从应用看产品:我国石墨聚苯板市场可能存在的问题

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  • 来源:东阿岩棉板厂家

  提要:目前  ,用于建筑的保温材料主要有岩棉板、真空绝热板、挤塑板、聚苯板和石墨聚苯板  。材料的性能各有优缺点  。岩棉和真空绝热板的防火等级都可达到A级  ,但是岩棉的吸湿性很大  ,且材料的导热系数偏高  。真空绝热板的导热系数最低  ,但是施工难度大  ,工地上真空板起鼓现象并不少见  。挤塑板和石墨聚苯板的防火等级均能达到B1级 ,但是挤塑板的尺寸稳定性差  ,易发生翘曲变形 。

  来源:被动房网

  目前  ,用于建筑的保温材料主要有岩棉板、真空绝热板、挤塑板、聚苯板和石墨聚苯板  。材料的性能各有优缺点  。岩棉和真空绝热板的防火等级都可达到A级  ,但是岩棉的吸湿性很大 ,且材料的导热系数偏高  。真空绝热板的导热系数最低  ,但是施工难度大  ,工地上真空板起鼓现象并不少见  。挤塑板和石墨聚苯板的防火等级均能达到B1级  ,但是挤塑板的尺寸稳定性差  ,易发生翘曲变形  。

  石墨聚苯乙烯特点及应用

  石墨聚苯乙烯(GEPS)是在聚苯乙烯高分子聚合物中导入近纳米级天然鳞片石墨、抗氧化剂、抗老化剂等功能材料 ,改性合成的石墨聚苯乙烯新型功能材料  。由于石墨的特殊层状结构  ,使其能够均匀分布在GEPS颗粒内部  ,形成镜面反射热辐射  ,能够大幅度提高材料的绝热效果  。除了具备普通EPS板的所有性能外  ,还具有以下特点:防火性能达到难燃B1级、绝热能力更强、导热系数≤0.032W/(m·K) 。它含有近纳米级的天然鳞片石墨  ,可以像镜子一般反射热辐射,它的绝热能力比普通的EPS高出30% ,有助于提高能效  。石墨聚苯乙烯(GEPS)特点:良好的防火性能、导热系数低、尺寸稳定性强、耐候性好、具有良好的耐久性和透汽性 。石墨聚苯板在超低能耗建筑项目中具有性价比优势 ,其构造作法如图1所示  。工程实践表明  ,聚苯板保温产品在保温领域里应用最广泛  ,不论是欧洲还是国内  ,聚苯板保温体系都具有最大的市场份额  。

  (1)优质石墨聚苯板产品必须满足如下要求:一是优质原料用挤出法工艺生产;二是天然鳞片石墨含量在4.5%~5%  ,导热系数低 ,绝热性能稳定  ,可保证导热系数≤0.032W/(m·K);三是净容重18~30kg/m3 ,板材呈银灰色;四是折断泡粒断面20%~30%以上 ,燃烧性能B1级  。

  (2)石墨聚苯乙烯是由德国BASF公司首先开发的新型隔热保温材料  。同普通的EPS板相比 ,石墨聚苯板具有更低的导热系数和更好的耐久性和耐候性的特性  ,深受人们喜爱  。无论在欧洲还是国内  ,石墨聚苯乙烯常被选作为被动房外围护结构的保温材料  。近年来  ,国内有企业潜心研发  ,瞄准中国被动房市场的需求 ,开发出石墨聚苯乙烯专有技术  ,其综合性能媲美世界先进水平  ,在国内外被动房领域大量使用  。

