原料的密度,EPS板材的后收縮量為0.3%~0.5%。之后便減小到極限值。因此,設計時就不必考慮后收縮問題了。
     
     
      對于EPS板材,尤其要考慮可能發生的模制后收縮,以防止板與板之間產生收縮間隙。所以板材一般應該在殘留模制后收縮值低于3mm(≤0.3%)時才能安裝使用。對于通常厚度板材,意味著在最后切割成型前至少保證6周儲存期。若要求很小的后收縮量,則在投入使用前必須先將板材存放相當長的一段時間。
     
     
      五,化學穩定性
     
     
      泡沫塑料長時間暴露在高能量輻射(即UV短波,X射線和γ射線)下會起變化。長期暴露在紫外線照射下,泡沫塑料的表面便轉黃并變脆,風吹雨打可能會侵蝕它,但這種影響可用簡單方法加以預防,如施以油漆,覆蓋層和采取分層處理解決。在室內,由于紫外線量很小,泡沫塑料不受影響。
     
     
      EPS可耐受許多化學物質,稀酸和稀堿、甲醇和異丙醇、水溶性油漆和水溶性粘結劑、石膏、石灰混凝土、硅油和不含溶劑的瀝青等都不會破壞產品。
     
     
      在長時間暴露的情況下,石臘油、蔬菜或動物油和脂肪、柴油和凡士林可能破壞泡沫的表面并導致收縮。EPS泡沫制品不耐有機溶劑,如碳氫化合物、氯化碳氫化合物、酮和酯。這些物質會在許多油漆、粘結劑或清潔劑里出現。無水冰醋酸、硝酸和硫酸也會破壞泡沫材料。果皮和柑桔汁中的香精亦可與EPS起化學反應。
     
     
      六,電性能
     
     
      由于EPS泡沫塑料具有較低的導電性能,因此它易產生自身帶電現象,特別是其生產過程中難免要遇到不同程度的摩擦。這樣,帶靜電的珠粒會吸附在管道中,造成管道的堵塞;而制成的包裝產品帶上靜電,既容易吸塵,又會對某些電器產品造成影響。但對多數用戶來講,沒有這方面要求,所以并不受影響,因其僅有少量的電荷存在。然而對某些特殊工業的用戶來說,EPS的靜電就可能對其器件產生危害,特別是現代電器中大規模集成塊結構元件等。為此,完全有必要對一些EPS包裝增添防靜電保護劑,即增加EPS泡沫塑料自身的導電性能。
     
     
      七,防火性能
     
     
      a)EPS的阻燃性能
     
     
      EPS是一種有機碳氫化合物,加上其本身發泡后的多孔狀態,以及含有殘留石油氣,所以一般的EPS制品是一種易燃物品,可以被火點燃,燃燒時發光,即使離開火焰仍然繼續燃燒并有濃煙和熔融滴粒。自燃和外部點燃的溫度分別是490℃和296℃。未加阻燃劑的普通EPS泡沫歸類為“易燃類”,遇火即燃燒,而且火焰迅速蔓延到整個表面,如果有足夠的氧氣,并且煙霧被排出,則EPS將完全燃燒。故在儲存、使用過程中需加以留心,特別是不能遇到明火,并應嚴格隔離其他火源,注意原料倉庫等生產場地的通風等。EPS燃燒時可以采用所有的消防器材來加以撲滅,也可以用水來加以滅火。
     
     
      火災預防中要考慮的另一個因素是熱的釋放。EPS的燃燒值是40436KJ/kg,并不一定意味著EPS泡沫塑料燃燒時放出很多的熱量,在這種情況下主要因素是燃燒速率。由于它們是低重量物品,所以EPS用作保溫和用于包裝物時,在火災中并不會放出很多熱來助燃。
     
     
      EPS泡沫塑料著火性能(除材料本身的性質外)還取決于很多因素,這些因素包括物品的性質,即它們的幾何特征、表面積、與其他物品的近似程度、火源、復合結構、火源的性質和能量、面對火源的時間長短,以及熱的處理和通風。所有這些因素在評價使用EPS泡沫塑料所涉及的火災危險時都應該考慮進去,物品的表面覆面層、分層,與其他材料復合等都可改變其防火性能。
     
     
      EPS制品應用與建筑、造船、冷凍車輛等領域時,必須提出一定的阻燃要求。阻燃型EPS原料由于加入了有機鹵化物等阻燃劑,因而大大地改變了其燃燒性能,擴大了EPS的使用范圍。盡管當它暴露于火焰時間較長時可能被點燃,但火焰蔓延到它的整個表面的速度是十分緩慢的。當外界的火焰移走時,EPS泡沫塑料也就不繼續燃燒,也未見留下任何余輝。由此可見,EPS泡沫塑料并不會完全燃燒,除非它在其他更多的可燃物質的直接影響下(如木絮、松散的紙片等)。
     
     
      b)阻燃性能指標
     
     
      “氧指數”(IO)評估EPS的阻燃性能。一般空氣中氧氣約占21%,氮氣占78%。如果某物質需要在含氧25%的氣體中方能燃燒,則稱其氧指數為25。顯然,某物的氧指數高,則表明其阻燃性能好。因此,所謂氧指數,就是指在規定的試驗條件下,在室溫下,材料在O2、N2混合氣體中剛好維持火焰燃燒時的最小氧濃度,以體積的百分率表示。
     
