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聚苯乙烯等常用建筑泡沫塑料及其防火性能

浏览次数: 日期:2010年12月26日 19:31

摘要:

  泡沫塑料由于具有轻质、保温等优点,是一种新型的隔热材料,目前主要用于复合风管、复合板材、地面铺设物等,它的特点是容重特别小,但有一定强度,缺点是燃烧性能较差、价格贵。泡沫塑料从结构上可分为开孔和闭孔两种,从刚性不同可分为硬质和软质泡沫两种,在建筑中使用的主要是硬质闭孔的泡沫塑料,品种有聚苯乙烯(PS)、聚氨酯(PU),酚醛塑料(PF),PVC等。

  1.两种常用的泡沫塑料

  PS和PU泡沫是隔热材料中作为芯材的主要材料。PS吸水性小,机械强度较高,该材料对建筑物屋面、墙体、地面进行保温隔热有着比其它材料更好的性能,由于其良好的隔音、防潮、耐腐蚀性能,成为室内装演,地板铺设填充板的绝佳选择;PU是热固性泡沫塑料,不仅容重小,低温或高温尺寸稳定性好、使用寿命长,而且导热系数小,绝热性能优异,强度比PS高,可为墙、屋面、管道提供很好的隔热层。

  PS由苯乙烯单体聚合而成,PS燃烧时会出现黄橙色火焰,并冒出大量黑烟炭束,发出特殊的苯乙烯气味。

  PU是由含异氰酸酯基(NCO)的多异氰酸酯与含有经基的聚醚或聚酷反应而生成的一类聚合物,在分子结构中含有氨基甲酸酯基,聚合简单,甚至可以在建筑施工现场喷涂发泡,在建筑中主要以泡沫塑料的形式使用。

  2.阻燃机理及方法

  塑料泡沫由于其特殊的化学结构,决定了大多数塑料产品都是易燃产品,并且有些材料在燃烧过程中产生融滴,很难扑救。当塑料泡沫点燃时,高分子链中的一些弱链断裂降解分解出可燃气体、CO2,H2O及烟雾等,随着混合气体浓度增高,温度超过其燃烧极限时就会燃烧释放出大量的热量,大多数塑料热分解产物为复杂的气、液、固三相混合物,有机物的阻燃就是要控制热分解的产生和发展。

  阻燃是一种物理和化学作用,通过生成某些物质吸热或生成传热系数很低的隔热层来抑制燃烧的化学反应,达到降低、延缓火灾蔓延的目的。常见的阻燃方法有:

  (1)减少材料中可燃物的含量。在泡沫塑料中加人一定的不燃材料来降低材料的发热量,可以很好改善材料的燃烧性能,如某些酚醛泡沫由于加人大量无机材料甚至可以达到不燃性A级。

  (2)混人阻燃添加剂,抑制材料燃烧的气态反应。在合成材料时加人添加剂以捕捉燃烧时析出的自由基(OH•),从而达到阻燃目的。目前常见的阻燃添加剂为卤系添加剂,卤系阻燃剂是指在材料中添加含卤素的阻燃剂,并配以有毒的锑化合物组成卤一锑阻燃体系,当卤化物受热分解时产生活性卤素基团HX,与自由基作用能有效地改变高聚物的热氧化过程,从而起到阻燃作用。但是由于卤素的存在,热分解生成的卤化氢可能造成二次污染,因此目前添加金属氢氧化物是更有效的方法。金属氢氧化物如Al(OH)3,Mg(OH)2在200℃以上的温度下吸热脱水,可以带走产生的燃烧热,其脱水生成的氧化物在材料表面形成一道坚固致密的阻燃屏障,起到绝热防护作用,从而降低燃烧速度、防止火焰蔓延,达到抑制燃烧的目的。

  (3)隔绝氧气,控制热传递的方法。在泡沫塑料表面刷防火涂料,燃烧生成的炭化层能隔绝火焰对材料的接触,或者粘贴金属箔(板),不但可以通过反射减少吸热量,而且可以阻止泡沫芯材与火焰的直接接触,起到阻燃的目的。

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