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      擠塑聚苯乙烯泡沫塑料的阻燃技術現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢

      2014-04-13 04:06:32郭曉林
      中國塑料 2014年12期
      關鍵詞:泡孔泡沫塑料氧指數(shù)

      郭曉林,李 娟,李 瑩

      (1.環(huán)境保護部環(huán)境保護對外合作中心,北京100035;2.北京化工大學材料科學與工程學院,北京100029)

      0 前言

      聚苯乙烯(PS)全部由碳氫元素組成,本質上極易燃燒。燃燒時火焰為橙黃色,并有濃黑煙產(chǎn)生,即使離開火源后仍會繼續(xù)燃燒,其極限氧指數(shù)僅為18%,屬于易燃材料。

      泡沫塑料的燃燒性能是指泡沫塑料的易燃性、發(fā)火溫度、發(fā)熱量、發(fā)煙性、熱分解與燃燒后生成氣體的種類等,這些均與泡沫塑料的組成、發(fā)泡倍率及氣泡結構有關。XPS泡沫塑料具有巨大的比表面積和蜂窩狀泡孔結構,泡孔之間以PS泡孔壁相連,泡孔內(nèi)外均為空氣,著火后火焰在擴散層中增長極為迅速,因此XPS泡沫的燃燒比非發(fā)泡PS制品的燃燒要激烈和迅速得多,其極限氧指數(shù)僅為17%,且易產(chǎn)生熔滴,燃燒的熔滴也容易引燃其他材料,因此該材料在堆放以及建筑施工中容易發(fā)生火災[1]。

      1 XPS的阻燃機理及阻燃技術分析

      1.1 XPS的阻燃機理

      根據(jù)XPS的化學結構和燃燒特點,其阻燃需要解決自身燃燒和滴落物2方面的問題,一般采取添加阻燃劑的方式,其阻燃機理大致遵循溴系阻燃劑的阻燃機理,如式(1)~(4)所示。

      溴系阻燃劑主要在氣相中發(fā)揮阻燃作用。溴系阻燃劑遇火受熱發(fā)生分解反應,生成自由基Br·,其又與XPS反應生成HBr,溴化氫與活性很強的HO·自由基反應,一方面使得Br·再生,一方面使得HO·自由基的濃度減少,使燃燒的連鎖反應受到抑制,燃燒速度減慢,直至熄滅。同時,溴化物分解產(chǎn)生的HBr氣體是不燃性氣體,有稀釋效應,其比重較大,形成一層氣膜,覆蓋在XPS泡沫塑料的固相表面,可隔絕空氣和熱,起覆蓋效應[2]。

      1.2 XPS阻燃技術分析

      XPS是以PS樹脂為原料經(jīng)擠出發(fā)泡工藝制成,對其有效的阻燃劑包括鹵系、磷系、氮系、金屬氧化物等,但由于HBCD 在XPS中表現(xiàn)出更加高的阻燃效率,且具有比較適中的熔融溫度,溴含量較高,使用成本較低,故而應用最為廣泛[1]。

      XPS的成型溫度較高,在此高溫下,絕大多數(shù)阻燃劑均會分解,失去應有的阻燃性。所以阻燃級XPS的生產(chǎn)難度遠遠大于可發(fā)性聚苯乙烯(EPS),目前國內(nèi)外XPS行業(yè)仍主要采用HBCD 作為阻燃劑。

      阻燃級XPS生產(chǎn)的技術難度在于其生產(chǎn)過程中要求盡量降低螺桿溫度(溫度過高,會導致阻燃劑分解;溫度過低,會導致螺桿抱死)。故而,必須選擇分解溫度較高的阻燃劑,且具有較好的分散。同時加入大量阻燃劑后,必須通過工藝參數(shù)的調(diào)整來解決XPS表面易變形、開裂等問題。

