新型復合材料有望解決消防難題
近年來(lái)，我國成為世界上建筑業(yè)發(fā)展最快的國家之一，預計2014年我國將占到全球保溫材料市場(chǎng)的29%，目前我國是世界上保溫材料需求最多的國家。
據中國復合材料學(xué)會(huì )科技發(fā)展與咨詢(xún)委員會(huì )委員趙鴻漢介紹，建筑用保溫材料大致可分為無(wú)機類(lèi)和有機類(lèi)。常用的無(wú)機類(lèi)外墻外保溫材料有巖棉、珍珠巖、發(fā)泡水泥(混凝土)、泡沫玻璃和?；⒅榈?，雖然有很好的防火性能，但因導熱系數偏高，使用厚度必然加大，增加建筑負荷和建筑成本。有機類(lèi)外墻保溫材料有聚苯乙烯泡沫(PS，分EPS、XPS二類(lèi))、聚氨酯泡沫(PU)和酚醛泡沫(PF)等，具有密度小、導熱系數低和施工方便等優(yōu)點(diǎn)。EPS、XPS燃燒等級為B2 級(可燃)，受熱80℃以上會(huì )出現融熔軟化、收縮滴落，著(zhù)火后濃煙滾滾并產(chǎn)生毒氣。PU燃燒等級也是B2級，雖軟化溫度略高(110℃)，也無(wú)熔滴現象，但著(zhù)火后產(chǎn)生的煙毒氣體危害巨大。
上世紀80年代，國外科學(xué)家通過(guò)對酚醛樹(shù)脂及其制品進(jìn)行研究，發(fā)現它們具有突出的難燃、無(wú)煙、無(wú)毒特性(簡(jiǎn)稱(chēng)FST特性)，制成的酚醛泡沫的難燃程度比聚苯乙稀泡沫和聚氨酯泡沫要好。厚度僅30mm的PF平板經(jīng)受1700℃火焰噴射10分鐘后，僅表面略有炭化卻燒不穿，既不著(zhù)火也不散發(fā)濃煙和毒氣。
據了解，上世紀90年代以來(lái)，包括PF在內的酚醛復合材料得到很大發(fā)展，首先受到英、美等國家軍方重視，將其用于航空航天、國防軍工領(lǐng)域中。后來(lái)PF又被應用于船舶、車(chē)站、油井等防火要求嚴格的場(chǎng)所，并逐步推向醫院、體育設施和大樓住房等公共與民用建筑領(lǐng)域。PF由于導熱系數低，相比傳統的保溫材料如巖礦棉、玻璃棉和膨脹珍珠巖等，其節能保溫性能高約1倍。人們公認其節能保溫性能居于所有保溫材料之首，也有人稱(chēng)其為“保溫之王”或第三代保溫材料。如膨脹珍珠巖保溫層厚度需60mm，而PF只需25mm就可達到同樣保溫效果。
近年來(lái)，我國重大火災事故不斷發(fā)生，分析著(zhù)火的主要原因，與其使用易燃材料有很大關(guān)系。濟南大學(xué)酚醛技術(shù)中心開(kāi)發(fā)、研制并生產(chǎn)的高效、常溫發(fā)泡酚醛樹(shù)脂及專(zhuān)用固化劑不需要加熱，即能在較低溫度(-5℃以上)下發(fā)泡與固化，泡沫生產(chǎn)成本低，操作工藝簡(jiǎn)便，不僅能在工廠(chǎng)生產(chǎn)，而且可進(jìn)行現場(chǎng)施工和野外作業(yè)，現已成為我國新一代的高效保溫材料。該保溫材料在國內首先實(shí)現現場(chǎng)野外保溫作業(yè)，已在兗礦集團、山東電力、濟南鋼廠(chǎng)、中原油田、華東石油管理局等單位的保溫工程中使用，取得了較好的經(jīng)濟與社會(huì )效益。
在此基礎上，濟南大學(xué)酚醛技術(shù)中心采用先進(jìn)的生產(chǎn)工藝技術(shù)，即用連續式生產(chǎn)工藝代替落后的間歇式生產(chǎn)工藝。2002年10月，PF泡沫復合板在國內率先實(shí)現了連續化生產(chǎn)，產(chǎn)品成功應用于中央空調通風(fēng)系統，受到了暖通設計專(zhuān)家和商家的好評。2004年，酚醛樹(shù)脂生產(chǎn)技術(shù)和連續發(fā)泡復合技術(shù)通過(guò)了國家建筑材料新產(chǎn)品新技術(shù)鑒定。2005年，酚醛樹(shù)脂生產(chǎn)技術(shù)和連續發(fā)泡復合技術(shù)榮獲國家建筑材料科技進(jìn)步二等獎。專(zhuān)家給予的評價(jià)是：酚醛樹(shù)脂生產(chǎn)技術(shù)和連續發(fā)泡復合技術(shù)達到國內領(lǐng)先水平、國際先進(jìn)水平;產(chǎn)品符合企業(yè)和國家相關(guān)標準。用該產(chǎn)品制作的通風(fēng)管道，具有絕熱耐用、質(zhì)輕節能、美觀(guān)清潔、防火防水、簡(jiǎn)便省工等特點(diǎn)，各項性能指標均符合行業(yè)及國家相關(guān)標準和規范要求。目前，該產(chǎn)品已應用于北京市地鐵改造、新建工程(地鐵5號線(xiàn)、10號線(xiàn)、奧運支線(xiàn)等)、水立方等體育場(chǎng)館，以及會(huì )展中心、商場(chǎng)超市、醫院、學(xué)校及老舊小區房屋改造等公共設施的暖通系統。
雖然我國目前生產(chǎn)的PF與國外相比，在工藝技術(shù)和施工應用上還存在一定差距，但在提高防火性能方面，國內已有3家企業(yè)研發(fā)的復合型PF板，經(jīng)過(guò)國家防火建筑材料質(zhì)量監督檢驗中心的檢測，其燃燒性能達到GB 8624A級。尤其值得關(guān)注的是，近年來(lái)我國有關(guān)科研單位和企業(yè)在酚醛樹(shù)脂改性和發(fā)泡技術(shù)方面已有了新的突破，其一是克服了PF粉化掉渣、脆性大和強度低的缺點(diǎn);其二是PF的成本不斷降低，更接近PS;其三是產(chǎn)品的pH值接近中性，對金屬無(wú)腐蝕性。
在現有綜合實(shí)力下，外墻外保溫材料的效能很難兩全。是要兼顧建筑節能保溫，還是完全向消除消防隱患傾斜?在這場(chǎng)爭論中，到底哪種材料能在建筑外墻保溫系統中占據絕對優(yōu)勢，目前還無(wú)法下結論。在中國絕熱節能材料協(xié)會(huì )常務(wù)副會(huì )長(cháng)胡小媛看來(lái)，現有無(wú)機保溫材料研究重點(diǎn)應放在減少生產(chǎn)過(guò)程中能源的消耗、限制灰塵和纖維的排放、減少黏結劑的用量。有機保溫材料研究重點(diǎn)應放在找出更合適的發(fā)泡劑，改進(jìn)材料的阻燃性能和降低材料的生產(chǎn)成本