擠塑聚苯乙烯泡沫塑料（XPS）的主要性能及應(yīng)用領(lǐng)域分析

王 勇，王向東，李 瑩

（1.環(huán)境保護(hù)部環(huán)境保護(hù)對(duì)外合作中心，北京100035；2.輕工業(yè)塑料加工應(yīng)用研究所，北京100048）

擠塑聚苯乙烯泡沫塑料（XPS）的主要性能及應(yīng)用領(lǐng)域分析

王 勇1，王向東2，李 瑩2

（1.環(huán)境保護(hù)部環(huán)境保護(hù)對(duì)外合作中心，北京100035；2.輕工業(yè)塑料加工應(yīng)用研究所，北京100048）

詳細(xì)介紹了擠塑聚苯乙烯泡沫塑料（XPS）的熱導(dǎo)率、壓縮強(qiáng)度、長(zhǎng)期熱阻、防潮性能等主要性能指標(biāo)。闡述了XPS板材的主要應(yīng)用領(lǐng)域，包括在建筑外墻外保溫、屋面保溫、地面保溫、冷庫(kù)保溫、公路、鐵路、渠道工程等領(lǐng)域的應(yīng)用。詳細(xì)分析了提高XPS板材阻燃性能的必要性和緊迫性，并提出了在含氫氯氟烴替換過(guò)程中XPS泡沫行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。

擠塑聚苯乙烯泡沫塑料；保溫材料；熱導(dǎo)率；阻燃性能；應(yīng)用領(lǐng)域

0 前言

XPS是20世紀(jì)60年代研制成功的一種新型絕熱材料，其制備過(guò)程是將聚苯乙烯（PS）樹(shù)脂、發(fā)泡劑和相關(guān)助劑通過(guò)擠出機(jī)進(jìn)行連續(xù)擠出發(fā)泡成型，由于具有閉孔的泡體結(jié)構(gòu)，因此其綜合性能十分優(yōu)異，如絕熱性能優(yōu)異、持久、吸水率較低、尺寸穩(wěn)定性好、抗蒸汽滲透性優(yōu)良、壓縮強(qiáng)度高等，在諸多領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用［1］。

中國(guó)的XPS泡沫行業(yè)起步較晚，1999年美國(guó)歐文斯科寧公司在南京投資建立了中國(guó)境內(nèi)的第一條XPS生產(chǎn)線，投產(chǎn)后產(chǎn)品迅速打開(kāi)了市場(chǎng)，XPS逐漸獲得市場(chǎng)的廣泛認(rèn)可［1］。此后，伴隨中國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展以及國(guó)家實(shí)施的建筑物節(jié)能改造工作的深入開(kāi)展，XPS得到迅速發(fā)展，市場(chǎng)需求迅速增大。大量民營(yíng)企業(yè)看準(zhǔn)了迅速擴(kuò)大的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求紛紛投入XPS的生產(chǎn)，XPS產(chǎn)量迅速增長(zhǎng)，為實(shí)現(xiàn)國(guó)家建筑節(jié)能目標(biāo)作出了巨大貢獻(xiàn)。

經(jīng)過(guò)多年發(fā)展，中國(guó)XPS泡沫行業(yè)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)設(shè)備的完全國(guó)產(chǎn)化。XPS在中國(guó)建筑保溫材料市場(chǎng)的份額呈逐年上升勢(shì)頭，其在鐵路、公路、冷庫(kù)等領(lǐng)域的應(yīng)用也在逐年增加。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，中國(guó)2010年XPS總產(chǎn)量超過(guò)1.5×107m3，約450kt；行業(yè)生產(chǎn)線保有量約900條，企業(yè)數(shù)量約500家。XPS生產(chǎn)的重點(diǎn)地區(qū)為華東、華北和東北地區(qū)［1］。