      對于XPS,添加阻燃劑HBCD 后的理想效果是使得本來不阻燃的XPS變?yōu)樽枞籍a(chǎn)品,阻燃級XPS至少呈現(xiàn)以下幾個特點:(1)引燃后可很快自熄;(2)引燃后的火焰高度大大降低;(3)燃燒時釋放的熱量降低;(4)煙密度降低;(5)燃燒速率降低。阻燃XPS泡沫塑料直接降低了火災發(fā)生的幾率,即使火災難以控制也可以為救援和人員的撤離提供寶貴的時間,所以是非常必要的。

      按照國家標準GB 8624—2012,建筑材料及制品的燃燒性能等級應分為4級:A 級為不燃材料,B1級為難燃材料,B2級為可燃材料,B3級為易燃材料。以前根據(jù)GB/T 10801.2—2002,XPS要求B2級,即屬于可燃材料[4]。符合B2級要求的阻燃XPS的極限氧指數(shù)應該不小于26%,空氣中的氧氣含量為21%,在26%的含氧量條件下不燃燒的物質,在空氣中自然具有良好的自熄性。簡單來說,符合B2級及以上的阻燃XPS在常溫空氣環(huán)境中被點燃已經(jīng)比較困難,對防止火災的發(fā)生有一定的作用。同時,XPS泡沫塑料呈閉孔式蜂窩狀結構,因而即使不阻燃的XPS被火源尤其是火焰高度較小的火源引燃時,也比無孔結構體相對難以引燃,因為其容易收縮,收縮過程中的物理效應可能會阻斷部分火源。另外,被燒成空洞的泡沫體也會隔絕氧氣,起到阻燃的作用。但這些都不能證明其在火災到來時依然能經(jīng)受住烈焰的侵襲,如果延長引燃火焰的時間并在邊角等易燃部位引燃,不阻燃的XPS很快就會被點燃,一旦燃燒起來火焰會呈越燃越烈之勢。

      1.3 HBCD在XPS中應用

      HBCD 為一種白色固體物質,是一種添加型阻燃劑。歐洲主要用于EPS、XPS、高抗沖聚苯乙烯(PS-HI)等及紡織品涂層阻燃處理上。我國主要用于XPS、EPS、聚丙烯纖維、苯乙烯樹脂、聚乙烯、聚碳酸酯等的阻燃添加劑及對織物、黏合劑、涂料及不飽和聚酯樹脂進行阻燃處理等。

      盡管HBCD 具有優(yōu)良的阻燃效果,但其對人類和環(huán)境卻構成了潛在的長期危害,其污染能力具有很高的持久性,并且非常容易積累。溴系阻燃劑進入人體或環(huán)境主要通過3個途徑:一是當我們與電視、電腦、洗衣機、冰箱、手機、紡織品、涂料等這些日常生活離不開的工作物品和家庭物品接觸時,一些化學分子會沾染到皮膚上,吃東西時,微量的阻燃劑就進入人體內(nèi);二是添加過阻燃劑的電子垃圾引起污染;三是生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的阻燃劑導致污染。后2個渠道產(chǎn)生的阻燃劑通過熱力遷移到土壤、水、灰塵和空氣中去。當人們通過水產(chǎn)品等動物性食物、空氣、灰塵攝取到這類化學物質后,它們會聚集在人類的脂肪中,對人體產(chǎn)生危害。2009年,HBCD 被提議列入ROHs指令范圍,《關于持久性有機污染物的斯德哥爾摩公約》也投票一致通過將其列入禁用化學制品的黑名單[5]。隨著HBCD如今成為《斯德哥爾摩公約》污染物清單中的一員,世界各國將先后展開行動,禁止對這種有機污染物的使用。

      HBCD 工業(yè)品的分解溫度約為180~240 ℃。XPS的生產(chǎn)加工溫度一般在200 ℃以上,理想的溫度應該在220 ℃以上,只有這樣的高溫才能保證PS樹脂的充分熔融,產(chǎn)品的密度和壓縮強度達到理想的指標。阻燃劑的分解溫度低于XPS的加工溫度勢必造成阻燃劑的大量分解,分解后產(chǎn)生的強酸不但腐蝕生產(chǎn)設備而且會使得塑料降解,降低PS樹脂的相對分子質量,使XPS的力學性能直線下降,這也許是阻燃XPS回收困難的重要原因。同時,阻燃劑的分解也會造成自身阻燃效果的下降,而為了達到理想的阻燃效果不得不大量添加阻燃劑,造成浪費和環(huán)境的破壞。為了減少阻燃劑的分解損失,一些廠家采用了降低加工溫度,超低溫生產(chǎn)阻燃級XPS的方法。這種方法雖然有一定的效果,但是并沒有從根本上解決問題,而且會造成設備的磨損。

