Papan polistirena ekstrusi (XPS) merupakan material yang banyak digunakan untuk insulasi bangunan, dan sifat tahan apinya sangat penting untuk keselamatan bangunan. Desain formulasi tahan api untuk XPS memerlukan pertimbangan komprehensif terhadap efisiensi, kinerja pemrosesan, biaya, dan persyaratan lingkungan. Berikut ini adalah desain dan penjelasan detail formulasi tahan api untuk XPS, yang mencakup larutan tahan api terhalogenasi dan bebas halogen.
1. Prinsip Desain untuk Formulasi Penghambat Api XPS
Komponen utama XPS adalah polistirena (PS), dan modifikasi penghambat apinya terutama dicapai dengan menambahkan penghambat api. Desain formulasi harus mematuhi prinsip-prinsip berikut:
- Tahan api tinggi: Memenuhi standar tahan api untuk bahan bangunan (misalnya, GB 8624-2012).
- Kinerja pemrosesan:Penghambat api tidak akan mempengaruhi secara signifikan proses pembusaan dan pencetakan XPS.
- Keramahan lingkungan:Penghambat api bebas halogen harus diprioritaskan untuk mematuhi peraturan lingkungan.
- Pengendalian biaya: Minimalkan biaya sambil memenuhi persyaratan kinerja.
2. Formulasi XPS Penghambat Api Terhalogenasi
Penghambat api terhalogenasi (misalnya, brominasi) mengganggu reaksi berantai pembakaran dengan melepaskan radikal halogen, menawarkan efisiensi penghambat api yang tinggi tetapi menimbulkan risiko lingkungan dan kesehatan.
(1) Formulasi Komposisi:
- Polistirena (PS): 100phr (resin dasar)
- Penghambat api brominasi: 10–20phr (misalnya, heksabromosiklododekana (HBCD) atau polistirena brominasi)
- Antimon trioksida (sinergis): 3–5phr (meningkatkan efek penghambat api)
- Agen pembusa: 5–10phr (misalnya, karbon dioksida atau butana)
- Dispersan: 1–2phr (misalnya, lilin polietilen, meningkatkan penyebaran penghambat api)
- Pelumas: 1–2phr (misalnya, kalsium stearat, meningkatkan fluiditas pemrosesan)
- Antioksidan: 0,5–1 bagian (misalnya, 1010 atau 168, mencegah degradasi selama pemrosesan)
(2) Metode Pengolahan:
- Campuran resin PS, penghambat api, sinergis, pendispersi, pelumas, dan antioksidan secara merata.
- Tambahkan bahan pembuat busa dan lelehkan-campur dalam ekstruder.
- Kontrol suhu ekstrusi pada 180–220°C untuk memastikan pembusaan dan pencetakan yang tepat.
(3) Karakteristik:
- Keuntungan: Efisiensi penghambat api yang tinggi, jumlah aditif rendah, dan biaya lebih rendah.
- Kekurangan:Dapat menghasilkan gas beracun (misalnya, hidrogen bromida) selama pembakaran, menimbulkan masalah lingkungan.
3. Formulasi XPS Penghambat Api Bebas Halogen
Penghambat api bebas halogen (misalnya, berbasis fosfor, berbasis nitrogen, atau hidroksida anorganik) mencapai penghambatan api melalui penyerapan panas atau pembentukan lapisan pelindung, sehingga menawarkan kinerja lingkungan yang lebih baik.
(1) Formulasi Komposisi:
- Polistirena (PS): 100phr (resin dasar)
- Penghambat api berbasis fosfor: 10–15phr (misalnya,amonium polifosfat (APP)atau fosfor merah)
- Penghambat api berbasis nitrogen: 5–10phr (misalnya, melamin sianurat (MCA))
- Hidroksida anorganik: 20–30phr (misalnya, magnesium hidroksida atau aluminium hidroksida)
- Agen pembusa: 5–10phr (misalnya, karbon dioksida atau butana)
- Dispersan: 1–2phr (misalnya, lilin polietilen, meningkatkan dispersi)
- Pelumas: 1–2phr (misalnya, seng stearat, meningkatkan fluiditas pemrosesan)
- Antioksidan: 0,5–1 bagian (misalnya, 1010 atau 168, mencegah degradasi selama pemrosesan)
(2) Metode Pengolahan:
- Campuran resin PS, penghambat api, pendispersi, pelumas, dan antioksidan secara merata.
