Halogeneret og halogenfri flammehæmmende XPS-formulering

Ekstruderet polystyrenplade (XPS) er et materiale, der i vid udstrækning anvendes til bygningsisolering, og dets flammehæmmende egenskaber er afgørende for bygningssikkerheden. Formuleringsdesignet af flammehæmmere til XPS kræver omfattende overvejelser om flammehæmmende effektivitet, forarbejdningsevne, omkostninger og miljøkrav. Nedenfor er et detaljeret design og forklaring af flammehæmmende formuleringer til XPS, der dækker både halogenerede og halogenfri flammehæmmende løsninger.

1. Designprincipper for XPS-flammehæmmende formuleringer

Hovedkomponenten i XPS er polystyren (PS), og dens flammehæmmende modifikation opnås primært ved at tilsætte flammehæmmere. Formuleringsdesignet bør overholde følgende principper:

• Høj flammehæmningOverhold flammehæmmende standarder for byggematerialer (f.eks. GB 8624-2012).
• BehandlingsydelseFlammehæmmeren bør ikke påvirke skumdannelses- og støbeprocessen af ​​XPS væsentligt.
• MiljøvenlighedHalogenfri flammehæmmere bør prioriteres for at overholde miljøforskrifterne.
• OmkostningskontrolMinimer omkostningerne, samtidig med at præstationskravene opfyldes.

2. Halogeneret flammehæmmende XPS-formulering

Halogenerede flammehæmmere (f.eks. bromerede) afbryder forbrændingskædereaktionen ved at frigive halogenradikaler, hvilket giver høj flammehæmmende effektivitet, men udgør en miljømæssig og sundhedsmæssig risiko.

(1) Formuleringssammensætning:

• Polystyren (PS)100 phr (baseret harpiks)
• Bromeret flammehæmmer10–20 phr (f.eks. hexabromcyclododecan (HBCD) eller bromeret polystyren)
• Antimontrioxid (synergist): 3–5 phr (forstærker flammehæmmende effekt)
• Skummiddel: 5–10 phr (f.eks. kuldioxid eller butan)
• Dispergeringsmiddel: 1-2 phr (f.eks. polyethylenvoks, forbedrer spredning af flammehæmmende middel)
• Smøremiddel1-2 phr (f.eks. calciumstearat, forbedrer procesfluiditeten)
• Antioxidant0,5–1 del (f.eks. 1010 eller 168, forhindrer nedbrydning under forarbejdning)

(2) Forarbejdningsmetode:

• Forbland PS-harpiks, flammehæmmer, synergist, dispergeringsmiddel, smøremiddel og antioxidant ensartet.
• Tilsæt skummidlet og bland det i en ekstruder.
• Kontroller ekstruderingstemperaturen ved 180-220 °C for at sikre korrekt skumdannelse og støbning.

(3) Karakteristika:

• FordeleHøj flammehæmmende effektivitet, lav mængde tilsætningsstoffer og lavere omkostninger.
• UlemperKan producere giftige gasser (f.eks. hydrogenbromid) under forbrænding, hvilket giver anledning til miljøproblemer.

3. Halogenfri flammehæmmende XPS-formulering

Halogenfri flammehæmmere (f.eks. fosforbaserede, nitrogenbaserede eller uorganiske hydroxider) opnår flammehæmning ved varmeabsorption eller ved at danne beskyttende lag, hvilket giver bedre miljømæssig ydeevne.

(1) Formuleringssammensætning:

• Polystyren (PS)100 phr (baseret harpiks)
• Fosforbaseret flammehæmmer: 10–15 timer (f.eks.ammoniumpolyfosfat (APP)eller rødt fosfor)
• Flammehæmmende middel baseret på nitrogen: 5–10 phr (f.eks. melamincyanurat (MCA))
• Uorganisk hydroxid20–30 phr (f.eks. magnesiumhydroxid eller aluminiumhydroxid)
• Skummiddel: 5–10 phr (f.eks. kuldioxid eller butan)
• Dispergeringsmiddel1–2 phr (f.eks. polyethylenvoks, forbedrer dispersion)
• Smøremiddel1-2 phr (f.eks. zinkstearat, forbedrer procesfluiditeten)
• Antioxidant0,5–1 del (f.eks. 1010 eller 168, forhindrer nedbrydning under forarbejdning)

(2) Forarbejdningsmetode:

• Forbland PS-harpiks, flammehæmmer, dispergeringsmiddel, smøremiddel og antioxidant ensartet.
• Tilsæt skummidlet og bland det i en ekstruder.
• Kontroller ekstruderingstemperaturen ved 180-210 °C for at sikre korrekt skumdannelse og støbning.

