สูตร XPS หน่วงการติดไฟที่มีฮาโลเจนและปราศจากฮาโลเจน

แผ่นโพลีสไตรีนอัดรีด (XPS) เป็นวัสดุที่ใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับฉนวนกันความร้อนในอาคาร และคุณสมบัติการหน่วงไฟของแผ่นโพลีสไตรีนมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อความปลอดภัยของอาคาร การออกแบบสูตรสารหน่วงไฟสำหรับ XPS จำเป็นต้องพิจารณาอย่างถี่ถ้วนถึงประสิทธิภาพของสารหน่วงไฟ ประสิทธิภาพการผลิต ต้นทุน และข้อกำหนดด้านสิ่งแวดล้อม ด้านล่างนี้คือการออกแบบและคำอธิบายสูตรสารหน่วงไฟสำหรับ XPS โดยละเอียด ซึ่งครอบคลุมทั้งสารละลายสารหน่วงไฟแบบฮาโลเจนและแบบปราศจากฮาโลเจน

1. หลักการออกแบบสูตรสารหน่วงไฟ XPS

ส่วนประกอบหลักของ XPS คือโพลีสไตรีน (PS) และการปรับเปลี่ยนสารหน่วงไฟทำได้โดยการเติมสารหน่วงไฟเป็นหลัก การออกแบบสูตรควรยึดหลักการดังต่อไปนี้:

• ทนไฟสูง:เป็นไปตามมาตรฐานการหน่วงไฟสำหรับวัสดุก่อสร้าง (เช่น GB 8624-2012)
• ประสิทธิภาพการประมวลผล:สารหน่วงการติดไฟไม่ควรส่งผลกระทบอย่างมากต่อกระบวนการเกิดฟองและการขึ้นรูปของ XPS
• ความเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม:สารหน่วงไฟที่ปราศจากฮาโลเจนควรได้รับความสำคัญเป็นลำดับแรกเพื่อให้เป็นไปตามกฎระเบียบด้านสิ่งแวดล้อม
• การควบคุมต้นทุน:ลดต้นทุนให้เหลือน้อยที่สุดพร้อมทั้งตอบสนองความต้องการด้านประสิทธิภาพ

2. สูตร XPS หน่วงการติดไฟด้วยฮาโลเจน

สารหน่วงไฟที่มีฮาโลเจน (เช่น โบรมีน) จะหยุดปฏิกิริยาลูกโซ่การเผาไหม้โดยการปล่อยอนุมูลฮาโลเจน ซึ่งให้ประสิทธิภาพการหน่วงไฟสูงแต่ก่อให้เกิดความเสี่ยงต่อสิ่งแวดล้อมและสุขภาพ

(1) ส่วนประกอบของสูตร:

• โพลีสไตรีน (PS): 100phr (เรซินพื้นฐาน)
• สารหน่วงไฟโบรมีน: 10–20phr (เช่น เฮกซะโบรโมไซโคลโดเดเคน (HBCD) หรือโพลีสไตรีนโบรมีน)
• แอนติโมนีไตรออกไซด์ (สารเสริมฤทธิ์): 3–5phr (เพิ่มประสิทธิภาพการหน่วงไฟ)
• สารทำให้เกิดฟอง: 5–10phr (เช่น คาร์บอนไดออกไซด์หรือบิวเทน)
• สารกระจายตัว: 1–2phr (เช่น ขี้ผึ้งโพลีเอทิลีน ช่วยเพิ่มการกระจายตัวของสารหน่วงไฟ)
• น้ำมันหล่อลื่น: 1–2phr (เช่น แคลเซียมสเตียเรต ช่วยเพิ่มสภาพคล่องในการประมวลผล)
• สารต้านอนุมูลอิสระ: 0.5–1 ส่วน (เช่น 1010 หรือ 168 ป้องกันการเสื่อมสภาพระหว่างการประมวลผล)

(2) วิธีการประมวลผล:

• พรีมิกซ์เรซิน PS สารหน่วงการติดไฟ สารเสริมฤทธิ์ สารกระจายตัว สารหล่อลื่น และสารต้านอนุมูลอิสระ อย่างสม่ำเสมอ
• เติมสารทำให้เกิดฟองและผสมให้เข้ากันในเครื่องอัดรีด
• ควบคุมอุณหภูมิการอัดรีดที่ 180–220°C เพื่อให้แน่ใจว่าเกิดโฟมและการขึ้นรูปอย่างเหมาะสม