1 XPS板材的主要性能

XPS板材的閉孔蜂窩狀結(jié)構(gòu)決定了其在吸水率、熱導(dǎo)率以及水蒸氣滲透系數(shù)等方面均低于傳統(tǒng)保溫材料，因此XPS具有高抗壓、輕質(zhì)、不透氣、耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)。XPS板材最主要的性能指標(biāo)是熱導(dǎo)率，決定著XPS板材的保溫性能，其他一些主要的物理、力學(xué)性能包括尺寸穩(wěn)定性、阻燃性能、彎曲強(qiáng)度和壓縮強(qiáng)度等［2］。

（1）熱導(dǎo)率

XPS板材具有優(yōu)異的隔熱保溫性能，其熱導(dǎo)率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于模塑聚苯乙烯泡沫塑料（EPS）。根據(jù)GB/T 10801.2—2002的要求，XPS板材的熱導(dǎo)率通常應(yīng)低于0.030W/m·K（25℃），而EPS的熱導(dǎo)率一般要求低于0.040W/m·K。

總體來(lái)說(shuō)，XPS板材的熱導(dǎo)率主要由4個(gè)因素決定，分別是泡孔壁（PS）的熱導(dǎo)率（λs）、氣泡內(nèi)氣體（主要指發(fā)泡劑）的熱導(dǎo)率（λg）、泡孔壁和氣泡的輻射熱導(dǎo)率（λr）以及氣泡內(nèi)氣體的對(duì)流熱導(dǎo)率（λc）。因此，XPS板材的熱導(dǎo)率應(yīng)當(dāng)是上述4種熱導(dǎo)率的加和［3］，如式（1）所示。

每一種熱導(dǎo)率都受XPS板材自身性能的影響，λs受XPS板材密度和泡孔壁厚度的影響；λg受發(fā)泡劑種類和含量的影響；λr受泡孔結(jié)構(gòu)和泡孔壁厚度的影響；由于XPS的泡孔直徑很小，因此λc的大小可以忽略不計(jì)。其中，λg對(duì)XPS的熱導(dǎo)率貢獻(xiàn)最大，約為60%。由于空氣在PS中的擴(kuò)散系數(shù)很大，當(dāng)XPS板材生產(chǎn)出來(lái)之后，空氣會(huì)立即向XPS板材內(nèi)部的泡孔擴(kuò)散，很快泡孔內(nèi)空氣的分壓就會(huì)與大氣壓相同。同時(shí)，如果發(fā)泡劑在PS中的擴(kuò)散系數(shù)很大的話，那么發(fā)泡劑也會(huì)逐漸向氣泡外部擴(kuò)散；相反，如果發(fā)泡劑在PS中的擴(kuò)散系數(shù)很小，就會(huì)貯存在氣泡內(nèi)部，那么氣泡內(nèi)的氣體就是空氣與發(fā)泡劑氣體的混合物。由于λg對(duì)XPS板材的熱導(dǎo)率貢獻(xiàn)很大，那么選擇一種能夠在氣泡內(nèi)停留較長(zhǎng)時(shí)間的發(fā)泡劑就顯得尤其重要，如果發(fā)泡劑氣體的λg足夠低，就可以得到熱導(dǎo)率較低的XPS板材［3］。

采用含氫氯氟烴（HCFCs）作為發(fā)泡劑生產(chǎn)的XPS板材，泡孔內(nèi)是HCFCs與空氣的混合氣體。HCFC－22和HCFC－142b的熱導(dǎo)率約為0.010W/m·K，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于空氣的熱導(dǎo)率（0.026W/m·K），且λg與各種氣體所占的比例有關(guān)，因此，混合氣體的λg要遠(yuǎn)低于空氣的熱導(dǎo)率。故采用HCFCs生產(chǎn)的XPS板材的熱導(dǎo)率較低，保溫性能很好。各種常用發(fā)泡劑的熱導(dǎo)率如表1所示［3］。

表1 XPS板材常用發(fā)泡劑的熱導(dǎo)率Tab.1 Thermal conductivity of blowing agents commonly used in XPS boards