      為此,熱穩(wěn)定HBCD 被成功研發(fā),為白色結晶粉末,可溶于丙酮、酯等有機溶劑,對熱和紫外光的穩(wěn)定性好。它的阻燃效果高于HBCD,且熱穩(wěn)定性能優(yōu)異,能使設備加工更加安全、制品性能更優(yōu)異,特別是對較高溫度加工的塑料制品更為適宜。

      以色列死海溴化物公司開發(fā)出了牌號為HBCDHT 的熱穩(wěn)定HBCD,其溴含量為66.5%(HBCD 的理論溴含量74.7%),主熔點為185 ℃(HBCD 的熔點),次熔點為120℃(熱穩(wěn)定劑的熔點),可以承受240℃左右的加工溫度。

      微膠囊包覆也可以提高HBCD 的熱穩(wěn)定性。微膠囊包覆主要有無機包覆、有機包覆和有機-無機包覆3種方式。其原理是將HBCD 在攪拌和分散劑的作用下均勻懸浮于水相,加入不同的囊材,通過物理或化學方法在HBCD 表面形成致密的微米級厚度殼層。無機包覆材料主要有氫氧化鎂、氫氧化鋁、硼酸鋅和銻類化合物,有機包覆材料主要是蜜胺樹脂。有機-無機包覆產(chǎn)品是在用無機物包覆之后再用蜜胺樹脂包覆得到雙層包覆HBCD。

      另外,我國XPS 泡沫塑料的生產(chǎn)多采用回收PS顆粒為原料,加工設備的精確度也很難達到HBCD 苛刻的加工溫度的需求,這些都降低了HBCD 在XPS中的混溶性。因此,HBCD 對XPS的阻燃性遠沒有理論值那么好,HBCD 阻燃XPS的理論用量應該在2%,偏離這個值越大說明阻燃劑質量越差。在同等的阻燃條件下,阻燃劑的質量不僅涉及采購成本的問題,更包含大量的隱性傷害。為了提高阻燃效率,一些廠家不得不采用成倍添加阻燃劑的辦法,而阻燃劑的大量添加又會導致泡沫密度增大,熱導率上升,隔熱性能下降,失去了泡沫隔熱的本性意義,同時也增大了阻燃XPS板材的生產(chǎn)成本,還對塑料的回收造成了致命的傷害,是非常不適合的方法。

      1.4 新型XPS用阻燃劑的開發(fā)

      陶氏全球技術有限公司2011年4 月宣布成功開發(fā)出一種新型、高相對分子質量溴化高分子阻燃劑(Polymeric FR)。該溴化高分子阻燃劑有望成為“下一代行業(yè)標準”阻燃劑,主要用于替代HBCD,應用于XPS及EPS泡沫保溫領域。

      大湖解決方案事業(yè)部于2011年5 月推出了更加環(huán)保的高性能解決方案EmeraldTM3000,它是一種高相對分子質量的溴化聚合物,可以作為HBCD 的替代品,用于XPS和EPS泡沫塑料,目前該款產(chǎn)品已經(jīng)上市。與HBCD 相比,EmeraldTM3000的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下幾個方面[7]:(1)它是一種穩(wěn)定的高分子聚合物;(2)因其具有大分子結構,故而無法被生物吸收,不會造成環(huán)境問題;(3)可用于替代HBCD 來阻燃XPS和EPS 泡沫塑料,無需進行設備改造;(4)可與目前XPS和EPS行業(yè)中普遍使用的阻燃協(xié)效劑配合使用;(5)在溴含量相同的情況下,其阻燃效果要優(yōu)于HBCD。