(3) Karakteristika:

• FordeleMiljøvenlig, ingen giftige gasser produceret under forbrænding, overholder miljøforskrifterne.
• UlemperLavere flammehæmmende effektivitet, højere mængder af tilsætningsstoffer kan påvirke mekaniske egenskaber og skumdannelsesevne.

4. Vigtige overvejelser i formuleringsdesign

(1) Valg af flammehæmmende middel

• Halogenerede flammehæmmereHøj effektivitet, men udgør en miljømæssig og sundhedsmæssig risiko.
• Halogenfri flammehæmmereMere miljøvenlig, men kræver højere mængder tilsætningsstoffer.

(2) Brug af synergister

• AntimontrioxidVirker synergistisk med halogenerede flammehæmmere for at forbedre flammehæmningen betydeligt.
• Fosfor-nitrogen synergiI halogenfri systemer kan fosfor- og nitrogenbaserede flammehæmmere arbejde sammen for at forbedre effektiviteten.

(3) Dispersion og bearbejdelighed

• DispergeringsmidlerSørg for ensartet spredning af flammehæmmere for at undgå lokale høje koncentrationer.
• SmøremidlerForbedrer procesfluiditeten og reducerer slid på udstyret.

(4) Valg af skummiddel

• Fysiske skumdannende stofferSåsom CO₂ eller butan, miljøvenlig med god skummende effekt.
• Kemiske skumdannende midlerSåsom azodicarbonamid (AC), høj skumningseffektivitet, men kan producere skadelige gasser.

(5) Antioxidanter

Forhindrer materialenedbrydning under forarbejdning og forbedrer produktstabiliteten.

5. Typiske anvendelser

• BygningsisoleringAnvendes i vægge, tage og gulvisoleringslag.
• KølekædelogistikIsolering til køleopbevaring og kølebiler.
• Andre felterDekorative materialer, lydisoleringsmaterialer osv.

6. Anbefalinger til formuleringsoptimering

(1) Forbedring af flammehæmmende midlers effektivitet

• Blandede flammehæmmereSåsom halogen-antimon eller fosfor-nitrogen-synergier for at forbedre flammehæmningen.
• Nano flammehæmmereSåsom nano-magnesiumhydroxid eller nanoler, hvilket forbedrer effektiviteten og reducerer mængden af ​​tilsætningsstoffer.

(2) Forbedring af mekaniske egenskaber

• Hærdende midlerSåsom POE eller EPDM, hvilket forbedrer materialets sejhed og slagfasthed.
• ArmeringsfyldstofferSåsom glasfibre, der forbedrer styrke og stivhed.

(3) Omkostningsreduktion

• Optimer forholdet mellem flammehæmmende stofferReducer brugen, samtidig med at kravene til flammehæmmere overholdes.
• Vælg omkostningseffektive materialerSåsom husholdnings- eller blandede flammehæmmere.

7. Miljømæssige og lovgivningsmæssige krav

• Halogenerede flammehæmmereBegrænset af regler som RoHS og REACH; brug med forsigtighed.
• Halogenfri flammehæmmereOverhold miljøforskrifter og repræsenter fremtidige tendenser.

Oversigt

Formuleringen af ​​flammehæmmere til XPS bør baseres på specifikke anvendelsesscenarier og lovgivningsmæssige krav, hvor der skal vælges mellem halogenerede eller halogenfri flammehæmmere. Halogenerede flammehæmmere tilbyder høj effektivitet, men udgør miljømæssige bekymringer, mens halogenfri flammehæmmere er mere miljøvenlige, men kræver højere mængder tilsætningsstoffer. Ved at optimere formuleringer og processer kan der produceres højtydende, miljøvenligt og omkostningseffektivt flammehæmmende XPS, der opfylder behovene inden for bygningsisolering og andre områder.

More info., pls contact lucy@taifeng-fr.com