建筑保温材料之王

文章 (17) 2022-01-20 20:45:06

酚醛泡沫保温材料常简称为酚醛泡沫。酚醛泡沫是以酚醛树脂和阻燃剂、抑烟剂、固化剂、发泡剂、及其它助剂等多种物质,经科学配方制成的闭孔型硬质泡沫塑料。
酚醛泡沫塑料是一种新型难燃、防火低烟保温材料,它是由酚醛树脂加入阻燃剂、抑烟剂、发泡剂、固化剂及其它助剂制成的闭孔硬质泡沫塑料。
它最突出的特点是难燃、低烟、抗高温歧变。它可以现场浇注发泡、可模制、也可机械加工,可制成板材、管壳及各种异型产品。它克服了原有泡沫塑料型保温材料易燃、多烟、遇热变形的缺点,保留了原有泡沫塑料型保温材料质轻、施工方便等特点。
一、绪论
外墙保温已成为引发建筑火灾的一个重要原因,这个已经被一次又一次的火灾证明了。随着建筑节能的全面推进,建筑节能的防火问题也越来越严峻。在央视大楼的出现火灾后,国家机关以强制性的要求以公安部、住房和城乡建设部发布第46号文件,关于外墙保温防火的强制性要求,文件要求住宅或公建建筑高于50米至100米的,保温材料防火性能必须达到A级,这对我国的建筑节能市场将会是一个不小的冲击,同时如何应对建筑节能的防火性问题也将是一个挑战。
我国目前外墙保温所用的保温材料主要是:EPS、XPS、PU等有机材料,岩棉、玻化微珠等无机材料。这些材料普遍存在节能与防火不能兼顾的缺点。有机材料耐热差、易燃烧,而且在燃烧时释放大量热量、产生大量有毒烟气,不仅会加速大火蔓延、而且容易造成被困人员及救援人员伤亡;无机材料则存在粉尘和细小纤维,既污染空气又易滋生细菌,早已成为危害人们健康的隐患,而且保温隔热性能有限,应用范围受到限制。
那么如何解决外墙保温的防火性问题呢?
从政策方面讲,必须建立外墙保温防火标准,对外墙保温系统进行防火分级。在欧美等外墙外保温技术应用先进的国家,对不同保温材料及外墙外保温系统均有燃烧性能分级标准和相关测试方法及指标,同时对不同防火等级的外墙外保温系统在建筑的使用范围进行规定。中国也理应对外墙保温系统进行防火分级,并不断修订以使其更趋于合理并更符合实际使用时的情况。而《外墙保温工程技术规程》对外保温系统进行防火分级具有不可推卸的责任,其它相关防火标准、规范和地方行政文件都等待着这样的分级标准的出台。
酚醛泡沫“双保险”最佳的保温材料
从技术方面讲,可以采用两种解决方法。一是在现有保温隔热材料的基础上进行保温系统构造技术改进。根据北京振利节能环保科技股份有限公司及中国建筑科学研究院防火研究所的实验研究表明,采用无空腔粘结或固定方式、增加防火隔断(分仓或隔离带)的构造、增加防火保护面层及面层的厚度都可让外墙保温系统的防火安全性得到提高。
二是采用新型的节能与防火兼顾的保温材料。保温材料专家、济南大学化学化工学院教授刘威分析认为,从国内外已有的建筑保温材料运用实践来看,使用酚醛泡沫作为建筑外墙保温材料,可以起到安全与节能“双保险”效果。酚醛泡沫耐热性好,25毫米厚的酚醛泡沫平板经受1700℃的火焰喷射10分钟后,仅表面略有炭化而不会被烧穿,可以有效防止火灾发生和火势蔓延。值得一提的是,在火灾事故中,多数伤亡都是由于着火现场的浓烟和毒气所致,但酚醛泡沫即使被高温点燃,其在燃烧时也无滴落物、发烟量低,而且几乎不产生一氧化碳等有毒气体。防火阻燃氧指数可达到52,酚醛泡沫保温效果良好,导热系数在0.022到0.3之间。另外,酚醛泡沫有很好的透气性,在建筑上透气性十分重要,透气性良好的材料使用在建筑上,不会产生气雾和霜的现象。
二、用途