- Tambahkan bahan pembuat busa dan lelehkan-campur dalam ekstruder.
- Kontrol suhu ekstrusi pada 180–210°C untuk memastikan pembusaan dan pencetakan yang tepat.
(3) Karakteristik:
- Keuntungan: Ramah lingkungan, tidak menghasilkan gas beracun selama pembakaran, sesuai dengan peraturan lingkungan.
- Kekurangan: Efisiensi penghambat api yang lebih rendah, jumlah aditif yang lebih tinggi, dapat memengaruhi sifat mekanis dan kinerja pembusaan.
4. Pertimbangan Utama dalam Desain Formulasi
(1) Pemilihan Penghambat Api
- Penghambat api terhalogenasi:Efisiensi tinggi tetapi menimbulkan risiko lingkungan dan kesehatan.
- Penghambat api bebas halogen:Lebih ramah lingkungan tetapi membutuhkan jumlah aditif yang lebih tinggi.
(2) Penggunaan Sinergis
- Antimon trioksida: Bekerja secara sinergis dengan zat penghambat api terhalogenasi untuk meningkatkan penghambat api secara signifikan.
- Sinergi fosfor-nitrogen:Dalam sistem bebas halogen, penghambat api berbasis fosfor dan nitrogen dapat bekerja sama untuk meningkatkan efisiensi.
(3) Dispersi dan Prosesabilitas
- Dispersan: Pastikan penyebaran bahan penghambat api merata untuk menghindari konsentrasi tinggi yang terlokalisasi.
- Pelumas: Meningkatkan fluiditas pemrosesan dan mengurangi keausan peralatan.
(4) Pemilihan Agen Pembusa
- Agen pembusa fisik: Seperti CO₂ atau butana, ramah lingkungan dengan efek berbusa yang baik.
- Agen pembusa kimia: Seperti azodikarbonamida (AC), efisiensi berbusa tinggi tetapi dapat menghasilkan gas berbahaya.
(5) Antioksidan
Mencegah degradasi material selama pemrosesan dan meningkatkan stabilitas produk.
5. Aplikasi Umum
- Isolasi bangunan: Digunakan pada lapisan insulasi dinding, atap, dan lantai.
- Logistik rantai dingin: Isolasi untuk penyimpanan dingin dan kendaraan berpendingin.
- Bidang lainnya: Bahan dekoratif, bahan kedap suara, dll.
6. Rekomendasi Optimasi Formulasi
(1) Meningkatkan Efisiensi Penghambat Api
- Campuran penghambat api: Seperti sinergi halogen-antimon atau fosfor-nitrogen untuk meningkatkan ketahanan api.
- Penghambat api nano: Seperti nano magnesium hidroksida atau nano tanah liat, meningkatkan efisiensi sekaligus mengurangi jumlah aditif.
(2) Meningkatkan Sifat Mekanik
- Agen penguat: Seperti POE atau EPDM, meningkatkan ketangguhan material dan ketahanan benturan.
- Pengisi penguat: Seperti serat kaca, meningkatkan kekuatan dan kekakuan.
(3) Pengurangan Biaya
- Optimalkan rasio penghambat api: Kurangi penggunaan sambil memenuhi persyaratan penghambat api.
- Pilih bahan yang hemat biayaSeperti bahan penghambat api domestik atau campuran.
7. Persyaratan Lingkungan dan Peraturan
- Penghambat api terhalogenasi:Dibatasi oleh peraturan seperti RoHS dan REACH; gunakan dengan hati-hati.
- Penghambat api bebas halogen: Mematuhi peraturan lingkungan dan mewakili tren masa depan.
Ringkasan
Desain formulasi penghambat api untuk XPS harus didasarkan pada skenario aplikasi spesifik dan persyaratan peraturan, dengan memilih antara penghambat api terhalogenasi atau bebas halogen. Penghambat api terhalogenasi menawarkan efisiensi tinggi tetapi menimbulkan masalah lingkungan, sementara penghambat api bebas halogen lebih ramah lingkungan tetapi membutuhkan jumlah aditif yang lebih tinggi. Dengan mengoptimalkan formulasi dan proses, penghambat api XPS yang berkinerja tinggi, ramah lingkungan, dan hemat biaya dapat diproduksi untuk memenuhi kebutuhan insulasi bangunan dan bidang lainnya.
More info., pls contact lucy@taifeng-fr.com
Waktu posting: 23 Mei 2025