（2）長(zhǎng)期熱阻（R 值）

泡孔中發(fā)泡劑和空氣發(fā)生交換的過(guò)程可能持續(xù)幾個(gè)小時(shí)到若干年，這取決于外部條件，最終泡孔中完全是空氣，由于不同發(fā)泡劑的特性差別較大，發(fā)泡劑擴(kuò)散系數(shù)會(huì)影響制品的性能。XPS板材一旦生產(chǎn)完畢，泡孔內(nèi)即是發(fā)泡劑和空氣的混合物，其比例隨時(shí)間發(fā)生變化。因此，XPS板材的長(zhǎng)期熱阻也會(huì)隨時(shí)間發(fā)生變化，這種現(xiàn)象通常被稱為“熟化”。研究表明，HCFCs發(fā)泡劑在XPS板材泡孔內(nèi)的停留時(shí)間很長(zhǎng)，其在長(zhǎng)期高濕度和浸水條件下，仍能保持優(yōu)良的保溫隔熱性能，在70%的濕度下保持2年，熱阻保留率超過(guò)80%，密度較大的EPS卻不到60%，密度較低的EPS差距更大。

（3）防潮性能

XPS板材具有優(yōu)越的抗水、防潮性能，其內(nèi)部具有緊密的閉孔結(jié)構(gòu)，PS分子本身不吸水，板材的正反面又都沒(méi)有縫隙，因此，吸水率極低，防潮和防滲透性能極佳。根據(jù)GB/T 10801.2—2002的要求，XPS板材的吸水率最低可降到1%，而EPS的吸水率最低為2%，絕熱用硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料的吸水率最低為3%。

（4）壓縮強(qiáng)度

由于泡孔結(jié)構(gòu)緊密相連且壁間無(wú)縫隙，XPS板材的壓縮強(qiáng)度極高，即使長(zhǎng)時(shí)間浸在水中其壓縮強(qiáng)度仍維持不變。據(jù)悉，XPS板材的壓縮強(qiáng)度范圍在150～1000kPa之間，EPS的壓縮強(qiáng)度一般不超過(guò)400kPa，絕熱用硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料的壓縮強(qiáng)度一般不超過(guò)180kPa。

（5）耐腐蝕性能

XPS板材因具有優(yōu)異的耐腐蝕、耐老化性及保溫性能，其使用壽命可達(dá)30～50年。

2 XPS板材的主要應(yīng)用領(lǐng)域

2.1 建筑保溫領(lǐng)域

目前，我國(guó)城鎮(zhèn)民用建筑運(yùn)行耗電為我國(guó)總發(fā)電量的22%～24%，北方地區(qū)城鎮(zhèn)采暖消耗的燃煤為中國(guó)非發(fā)電用煤的15%～18%。據(jù)介紹，在2020年前，我國(guó)每年城鎮(zhèn)新建建筑的總量將持續(xù)保持在2×109m2左右，到2020年，新增城鎮(zhèn)民用建筑面積將為1.5×1010m2左右［4］。

由于人們生活水平提高，采暖需求線不斷南移，新建建筑中將有7×109m2以上需要采暖，以目前的建筑能耗水平，則每年需要增加1.4×108t標(biāo)煤用于采暖，增加用電量4000～4500億度，這對(duì)中國(guó)能源供應(yīng)將產(chǎn)生巨大壓力。根據(jù)近30年來(lái)能源界的研究，目前普遍認(rèn)為建筑節(jié)能是各種節(jié)能途徑中潛力最大、最為直接有效的方式，是緩解能源緊張、解決經(jīng)濟(jì)發(fā)展與能源供應(yīng)不足的矛盾的最有效措施之一［4］。

2.1.1 墻體保溫

建筑物的能源損耗一般發(fā)生在屋頂、門(mén)窗、墻壁、通風(fēng)口、地板等部位，其中能源損失較大部分來(lái)源于墻體。為了有效減少墻體能源損失，達(dá)到保溫效果，采用墻體保溫措施是非常必要且有效的。

