赵孔孟
（威海职业学院）
摘要：XPS挤塑式聚苯乙烯发泡硬质保温是以聚苯乙烯为原料加上其它原辅料及防火剂，通过加热混和同时注入发泡剂，然后挤压成型的硬质板发泡塑料板。化学名称是挤塑式聚苯乙烯板(简称XPS)。XPS板具有完美的闭孔蜂窝结构，这种结构让XPS板在吸水率、导热系数以及蒸气渗透系数等方面均低于其他类型板状保温材料。 关键词：XPS挤塑式聚苯乙烯;保温材料;节能
引言：
中国的XPS泡沫行业起步较晚, 1999年美国欧文斯科宁公司在南京投资建立了中国境内的第一条XPS生产线,投产后产品迅速打开了市场, XPS逐渐获得市场的广泛认可。此后, 伴随中国经济的快速发展以及国家实施的建筑物节能改造工作的深入开展, XPS得到迅速发展, 市场
需求迅速增大。大量民营企业看准了迅速扩大的国内市场需求纷纷投入XPS的生产, XPS 产量迅速增长, 为实现国家建筑节能目标作出了巨大贡献。
经过10年的发展,中国XPS泡沫行业已经实现了生产设备的完全国产化。XPS在中国建筑保温材料市场份额已经超过20 % ,并且呈逐年上升势头。据不完全统计, 中国2009 年XPS总产量达1000 万m3 ,约300 kt。行业生产线保有量约700条,企业数量约500家。XPS生产的重点地区为华东、华北和东北地区。
挤出型聚苯乙烯（XPS）相对于膨胀发泡型聚苯乙烯（EPS）而言，采用了一种新型泡沫塑料成型工艺，主要用于制备发泡板材产品，在建筑保温、道路建设及冷藏设施等领域具有广泛的应用。挤出型聚苯乙烯保温板（XPS）是以聚苯乙烯树脂为主要原料，通过在熔融塑化过程中加入发泡剂，然后挤出成型制备的硬质发泡板材（XPS）。XPS 具有独立的闭孔蜂窝气泡结构，这种结构使其具有传统低密度模塑发泡板材（EPS）所没有的低吸水性（几乎不吸水）、低热导系数、高抗压性、抗老化性（正常使用几乎无老化分解现象），特别适用于建筑物的隔热保温、建筑防潮、道路路基及冷藏冷冻设备，是建筑业界
物美价廉的隔热保温材料。
2 寿盒XPS 板材的优点
2.1 持久的保温隔热
XPS在平均温度10℃时的导热系数≤0.028W/(m·K)，厚度25mm、平均温度10℃时，热阻≥0.89（m2·K/W），而且这个数值能够在相当长的时间内保持，不会随时间而发生明显的变化。据文献报道，其保温性能在五年内可保持90～95%。
2.2优异的抗湿性和抗蒸汽渗透性
由于XPS 具有闭孔结构，所以它的吸水率≤2.0%(V/V)，既使在低温冷冻状态下也具有较高的抗湿汽渗透性能。它能适应恶劣的潮湿环境而不影响保温性能。所以在地下室保温、路基处理等潮湿或者渗水的情况下采用XPS 是一种很好的选择。
瓦特连杆
2.3优异和持久不变的保温
根据美国与瑞典在常温下试验结果，挤塑聚苯乙烯的导热系数为0.0289W/m?K，这比发泡
聚苯乙烯的保温性能要好25%。又据试验比较，挤塑聚苯乙烯板的保温性能在5年内仍能维持其使用180天时的保温性能的90~/o~95%之内，但聚胺酯经180天之后，因老化作用其保温性能丧失达30%。挤塑聚苯乙烯的使用温度在-54—74℃之间。又据1987-05-04德国专家C,ptze，H发表的“保温涂膜防水屋面内挤塑聚苯乙烯板的长期性能判断”一文中介绍的实测结果指出：“其导热系数增长极为缓慢，从干燥状态的0.028W/m?K经30年之后，其含水体积分数2.65%时为0.030W/m?K，因此，可以说挤塑聚苯乙烯具有优异和持久不变的保温性能。
2.4较高的抗压强度
XPS的抗压强度随产品密度的增加而增加，强度范围可控制在150～700千帕斯卡之间，这就在使用上有了选择的余地。比如，在用作屋面、内外墙保温、地基处理时可选择抗压强度在250千帕斯卡的材料，如果做路面、承重屋顶、停车场、机场跑道等则需要选择大强度的材料。