酚醛泡沫有“保温材料之王”的美称,是新一代保温防火隔音材料。 它具有轻质、防火、遇明火不燃烧、无烟、无毒、无滴落,使用温度围广(-196~+200℃),低温环境下不收缩、不脆化的特点。由于酚醛泡沫闭孔率高,则导热系数低(可低于0.030w/mk),隔热性能好,并具有一定的抗水性和水蒸气渗透性,是较好的保温节能材料,更是暖通制冷工程理想的绝热材料。由于酚醛具有苯环结构,所以尺寸稳定,变化率<1%。且化学成分稳定,防腐抗老化,特别是能耐有机溶液、强酸、弱碱腐蚀。在生产工艺发泡中不用氟利昂做发泡剂符合国际环保标准,且其分子结构中含有氢、氧、碳元素,高温分解时,溢出的气体无毒、无味,对人体、环境均无害,符合国家绿色环保要求。故此,酚醛超级复合板是十分理想的防火、绝热、节能、美观的环保绿色保温材料。
目前,在发达国家酚醛发泡材料发展迅速,已广泛应用于建筑、国防、外贸、贮存、能源等领域。美国建设行业所用的隔音保温泡沫塑料中,酚醛材料已占40%;日本业已成立酚醛泡沫普及协会以推广这种新材料。
酚醛泡沫还是国际上公认的建筑行列中最有发展前途的一种新型保温材料。因为,这种新材料与通常的高分子树脂依靠加入阻燃剂得到的材料有本质的不同,在火中不燃烧,不熔化,也不会散发有毒烟雾,并具有质轻、无毒、无腐蚀、保温、节能、隔音、价廉等优点,且不用氟利昂发泡,无环境污染、加工性好、施工方便,其综合性能是目前各种保温材料无法比拟的。通用于宾馆、公寓、医院等高级和高层建筑中央空调系统的保温(香港的高级建筑中央空调系统近年来已多数改用酚醛泡沫材料)。对冷藏、冷库的保冷以及用于石油化工等工业管道和设备的保温、建筑隔墙 、外墙复合板、吊顶天花板、吸音板等有无可争议的综合优势,解决了其它有机材料防火性能不理想,而无机材料吸水率大、容易“ 结露”、施工时皮肤刺痒等问题,是空调系统,各种电器的第三代最佳保温材料。
三、酚醛泡沫具有以下优异的性能:
1、 具有均匀的闭孔结构,导热系数低,绝热性能好,与聚氨酯相当,优于聚苯乙烯泡沫;
2、 在火焰的直接作用下具有结碳、无滴落物、无卷曲、无熔化现象,火焰燃烧后表面形成一层“石墨泡沫”层,有效地保护层内的泡沫结构,抗火焰穿透时间可达1小时;
3、 适用的温度范围大,短期内可在-196℃~200℃下使用,可在140℃~160℃下长期使用,优于聚苯乙烯泡沫(80℃)和聚氨酯泡沫(110℃);
4、 酚醛分子中只含有碳、氢、氧原子,受到高温分解时,除了产生少量CO气体外,不会再产生其他有毒气体,最大烟密度为5.0%。25mm厚的酚醛泡沫板在经受1500℃的火焰喷射10min后,仅表面略有碳化却烧不穿,既不会着火更不会散发浓烟和毒气;
5、 酚醛泡沫除了可能会被强碱腐蚀外,几乎能够耐所有无机酸、有机酸、有机溶剂的侵蚀。长期暴露于阳光下,无明显老化现象,因而具有较好的耐老化性;
6、 具有良好的闭孔结构,吸水率低,防蒸汽渗透力强,在作为隔热目的(保冷)使用时,不会出现结露;
7、 尺寸稳定,变化率小,在使用温度范围内尺寸变化率小于4%;
8、 酚醛泡沫的成本低,仅相当于聚氨酯泡沫的三分之二。
四、酚醛泡沫的发展前景:
用于聚苯乙烯泡沫和聚氨酯泡沫都易燃,不耐高温,在一些工业发达国家中正受到消防部门的限制使用,对防火要求严格的场所,政府部门已有明文规定只能用酚醛泡沫及其夹芯板。因而,酚醛泡沫保温材料是更适合于有苛刻要求的环境条件下使用的高性能材料,有着良好的发展前景。
酚醛泡沫主要分两种,有生产用于疏松型酚醛树脂泡沫的树脂也生产用于密集型酚醛树脂泡沫的树脂。但是,泡沫生产的复杂性需要与客户密切合作,为客户量身定做,开发与客户生产工艺相匹配的树脂。
酚醛泡沫根据性能不同可以用作热绝缘的防火保温泡沫和插花泥(用来保持水分,便于长途运输等)泡沫。

THE END

发表评论