外墻外保溫系統(tǒng)是建筑節(jié)能的重要組成部分，該技術(shù)于20世紀(jì)70年代初期在歐洲開(kāi)始發(fā)展。70年代初期第一次石油危機(jī)發(fā)生時(shí)，歐洲國(guó)家開(kāi)始重視建筑節(jié)能技術(shù)的研究，如德國(guó)政府對(duì)私有房主給予經(jīng)濟(jì)上的補(bǔ)償，鼓勵(lì)其在建房時(shí)采用外墻外保溫系統(tǒng)，這項(xiàng)措施對(duì)外墻外保溫技術(shù)的發(fā)展起到了極大的促進(jìn)作用。從1973年到1993年，德國(guó)約有3×108m2的新建建筑采用了外墻外保溫系統(tǒng)，從而大量節(jié)約了冬季的供暖用油［5］。

20世紀(jì)80年代中期，我國(guó)開(kāi)始進(jìn)行外墻外保溫技術(shù)的推廣，20世紀(jì)90年代初期，建設(shè)部和各省市加大了外墻外保溫的推進(jìn)力度，國(guó)內(nèi)一些科研單位和企業(yè)也開(kāi)發(fā)了各種外墻外保溫技術(shù)。1996年，全國(guó)第一次建筑節(jié)能工作會(huì)議召開(kāi)，對(duì)外保溫技術(shù)起到了進(jìn)一步的推進(jìn)作用。目前，中國(guó)的外墻外保溫市場(chǎng)正在日益繁榮［4］。

外墻外保溫系統(tǒng)既可用于新建工程，又適用于舊房改造，從而備受推崇；與此同時(shí)，外墻外保溫系統(tǒng)還能保護(hù)建筑物結(jié)構(gòu)，基本消除熱橋影響，改善墻體的防水和透氣性，延長(zhǎng)建筑物壽命，在達(dá)到相同保溫效果的前提下，可相對(duì)減少保溫材料用量或增加房屋的使用面積。外墻保溫技術(shù)已經(jīng)成為我國(guó)建筑節(jié)能的生力軍。

外墻外保溫系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)在于使室內(nèi)的溫度和濕度在氣候條件轉(zhuǎn)換時(shí)更加穩(wěn)定，顯著提高了居住的舒適度。該系統(tǒng)通過(guò)保溫材料的應(yīng)用，可以明顯地節(jié)約能源，同時(shí)通過(guò)減少建筑外墻的溫度變化和濕氣冷凝，減小了建筑物老化損壞的可能性。

外墻外保溫系統(tǒng)主要由聚合物膠黏劑、XPS毛面保溫板、界面處理劑、聚合物抹面砂漿、耐堿玻璃纖維網(wǎng)格布和機(jī)械固定件組成，如圖1所示［4］。

圖1 外墻外保溫系統(tǒng)Fig.1 External thermal insulation system

市場(chǎng)上主要有2種XPS板材，一種是帶表皮的，另外一種是不帶表皮的（即毛面板）。在外墻外保溫應(yīng)用上，毛面的XPS板材可以提供更好的表面平整度，提高其與墻體基層、面層砂漿的黏結(jié)能力，而且毛面的XPS板材對(duì)界面處理劑的依賴性較低，可以大大降低施工現(xiàn)場(chǎng)界面劑漏涂帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)。有些XPS板材的品質(zhì)較差，導(dǎo)致尺寸穩(wěn)定性差，在環(huán)境中存放一段時(shí)間或經(jīng)過(guò)環(huán)境溫度變化后，容易產(chǎn)生大的翹曲變形，有可能引起抹面砂漿開(kāi)裂。因此，應(yīng)用于外墻外保溫系統(tǒng)的XPS板材的尺寸穩(wěn)定性必須嚴(yán)格控制在1.5%以下。

目前，應(yīng)用于外墻外保溫系統(tǒng)的XPS板材的型號(hào)主要為 W200和 W300，其相關(guān)性能指標(biāo)嚴(yán)格按照GB/T 10801.2—2002來(lái)執(zhí)行。

