胺類有機物阻燃EPS保溫板研究.pdf

1、隨著國家節(jié)能減排政策的推行，聚苯乙烯泡沫（EPS）保溫板被大量用做建筑外墻保溫材料。然而EPS的易燃性，使其具有潛在的火災(zāi)隱患。目前市售阻燃EPS板主要以六溴環(huán)十二烷和膨脹石墨為阻燃劑。研究一種成本低、操作簡單、市場接受，并且阻燃性能優(yōu)異的EPS十分有必要。
　　本論文分別以氯化銨（NH4Cl）、硫酸銨（(NH4)2SO4）、磷酸二氫銨（NH4H2PO4）和磷酸氫二銨（(NH4)2HPO4）四種有機胺類阻燃劑，配制成不同濃度的水溶

2、液，加入2.0wt％的羧甲基纖維素鈉（CMC）作為增稠劑、粘結(jié)劑和阻燃體系的碳源，對建筑外墻保溫用EPS板進(jìn)行了浸漬阻燃處理，制備了阻燃EPS。
　　通過氧指數(shù)試驗、建筑材料可燃性試驗，研究了阻燃劑種類和含量對EPS阻燃性能的影響；以掃描電子顯微鏡（SEM）研究了試樣的殘?zhí)啃蚊?；以熱重分析法（TG）研究了阻燃EPS的熱穩(wěn)定性，并使用Kissinger法和Flynn-Wall-Ozawa法計算了EPS以及四種阻燃EPS的降解活化能，

3、研究了其熱降解動力學(xué)。
　　本論文的主要成果如下：
　?。?）CMC作為溶液增稠劑，實現(xiàn)了阻燃劑含量可控；CMC作為粘結(jié)劑，粘結(jié)效果良好；CMC作為阻燃體系的碳源，成炭效果明顯，有效抑制了EPS燃燒過程中的熔融滴落，但CMC的加入也導(dǎo)致了EPS燃燒更穩(wěn)定，火勢更大。
　　（2）四種阻燃EPS的氧指數(shù)均隨阻燃劑含量增大而升高，升高趨勢(NH4)2SO4/CMC＜NH4Cl/CMC＜NH4H2PO4/CMC＜(NH4)2H

4、PO4/CMC；建筑材料可燃性試驗中，火焰到達(dá)150mm刻線的時間也隨阻燃劑含量增大而延長，直至不能達(dá)到刻線。阻燃劑在EPS中的空間骨架結(jié)構(gòu)和殘?zhí)繉υ摻Y(jié)構(gòu)的保持，顯著抑制了試樣的燃燒收縮和熔融滴落。當(dāng)NH4Cl/CMC、NH4H2PO4/CMC以及(NH4)2HPO4/CMC含量為101.0phr，(NH4)2SO4/CMC含量為136.2phr時，EPS達(dá)到B2級阻燃，可用做100m以下民用建筑外墻保溫板。
　?。?）對比發(fā)現(xiàn)，

5、鹵系阻燃劑 NH4Cl/CMC阻燃效率并不高，(NH4)2SO4/CMC阻燃效果較差；NH4H2PO4/CMC和(NH4)2HPO4/CMC阻燃EPS效果最好，說明膨脹阻燃機理對EPS阻燃更有效。阻燃機理不同，導(dǎo)致試樣燃燒后形貌不同。NH4Cl/CMC和(NH4)2SO4/CMC為氣相阻燃，其氧指數(shù)試樣燃燒后殘?zhí)拷Y(jié)構(gòu)松散，建筑材料可燃性試樣燃燒后殘?zhí)勘３至俗枞紕┑姆植冀Y(jié)構(gòu)。NH4H2PO4/CMC和(NH4)2HPO4/CMC為膨脹阻燃

6、，其氧指數(shù)試樣燃燒后殘?zhí)慷喽|(zhì)密，建筑材料可燃性試樣燃燒后殘?zhí)繛閳F(tuán)狀和絲狀。
　?。?）熱重分析顯示，隨著升溫速率的增大，四種阻燃EPS均存在熱滯后現(xiàn)象，失重5%的溫度都比純EPS提前，600℃時的殘留比純EPS有大幅提升。Flynn-Wall-Ozawa法用于計算EPS和四種阻燃EPS的降解活化能，均具有較高的相關(guān)系數(shù)，Kissinger法計算的(NH4)2HPO4/CMC阻燃EPS相關(guān)性較差，但對其它三種阻燃EPS和純EPS適