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淺談防火阻燃材料新突破

2011年02月12日 11:12來源: >>進入該公司展臺人氣:2289


  一、國內外經濟發展對本行業的技術創新要求
  
  建筑和其它構筑物中使用的材料、產品及組件的火災危險性,需要我們長期給予關注和加以規范。大多數可燃性氣體、固體或液體已為大家所認識和了解,并已對其生產、運輸和使用進行了管理和控制,以前當可燃材料作為建筑結構部件時,其防火規定要比作為裝飾、裝修材料嚴格得多,但我們更深入地了解此類產品造成的火災后,發現zui近幾年建筑內裝飾、裝修材料的火災危害性和風險性不斷增加,因而倍受重視。
  
  一種新型的防火板材——聚合秸稈多功能防火板材被選為第29屆奧運會主會場——國家體育場“鳥巢”工程的防火材料。這種防火板材以優良的防火、防水性能、較高的強度、較輕的重量、符合環保要求和價格低廉擊敗國內眾多的競爭對手脫穎而出,意味著中國的民用防火板材性能走到了世界的前列。
  
  TM是一種由三聚氰胺樹脂制備的柔韌性的開孔泡沫。這種由纖細而易成型的絲線構成的精細三維網狀結構的熱固性塑料具有良好的吸音性能,極低的密度,B1級阻燃性能,無纖維結構,環保易于安裝等特點。在建筑業,機器制造工業,交通工具(飛行器,火車,汽車等)以及在日用品行業得以廣泛應用。Luran®S具有高度的耐熱性,耐化學性以及的耐侯,耐老化和耐黃變性。即使長期暴露在戶外,這種丙烯腈、苯乙烯和丙烯酸酯共聚物也不會出現常見的黃變現象。覆有Lura®S薄膜的門、窗等建筑部件可耐受雨水、陽光、極度寒冷的考驗,還具有的抗紫外性能,因而受到越來越多的用戶青睞。
  
  又如,國外對透明防火涂料的研究起步較早,zui早出現在1948年,從20世紀60年代至今,透明防火涂料的研究非常活躍并取得了較大進展。但由于透明防火涂料與通用涂料相比,既要求其具有良好的理化性能和優異的裝飾性能,又要具有良好的阻燃性能,所以開發工作的難度很大。即便在國外也很少有*成熟的產品,涂料體系的穩定性較差,目前在市場上還沒有使用壽命超過3年的產品。
  
  根據國外發達國家的同類技術經驗和我國廣大用戶不斷提出的更高要求,防火涂料的開發與應用中還存在一些差距和問題。如多數企業的生產規模都不大,工藝流程自動化水平不高,不少產品的配方工藝大同小異,缺乏固有特性;對于防火涂料的原料研究不夠,缺乏于膨脹型防火涂料的樹脂;防火涂料生產與施工的設備還不配套;防火涂料在工程中應用,對類型品種的選擇、保護層厚度的確定、施工質量的監管、使用過程中的維護修復等都存在著問題。在實際工作中,發現目前消防執法中對各種裝飾材料的阻燃監督依舊停留在“經驗時代”。有些娛樂場所都未對各種可燃裝修進行阻燃處理,其防火意識不強,而有些防火涂料價格偏高,阻燃效果不佳也是存在的瓶頸。
  
  近年來通過*技術的引進,我國的防火材料技術有了較大的提高,特別是在綠色、新型及高科技含量防火材料方面,有了長足的進步,防火材料的綜合性能有了較大的改善,但是與*的防火材料相比,還存在著較大的差距。在引進吸收的基礎上,通過我國的自主研發能力,勇于創新,使我國的防火材料技術及產業得到快速發展。
  
  二、本行業的技術發展趨勢
  
  防火材料技術涉及的內容十分龐雜。
  
  為發展我國社會發展和目標所需求的技術,按照消防技術選擇原則給出技術選擇,確定發展順序,將所需技術歸為防火涂料技術、防火板材技術、防火密封材料技術、阻燃裝修材料技術等。
  
  結合對國外已有的和較為成熟的技術主要采取引進為主,消化吸收后集成創新為輔。在世界上正在、將要研發的消防技術領域中,選擇我國有一定技術積累并對消防事業有重大牽動作用的*,特別是世界的能夠提高消防產品品質、降低生產成本的綠色技術,整合資源、集中力量,優先發展。即結合消防技術的選擇原則和發展途徑,做出我國發展消防技術的選擇和發展順序。
  
  從增加產品安全與實用性出發,提高持久耐用性,推出節省能源、資源與成本的產品,是近年來防火材料市場發生的變化。從這此新產品可以看出,該領域產品更新換代快,正向著、節能、環保、節省方向發展。
  