(3) ลักษณะเด่น :

• ข้อดี:ประสิทธิภาพการหน่วงไฟสูง ปริมาณสารเติมแต่งต่ำ และต้นทุนต่ำ
• ข้อเสีย:อาจก่อให้เกิดก๊าซพิษ (เช่น ไฮโดรเจนโบรไมด์) ในระหว่างการเผาไหม้ ก่อให้เกิดปัญหาต่อสิ่งแวดล้อม

3. สูตร XPS หน่วงการติดไฟที่ปราศจากฮาโลเจน

สารหน่วงไฟที่ปราศจากฮาโลเจน (เช่น ไฮดรอกไซด์ที่มีฟอสฟอรัส ไนโตรเจน หรืออนินทรีย์) มีคุณสมบัติหน่วงไฟได้โดยการดูดซับความร้อนหรือสร้างชั้นป้องกัน ซึ่งให้ประสิทธิภาพด้านสิ่งแวดล้อมที่ดีกว่า

(1) ส่วนประกอบของสูตร:

• โพลีสไตรีน (PS): 100phr (เรซินพื้นฐาน)
• สารหน่วงไฟที่มีส่วนประกอบของฟอสฟอรัส: 10–15 นาที (เช่นแอมโมเนียมโพลีฟอสเฟต (APP)หรือฟอสฟอรัสแดง)
• สารหน่วงไฟที่ทำจากไนโตรเจน: 5–10phr (เช่น เมลามีนไซยานูเรต (MCA))
• ไฮดรอกไซด์อนินทรีย์: 20–30phr (เช่น แมกนีเซียมไฮดรอกไซด์หรืออะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์)
• สารทำให้เกิดฟอง: 5–10phr (เช่น คาร์บอนไดออกไซด์หรือบิวเทน)
• สารกระจายตัว: 1–2phr (เช่น ขี้ผึ้งโพลีเอทิลีน ปรับปรุงการกระจายตัว)
• น้ำมันหล่อลื่น: 1–2phr (เช่น สังกะสีสเตียเรต ช่วยเพิ่มสภาพคล่องในการประมวลผล)
• สารต้านอนุมูลอิสระ: 0.5–1 ส่วน (เช่น 1010 หรือ 168 ป้องกันการเสื่อมสภาพระหว่างการประมวลผล)

(2) วิธีการประมวลผล:

• พรีมิกซ์เรซิน PS สารหน่วงการติดไฟ สารกระจายตัว สารหล่อลื่น และสารต้านอนุมูลอิสระ อย่างสม่ำเสมอ
• เติมสารทำให้เกิดฟองและผสมให้เข้ากันในเครื่องอัดรีด
• ควบคุมอุณหภูมิการอัดรีดที่ 180–210°C เพื่อให้แน่ใจว่าเกิดโฟมและการขึ้นรูปอย่างเหมาะสม

(3) ลักษณะเด่น :

• ข้อดี:เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม ไม่มีก๊าซพิษที่เกิดขึ้นจากการเผาไหม้ เป็นไปตามข้อกำหนดด้านสิ่งแวดล้อม
• ข้อเสีย:ประสิทธิภาพการหน่วงไฟที่ต่ำลง ปริมาณสารเติมแต่งที่มากขึ้น อาจส่งผลต่อคุณสมบัติเชิงกลและประสิทธิภาพในการเกิดฟอง

4. ข้อควรพิจารณาที่สำคัญในการออกแบบสูตร

(1) การเลือกสารหน่วงไฟ

• สารหน่วงไฟฮาโลเจน:ประสิทธิภาพสูงแต่มีความเสี่ยงต่อสิ่งแวดล้อมและสุขภาพ
• สารหน่วงไฟปลอดฮาโลเจน:เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากขึ้นแต่ต้องใช้ปริมาณสารเติมแต่งที่มากขึ้น

(2) การใช้ Synergists

• แอนติโมนีไตรออกไซด์:ทำงานร่วมกับสารหน่วงไฟฮาโลเจนเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการหน่วงไฟอย่างมีนัยสำคัญ
• การทำงานร่วมกันของฟอสฟอรัส-ไนโตรเจน:ในระบบปลอดฮาโลเจน สารหน่วงไฟที่มีฟอสฟอรัสและไนโตรเจนสามารถทำงานร่วมกันเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพได้

