Огнестойкое решение для изоляционной плиты XPS: недорогое, безгалогенное, класс V-0, решающее проблемы окружающей среды и производительности
Абстрактный:
Традиционный антипирен гексабромциклододекан (ГБЦД) для изоляционных плит XPS был запрещен, а бромированные антипирены сталкиваются с растущим экологическим давлением. Компания Yinsu Flame Retardant представляет высокоэффективные бромированные маточные антипирены и антипирены с высоким содержанием красного фосфора. При добавлении всего лишь 4-8% они могут пройти испытания UL94 V-0 (1,6 мм) и класса строительных материалов B1, что снижает общие затраты на 20-30%, не влияя при этом на процесс вспенивания сверхкритического CO₂. Ниже приводится подробное техническое объяснение.
I. Дилемма огнестойкости изоляционных плит XPS: треугольный конфликт стоимости, окружающей среды и производительности
Изоляционные плиты из экструдированного полистирола (XPS) широко используются при строительстве наружных стен, холодильных складов и подогрева полов из-за их низкой теплопроводности и высокой прочности на сжатие. Однако их горючесть (предельный кислородный индекс всего 18%) требует добавления антипиренов. Тем не менее, традиционные огнезащитные решения сталкиваются с тремя основными проблемами:
Гексабромциклододекан (ГБЦД) внесен в список запрещенных веществ Стокгольмской конвенции из-за свойств стойкого органического загрязнителя. Период освобождения Китая закончился в декабре 2021 года. Хотя такие альтернативы, как метилоктабромдифениловый эфир и бромированный полистирол, доступны в краткосрочной перспективе, они разделяют экологические противоречия, характерные для бромированных антипиренов, а некоторые продукты могут выделять вредные вещества во время высокотемпературной обработки.
Плиты XPS производятся с помощью процессов сверхкритического вспенивания CO₂, при этом температура обработки обычно находится в диапазоне 180–240 ℃. Добавление безгалогенных антипиренов (таких как фосфорно-азотные системы) существенно влияет на реологические свойства расплава полистирола, приводя к снижению коэффициента пенообразования, неравномерности структуры ячеек и даже невозможности достижения непрерывности производства. Между тем, антипирены должны оставаться стабильными при высоких температурах и быть совместимыми с физическими пенообразователями.
Бромированные антипирены (такие как метилоктабромдифениловый эфир) продолжают расти в цене, в то время как традиционные безгалогенные растворы часто требуют добавления 10-15% для достижения эквивалентных классов огнезащитных средств (например, класса B1). Это не только увеличивает затраты, но и ухудшает механические свойства плит.
Может ли ваше огнезащитное решение действительно сэкономить деньги и соответствовать нормам? Компания Yinsu Flame Retardant разработала высокоэффективные бромированные маточные огнезащитные составы и огнезащитные системы с высоким содержанием красного фосфора, специально предназначенные для решения этих проблем, достигая баланса низкого содержания добавок, высокой огнестойкости и экологических требований в изоляционных плитах XPS.
II. Технические принципы: от органо-неорганических композитов к специализированным экологическим огнезащитным системам
Чтобы сбалансировать эффективность огнезащитных средств с совместимостью процесса вспенивания, мы применяем подход к разработке органо-неорганических композитных огнестойких материалов. Благодаря оптимизации молекулярной структуры огнезащитный состав остается стабильным при температуре ниже 200 ℃ и начинает разлагаться и обугливаться при 240 ℃, образуя плотный защитный слой.
Термогравиметрический инфракрасный анализ показывает, что композитный антипирен высвобождает поглотители радикалов на основе фосфора при 300 ℃ и образует керамический слой угля при 400 ℃. Этот слой угля имеет одинаковую толщину и может эффективно блокировать тепло и кислород, подавляя при этом образование дыма.
Для процесса сверхкритического вспенивания CO₂ мы скорректировали поверхностную полярность антипирена, улучшив его совместимость с полистироловой матрицей на 40%. Реологические испытания показывают, что расплав XPS с 8% высокоэффективного бромированного антипирена Yinsu демонстрирует снижение модуля упругости только на 12% при 180 ℃ по сравнению с уменьшением на 35% при использовании традиционных безгалогенных антипиренов. Это означает, что наш продукт не нарушает процесс пенообразования, а однородность диаметра ячеек пены можно контролировать в пределах 150 мкм.
III. Решения Yinsu для огнестойких продуктов: с низким содержанием добавок, UL94 V-0, класс B1
Компания Yinsu Flame Retardant предлагает следующие две основные категории изоляционных плит XPS:
Ключевые данные:
Плата XPS с 5% добавкой YS-8X: предельный кислородный индекс (LOI) увеличен с 18% до 28%.
При испытаниях на вертикальное горение: время самозатухания после удаления пламени ≤2 секунды, отсутствие капель расплава, воспламеняющих хлопок.
Плотность дыма (SDR) ≤75, соответствует требованиям класса B1 для низкого дымообразования.
Случай клиента:
Производитель изоляционных плит в Шаньдуне ранее использовал систему метилоктабромдифениловый эфир + триоксид сурьмы по цене примерно 4800 юаней за тонну. После перехода на серию Yinsu YS-8X (добавка 5%) стоимость упала до 3000 юаней за тонну, то есть на 38%. Продукт также успешно прошел сертификацию класса B1 Национального центра надзора и инспекции качества огнестойких строительных материалов.