      EmeraldTM3000的物理性能如表1 所示,其TG曲線如圖1所示。在溴含量相同的條件下,EmeraldTM3000 與HBCD 阻燃XPS 板材的極限氧指數(shù)如圖2所示[7]。

      表1 EmeraldTM3000的物理性能Tab.1 Physical properties of EmeraldTM 3000

      圖1 EmeraldTM 3000與HBCD 的熱失重(TG)曲線Fig.1 TG curves for EmeraldTM 3000and HBCD

      圖2 EmeraldTM 3000與HBCD 阻燃XPS泡沫塑料的極限氧指數(shù)Fig.2 Limited oxygen index of EmeraldTM 3000and HBCD flame retarded XPS foam

      2 影響阻燃級XPS成型加工的主要因素

      生產(chǎn)阻燃級XPS 需要注意以下幾方面的影響因素:(1)所用原料的種類;(2)所用阻燃劑的品質;(3)生產(chǎn)設備與生產(chǎn)工藝控制;(4)泡孔形態(tài)與結構;(5)輔助助劑使用是否得當[2]。

      2.1 原料種類的影響

      XPS的原料市場目前主要分為2 種:一種是各石化廠生產(chǎn)的通用聚苯乙烯(GPPS)或XPS專用PS 樹脂等,還有一種是目前使用比較廣泛的回收PS顆粒,這些回收PS顆粒大多數(shù)是回收了電子產(chǎn)品包裝、EPS下腳料、PS廢棄注塑件等。

      從加工性能來看,全新料的加工性能要求較低,產(chǎn)品質量比較穩(wěn)定,但加工溫度比較高,一般PS的徹底熔融溫度不應該低于220 ℃,最好在240 ℃以上。PS是無定形高結晶物質,從初熔到完全塑化的過程比較長、溫區(qū)比較寬,但過低的生產(chǎn)加工溫度并不能保證其完全熔化,如果未熔的顆粒存在XPS中會形成大的結晶點,產(chǎn)生應力集中,從而影響XPS的壓縮強度,也可能造成其尺寸穩(wěn)定性較差?;厥盏腜S顆粒由于相對分子質量較低,加工溫度一般低于全新料,但是成型穩(wěn)定性較差,發(fā)泡的倍率和泡孔的結構不容易控制,而且生產(chǎn)阻燃級XPS的難度較大。對于生產(chǎn)企業(yè)來說,全新料的價格比較高,阻燃級XPS的價格也勢必較高,市場接受可能有難度。

      對于阻燃級XPS來說,尤其是B1級阻燃XPS板材,阻燃劑添加量較大,如果選擇耐加工溫度較低的阻燃劑肯定會大量分解,阻燃劑的分解會降低PS樹脂的相對分子質量,造成產(chǎn)品的壓縮強度降低、發(fā)脆、不耐刮痕。另一方面分解的阻燃劑會釋放出大量的HBr,對設備螺桿和機器筒體的金屬部位造成腐蝕,降低螺桿使用壽命,增加了無形的成本,可能得不償失。同時,為了生產(chǎn)合格的阻燃XPS泡沫塑料,有些廠家不得不采取超低溫加工的方法,這種方法往往造成設備的自摩擦升溫劇烈、塑料熔融不充分、成型不好、熱導率高、產(chǎn)品密度大、螺桿磨損快的結果,也屬于一種無奈且不理性的方法,長期來看效果并不好。

      一般來說,回收過程處理比較得當、沒有摻入其他品種塑料和無機物、外觀透明發(fā)亮、落地清脆有響的回收PS顆粒比較容易實現(xiàn)阻燃。而落地無聲或不夠清脆的顆粒則阻燃難度較大。市場常見的所謂大白、中白料一般是比較好的回收PS,茶色料屬于中等的,而彩苯、改苯無論從發(fā)泡的效果還是阻燃的難易度來說都是比較差的回收PS顆粒。適當采用成色較好的回收PS顆粒并輔之以適當?shù)脑希砑右欢康哪透邷夭环纸獾淖枞紕┥a(chǎn)阻燃級XPS不失為一個兼顧性能與成本的辦法。