2.1.2 屋面保溫

屋面保溫系統(tǒng)主要有2種形式，即鋼結(jié)構(gòu)屋面和倒置式屋面。倒置式屋面是將防水層置于保溫層之下，讓防水層獲得充分的保護(hù)，使防水層免受溫差、紫外線和外力的破壞，使防水層表面溫度變化幅度明顯減小，避免防水層由于溫度變化造成的破壞，同時(shí)使防水層免受紫外線照射、外界或人為撞擊的破壞，給建筑物提供良好的防水保溫功能，如圖2所示。倒置式屋面不需要增設(shè)排氣孔使施工變得簡(jiǎn)單，且不受氣候的影響，是一種當(dāng)前最理想的屋面保溫系統(tǒng)，特別適合鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)多功能屋面。

圖2 倒置式屋面保溫系統(tǒng)Fig.2 Thermal insulation system for inversion type roof

在鋼結(jié)構(gòu)屋面中使用XPS板材不僅會(huì)使鋼結(jié)構(gòu)屋面持久耐用，而且可以避免冷橋發(fā)生，切實(shí)保證建筑物內(nèi)部不結(jié)露、不滴水，并可以增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的牢固性和隔音減噪功能，鋼結(jié)構(gòu)屋面保溫系統(tǒng)如圖3所示。

圖3 鋼結(jié)構(gòu)屋面保溫系統(tǒng)Fig.3 Thermal insulation system for steel structure roof

2.1.3 地面保溫

通常在建筑物中約有15%～20%的熱量是從建筑物地面散發(fā)的，對(duì)地面進(jìn)行有效的保溫隔熱處理，從而避免冷凝結(jié)霜，給建筑物使用者一個(gè)舒適的環(huán)境就顯得尤為重要。同時(shí)，從樓體結(jié)構(gòu)安全的角度考慮，防止水蒸氣從樓地面的滲透、侵蝕也十分重要。

XPS板材用作建筑物地面保溫隔熱材料有著其他材料無(wú)法比擬的優(yōu)越性。XPS板材的高抗壓性能使其適用于各種建筑物地面的長(zhǎng)期荷載要求，高抗水性使其能適應(yīng)混凝土澆鑄等潮濕施工環(huán)境的要求，并在建筑物體長(zhǎng)期使用過(guò)程中保持保溫隔熱性能恒定不變，廣泛用于強(qiáng)化復(fù)合地板、實(shí)木多層地板、實(shí)木免漆刨地板的鋪裝，地面保溫系統(tǒng)如圖4所示。

圖4 地面保溫系統(tǒng)Fig.4 Thermal insulation system for ground

2.2 冷鏈物流領(lǐng)域

冷庫(kù)建筑內(nèi)外環(huán)境溫差大，水蒸氣滲透壓力嚴(yán)重，使應(yīng)用于冷庫(kù)建筑的保溫材料面臨極為嚴(yán)峻的考驗(yàn)。XPS板材具有卓越的抗水蒸氣滲透和抗壓性能，使其在冷庫(kù)建筑及冷藏車(chē)應(yīng)用中更具有優(yōu)勢(shì)，可應(yīng)用于地面、內(nèi)外墻、屋頂或吊頂?shù)?，使冷?kù)及冷藏車(chē)性能恒久不變，防止冷凝結(jié)露［6］。冷庫(kù)保溫系統(tǒng)如圖5所示。

圖5 冷庫(kù)保溫系統(tǒng)Fig.5 Thermal insulation system for cold store

冷庫(kù)用XPS板材的厚度一般要求為100、150、200mm，由于生產(chǎn)工藝的限制，目前多采用幾塊XPS板材疊加的方法以滿足厚度的要求。同時(shí)，XPS板材應(yīng)用于冷庫(kù)時(shí)，要求其－20℃下的熱導(dǎo)率應(yīng)該達(dá)到0.022W/（m·K），尺寸穩(wěn)定性達(dá)到1.5%左右。冷庫(kù)地面用XPS板材的壓縮強(qiáng)度應(yīng)大于350kPa，屋面用XPS板材的壓縮強(qiáng)度應(yīng)大于250kPa。

