【中国幕墙网 01月28日消息】
作者简介:
殷宜初,男,1931年出生,上海市合成树脂研究所原总工程师,教授级高级工程师,美国尖端材料技术协会(SAMPE)国际理事,主要从事高分子材料研发和生产。
2007年,他发明的新型防火节能建材酚醛泡沫,获得了第21届上海市优秀发明奖;2009年5月,他在美国巴尔的摩市会议中心被授予SAMPE终身荣誉会员成就奖。
随着聚苯乙烯泡沫(PS)、聚氨酯泡沫(PU)墙体保温材料被广泛应用于公共与民用建筑以来,火患事故接连不断。2009年2~4月仅媒体报道,3个月就发生了多起触目惊心的重大火灾,其火灾原因大多是使用了易燃的PS或PU墙体保温材料。火灾惨剧逐年上升,造成生命财产的巨大损失,已引起人们对建筑墙体外保温材料的高度重视和关心。保温材料的研发和墙体保温系统设计,应将安全与节能、防火与保温一起放在首要位置,建筑节能必须推进,墙体外保温材料亟待升级换代。
一、酚醛泡沫(PF)的防火保温性能
上世纪80年代,国外科学家通过对酚醛树脂及其制品进行研究,发现它们具有突出的难燃、低烟、低毒(Fireproof,lowSmoke,lowToxicity或简称FST)特性和优异的耐热性。用酚醛树脂制成的酚醛泡沫(PF)密度特小(0.03~0.08),具有优异的节能保温和隔音作用。PF长期使用温度为150℃,相比之下PS仅有80℃,PU也只有110℃,都不耐热。上世纪90年代以来,包括PF在内的酚醛复合材料得到很大发展,首先受到英、美等国家军方重视,将其用于航天航空、国防军工领域,后又被应用于民用飞机、船舶、车站、油井等防火要求严格的场所,并逐步推向医院、体育设施和大楼住房等公共与民用建筑领域。
PF由于导热系数低,相比传统的保温材料,如岩矿棉、玻璃棉及膨胀珍珠岩等,其节能保温性能高约1倍,人们公认其节能保温性能居于所有保温材料之首,也有人称其为“保温之王”或“第三代保温材料”.PF成本低廉,价格相当于PU的2/3.所以,PF取代PS和PU用于墙体保温材料,应是利国利民的重大改进。
二、PF的燃烧性能试验
为了让人们更直观地了解PF卓越的难燃和耐热程度,以下讲述一些简易的试验方法。
①燃烧性能。PF的难燃程度是目前广泛使用的PS和PU所远远不及的。厚度仅为30mm的PF平板,经受1700℃火焰喷射10分钟后,表面略有炭化却烧不穿,既不着火也不散发浓烟和毒气。取3种不同聚合物制成的泡沫,PF、挤塑型聚苯乙烯泡沫(XPS)和PU,分别切割成长100mm、宽100mm、厚25mm的试样放在火源上,经过30秒钟燃烧后,XPS近火即熔化滴落并燃烧;PU燃烧时浓烟滚滚散发毒气;PF点火30秒后表面仅有小面积炭化薄层,既无火焰又无烟气发出。
②热性能及体积变化。再取3种不同聚合物制成的泡沫,PF、XPS和膨胀型聚苯乙烯泡沫(EPS),分别切割成长150mm、宽100mm、厚25mm的试样放在实验室用烘箱内。随着时间和温度的增长,XPS先膨胀后缩小,EPS则逐步缩小,而PF始终保持不变。
通过观察测试,3种泡沫开始从30℃升温到90℃体积基本不变;130分钟后升温到105℃时,EPS从原来的体积收缩了8%,XPS相反却扩大了15%;220分钟后升温到140℃,EPS收缩了50%,XPS竟收缩了70%.因此,在热性能方面,XPS是最不稳定的。当火灾引起高温时,PS类保温材料因受热膨胀或缩小而导致墙面开裂脱落,暴露在外的PS被引燃,迅速传播蔓延,使现场极具危险性而难以扑救。PF甚至加热到300℃以上也能保持体积不变,说明它的热稳定性很好。
三.PF在国外建筑上的应用实例
在欧、美、日等工业发达国家,对重要建筑和高层建筑进行墙体保温均有严格的防火要求。美国有20多个州已禁止使用PS作为墙体保温材料;在英国18米以上建筑不允许使用PS作为墙体保温材料;在德国22米以上建筑不允许使用PS作为墙体保温材料。因此,各国有关建设部门将目光转向既节能又防火的PF用于墙体保温系统中。笔者由于在国际尖端材料技术协会(SAMPE)任理事多年,在国际会议和参观访问期间与有关PF生产厂家有一定联系和了解,下面就国外一些知名PF生产厂家和应用情况作一简介。
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