氟利昂/二氧化碳混合發(fā)泡對(duì)納塑保溫板泡孔結(jié)構(gòu)影響的研究

馬道貞 王延明 喬 林

（1.中國(guó)建筑科學(xué)研究院防火所，北京 100000；2.山東創(chuàng)偉外墻保溫材料集團(tuán)有限公司，山東 濟(jì)南 250000）

近年來(lái)，在國(guó)家政策推動(dòng)和技術(shù)進(jìn)步等一系列利好因素的驅(qū)動(dòng)下，我國(guó)隔熱保溫材料行業(yè)迎來(lái)新的發(fā)展機(jī)遇。預(yù)計(jì)到2022 年，我國(guó)外墻保溫材料市場(chǎng)規(guī)模將超過(guò)1750 億元，年增長(zhǎng)率將達(dá)到12%，前景向好。我國(guó)外墻保溫材料行業(yè)的發(fā)展歷程就是行業(yè)產(chǎn)品的技術(shù)發(fā)展方向變化史。上世紀(jì)末，主流產(chǎn)品是珍珠巖、巖棉、玻璃棉等保溫材料；到本世紀(jì)前10 年，主流產(chǎn)品變?yōu)閿D塑板、聚氨酯等有機(jī)保溫材料。納塑保溫板作為隔離式納塑板系列產(chǎn)品的基材，具有低導(dǎo)熱的顯著特點(diǎn)，如何通過(guò)改性手段獲得更低導(dǎo)熱的納塑保溫板對(duì)于產(chǎn)品保溫性能的提升具有重要意義。

1 氟利昂/二氧化碳混合發(fā)泡對(duì)納塑保溫板泡孔結(jié)構(gòu)的影響

氟利昂發(fā)泡劑具備發(fā)泡能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，但同時(shí)也存在發(fā)泡孔徑大、閉孔率低等問(wèn)題。而泡孔結(jié)構(gòu)直接影響保溫板的導(dǎo)熱系數(shù)。泡孔孔徑越大，泡孔壁越厚，閉孔率越低，則保溫板的導(dǎo)熱系數(shù)越大。因此，單純以氟利昂作為發(fā)泡劑難以制得低導(dǎo)熱的保溫板。

二氧化碳發(fā)泡劑作為一種新型發(fā)泡劑，可使聚合物熔融體流動(dòng)度增強(qiáng)20%～40%，降低聚合物熔融體黏度，使聚合物熔融體更易擠出。且二氧化碳發(fā)泡制品的泡腔小于10μm，泡孔密度大于1×108 個(gè)/cm3，閉孔率可高達(dá)95%以上。但二氧化碳流體在聚苯乙烯中的溶解度較低，且擴(kuò)散系數(shù)較大，因此，完全用二氧化碳發(fā)泡劑又難于制備低密度的聚合物發(fā)泡材料，反而會(huì)發(fā)泡制品的保溫性能降低。

因此，在納塑保溫板生產(chǎn)工藝中采用氟利昂發(fā)泡劑與二氧化碳混合發(fā)泡劑發(fā)泡，在其他工藝條件不變的前提下研究不同比例的氟利昂發(fā)泡劑與二氧化碳發(fā)泡劑混合對(duì)納塑保溫板泡孔結(jié)構(gòu)的影響，如圖1～3 所示。

圖1 混合發(fā)泡劑中二氧化碳發(fā)泡劑占比對(duì)泡孔直徑的影響

圖2 混合發(fā)泡劑中二氧化碳發(fā)泡劑重量占比對(duì)泡孔壁厚的影響

圖3 混合發(fā)泡劑中二氧化碳發(fā)泡劑重量占比對(duì)閉孔率的影響

由圖1～3 可以看出，采用氟利昂/二氧化碳混合發(fā)泡納塑保溫板，隨著二氧化碳發(fā)泡劑重量占比的增加，納塑保溫板泡孔直徑和泡孔壁厚整體均呈現(xiàn)先降低后增高的趨勢(shì)，而納塑保溫板閉孔率則呈現(xiàn)先增高后降低的趨勢(shì)。當(dāng)二氧化碳重量占比為75%時(shí)，納塑保溫板泡孔直徑最小，泡孔壁最薄，分別僅為50μm 和0.5μm 左右；而閉孔率此時(shí)最高，達(dá)到98%以上。

2 結(jié)語(yǔ)

采用氟利昂/二氧化碳混合發(fā)泡可優(yōu)化納塑保溫板的泡孔結(jié)構(gòu)，且當(dāng)氟利昂發(fā)泡劑與二氧化碳發(fā)泡劑的混合重量占比為25%和75%時(shí)，納塑保溫板的泡孔結(jié)構(gòu)最優(yōu)。此時(shí)，納塑保溫板泡孔直徑最小，泡孔壁最薄，分別僅為50um 和0.5um 左右；而閉孔率此時(shí)最高，達(dá)到98%以上。