2.3 土工領(lǐng)域

2.3.1 公路工程

在高寒地區(qū)，由于天氣的寒冷、水汽、冰霜等對(duì)地面的侵蝕使許多公路出現(xiàn)高低不平的問(wèn)題，使得安全出現(xiàn)了一系列的隱患。因此必須控制地面的凍脹。XPS板材可以阻止水蒸氣、冰霜等的滲透，使路基結(jié)冰情況降至最低，有效地控制地面凍脹，延長(zhǎng)其使用壽命。

交通部于2004年出臺(tái)了公路工程用XPS板材的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JT/T 538—2004，對(duì)其各項(xiàng)性能指標(biāo)進(jìn)行了嚴(yán)格的規(guī)定，其中增加了－30℃下的熱導(dǎo)率和尺寸穩(wěn)定性的要求，同時(shí)還提出了低溫耐久性的要求，即凍融循環(huán)25次后XPS板材的壓縮強(qiáng)度損失率不超過(guò)8%，尺寸變形不超過(guò)2%。

2.3.2 鐵路工程

我國(guó)已制定高速鐵路發(fā)展宏偉目標(biāo)，至2020年將建成約20000km的高速鐵路，屆時(shí)中國(guó)高鐵總長(zhǎng)度將占全世界一半以上。高強(qiáng)度XPS板材作為軌道板下有效的承重和彈性緩沖層可以減弱震動(dòng)和噪音。目前，高強(qiáng)度XPS板材已成功應(yīng)用于京滬線、石武線、京石線和滬杭線等高速鐵路，其施工過(guò)程如圖6所示。

鐵道部于2009年出臺(tái)了客運(yùn)專線鐵路CRTSⅡ型板式無(wú)砟軌道高強(qiáng)度擠塑板暫行技術(shù)條件，對(duì)其各項(xiàng)性能指標(biāo)進(jìn)行了嚴(yán)格的規(guī)定，其中壓縮強(qiáng)度必須大于700kPa，還增加了密度、閉孔率、剪切強(qiáng)度、彈性模量、斷裂彎曲負(fù)荷、壓縮蠕變、凍融循環(huán)300次后的吸水率等要求。

圖6 高強(qiáng)度XPS板材在鐵路中的應(yīng)用Fig.6Application of high strength XPS board in railway field

2.3.3 渠道工程

南水北調(diào)工程中的輸水渠道主要采用現(xiàn)澆混凝土襯砌防滲。然而，對(duì)于冬季氣溫較低、負(fù)溫持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)的地區(qū)，混凝土輸水渠道存在著嚴(yán)重的凍害問(wèn)題，凍害將導(dǎo)致混凝土襯砌板出現(xiàn)凍脹開(kāi)裂，直接影響了渠道的正常使用，嚴(yán)重制約了工程效益的發(fā)揮。因此，在寒冷地區(qū)應(yīng)對(duì)渠道采取防凍脹措施。在南水北調(diào)東線南干渠工程中首次采用XPS板材作為渠道防凍脹材料，其結(jié)構(gòu)如圖7所示。

圖7 XPS板材在渠道工程中的應(yīng)用Fig.7 Application of XPS board in channel

3 XPS板材的阻燃性能分析

XPS板材的成型溫度較高，在此高溫下，絕大多數(shù)阻燃劑均會(huì)分解，失去應(yīng)有的阻燃性。所以阻燃XPS板材的生產(chǎn)難度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于EPS，目前國(guó)內(nèi)最常用的XPS阻燃劑是六溴環(huán)十二烷。