  2.1防火涂料技術發展
  
  無機阻燃劑中又以磷系阻燃劑為主要發展趨勢。國內外在阻燃劑方面努力向超細化、微膠囊化、表面處理、協同增效復合化等方面進行產品開發。新型鹵系阻燃劑的發展趨勢是提取高分子量,改進分子結構,添加防滴落助劑,提高耐熱性、耐噴霜性、加工性和衛生安全性,同時找尋多溴二苯醚的代用品也將受到重視。總而言之,多功能化、阻燃性能突出、環保且壽命長是防火涂料。
  
  無機型的防火涂料從節省能源、降低成本、防污染等方面來看,具有有機防火涂料無法達到的優點,是一個很有潛力的研究發展方向。研制一種防火性能好、理化性能優良、成本低的透明無機防火涂料的意義就不言而喻了。合成穩定的阻燃劑和將成膜樹脂與阻燃體系結合在一起是透明防火涂料研究的方向。如合成低聚磷酸酯可用做透明防火涂料阻燃體系的脫水催化劑;含發泡劑組分的改性氨基樹脂用做成膜樹脂可減少阻燃劑用量;將阻燃劑接枝在成膜樹脂上可提高防火涂料的使用壽命。目前國外已開始研究集催化、成炭、發泡于一身的阻燃體系,如果研制成功,就可與常用裝飾性清漆結合,制備出使用壽命長的透明防火涂料。
  
  防火涂料關鍵部分是阻燃劑,近年來,阻燃技術的研究和阻燃產品的開發應用已受到各界重視。主要的發展方向有:
  
  (1)開發多效、、低水溶性脫水成炭催化劑和發泡劑;
  
  (2)多種阻燃劑協同作用合理搭配;
  
  (3)樹脂的拼合改性,完善防火涂料的防火性能和理化性能;
  
  (4)膨脹型和非膨脹型防火涂料相結合;
  
  (5)無機無鹵膨脹型防火涂料。
  
  2.2防火板材技術發展
  
  相比傳統的板材,現代新型環保的板材更受人們的喜愛。不但是價格因素的關系,人們環保意識的增強也是一個很重要的推動。環保的時尚讓板材制造商們不能只單單的關注原料的價格和工藝,對原料的選擇上也有了非常高的要求。高層建筑的增多,出現的防火要求和高強度要求也在重新考驗著板材的性能。
  
  一些易燃板材已被限制使用,人們對環保和健康的關注也對板材提出了更高的標準。
  
  發展方向有:
  
  (1)板材無機化
  
  硬硅鈣板是代表90年代*水平的理想鋼結構耐火保護新型裝飾防火板材,特別適用于高層(超高層)寫字樓、賓館、大型商業中心、娛樂中心、計算機房、大型工業廠房、庫房等鋼結構建筑及防火重點區域的防火保護和裝飾工程。
  
  (2)板材輕質化
  
  Palusol®防火板材為一種膨脹型建筑材料,其主要成份為水合硅酸鈉,受熱后會膨脹。在建筑中采用內置Palusol®板材,反應溫度低(100°C就開始膨脹),反應時間短,并在一定時間內(長達120分鐘)保持良好的防火和隔煙性能,達到隔熱和噪音隔離的效果。該材料還具有質量輕、厚度薄的特點,利于降低建筑構件成本。由Palusol®板材制成的防火門、防火套管等建筑部件效用長達數年之久,是長期安全防火的明智選擇。
  
  2.3防火密封材料技術
  
  在國內已開發成功并大量應用于防火封堵工程的建筑防火封堵材料主要是通過添加鹵素阻燃劑來獲得優良的阻燃性。在火災發生時,雖然鹵素材料有良好的阻燃效果,但是會釋放出大量的煙霧和氯化氫氣體,這些煙霧和氯化氫氣體會刺激人眼和呼吸系統;阻礙消防人員和救援人員的滅火和搶救工作;并可導致單純由火所不能引起的電器系統開關和其他金屬物件的腐蝕。近幾年來,越來越多的國家已制定或頒布法令,對某些制品進行燃燒毒性試驗或對某些制品的使用所釋放的酸性氣體做出規定,取代鹵素阻燃劑開發無鹵阻燃劑已成為世界阻燃材料領域的發展趨勢。
  
  隨著上熱膨脹防火技術(IntumexTechnology)的不斷發展,研制和應用具有膨脹阻燃性能、滿足環保要求、施工更加方便,并且價格相對低廉的新型系列建筑貫穿防火封堵產品已經越來越受到本行業的重視。
  
