EPS与XPS的特性差异

1概念

EPS为模塑聚苯乙烯泡沫塑料，简称模塑聚苯板或膨胀聚苯板。EPS板是以可发性聚苯乙烯颗粒为原料，经加热预发泡，在模具中加热成型而制成的具有微细闭孔结构的泡沫塑料板材。分为普通型和阻燃型两种类型。

XPS为挤塑聚苯乙烯泡沫塑料，简称挤塑聚苯板。XPS板是以聚苯乙烯、多种助剂、发泡剂在挤出机中混合、熔融、加压、混炼后，经过模头挤出，压力释放，发泡剂气化形成微小气泡，被包覆在聚苯乙烯膜泡内，冷却定型成截面均匀、闭孔蜂窝状的板材

2性能指标

EPS和XPS的物理机械性能指标分别见表1、表2。从表中可以看出，国标对EPS和XPS两种保温材料的指标要求大体相同，略有差异。

3 特性分析

3.1 表观密度

表观密度是指材料在自然状态下单位体积的质量，单位为kg/m3。表观密度是影响导热系数的因素之一。从表1可以看出，EPS的导热系数随表观密度的增加而减小，表观密度小于 15kg/m3的EPS不在国标规定范围之内。EPS本身的多孔结构及其应用实践表明，在最佳密度范围内，表观密度与导热系数之间存在一定的相关性。为了使用方便，并保证达到节能设计的要求，实际工程中通常对EPS的表观密度进行控制。这种现场检验的局限性，造成了一部分厂家通过在EPS中添加铁粉、石粉等增重剂来提高产品的表观密度以次充好的现象。所以，进行二次复试是确保EPS质量合格的重要环节。

从表2可以看出，XPS的物理机械性能指标中没有表观密度项。这并非表明表观密度大的XPS一定具有较高的保温隔热性能。由于XPS内部存在大量的隔绝空气流动的闭孔气泡，只有合适的发泡率及均匀泡孔的结构才能够达到最佳的保温隔热效果。表观密度大、发泡率低、压缩强度增大，保温性能反而会减小。

可见，导热系数和压缩强度之间保持恰当的关系，是保证产品性能的关键。因此，国标中对这两项指标同时加以控制。值得注意的是，目前国产厂商为降低成本而大量采用回收旧料，回收旧料经过多次的高温、高压和剪切作用，分子链被剪断变短，分子量变小，破孔率增大，发泡孔成膜性和成孔性变差，孔壁变厚，硬度增大，弹性差，产品寿命缩短。此类产品的表观密度和压缩强度都很大，但保温隔热性能却难以保证。

3.2抗压和抗拉强度

由表1、表2可以看出，国标规定以压缩强度来衡量产品的抗压性能，且随着压缩强度的增加，导热系数逐渐减小。XPS的压缩强度为150kPa～500kPa，甚至更高，但必须满足导热系数小于0.030W/（m·K）的要求；而EPS的压缩强度为60kPa～400kPa，且随表观密度的增大而增加。根据行标JG149-2003《膨胀聚苯板薄抹灰外墙外保温系统》的要求，EPS在符合国标规定指标的同时，强制要求其抗拉强度不得小于 100kPa。EPS的表观密度和抗拉强度有关，通常，表观 密度为18kg/m3的EPS抗拉强度为110kPa～120kPa，表观密度为20kg/m3的EPS抗拉强度在140kPa左右。

3.3绝热性能与经济性

由表1、表2可知，XPS的导热系数比EPS小， EPS的导热系数小于0.041W/（m·K），XPS的导热系 数小于0.030W/（m·K），且绝热性能随表观密度的增大而逐渐提高。EPS与XPS均为闭孔结构，材料内部气体相互隔离，避免了空气流动散热，从而确保了其保温性能的持久和稳定。XPS的闭孔率达到了99%以上，EPS的闭孔率为80%。实践表明，30mm厚XPS板的保温效果等同于50mm厚的EPS板。因此，若要达到相同的保温效果，EPS的厚度需要比XPS增加30%左右。而XPS的价格约为EPS的2倍。故综合考虑， EPS的经济性优于XPS。

3.4 应力变形

EPS通常在常压下自由发泡，然后经过熟化、模 塑（终发泡）、大板养护等过程，用时几天。其孔结构基本为圆形，孔间融合也较好，整体稳定性较好。而XPS的发泡过程几乎是在瞬间完成的，由高温高压瞬间变为常温常压，发泡过程难以控制。在发泡的同时，又受到整平机的挤压，使其几乎只能延长度和宽度方向膨胀。因此，XPS的内部孔结构基本为梭形。这种梭形孔的尖端在受到外力作用（如温度应力等）时，就会产生应力集中，应力集中到一定程度就会引起形变。因此， XPS比EPS更易产生应力变形。

3.5 抗湿性 绝大多数保温隔热材料在受潮或吸水后，绝热性能会下降。由于聚苯乙烯的分子是疏水性的，且EPS和XPS具有完整的闭孔结构，所以，即使将其浸没在水中，也能保持较低的吸水性。