阻燃級(jí)XPS板材的生產(chǎn)有一定的技術(shù)難度，國(guó)內(nèi)絕大多數(shù)廠家無(wú)技術(shù)能力生產(chǎn)阻燃級(jí)XPS板材。阻燃級(jí)XPS板材的生產(chǎn)要求盡量降低螺桿溫度，溫度過(guò)高，會(huì)導(dǎo)致阻燃劑分解；溫度過(guò)低，會(huì)導(dǎo)致螺桿抱死。因而，必須選擇分解溫度較高的阻燃劑，且阻燃劑的分散性要好。加入大量阻燃劑后，XPS板材表面易變形、開(kāi)裂，必須調(diào)整工藝參數(shù)［7］。

按照原標(biāo)準(zhǔn)GB 8624—1997，建筑材料燃燒性能等級(jí)應(yīng)分為4級(jí)：A級(jí)為不燃性建筑材料，B1級(jí)為難燃性建筑材料，B2級(jí)為可燃性建筑材料，B3級(jí)為易燃性建筑材料。XPS板材執(zhí)行B2級(jí)，即屬于可燃性建筑材料。目前市場(chǎng)上通常將B2級(jí)的XPS板材稱為阻燃級(jí)XPS。而GB/T 10801.2—2002和 GB 8624—2006中均沒(méi)有給出阻燃級(jí)XPS板材的定義，所謂的阻燃級(jí)XPS板是通俗的叫法。阻燃級(jí)XPS板材含有阻燃劑，可以阻止因小火而引起的意外起火，由于產(chǎn)品本身屬于可燃材料，如直接暴露在強(qiáng)火源中就會(huì)迅速燃燒，阻燃劑的作用也十分有限。

為確保新舊標(biāo)準(zhǔn)體系的平穩(wěn)過(guò)渡，公安部消防局于2007年5月21日發(fā)文《關(guān)于實(shí)施國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 8624—2006建筑材料及制品燃燒性能分級(jí)若干問(wèn)題的通知》，其中規(guī)定：在有些規(guī)范尚未完成相關(guān)修訂的情況下，為保證現(xiàn)行規(guī)范和GB 8624—2006的順利實(shí)施，各地可暫參照以下分級(jí)對(duì)比關(guān)系，規(guī)范修訂后，按規(guī)范的相關(guān)規(guī)定執(zhí)行：按GB 8624—2006檢驗(yàn)判斷為A1級(jí)和A2級(jí)的，對(duì)應(yīng)于相關(guān)規(guī)范和GB 8624—1997的A級(jí)；按GB 8624—2006檢驗(yàn)判斷為B級(jí)和C級(jí)的，對(duì)應(yīng)于相關(guān)規(guī)范和GB 8624—1997的B1級(jí)；按GB 8624—2006檢驗(yàn)判斷為D級(jí)和E級(jí)的，對(duì)應(yīng)于相關(guān)規(guī)范和GB 8624—1997的B2級(jí)。值得一提的是，實(shí)驗(yàn)室的檢驗(yàn)只是對(duì)小的XPS板材試塊進(jìn)行阻燃試驗(yàn)，因此并不一定能反應(yīng)出材料在實(shí)際火災(zāi)情況中出現(xiàn)的反應(yīng)。

2011年3月以前，中國(guó)對(duì)于XPS阻燃等級(jí)的要求為B2級(jí)別（通常氧指數(shù)達(dá)到26%即可），但由于2009年的中央電視臺(tái)大火和2010年上海的11.15特大火災(zāi)，中國(guó)公安部消防局于2011年3月14日頒布了公消［2011］65號(hào)文件，暫時(shí)規(guī)定民用建筑外保溫材料需要采用燃燒性能為A級(jí)的材料。由此，中國(guó)XPS泡沫行業(yè)當(dāng)前正面著極為嚴(yán)峻的消防法規(guī)要求，對(duì)XPS泡沫制品的阻燃等級(jí)要求也更加嚴(yán)格，目前，中國(guó)XPS擠塑發(fā)泡板材制品的阻燃要求一般需要達(dá)到B1級(jí)（通常氧指數(shù)要達(dá)到30%以上）才能滿足基本要求。

4 結(jié)語(yǔ)

