石墨泡沫板的成分含量

石墨泡沫板的成分含量目前，用于建筑的保溫材料主要有巖棉板、真空絕熱板、擠塑板、聚苯板和石墨聚苯板。材料的性能各有優(yōu)缺點(diǎn)。巖棉和真空絕熱板的防火等級(jí)都可達(dá)到A級(jí)，但是巖棉的吸濕性很大，且材料的導(dǎo)熱系數(shù)偏高。真空絕熱板的導(dǎo)熱系數(shù)最低，但是施工難度大，工地上真空板起鼓現(xiàn)象并不少見。擠塑板和石墨聚苯板的防火等級(jí)均能達(dá)到B1級(jí)，但是擠塑板的尺寸穩(wěn)定性差，易發(fā)生翹曲變形。2石墨聚苯乙烯特點(diǎn)及應(yīng)用石墨聚苯乙烯（GEPS）是在聚苯乙烯高分子聚合物中導(dǎo)入近納米級(jí)天然鱗片石墨、抗氧化劑、抗老化劑等功能材料，改性合成的石墨聚苯乙烯新型功能材料。由于石墨的特殊層狀結(jié)構(gòu)，使其能夠均勻分布在GEPS顆粒內(nèi)部，形成鏡面反射熱輻射，能夠大幅度提高材料的絕熱效果。除了具備普通EPS板的所有性能外，還具有以下特點(diǎn)：防火性能達(dá)到難燃B1級(jí)、絕熱能力更強(qiáng)、導(dǎo)熱系數(shù)≤0.032W/(m·K)。它含有近納米級(jí)的天然鱗片石墨，可以像鏡子一般反射熱輻射,它的絕熱能力比普通的EPS高出30％，有助于提高能效。石墨聚苯乙烯（GEPS）特點(diǎn)：良好的防火性能、導(dǎo)熱系數(shù)低、尺寸穩(wěn)定性強(qiáng)、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項(xiàng)目中具有性價(jià)比優(yōu)勢(shì)，其構(gòu)造作法如圖1所示。工程實(shí)踐表明，聚苯板保溫產(chǎn)品在保溫領(lǐng)域里應(yīng)用最廣泛，不論是歐洲還是國(guó)內(nèi)，聚苯板保溫體系都具有最大的市場(chǎng)份額(1)優(yōu)質(zhì)石墨聚苯板產(chǎn)品必須滿足如下要求：一是優(yōu)質(zhì)原料用擠出法工藝生產(chǎn)；二是天然鱗片石墨含量在4.5％～5％，導(dǎo)熱系數(shù)低，絕熱性能穩(wěn)定，可保證導(dǎo)熱系數(shù)≤0.032W/(m·K)；三是凈容重18～30kg/m3，板材呈銀灰色；四是折斷泡粒斷面20％～30％以上，燃燒性能B1級(jí)。(2)石墨聚苯乙烯是新型隔熱保溫材料。同普通的EPS板相比，石墨聚苯板具有更低的導(dǎo)熱系數(shù)和更好的耐久性和耐候性的特性，深受人們喜愛。無論在歐洲還是國(guó)內(nèi)，石墨聚苯乙烯常被選作為被動(dòng)房外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫材料。近年來，國(guó)內(nèi)有企業(yè)潛心研發(fā)，瞄準(zhǔn)中國(guó)被動(dòng)房市場(chǎng)的需求，開發(fā)出石墨聚苯乙烯專有技術(shù)，其綜合性能媲美世界先進(jìn)水平，在國(guó)內(nèi)外被動(dòng)房領(lǐng)域大量使用。

(3)國(guó)內(nèi)的石墨聚苯乙烯的生產(chǎn)主要有兩種方法，不但生產(chǎn)工藝大相徑庭，而且產(chǎn)品質(zhì)量有很大差異。

圖4懸浮法與擠出法生產(chǎn)GEPS工藝對(duì)比Fig.4TechnicalcomparisonbetweensuspensionmethodandextrusionmethodtoproduceGEPS

表1懸浮法GEPS和擠出法GEPS生產(chǎn)工藝對(duì)比Table1TechnicalcomparisonbetweensuspensionmethodandextrusionmethodtoproduceGEPS

懸浮法GEPS擠出法GEPS懸浮法GEPS顆粒是沿用EPS顆粒工藝，將石墨、苯乙烯單體及其他助劑在強(qiáng)烈的攪拌作用下，單體被分成小液滴分散的分散介質(zhì)中。采用懸浮法生產(chǎn)GEPS顆粒時(shí)，石墨對(duì)苯乙烯單體的聚合有阻聚作用，石墨的添加量受到限制。部份廠商采用炭黑代替鱗片石墨使板材呈現(xiàn)出黑顏色。擠出法GEPS顆粒是以聚合物聚苯乙烯為主要原料，將將石墨及其他助劑按照一定的物料配比，通過雙螺桿擠出機(jī)擠壓、熔融、剪切和切粒而成。擠出法工藝是物理混合，可以有效地保證石墨的添加量。制品的導(dǎo)熱系數(shù)、力學(xué)性能、尺寸穩(wěn)定性及阻燃性能優(yōu)于懸浮法GEPS制品。