IV. Данные по применению: испытания на горение, остаточный уголь конусного калориметра и оптимизация рецептуры.
Мы провели систематические испытания изоляционных плит XPS в лабораторных условиях (основа: полистирол, степень вспенивания 30x, толщина 30 мм).
1. Испытание на вертикальное горение
Формулировки сравнения:
Формула А (пусто): отсутствие огнезащитных свойств, сильное горение, сильное капание.
Формула B (традиционная бромированная система): 7% метилоктабромдифенилового эфира + 2% триоксида сурьмы, UL94 V-2, с капанием.
Формула C (Yinsu YS-8X): 5% YS-8X, UL94 V-0, самозатухающий через 1,5 секунды после удаления пламени, без капель.
Формула D (маточная смесь красного фосфора Yinsu): 8% FRP-950X + 30% ATH, UL94 V-0, самозатухающий через 2 секунды после удаления пламени, полный слой угля.
2. Данные конусного калориметра.
Как показано, система Yinsu YS-8X снижает пиковую скорость выделения тепла на 74% и скорость дымообразования на 68%, превосходя традиционные бромированные системы.
3. Остаточная морфология чар
После испытаний конусным калориметром на поверхности образца Yinsu YS-8X образовался непрерывный плотный вспучивающийся слой угля толщиной примерно 3 мм без трещин. Напротив, традиционная бромированная система давала рыхлый слой угля с местными отслоениями.
4. Выбор оптимальной рецептуры
Путем ортогональных экспериментов был определен оптимальный состав изоляционных плит XPS (на основе общего состава из 100 частей):
Огнезащитный состав Yinsu YS-8X: 5 частей.
Смазка (стеарат цинка): 0,3 части.
Антиоксидант (1010): 0,1 части.
Сверхкритический CO₂: 6–8 частей (физический пенообразователь)
Этот состав обеспечивает коэффициент вспенивания 32x при экструзии при 190 ℃, прочность на сжатие ≥300 кПа и теплопроводность ≤0,028 Вт/(м·К).
V. Рекомендации по производству: окно обработки и контроль процесса
Чтобы обеспечить оптимальные огнезащитные характеристики, обратите внимание на следующие ключевые моменты:
Контроль температуры: Рекомендуемая температура зоны экструдера: секция подачи 170-180 ℃, секция сжатия 185-195 ℃, секция дозирования 190-200 ℃, матрица 200-210 ℃. Избегайте локального перегрева выше 230℃, который может вызвать преждевременное разложение антипирена.
Конфигурация шнеков: используйте шнеки со средним сдвигом и увеличенными блоками для замешивания в секции смешивания, чтобы обеспечить равномерное распределение антипирена. Не используйте элементы с высокой скоростью сдвига (например, блоки с обратной резьбой), чтобы предотвратить чрезмерный сдвиг, вызывающий утечку пенообразователя.
Регулировка давления в штампе: Поддерживайте давление в штампе на уровне 8-12 МПа для достижения однородной структуры ячеек.
Вакуумная вентиляция: В средней секции экструдера необходимо установить вакуумную вентиляцию для удаления влаги и низкомолекулярных летучих веществ, уменьшая дефекты поверхности.
Соблюдение этих параметров обеспечивает ежедневную производительность не менее 95% от исходного процесса, а циклы очистки от загрязнения пресс-формы увеличены с каждых 8 часов до каждых 48 часов.
VI. Резюме и действия: низкая стоимость, безгалогеновая огнестойкость, помогающая обеспечить соответствие требованиям и снизить затраты.
Огнестойкость изоляционных плит XPS вступила в эпоху после ГБЦД. Yinsu Flame Retardant обеспечивает высокоэффективные бромированные антипирены (добавка 4–6 %) и антипирены с высоким содержанием красного фосфора (добавка 5–8 %), которые способны пройти испытания UL94 V-0 (1,6 мм) и класса строительных материалов B1, при этом общие затраты снижаются на 20–30 % по сравнению с традиционными решениями. Мы уже прошли проверку массового производства у нескольких производителей изоляционных плит в Шаньдуне, Цзянсу и других регионах.
Если вы ищете:
Соответствующий требованиям огнезащитный раствор для замены гексабромциклододекана.
Оптимизация рецептуры для снижения затрат на антипирены более чем на 20 %
Безгалогенная огнезащитная система, которая не ухудшает процесс вспенивания и механические свойства.
Пожалуйста, свяжитесь с нами, чтобы запросить бесплатные образцы и подробные технические руководства. Yinsu Flame Retardant в течение 22 лет занимается исследованиями и разработками огнезащитных материалов, предлагая универсальные огнестойкие решения для изоляционных плит XPS, стеновых панелей из ПВХ и других строительных материалов.
О огнезащитном материале Yinsu
Компания Guangzhou Yinsu Flame Retardant New Materials Co., Ltd. специализируется на исследованиях, разработках и производстве безгалогенных, экологически чистых и высокоэффективных антипиренов. В наш ассортимент продукции входят красный фосфор с высоким содержанием покрытия, органический фосфор, азотсодержащие, бромированные и композитные антипирены, широко используемые в кабелях, конструкционных пластмассах, строительных изоляционных материалах и других областях.