对比表1、表2可知，XPS的吸水率低于EPS。这是因为两种材料的生产工艺不同。EPS将聚苯乙烯树脂及其他添加剂合成聚苯乙烯小球，然后将其进行热压以融合而制成板材。小球本身具有闭孔式组织结构，且小球壁与壁之间彼此融合，但在小球之间还存在未封闭的空间。由于小球壁是不透水的，水仅能从小球之间的微小空间透过，这些空间就可能成为水分进入和存在的途径或场所。而XPS的成形工艺确保了其具有完整的闭孔式组织结构，在各球囊之间基本没有空隙存在，具有均匀的横截面和连续平滑的表面，水分基本无法进入。这种结构使其即使处在低温结冻的状态下，也会具有较强的抗湿性能，从而保证了其较高的保温隔热性能。

3.6燃烧性能

国标要求EPS的燃烧性能为氧指数不小于30%， 燃烧分级达到B2级；XPS的燃烧分级应达到B2级。氧指数是指极限氧指数，为规定的试验条件下获得的最大氧气浓度。通常，氧指数越高，材料的阻燃性能越好。按照GB8624-1997《建筑材料燃烧性能分级方法》的规定，燃烧分级划分为不燃类材料（A级）和可燃级材料（B级）两大类。B级又按照可燃程度细分为B1级、B2级和 B3级。其中，B2级的判定须同时满足氧指数≥26、平均 燃烧时间≤90s、平均燃烧范围≤50mm的指标。

EPS是一种碳氢化合物，含残留石油气，所以普 通EPS制品易燃，且燃烧时发光，即使离开火焰仍继续燃烧并产生浓烟和熔融滴落。建筑节能要求使用阻燃型EPS，即通过在EPS原料中加入有机卤化物等阻燃剂来改变其燃烧性能，从而达到使用要求。在工程应用前，必须给出足够的储存时间，让影响阻燃性能的残留发泡剂从泡沫体中最大限度地扩散出去。测试时，应当按照GB/T2406-1993塑料燃烧性能试验方法氧指数法的规定，首先将样板陈化28d。

按照国标GB8624-1997《建筑材料燃烧性能分级方法》的规定，XPS的燃烧性能应达到B2级（氧指数≥26）。B2级是实验室状态下按国标要求的检测结果，有严格的测试条件，不能简单理解为离火自熄。在实际工程中，通常采用明火点燃直立（非倾斜）XPS挤塑板的立面（非棱角）的方法来判断是否离火自熄，该法具有可借鉴之处，但不科学。另外，目前许多XPS生产厂家大量使用再生料来降低XPS价格，这种做法使 XPS的阻燃性大幅降低，埋下诸多安全隐患。

3.7 其他

EPS板的质地较软，易打磨，异型板易于现场加 工；而XPS板由于强度高、质地较硬，不易打磨，整体平整度难以保证，饰面砂浆也很难掩饰板缝，尤其是曲线造型及弧形段。所以，EPS的粘贴效果优于XPS。此外，XPS施工时，需要将表皮打毛及涂刷界面剂（液体），这样材料更容易产生形变，增加了施工难度。

EPS板在自然条件下陈化42d以上或在60℃蒸 汽中陈化5d以上，可完成其干缩过程。若提前使用，水分和气体的挥发会使EPS板产生收缩而导致板缝处开裂。目前，由于很多EPS板企业以销定产，受到工期的限制，将陈化时间不够的EPS板提供给工程使用，埋下墙体开裂的隐患。因此，施工单位须提前订购，以确保存放时间，必要时，可要求厂家采取蒸汽养护的措施，以确保工程质量。

4在建筑节能中的应用

对于EPS和XPS，应根据两种材料的不同特性， 因材制宜地选择应用于建筑的不同节能部位。

EPS系统保温效果较好，施工工艺简单，通过短期 培训即可上岗，且价格适中，便于推广。目前，该系统已经形成体系，技术较成熟，适用于建筑外墙外保温。

XPS具有致密的表层及闭孔结构内层，其导热系 数大大低于同厚度的EPS，使用厚度可大幅减少；内层的闭孔结构使其具有较高的水蒸气渗透阻，在一定程度上减少了冷凝受潮。同时由于吸水率低，在长期潮湿的环境中，仍可保持良好的保温隔热性能；抗压强度较高（至少在250KPa以上）；安全工作温度范围大，适用于-30℃~70℃的温度范围且不易分解或软化。故XPS适用于地下墙体和倒置式屋面保温。

JG149-2003《膨胀聚苯板薄抹灰外墙外保温系统》

GB/T10801.1-2002《绝热用模塑聚苯乙烯泡沫塑料》.

GB/T10801.2-2002《绝热用挤塑聚苯乙烯泡沫塑料（XPS）》.

GB8624-1997《建筑材料燃烧性能分级方法》.