2.5方便快捷的加工性
从工厂生产出的XPS最为常见的宽度为600～1200mm，厚度从20～100mm，因为是连续生产，所以长度可按需要进行调整，基本上能够满足使用需要。若有特殊需要，如墙体保温的窗角、墙角等，只需在现场切割加工即可。由于其优异的性能，挤出型聚苯乙烯（XPS）保温板普遍使用于公寓、大厦、厂房、小木屋之隔热保温。另在屋顶RC结构更可搭配防水
脱蜡铸造
工程一起施工（倒置式工法，即USD法），兼具有保护防水层的功能。也可作为冷冻、冷藏仓库最佳之保温材，可减少能源消耗，同时保护主结构免于低温破坏。可用于建筑物地基回填土之保护板，用于保护防水层。可有效阻绝地气的渗透，在高湿度的情况下，能有效产生防潮效果。目前超高楼的深层地下室最底层及机场跑道已开始铺设XPS保温板，再灌上水泥，有效阻隔地气。另外用于防潮地板内部阻绝物，保护建筑物免于湿气破坏。还广泛使用于隔热砖、门板、榻榻米、天花板、轻质水泥隔间墙之内部主要结构，为良好之填充材。产品达到降低成本、隔热、隔音、防潮、质轻、加工便利等特性。XPS保温板高效的保温隔热功能，可减少自然资源的消耗，留给地球更清洁的环境。XPS 板材是一种具有优良性能的隔热保温材料，特别适用于各种建筑的保温隔热。其优越的保温性，能有效减少能源的使用，具有明显有效的节能效果，是符合国家"十一五"规划《纲要》的新型节
能建材。
3.1阻燃机理
根据XPS的化学结构和燃烧特点，其阻燃需要解决自身和滴落物两方面的问题，一般采取添加阻燃剂的方式，其阻燃机理大致分为两个方面。
3.2气相机理。
气相机理即对聚合物分解出来的可燃气体产物的燃烧或对火焰反应产生的阻止作用。在气相阻燃反应机理中，卤一锑阻燃剂的高温分解产物三卤化锑在燃烧区内发生分解，可以捕获气相中维持燃烧链式反应的活泼自由基，改变气相中的反应模式，减少反应放热量，使火焰熄灭。
3.3凝聚相机理。
凝聚相阻燃主要是指阻止聚合物的热分解和释放出可燃气体的作用。凝聚相阻燃主要通
过在体系中添加无机化合物，在有机物XPS表面形成不燃的无机覆盖层，隔绝氧气，达到防火的目的。
3.4阻燃技术及工艺技术
以卤锑阻燃剂的协效体系为基础，通过添加复合阻燃剂，使XPS的凝聚相阻燃作用进一步提高。复合阻燃剂在高温的作用下，在XPS表面形成不燃的致密炭层，使基材与氧气隔绝，同时致密炭层隔绝热量，减缓高聚物的分解速度，达到阻燃作用，该阻燃剂通过气相阻燃和凝聚相阻燃的双重作用，使XPS的阻燃性得以大幅度提高。
XPS工业生产线采用两个单螺杆挤出机双加热段的方式，其中一个加热段中间加20目的金属过滤网。生产前，设备提前预热，调节设备两段挤出机各个控制点的温度，出口处温度设定为55 C，其他加热点温度控制在l5O～210℃。先用空白料(未阻燃处理的回收聚苯乙烯颗粒)试车，调节温度、挤出机转速、惰性气体压力，至生产工艺平稳，生产出平稳的泡沫平板之后，加人阻燃聚苯乙烯母料。由于阻燃母料与空白料在物理性能方面(熔融温度、流动性等方面)存在较大的差异，因此应随时调节各个点的温度、惰性气体的压力以及两台挤出机的螺杆转速，使生产平稳，生产出的泡沫平板表面平整，同时达到预先设定的
有效宽度。生产结束后，加入不含阻燃剂的回收聚苯乙烯颗粒粒料，把挤出机中的阻燃聚苯乙烯母料替换出来。
路网密度 XPS表面涂覆专用防火涂料。在XPS表面涂覆适当厚度的防火涂层也是提高其阻燃性能的一条途径。涂覆涂料后的XPS板材遇火时，防火涂层分解炭化，在一定时间内(≥30 S)不脱落，这样建筑工地上飞落到板材表面上的电焊火花等就不会引燃XPS板，从而起到保护基材、防止火灾的作用。