      2.2 阻燃劑品質的影響

      HBCD 是一種傳統(tǒng)的XPS用阻燃劑,其特點前面已經(jīng)簡單闡述。由于生產(chǎn)技術與工藝的差別,HBCD的品質和阻燃的效果、效率也會有較大的差別,分解溫度也各不相同。即使高熔點包覆型HBCD 也很難說加工過程不發(fā)生分解,故而,分解溫度低是HBCD 在生產(chǎn)阻燃XPS泡沫塑料時難以逾越的障礙。此外,HBCD屬于溴系脂環(huán)族阻燃劑,通過捕獲游離的自由基來達到阻燃的目的,這種效應必須即時、即刻,發(fā)生的時機要適合。這種效應的形成機制很脆弱,輕微的變化即會導致阻燃失敗,造成阻燃效果的不穩(wěn)定。

      2.3 設備和工藝參數(shù)的影響

      目前,大多XPS生產(chǎn)企業(yè)采用單螺桿串單螺桿雙階擠出機,少部分企業(yè)采用雙螺桿串單螺桿雙階擠出機來生產(chǎn)。第一階擠出機主要用于原料的熔融、助劑的分散等,第二階擠出機則側重于降溫過程,輔之以模具便可生產(chǎn)出各種寬度和厚度的XPS。

      由于擠出機的生產(chǎn)廠家不同,產(chǎn)品的質量和對工藝的要求也不盡相同。尤其阻燃級XPS的生產(chǎn),涉及原料、溫度、定型、產(chǎn)能等多方面因素,所以生產(chǎn)的難度比較大。一般來說通過將阻燃劑與PS顆?;旌霞纯缮a(chǎn)阻燃產(chǎn)品,但是有些擠出機螺桿的間隙、螺紋的角度、機筒的氣密性、塑化的程度、升降溫效率等不是非常適合生產(chǎn)阻燃XPS泡沫塑料,導致生產(chǎn)難度增大,尤其是采用耐溫效果差的阻燃劑,難度會更大。

      2.4 泡孔形態(tài)與結構的影響

      XPS是一種泡孔細密的閉孔泡沫塑料,密閉泡孔內(nèi)殘留的發(fā)泡劑氣體會對其阻燃性能造成影響。XPS被引燃時需要有氧氣的參與才能發(fā)生燃燒,如果閉孔中的氣體是空氣則屬于常態(tài)下燃燒,展現(xiàn)了阻燃劑真實的阻燃效果;如果閉孔中封閉的是HCFCs等阻燃性氣體則為阻燃氣體狀態(tài)下燃燒,由于有機物周圍不能完全接觸到助燃的氧氣,可能有效地幫助阻燃劑實現(xiàn)阻燃,因為這種燃燒本身并不十分劇烈,阻燃劑的負擔被減輕。對于CO2發(fā)泡的XPS,由于CO2是不支持燃燒的氣體,也具有類似的效果。同時,阻燃劑分解釋放的HBr也會作為一種氣體附著在閉孔內(nèi)。但是這種閉孔封氣效應并不是一種永恒的效應,隨著時間的增長和環(huán)境的變化,閉孔中遲早會被空氣占領,所以,人們有時會發(fā)現(xiàn)阻燃級XPS的阻燃性能在自然的環(huán)境下降低或喪失。在上述效應中HBr存在于閉孔中的短暫效應是最容易造成阻燃的假象存在。因為HBr的阻燃性要遠遠大于其他所述的各種氣體。

      細密均勻的泡孔結構也比較有利于阻燃劑阻燃效率的發(fā)揮,細密的泡孔自然封閉的氣體較少,而且增加了阻燃劑的單位體積分布,有利于阻燃劑的發(fā)揮。而泡孔結構不夠均勻的發(fā)泡體內(nèi)部氣體很容易溢出,形成空氣閉孔,另外阻燃劑的分布也不夠均勻,所以阻燃的難度相對大。

