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保温棉阻燃性能测试常见不合格原因

三方检测单位 2020-03-19

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保温棉作为建筑外墙、工业设备保温的核心材料,其阻燃性能直接关系到场所的消防安全。若阻燃测试不合格,不仅会失去保温防护的意义,还可能在火灾中加速火势蔓延,引发严重后果。本文结合实际检测案例,梳理保温棉阻燃性能测试常见的不合格原因,帮助行业从业者针对性优化生产与质量控制。

原料选择不符合阻燃要求

保温棉的基础阻燃性能取决于原料本身的特性,部分厂家为降低成本,选择阻燃等级不达标的原料,直接导致测试不合格。比如聚苯乙烯保温棉,阻燃型聚苯乙烯(EPS)的氧指数需≥30%(符合GB 8624-2012中B1级要求),但有些厂家用普通聚苯乙烯(氧指数约20%)代替,测试时样品遇火迅速燃烧,火焰高度超过标准限值。再比如岩棉,其主要原料为玄武岩(含二氧化硅、氧化铝等阻燃成分),若厂家降低玄武岩含量,掺入更多普通岩石(如石灰岩,含碳酸钙,高温下分解产生二氧化碳但阻燃性弱),会导致岩棉的耐燃温度从1000℃降至700℃以下,测试时背火面温度快速上升。

还有些厂家使用回收原料,比如回收的聚苯乙烯颗粒中混有塑料薄膜、纸屑等可燃杂质,这些杂质在测试时会加速燃烧。某检测单位曾遇到一例:某厂家用回收EPS颗粒生产保温棉,样品氧指数仅19%,远低于B1级要求,燃烧时产生大量黑烟和熔融滴落物,不符合阻燃测试的烟密度和滴落物要求。

阻燃剂添加量不足或分布不均

阻燃剂是提升保温棉阻燃性能的关键辅助材料,但添加量不足或分布不均是常见问题。比如卤系阻燃剂(如十溴二苯乙烷),需按原料质量的5%-8%添加才能达到B1级要求,但若厂家为降低成本仅添加2%,氧指数会从35%降至25%以下。还有些厂家因计量设备故障,实际添加量比设计值少30%,导致测试时样品无法自熄。

分布不均的问题更隐蔽,多因混合设备老化或操作不当导致。比如玻璃棉生产中,氢氧化铝阻燃剂需与玻璃熔液充分混合,若搅拌时间从规定的30分钟缩短到15分钟,会导致部分纤维中的阻燃剂含量仅为设计值的50%。某厂家的玻璃棉样品测试时,局部区域快速燃烧,火焰高度达30cm(标准要求≤15cm),剖开样品观察发现,燃烧区域的阻燃剂颗粒稀疏,而未燃烧区域则聚集大量阻燃剂。

生产工艺参数控制不当

生产工艺参数直接影响保温棉的阻燃性能,常见的问题包括熔融温度过高、成型速度过快、固化温度过低。比如岩棉生产中,熔融炉温度需控制在1400℃-1500℃,若超过1600℃,添加的二氧化钛阻燃剂会分解为二氧化钛和氧气,失去阻燃作用。某岩棉厂因熔融炉温控系统故障,温度升至1650℃,生产的岩棉氧指数从32%降至28%,测试时样品持续燃烧超过2分钟(标准要求≤30秒)。

成型速度也很关键,比如玻璃棉成型时,速度过快会导致纤维直径从6μm变粗到10μm,孔隙率降低,热量容易积聚。某厂家为提高产量,将成型速度从2m/min提高到3m/min,生产的玻璃棉在阻燃测试中,背火面温度从50℃升至120℃(标准要求≤100℃),未通过测试。此外,固化温度过低(如酚醛树脂固化温度低于180℃),会导致树脂未完全交联,遇火时分解产生甲醛、苯酚等可燃气体,加剧燃烧。

成品后处理环节缺失

很多厂家忽视成品后处理,导致阻燃性能不稳定。比如硅酸铝保温棉生产后,需进行“高温时效”处理(即在200℃下烘烤2小时),目的是去除残留的可燃有机物(如未反应的硅溶胶、粘结剂)。若省略这一步,样品中的可燃有机物遇火会燃烧,导致火焰高度超标。某厂家的硅酸铝保温棉样品,未做高温时效处理,测试时火焰高度达25cm,而做过处理的样品仅10cm。

还有表面防水处理不当,比如用可燃的石蜡乳液作为防水剂,虽然提高了防水性能,但石蜡本身可燃,会降低整体阻燃效果。某复合保温棉厂家用石蜡乳液处理表面,样品氧指数从30%降至26%,测试时表面防水层先燃烧,引燃内部保温棉,导致整体燃烧时间延长。

纤维结构设计不合理影响阻燃效果

保温棉的纤维结构(直径、排列、密度)会影响阻燃效果。比如纤维直径过细(≤5μm),比表面积大,与氧气接触更充分,燃烧速度更快。某玻璃棉厂家为提高保温性能,将纤维直径从6μm降到4μm,结果氧指数从32%降至28%,测试时燃烧速度从1cm/s加快到2cm/s。

纤维排列过于紧密也会出问题,比如岩棉板压缩密度从120kg/m³提高到150kg/m³,孔隙率从70%降至60%,热量难以散发,背火面温度上升更快。某检测案例中,某厂家的高密度岩棉板,背火面温度在测试10分钟后达到130℃(标准要求≤100℃),未通过测试。此外,分层结构设计错误,比如外层用低阻燃的玻璃棉,内层用高阻燃的岩棉,火焰容易突破外层,引发内层燃烧,导致整体阻燃性能下降。

外购辅助材料引入安全隐患

外购的辅助材料(如粘结剂、贴面材料)若阻燃性能不达标,会拖累整体效果。比如粘结剂,普通酚醛树脂含有的可燃成分(如甲醛)高达10%,而阻燃型酚醛树脂仅含2%以下。某复合保温棉厂家用普通酚醛树脂粘结岩棉和玻璃棉,成品氧指数从35%降至28%,测试时粘结剂先分解产生可燃气体,引发整体燃烧。

贴面材料也是常见隐患,比如用普通铝箔贴面(表面涂有可燃的丙烯酸胶)代替阻燃铝箔(涂有硅酮胶),贴面燃烧时会引燃内部保温棉。某厂家的铝箔贴面保温棉,测试时贴面在30秒内燃烧,火焰蔓延至内部,导致样品持续燃烧超过1分钟,不符合自熄要求。

检测前样品预处理不规范

样品预处理不规范会导致测试结果不准确,甚至误判为不合格。比如GB/T 2406-2008规定,样品需在23℃、50%RH环境下放置24小时,若样品未达标就检测,潮湿的样品会因水分蒸发影响燃烧速度,导致火焰高度异常。某厂家的岩棉样品,刚生产出来就送测(含水率10%),测试时火焰高度达20cm,而放置24小时后(含水率2%),火焰高度仅12cm,符合要求。

还有样品尺寸不符合要求,比如裁剪时尺寸过小(标准要求100mm×100mm×50mm),测试时火焰容易蔓延到样品外,导致燃烧时间计算错误。某厂家的样品尺寸为80mm×80mm×40mm,测试时燃烧时间比标准值短30秒,被误判为不合格,重新按标准尺寸裁剪后,结果符合要求。此外,样品表面有油污或杂质(如生产时残留的润滑油),遇火会燃烧加剧,导致烟密度超标。

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