  (1)的膨脹阻燃效果
  
  在發生火災時,本系列產品具有高超的阻燃功能,當燃燒溫度低于200oC時能夠吸熱膨脹,膨脹后的體積超過原體積的3倍至10倍,足以全部堵塞建筑結構的間隙或管線設備穿孔周圍的空隙部分,并且能夠封閉各種塑料管、電纜絕緣層和管道保溫層被燒毀所造成的空隙和孔洞,使在起火場內達到防火、防煙的獨果;當燃燒溫度繼續升高時,膨脹后的材料能形成高強度的隔熱炭化保護層,其阻燃時間可達4小時而不致被破壞,從而使各個防火分區之間互不影響,將火勢控制在火源的防火分區之內,使建筑物火災的損失降低到zui低。
  
  (2)低煙、無毒害性能
  
  應用熱膨脹防火工藝制備的上述系列防火封堵產品具有在燃燒過程中發煙量少、無毒性、無腐蝕性氣體產生,遇火會膨脹;對長時間或重復暴露在火焰中有*的抵抗性等優點。FSP無鹵膨脹有機防火堵料屬于新型的有機防火堵料,在火焰的作用下其體積膨脹倍率大于3,耐火極限為一級(大于240min)。適用于建筑結構間隙、絕緣管、電線電纜及金屬管道的貫穿防火封堵,尤其適用于現有非膨脹型有機防火堵料難以保證防火封堵效果的密集分布電纜孔(隧道)的防火封堵。
  
  WFC水基無鹵膨脹防火密封膠由化學合成的彈性體制成,單組分,既開既用型。
  
  時間小于30min。
  
  CPB復合型超級膨脹防火板是一種全新概念的建筑防火封堵產品,膨脹倍率大于10,耐火極限為一級(大于240min),主要用作大開孔防火封堵,包括空開口、多根電纜的貫穿孔、豎井、總線槽及電纜橋架的貫穿防火封堵,*可以替代傳統的有機防火堵料、無機堵料、阻火包、無機耐火板等材料,應用復合型無鹵膨脹防火板進行防火封堵可以實現干法施工,大大地縮短施工周期,降低工程成本
  
  建筑排水PVC管用阻火圈主要用于建筑排水系統不同規格PVC管的防火,防火封堵時間為3分鐘,火災發生時可以在較短的時間內封閉PVC管的貫穿孔,有效地防止火焰和煙氣延排水系統的蔓延。
  
  2.4阻燃裝修材料技術
  
  應當加強新產品的研發工作,例如開發在性能、價格及環保方面都可為用戶承受的無鹵阻燃材料,開發具有*性能(如低滲出、高流動性、高耐熱性、與玻纖相容等)的改性型阻燃工程塑料(如聚碳酸酯、聚酰胺、聚對苯二甲酸丁二酯及它們的合金等),特別是無鹵膨脹型成炭阻燃材料。從保護人類生態環境及人類健康考慮,我們開發的新型阻燃材料除了應滿足一般要求外,還應具備下述生態及環保特點:①對人、動物及植物無害;②難遷移,即阻燃劑不因蒸發或洗提而從材料中釋出;③熱裂或燃燒時釋出的有毒及/或腐蝕性氣體(包括煙塵)量低;④易回收,不惡化或較小惡化機械回收產品的性能;⑤與環境相容,即對環境無害,或能在環境中安全降解。
  
  (1)采用阻燃材料是提高防火安全水平,減少火災損失的戰略性措施之一,它有助于改善人們的生活質量,有助于減災和保護環境。只有通過阻燃,才能保證高分子材料在現代社會中的安全使用。賦予產品阻燃性,是社會和制造商對消費者應有的承諾。
  
  (2)阻燃高分子材料正面臨來自愈來愈嚴格的阻燃標準和環保法規的挑戰,今后使用的阻燃材料,必須同時滿足這兩方面的要求,兩者必須兼得。
  
  (3)中國的阻燃材料工業應調整產品結構,提高產品檔次,根據實際情況,適期加速阻燃材料的無鹵化進程。但在相對長時期內,一些性價比優良和與環境兼容的溴系阻燃材料的應用前景仍然是肯定的。
  
  (4)中國應逐步推廣采用阻燃材料,在一些*產品和與人們大眾安全息息相關的產品中采用阻燃材料,以提高整個社會的防火安全水平和產品使用的安全性,并與接軌。而為了實現這一點,應大力推進我國阻燃法規和標準的建設。
  
  2.5綠色防火材料技術
  
  綠色消防技術是以綠色化學和阻燃技術為基礎,以可再生資源或可循環使用的材料為原料生產阻燃材料,盡力實現阻燃材料的低毒、低煙和無污染性。綠色消防技術涉及的面很廣,例如潔凈阻燃技術,這方面的技術開發成功將使建筑防火材料的防火性能得到改進,從而減少建筑物的火災荷載量,減緩火勢的蔓延,降低材料燃燒時的煙氣濃度和毒性,為火場疏散逃生創造條件,并且還可從根本上降低起火成災的幾率。
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