     
      還需指出,生產阻燃型的EPS需添加各種阻燃劑,一般是鹵族有機物。這些阻燃劑加入過多,可提高EPS的氧指數,改善其阻燃性能,但是這也可能影響其老化性能。即在自然環境中,特別是在日光下容易產生風化和疏松現象。為此,各國根據各自的使用要求,制訂出各自的EPS泡沫塑料的氧指數標準。各國的氧指數一般要求大于26~35。如日本的標準(JIS)大于28,英國標準(B·S)大于33,中國標準(GB)則大于30。
     
     
      c)阻燃性能的影響因素
     
     
      如果加工方法不當可能會降低阻燃型EPS的阻然性能,比如混入其他類型EPS,或對制件進行了表面處理(如油漆或表面被層壓板覆蓋),這些都可能板導致阻燃性能的降低。為了獲得一定等級的阻燃性能,必須給予一定的儲存時間讓殘留的發泡劑從泡沫體中擴散出去。儲存期主要根據殘留發泡劑含量、表觀密度、制品尺寸來決定。
     
     
      d)關于燃燒毒性的問題
     
     
      所謂的燃燒毒性是指可燃材料在燃燒或熱分解的過程中所派生的毒性氣體。這類氣體被受災、救災空間中的人吸入后因其毒性效應而致人于死亡。鑒于燃燒毒性對人體的傷害,目前各國都在開展有關火災毒性的研究。大量的試驗結果表明,一般的有機聚合物在空氣中燃燒產生的氣體產物包括一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2)、二氧化硫(SO2)、氨氣(NH3)、甲烷(CH4)、氰化氫(HCN)、和氯化氫(HCI)等。其中CO、CO2和HCN是火災中致人于死亡的最主要燃燒毒性氣體。
     
     
      EPS在燃燒時會生成一些毒性氣體,對此人們十分關注。從理論上講,任何可燃物燃燒都會生成一定量的毒性氣體,只是在性質與數量上有所不同。因此對EPS燃燒毒性問題,既不應回避,也不應夸大,應從科學的角度做一種實事求是的估價。
     
     
      EPS泡沫塑料在冒煙微燃和燃燒時所放出的氣體與任何其他有機物質燃燒所散發的氣體有相同的毒害,冒煙和燃燒的EPS所放出的氣體對人體健康的危害要小于普通建筑材料(如纖維板和軟木)在燃燒時熱分解產物中所放出的氣體對人體所產生的危害。
     
     
      八,生態性能
     
     
      在加工或貯存EPS過程中,會釋放出少量的戊烷。在采用電熱絲切割EPS板材時,也會釋放出少量的戊烷,戊烷是一種易揮發的液體,半衰期只有2~3天。生產過程中釋放戊烷會在大氣中受空氣溫度和輻射影響,在光化學反應下轉換成二氧化碳和水,所以大氣中測得的戊烷含量只有2×10-10,因此不會影響環境。
     
     
      EPS顆粒中,單體苯乙烯的殘余含量只有0.1%,EPS加工成型過程中會釋放出少量苯乙烯,但不會對環境產生危害。苯乙烯半衰期很短,分解特別快,即使在生產設備周圍也測不到苯乙烯的排放量。
     
     
      EPS在使用期間不會對人的健康產生危害。在一個與實際使用相似的測試現場,用精度達0.01mg/m3的室內空氣測試儀器對16個用不同方法固定在內墻上的樣品進行了測量,結果也沒有測到苯乙烯。
     
     
      實驗證明,EPS即使被使用30多年,其性能也不會有任何變化。并且EPS并不包含微生物、霉菌、細菌等菌類生存所需的營養料,不疏松脆裂,也不會自行腐爛,更不會溶解于水,也不會逸出水溶性的物質,使地下水遭受污染,廢棄后可以和家庭垃圾一起進行土埋或焚燒。
     
     
      九,抗老化性能
     
     
      EPS泡沫是抗腐爛的,但不能在陽光下長時間暴曬,否則,幾個星期后,降解由表面逐漸發黃表現出來,不過只是對表層有影響,正常情況下對較大制件的泡沫體很少有影響,可能會對薄板的性能產生影響。建議泡沫制件不要連續幾個星期直接暴露在陽光下儲存或在暴露的場合里使用,特別在陽光、雨水和風的綜合作用下,泡沫的表面會被進一步侵蝕破壞。制件的密度越高,抵抗侵蝕能力越強。
     
     
      水蒸汽的擴散不會改變泡沫的性能,這即使對最高容許連續可使用溫度85℃而言,也是如此。吸水只會影響導熱系數,而且只是在泡沫含水時有影響。一旦泡沫干燥,就又恢復原有的隔熱性能。
     
     
      EPS制件可以在很低的溫度下無時間限制地使用。形成泡沫結構的聚苯乙烯是無定型塑料,即使在-180℃也不會發生根本的結構性變化。

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