这种防火涂料与膨胀型防火涂料不同，它是通过自身的耐高温性质使涂层在短时间内不被破坏，从而使基材与火源隔开，涂层后面的XPS只是收缩，接触不到火源，没有融滴滴落。由于XPS不耐有机溶剂，因该防火涂料必须是水性而且与XPS板以及粘接砂浆都具有良好的粘接性能，这对涂料体系中使用的粘接剂和添加的无机耐高温材料提出了特殊的要求。
4 XPS生产工艺流程与技术特点
信号采集系统
4.1XPS保温板生产线工艺流程为：
物料混合-发泡挤出-机头板材成型-压延冷却定型-边料裁切-牵引定长切割-堆放包装-废料回收利用。
4.2主要技术特点为：
4.2.1采用环境友好的超临界流体发泡剂体系，无毒、无污染以及不易燃易爆，降低操作的危险性，且成本较低。
4.2.2采用发泡成型专用的超临界流体发生和控制系统，可实现超临界流体的稳定、连续、准确的计量和高压注入挤出机，满足发泡过程的要求。
4..2.3采用高混合双阶挤出系统，特殊设计的螺杆结构使得超临界流体能够迅速溶解在聚合物熔体中，形成均相溶液体系，而高效冷却挤出机能够实现含气熔体的均匀、稳定降温和熔体的高度均匀性。
4.2.4精密的温度控制和压力反馈控制系统，能够保证将熔体的温度控制在最适宜发泡的温度范围内，以获得高的发泡倍率和优化的泡孔结构。压力反馈实现上下游挤出机之间的联动控制，从而保证生产过程的稳定和连续。
5 市场分析：
在发达国家，保温材料的市场是十分巨大的。据不完全统计，它的人均销量分别是，美国0.76 立方米，挪威0.70 立方米、芬兰0.51 立方米、丹麦0.49 立方米、德国0.41 立方米、奥地利0.38 立方米、比利时0.30 立方米、法国0.27 立方米。仅欧洲市场来说，保温材料的销量为每年9 千万立方米，价值四百亿元人民币。在上面所提到的巨大市场中，泡沫塑料占三分之一。换言之，以聚苯乙烯、聚氨酯等材料组成的保温材料在欧洲市场上的年销量超过三千万立方米，在美国超过二千万立方米。2000 年北美发泡材料的销量为17 亿美元，其中挤出型聚苯乙烯保温板材（XPS）达到4 亿美元，膨胀型聚苯乙烯发泡材料为4.5 亿美元，以及9.5 亿美元的PI（聚酰亚胺）和PU（聚氨酯）泡沫材料。在2001年，仅在美国，聚苯乙烯泡沫材料的用量达到86 万吨。我国的保温材料市场起步较晚，特别是有机类的保温材料的市场开发更是滞后。长斯以来，大量的使用集中在包装上。但是近年来，随着经济的发展和国外技术的进入，有机类材料在建筑上的使用取得了极大的发展，仅用于建造厂房的彩钢夹芯板的聚苯乙烯、聚氨酯的用量每年就超过150 万立方米，随着经济的发展，这个市场势必还要扩大，而且将有很大一块市场将被XPS 取代。我国新一届政府在节能减排上制定了极为严格的阶段性方案，同时根据蒙特利尔和东京议定书，对于我国污
染物排放的限制也越来越严格，因此我国迫切需要发展新型建筑隔热保温材料。在新型建筑隔热保 温材料中，各种泡沫塑料是主体，而XPS 由于具有低导热系数、质轻、高强、防水、防渗、便于施工等优异性能，所以在新建工程及旧房改造中极具吸引力。另一方面，"十一五"期间，我国的城镇和农村住宅建设还会有一个巨大的发展，在这种形势下，保温材料的发展和技术水平的提升就显得更加迫切了。通过提高住宅质量，提倡使用新材料、新技术、新工艺，带动建筑材料工业的升级换代，XPS 面对的是一个巨大的市场。我国按美国人均保温材料消耗的25%计算，则大概需要2.5亿立方米保温隔热材料，如果其中的20%采用XPS 材料，则用量达到5千万立方米，年产值近20 亿元，因此是一个非常巨大的市场，具有极大的市场前景。
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议