從2013年開(kāi)始，中國(guó)將凍結(jié)HCFCs的生產(chǎn)和消費(fèi)，2015年，削減基準(zhǔn)消費(fèi)量的10%，2020年削減基準(zhǔn)消費(fèi)量的35%，2025年削減基準(zhǔn)消費(fèi)量的67.5%，2030年全面停止使用HCFCs。因此在相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)，選擇合適的HCFCs替代技術(shù)事關(guān)XPS企業(yè)的生存和發(fā)展。很多XPS泡沫企業(yè)目前出于降低成本考慮，而并非從環(huán)保角度考慮使用非HCFCs發(fā)泡劑，品種繁多，可以部分替代HCFCs，但對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)和生產(chǎn)安全的負(fù)面影響較大。只有選擇和使用更加高效、更加環(huán)保和更加經(jīng)濟(jì)的新型發(fā)泡體系才能使企業(yè)在未來(lái)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中立于不敗之地。

最近國(guó)內(nèi)火災(zāi)事故頻發(fā)，這對(duì)XPS板材的阻燃性能提出了更加嚴(yán)格的要求，消防管理部門(mén)決定提高建材的阻燃要求，以減少火災(zāi)事故的發(fā)生，如果繼續(xù)發(fā)生因XPS板材造成的火災(zāi)事故，將會(huì)對(duì)全行業(yè)造成重大的負(fù)面影響。因此，更加環(huán)保、經(jīng)濟(jì)、阻燃，更高品質(zhì)是XPS板材未來(lái)發(fā)展的必然趨勢(shì)。

［1］ 王 勇.中國(guó)擠塑聚苯乙烯（XPS）泡沫塑料行業(yè)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)［J］.中國(guó)塑料，2010，24（4）：12－16.

［2］ Barbara A F，Susan H，Alisa H.The Environmental and Societal Value of Extruded Polystyrene Foam Insulation［EB/OL］.2004［2011－05－20］.http：//www.xpsa.com/enviro/PDFs/Fabian＿Hoffee＿Herrenbruck＿Earthtech＿2004.pdf.

［3］ Youichi Ohara，Kenkichi Tanaka，Takahiro Hayashi.The Development of a Non－fluorocarbon－based Extruded Polystyrene Foam Which Contains a Halogen－free Blowing Agent［J］.The Chemical Society of Japan，2004，77：599－605.

［4］ 陶氏化學(xué)公司.陶氏化學(xué)XPS外墻外保溫系統(tǒng)［Z］.上海：陶氏化學(xué)公司，2009.

［5］ 汪曉明，林海華，吳梅群.適合于外墻外保溫的XPS保溫板［J］.建設(shè)科技，2009，（6）：88－91.

［6］ Zhu Zhenjin.Effect of Loss of Blowing Agents on Thermal Insulation Properties of Polystyrene Foams［J］.Journal of Heat Transfer，2009，131：1－8.

［7］ 沈 嬌，李德英，介鵬飛.XPS板的性能分析及應(yīng)用研究［J］.節(jié)能，2009，（8）：13－16.

Research on Properties and Applications of XPS Boards

WANG Yong1，WANG Xiangdong2，LI Ying2
（1.Foreign Economic Cooperation Office，Ministry of Environmental Protection of the People′s Republic of China，Beijing 100035，China；2.Institute of Plastics Processing ＆Application of Light Industry，Beijing 100048，China）

Main properties of extruded polystyrene foam （XPS）were reviewed including thermal conductivity，compression strength，long－term thermal resistance，moisture－proofing etc.XPS boards could be applied in thermal insulation for building and cold store，as well as geofoam for road，railway and channel.The necessity of improving flame retardancy of XPS boards was discussed.Developing trend of XPS foam sector was put forward in the background of phase－out of HCFCs.

extruded polystyrene foam；thermal insulating material；thermal conductivity；flame retardancy；application filed

TQ325.2

A

1001－9278（2011）08－0075－06

2011－05－30

聯(lián)系人，wang.yong＠m(xù)epfeco.org.cn