      2.5 其他助劑的影響

      生產(chǎn)XPS時,常常添加除阻燃劑外的其他助劑,如色母粒、成核劑、潤滑劑等。色母粒是一種采用色粉經(jīng)樹脂為載體捏合的顆粒狀著色添加劑,如果色母粒的載體選擇不恰當,對阻燃劑的效果也會生產(chǎn)一定影響。成核劑是XPS生產(chǎn)必須添加的助劑,一般采用滑石粉作為成核劑,但并不是所有的滑石粉都適合,與其粒徑大小有關。

      3 相關規(guī)定和政策對XPS行業(yè)的影響

      3.1 我國相關防火規(guī)定的影響

      2009年9月,公安部與住建部聯(lián)合下發(fā)了《民用建筑外保溫系統(tǒng)及外墻裝飾防火暫行規(guī)定》,簡稱“老46號文”,其中規(guī)定,民用建筑外保溫材料的燃燒性能宜為A 級,且不應低于B2級。

      由于火災的頻發(fā),公安部于2011年3月14日下發(fā)了《關于進一步明確民用建筑外保溫材料消防監(jiān)督管理有關要求的通知》,簡稱“65號文”。該文件規(guī)定,自3月15日起,民用建筑外保溫材料消防監(jiān)管一切從嚴,其中最具殺傷力的條款是“民用建筑外保溫材料采用燃燒性能為A 級的材料”。

      “65號文”的發(fā)布曾引起軒然大波,稱為有史以來最為嚴厲的建筑保溫材料防火規(guī)定。目前,我國市面流行的建筑外保溫材料主要為EPS、XPS和聚氨酯硬質泡沫塑料,本質上均是“不可能達到A 級的”有機泡沫塑料。即便加入阻燃劑,最高也只能達到難燃的B1級。這一史上最嚴消防令的執(zhí)行,導致XPS行業(yè)面臨寒冬,而以巖棉為代表的無機保溫材料則供不應求。而巖棉這一最主要的無機保溫材料除了產(chǎn)能有限以外,在施工時會刺激工人的皮膚,施工難度大,而且成本高昂,導致65號文的執(zhí)行難度非常高。

      在“65號文”叫停有機保溫材料4個多月后,住建部及公安部于8月1日聯(lián)合發(fā)布了《建設工程施工現(xiàn)場消防安全技術規(guī)范》(簡稱《規(guī)范》),以加強施工監(jiān)管來防火的方式客觀地為有機保溫材料的使用開了一個口?!兑?guī)范》中闡明:“采用可燃保溫、防水材料進行保溫、防水施工時,應組織分散流水施工,并及時隱蔽,嚴禁在裸露的可燃保溫、防水材料上直接進行動火作業(yè)。”這意味著曾面臨生死劫的有機保溫材料迎來了生機。

      2011年12月30日,國務院又頒布“新46號文”,明確規(guī)定:新建、改建、擴建工程的外保溫材料一律不得使用易燃材料,嚴格限制使用可燃材料。

      2012年2月10日,住建部又下發(fā)了《關于貫徹落實國務院關于加強和改進消防工作的意見的通知》,簡稱“16號文”,其中規(guī)定要嚴格執(zhí)行“老46號文”中關于保溫材料燃燒性能的規(guī)定,特別是采用B1和B2級保溫材料時,應按照規(guī)定設置防火隔離帶。

      2012年12月3日,公安部消防局在其網(wǎng)站上發(fā)布了《關于民用建筑外保溫材料消防監(jiān)督管理有關事項的通知》,決定取消執(zhí)行2011年3 月14 日頒布的“65號文”。公告同時要求嚴格執(zhí)行2011年12月30日國務院下發(fā)的“新46號文”和2012年7月17日新頒布的《建設工程消防監(jiān)督管理規(guī)定》。