(3) การกระจายตัวและการแปรรูป

• สารกระจายตัว:ให้แน่ใจว่าสารหน่วงไฟกระจายตัวสม่ำเสมอเพื่อหลีกเลี่ยงความเข้มข้นสูงในบริเวณเฉพาะที่
• น้ำมันหล่อลื่น:ปรับปรุงความลื่นไหลของการประมวลผลและลดการสึกหรอของอุปกรณ์

(4) การเลือกสารก่อฟอง

• สารก่อฟองทางกายภาพ:เช่น CO₂ หรือบิวเทน เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมและมีผลในการเกิดฟองที่ดี
• สารก่อฟองเคมี:เช่น อะโซไดคาร์บอนาไมด์ (AC) มีประสิทธิภาพในการเกิดฟองสูงแต่สามารถผลิตก๊าซที่เป็นอันตรายได้

(5) สารต้านอนุมูลอิสระ

ป้องกันการเสื่อมสภาพของวัสดุในระหว่างการประมวลผลและเพิ่มเสถียรภาพของผลิตภัณฑ์

5. การใช้งานทั่วไป

• ฉนวนกันความร้อนในอาคาร: ใช้ในชั้นฉนวนผนัง หลังคา และพื้น
• โลจิสติกส์ห่วงโซ่ความเย็น:ฉนวนกันความร้อนสำหรับห้องเย็นและยานพาหนะห้องเย็น
• สาขาอื่นๆ:วัสดุตกแต่ง วัสดุกันเสียง ฯลฯ.

6. คำแนะนำการเพิ่มประสิทธิภาพสูตร

(1) การปรับปรุงประสิทธิภาพการหน่วงไฟ

• สารหน่วงไฟแบบผสม:เช่น สารเสริมฤทธิ์ระหว่างฮาโลเจน-แอนติโมนี หรือ ฟอสฟอรัส-ไนโตรเจน เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการหน่วงการติดไฟ
• สารหน่วงไฟนาโน:เช่น นาโนแมกนีเซียมไฮดรอกไซด์ หรือ นาโนเคลย์ ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในขณะที่ลดปริมาณสารเติมแต่ง

(2) การปรับปรุงคุณสมบัติเชิงกล

• สารเพิ่มความเหนียว:เช่น POE หรือ EPDM ช่วยเพิ่มความเหนียวและทนต่อแรงกระแทกของวัสดุ
• สารตัวเติมเสริมแรง: เช่น เส้นใยแก้ว ช่วยเพิ่มความแข็งแรงและความแข็งกระด้าง

(3) การลดต้นทุน

• ปรับอัตราส่วนการหน่วงไฟให้เหมาะสม:ลดการใช้งานพร้อมทั้งตอบสนองความต้องการสารหน่วงการติดไฟ
• เลือกใช้วัสดุที่คุ้มค่า: เช่น สารหน่วงไฟในครัวเรือนหรือแบบผสม

7. ข้อกำหนดด้านสิ่งแวดล้อมและกฎระเบียบ

• สารหน่วงไฟฮาโลเจน:มีข้อจำกัดตามกฎระเบียบ เช่น RoHS และ REACH ควรใช้ด้วยความระมัดระวัง
• สารหน่วงไฟปลอดฮาโลเจน:ปฏิบัติตามข้อกำหนดด้านสิ่งแวดล้อมและนำเสนอแนวโน้มในอนาคต

สรุป

การออกแบบสูตรสารหน่วงไฟสำหรับ XPS ควรพิจารณาจากสถานการณ์การใช้งานเฉพาะและข้อกำหนดทางกฎหมาย โดยเลือกระหว่างสารหน่วงไฟชนิดฮาโลเจนหรือชนิดปราศจากฮาโลเจน สารหน่วงไฟชนิดฮาโลเจนมีประสิทธิภาพสูงแต่ก่อให้เกิดปัญหาสิ่งแวดล้อม ในขณะที่สารหน่วงไฟชนิดปราศจากฮาโลเจนเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากกว่าแต่ต้องการปริมาณสารเติมแต่งที่สูงกว่า ด้วยการปรับปรุงสูตรและกระบวนการผลิตให้เหมาะสมที่สุด จึงสามารถผลิตสารหน่วงไฟ XPS ที่มีประสิทธิภาพสูง เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม และคุ้มค่า เพื่อตอบสนองความต้องการด้านฉนวนอาคารและด้านอื่นๆ

More info., pls contact lucy@taifeng-fr.com