2.1懸浮法工藝國(guó)內(nèi)的懸浮法可發(fā)性聚苯乙烯產(chǎn)業(yè)已居全球之冠，近期隨著房地產(chǎn)市場(chǎng)的縮量，白色可發(fā)性聚苯乙烯已產(chǎn)能嚴(yán)重過?！，F(xiàn)在，國(guó)內(nèi)眾多EPS生產(chǎn)廠家利用白色聚苯乙烯生產(chǎn)裝置，采用懸浮法生產(chǎn)石墨聚苯乙烯，該工藝是以苯乙烯單體為主要原料，在反應(yīng)釜內(nèi)，單體與石墨、引發(fā)劑、阻燃劑、分散劑等混合，通過強(qiáng)力攪拌，被分散成無數(shù)的小液滴。懸浮聚合生成的石墨聚苯乙烯分子量較低，內(nèi)部含水量高，因此板材的強(qiáng)度和穩(wěn)定性略差。另外，石墨對(duì)苯乙烯單體的聚合有一定的阻聚作用，石墨的添加量不能得到有效保證。目前，在中國(guó)市場(chǎng)上出現(xiàn)用炭黑來代替石墨的制品，其顏色為黑色或者淺灰色，導(dǎo)熱系數(shù)偏高，性能不穩(wěn)定。主要原因在于：懸浮聚合不穩(wěn)定，反應(yīng)周期長(zhǎng)，石墨添加量少。為了達(dá)到顏色黑的效果，部分EPS廠家向反應(yīng)體系加入少量石墨輔以炭黑調(diào)色，或者純粹加入炭黑代替石墨，生產(chǎn)“黑色”聚苯乙烯。由于石墨/炭黑的阻聚作用，產(chǎn)品分子量偏低，預(yù)發(fā)后泡粒產(chǎn)生空心現(xiàn)象。這種方法生產(chǎn)出的聚苯乙烯制板粘結(jié)性差，板材熟化后收縮變形。其密度≥18kg/m3板材的壓縮強(qiáng)度達(dá)不到≥0.1MPa的指標(biāo)要求，石墨含量少，達(dá)不到所需的4.5％～5％的最佳加入量，無法滿足被動(dòng)房要求的導(dǎo)熱系數(shù)≤0.033W/(m·K)的性能指標(biāo)。

2.2擠出法工藝擠出法石墨聚苯乙烯最初通過德國(guó)、奧地利進(jìn)口進(jìn)入國(guó)內(nèi)市場(chǎng)。國(guó)內(nèi)個(gè)別企業(yè)很早就緊跟行業(yè)發(fā)展動(dòng)態(tài)，投巨資引進(jìn)世界先進(jìn)設(shè)備，自主開發(fā)石墨聚苯乙烯新型保溫材料。其產(chǎn)品性能優(yōu)良，能滿足高端市場(chǎng)需求。擠出法工藝是選用分子量高的聚苯乙烯為主要原料，添加近納米級(jí)的天然鱗片石墨、增韌劑、抗氧劑、阻燃劑等功能材料，通過雙螺桿擠出機(jī)熔融、切粒而成。顆粒的外形為橢圓形，制品的顏色為銀灰色，帶有金屬光澤，該工藝屬于物理混合，可以有效保證石墨的添加量，分子量高，強(qiáng)度大，熱導(dǎo)性能更佳、更穩(wěn)定，同時(shí)，由于添加的天然石墨具有阻燃功能，更增強(qiáng)了石墨聚苯乙烯的阻燃性。

3石墨聚苯板在被動(dòng)房中應(yīng)用可能存在的問題3.1沒有選擇合格石墨聚苯乙烯石墨聚苯乙烯板材是由石墨聚苯乙烯顆粒預(yù)發(fā)、成型、切割而成。顆粒的性能對(duì)制品的應(yīng)用性能有決定性作用。石墨聚苯乙烯在國(guó)內(nèi)的使用時(shí)間相對(duì)較短。有些廠商用非石墨料，如炭黑聚苯乙烯頂替石墨聚苯乙烯。這將導(dǎo)致保溫材料抗拉強(qiáng)度、尺寸穩(wěn)定性、彎曲變形、導(dǎo)熱系數(shù)等指標(biāo)達(dá)不到性能指標(biāo)要求。在被動(dòng)房項(xiàng)目一定采用真正的石墨聚苯乙烯作為保溫材料，以保證保溫絕熱效果。

3.2聚苯乙烯板材加工廠故意造假

為了降低造價(jià)，部分板材加工廠存在以次充好以獲得市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。以下是常見做法：(1)短斤少兩，降低原材料的使用量。這種做法導(dǎo)致板材強(qiáng)度低、導(dǎo)熱系數(shù)變大，保溫隔熱性能受損。(2)摻沙子增加板材重量。這種做法降低了石墨聚苯乙烯的綜合物理性能，導(dǎo)致強(qiáng)度低、粘結(jié)性差、導(dǎo)熱系數(shù)變大，嚴(yán)重影響工程質(zhì)量和房屋使用壽命。(3)在水中加入表面活性劑，向板材中大量滲水。這種做法導(dǎo)致板材內(nèi)部的水難以揮發(fā)，從而引起保溫層鼓泡、脫落；同時(shí)，保溫隔熱效果大大降低。(4)使用含結(jié)晶水的鹽做增重物質(zhì)來提高密度。這種做法損害了保溫板的物理性能，導(dǎo)致保溫隔