  (3)国内的石墨聚苯乙烯的生产主要有两种方法  ,不但生产工艺大相径庭  ,而且产品质量有很大差异 。

  1、悬浮法工艺

  国内的悬浮法可发性聚苯乙烯产业已居全球之冠  ,近期随着房地产市场的缩量 ,白色可发性聚苯乙烯已产能严重过剩  。现在  ,国内众多EPS生产厂家利用白色聚苯乙烯生产装置 ,采用悬浮法生产石墨聚苯乙烯 ,该工艺是以苯乙烯单体为主要原料 ,在反应釜内  ,单体与石墨、引发剂、阻燃剂、分散剂等混合  ,通过强力搅拌  ,被分散成无数的小液滴  。悬浮聚合生成的石墨聚苯乙烯分子量较低  ,内部含水量高  ,因此板材的强度和稳定性略差 。另外  ,石墨对苯乙烯单体的聚合有一定的阻聚作用  ,石墨的添加量不能得到有效保证  。目前  ,在中国市场上出现用炭黑来代替石墨的制品  ,其颜色为黑色或者浅灰色  ,导热系数偏高  ,性能不稳定  。主要原因在于:悬浮聚合不稳定 ,反应周期长  ,石墨添加量少  。为了达到颜色黑的效果 ,部分EPS厂家向反应体系加入少量石墨辅以炭黑调色  ,或者纯粹加入炭黑代替石墨  ,生产“黑色”聚苯乙烯  。由于石墨/炭黑的阻聚作用  ,产品分子量偏低  ,预发后泡粒产生空心现象  。这种方法生产出的聚苯乙烯制板粘结性差 ,板材熟化后收缩变形 。其密度≥18kg/m3板材的压缩强度达不到≥0.1MPa的指标要求  ,石墨含量少 ,达不到所需的4.5%~5%的最佳加入量  ,无法满足被动房要求的导热系数≤0.033W/(m·K)的性能指标  。

  2、挤出法工艺

  挤出法石墨聚苯乙烯最初通过德国、奥地利进口进入国内市场 。国内个别企业很早就紧跟行业发展动态  ,投巨资引进世界先进设备 ,自主开发石墨聚苯乙烯新型保温材料  。其产品性能优良  ,能满足高端市场需求  。

  挤出法工艺是选用分子量高的聚苯乙烯为主要原料 ,添加近纳米级的天然鳞片石墨、增韧剂、抗氧剂、阻燃剂等功能材料  ,通过双螺杆挤出机熔融、切粒而成  。颗粒的外形为椭圆形  ,制品的颜色为银灰色 ,带有金属光泽  ,该工艺属于物理混合  ,可以有效保证石墨的添加量  ,分子量高 ,强度大 ,热导性能更佳、更稳定  ,同时  ,由于添加的天然石墨具有阻燃功能  ,更增强了石墨聚苯乙烯的阻燃性  。

  石墨聚苯板在被动房中应用可能存在的问题

  1、没有选择合格石墨聚苯乙烯

  石墨聚苯乙烯板材是由石墨聚苯乙烯颗粒预发、成型、切割而成  。颗粒的性能对制品的应用性能有决定性作用  。石墨聚苯乙烯在国内的使用时间相对较短  。有些厂商用非石墨料  ,如炭黑聚苯乙烯顶替石墨聚苯乙烯 。这将导致保温材料抗拉强度、尺寸稳定性、弯曲变形、导热系数等指标达不到性能指标要求  。在被动房项目一定采用真正的石墨聚苯乙烯作为保温材料 ,以保证保温绝热效果 。

  2、聚苯乙烯板材加工厂故意造假

  为了降低造价  ,部分板材加工厂存在以次充好以获得市场竞争优势  。以下是常见做法:

  (1)短斤少两  ,降低原材料的使用量  。这种做法导致板材强度低、导热系数变大 ,保温隔热性能受损  。

  (2)掺沙子增加板材重量 。这种做法降低了石墨聚苯乙烯的综合物理性能  ,导致强度低、粘结性差、导热系数变大  ,严重影响工程质量和房屋使用寿命  。

  (3)在水中加入表面活性剂 ,向板材中大量渗水 。这种做法导致板材内部的水难以挥发  ,从而引起保温层鼓泡、脱落;同时  ,保温隔热效果大大降低  。

  (4)使用含结晶水的盐做增重物质来提高密度  。这种做法损害了保温板的物理性能  ,导致保温隔热性能、压缩强度、耐久性等严重受损  ,达不到石墨聚苯乙烯板材品质要求  。

  3、板材生产厂家出厂不合格的石墨聚苯板

  板材生产厂家出厂养护期过短的板材 。熟化时间不够的板材制品性能不稳定  ,上墙后产生较大的后收缩  ,进而引起面层开裂;养护期短的聚苯板含水率达不到要求 ,切板后板材弯曲  ,板面平整度差  。

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