      “65號文”取消執(zhí)行,并不意味著對保溫材料防火性能要求的降低。2012年12月31日,GB 8624—2012《建筑材料及制品燃燒性能分級》發(fā)布,新標準規(guī)定滿足A1和A2級為A 級,滿足B、C 級為B1級,滿足D、E級為B2級。對墻面保溫泡沫塑料,除符合B1和B2級規(guī)定外,B1級的極限氧指數(shù)應大于等于30%,B2級的極限氧指數(shù)應大于等于26%。GB 8624—2012 已于2013年10月1日正式實施。雖然極限氧指數(shù)并不能完全反映保溫材料的燃燒性能,但它作為新標準中增加的一個燃燒性能參數(shù),卻具有“一票否決權”。

      極限氧指數(shù)作為建筑保溫材料著火難易程度的判斷依據(jù)是合理的也是正確的,是現(xiàn)場作為保溫材料燃燒性能的重要判斷手段。極限氧指數(shù)達到30%作為B1級標準是從GB 8624—1997標準演變過來的,人們已習慣地接受了B2 級保溫材料極限氧指數(shù)要達到26%,B1級保溫材料極限氧指數(shù)要達到30%。從技術上分析,XPS板達到B1級極限氧指數(shù)30%不是很困難,且技術上容易實現(xiàn),而聚氨酯泡沫達到極限氧指數(shù)30%在技術上有一定難度,成本也會極大提高。顯然,這對聚氨酯保溫材料在阻燃B1級市場競爭是不利的,由此XPS可能會取代部分聚氨酯泡沫,進而擴大其保溫材料的市場份額。

      3.2 HCFCs淘汰及替代政策的影響

      除了國家相關規(guī)定與政策對XPS泡沫行業(yè)的影響外,目前,XPS 行業(yè)普遍使用的發(fā)泡劑HCFC-22 和HCFC-142b逐漸被淘汰,這也對行業(yè)企業(yè)生產(chǎn)設備的改造、產(chǎn)品的性能和應用領域產(chǎn)生巨大的影響。2007年9月,《關于消耗臭氧層物質的蒙特利爾議定書》第19次締約方大會通過了HCFCs加速淘汰調(diào)整案。按照該調(diào)整案的要求,中國作為議定書第5條國家,應在2013 年將HCFCs 生產(chǎn)和消費量凍結在基線水平(2009—2010年的平均水平),2015年將生產(chǎn)和消費總量削減10%,2020年削減35%,2025年削減67.5%,2030—2040年除少量維修外,全面停止HCFCs的生產(chǎn)和使用。

      為了如期實現(xiàn)上述履約目標,中國作為《蒙特利爾議定書》的締約方,已經(jīng)制定并開始實施《國家淘汰HCFCs總體戰(zhàn)略》和《中國擠出聚苯乙烯(XPS)泡沫行業(yè)含氫氯氟烴淘汰管理計劃》。在我國HCFCs淘汰進程中,綜合考慮現(xiàn)階段行業(yè)技術水平,以及替代品成本、成熟程度、所生產(chǎn)的產(chǎn)品性能、環(huán)境效益、市場可獲得性、安全風險等因素,我國目前主要選擇CO2+乙醇+第三組分組合發(fā)泡技術作為XPS泡沫行業(yè)HCFCs淘汰的替代選擇之一。由于乙醇屬于易燃化學品,采用這種替代技術進行XPS泡沫生產(chǎn),對XPS的阻燃性能提出了更高的要求。如何保證新替代技術生產(chǎn)的XPS產(chǎn)品滿足GB 8624—2012相關B1級及極限氧指數(shù)的要求,將成為行業(yè)重點關注的問題和未來1~2年內(nèi)需重點研究和解決的課題。

      4 結語

      國家對于建筑材料阻燃方面的要求越來越嚴格,因此XPS行業(yè)應加強自律,進一步提高對產(chǎn)品阻燃性能的要求。同時,作為一種持久性有機污染物,目前XPS行業(yè)內(nèi)普遍使用的HBCD 可能很快會被禁止使用,因此盡快尋找一種環(huán)境友好、阻燃效果優(yōu)良、價格合理的新型阻燃劑替代HBCD 已勢在必行。

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