浅谈防火阻燃材料新突破

　　一、国内外经济发展对本行业的技术创新要求
　　
　　建筑和其它构筑物中使用的材料、产品及组件的火灾危险性，需要我们长期给予关注和加以规范。大多数可燃性气体、固体或液体已为大家所认识和了解，并已对其生产、运输和使用进行了管理和控制，以前当可燃材料作为建筑结构部件时，其防火规定要比作为装饰、装修材料严格得多，但我们更深入地了解此类产品造成的火灾后，发现zui近几年建筑内装饰、装修材料的火灾危害性和风险性不断增加，因而倍受重视。
　　
　　一种新型的防火板材——聚合秸秆多功能防火板材被选为第29届奥运会主会场——国家体育场“鸟巢”工程的防火材料。这种防火板材以优良的防火、防水性能、较高的强度、较轻的重量、符合环保要求和价格低廉击败国内众多的竞争对手脱颖而出，意味着中国的民用防火板材性能走到了世界的前列。
　　
　　TM是一种由三聚氰胺树脂制备的柔韧性的开孔泡沫。这种由纤细而易成型的丝线构成的精细三维网状结构的热固性塑料具有良好的吸音性能，极低的密度，B1级阻燃性能，无纤维结构，环保易于安装等特点。在建筑业，机器制造工业，交通工具（飞行器，火车，汽车等）以及在日用品行业得以广泛应用。Luran®S具有高度的耐热性，耐化学性以及的耐侯，耐老化和耐黄变性。即使长期暴露在户外，这种丙烯腈、苯乙烯和丙烯酸酯共聚物也不会出现常见的黄变现象。覆有Lura®S薄膜的门、窗等建筑部件可耐受雨水、阳光、极度寒冷的考验，还具有的抗紫外性能，因而受到越来越多的用户青睐。
　　
　　又如，国外对透明防火涂料的研究起步较早，zui早出现在1948年，从20世纪60年代至今，透明防火涂料的研究非常活跃并取得了较大进展。但由于透明防火涂料与通用涂料相比，既要求其具有良好的理化性能和优异的装饰性能，又要具有良好的阻燃性能，所以开发工作的难度很大。即便在国外也很少有*成熟的产品，涂料体系的稳定性较差，目前在市场上还没有使用寿命超过3年的产品。
　　
　　根据国外发达国家的同类技术经验和我国广大用户不断提出的更高要求，防火涂料的开发与应用中还存在一些差距和问题。如多数企业的生产规模都不大，工艺流程自动化水平不高，不少产品的配方工艺大同小异，缺乏固有特性;对于防火涂料的原料研究不够，缺乏于膨胀型防火涂料的树脂;防火涂料生产与施工的设备还不配套;防火涂料在工程中应用，对类型品种的选择、保护层厚度的确定、施工质量的监管、使用过程中的维护修复等都存在着问题。在实际工作中，发现目前消防执法中对各种装饰材料的阻燃监督依旧停留在“经验时代”。有些娱乐场所都未对各种可燃装修进行阻燃处理，其防火意识不强，而有些防火涂料价格偏高，阻燃效果不佳也是存在的瓶颈。
　　
　　近年来通过*技术的引进，我国的防火材料技术有了较大的提高，特别是在绿色、新型及高科技含量防火材料方面，有了长足的进步，防火材料的综合性能有了较大的改善，但是与*的防火材料相比，还存在着较大的差距。在引进吸收的基础上，通过我国的自主研发能力，勇于创新，使我国的防火材料技术及产业得到快速发展。
　　
　　二、本行业的技术发展趋势
　　
　　防火材料技术涉及的内容十分庞杂。
　　
　　为发展我国社会发展和目标所需求的技术，按照消防技术选择原则给出技术选择，确定发展顺序，将所需技术归为防火涂料技术、防火板材技术、防火密封材料技术、阻燃装修材料技术等。
　　
　　结合对国外已有的和较为成熟的技术主要采取引进为主，消化吸收后集成创新为辅。在世界上正在、将要研发的消防技术领域中，选择我国有一定技术积累并对消防事业有重大牵动作用的*，特别是世界的能够提高消防产品品质、降低生产成本的绿色技术，整合资源、集中力量，优先发展。即结合消防技术的选择原则和发展途径，做出我国发展消防技术的选择和发展顺序。
　　
　　从增加产品安全与实用性出发，提高持久耐用性，推出节省能源、资源与成本的产品，是近年来防火材料市场发生的变化。从这此新产品可以看出，该领域产品更新换代快，正向着、节能、环保、节省方向发展。
　　
　　2.1防火涂料技术发展
　　
　　无机阻燃剂中又以磷系阻燃剂为主要发展趋势。国内外在阻燃剂方面努力向超细化、微胶囊化、表面处理、协同增效复合化等方面进行产品开发。新型卤系阻燃剂的发展趋势是提取高分子量，改进分子结构，添加防滴落助剂，提高耐热性、耐喷霜性、加工性和卫生安全性，同时找寻多溴二苯醚的代用品也将受到重视。总而言之，多功能化、阻燃性能突出、环保且寿命长是防火涂料。
　　
　　无机型的防火涂料从节省能源、降低成本、防污染等方面来看，具有有机防火涂料无法达到的优点，是一个很有潜力的研究发展方向。研制一种防火性能好、理化性能优良、成本低的透明无机防火涂料的意义就不言而喻了。合成稳定的阻燃剂和将成膜树脂与阻燃体系结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体系的脱水催化剂;含发泡剂组分的改性氨基树脂用做成膜树脂可减少阻燃剂用量;将阻燃剂接枝在成膜树脂上可提高防火涂料的使用寿命。目前国外已开始研究集催化、成炭、发泡于一身的阻燃体系，如果研制成功，就可与常用装饰性清漆结合，制备出使用寿命长的透明防火涂料。
　　
　　防火涂料关键部分是阻燃剂，近年来，阻燃技术的研究和阻燃产品的开发应用已受到各界重视。主要的发展方向有：
　　
　　（1）开发多效、、低水溶性脱水成炭催化剂和发泡剂;
　　
　　（2）多种阻燃剂协同作用合理搭配;
　　
　　（3）树脂的拼合改性，完善防火涂料的防火性能和理化性能;
　　
　　（4）膨胀型和非膨胀型防火涂料相结合;
　　
　　（5）无机无卤膨胀型防火涂料。
　　
　　2.2防火板材技术发展
　　
　　相比传统的板材，现代新型环保的板材更受人们的喜爱。不但是价格因素的关系，人们环保意识的增强也是一个很重要的推动。环保的时尚让板材制造商们不能只单单的关注原料的价格和工艺，对原料的选择上也有了非常高的要求。高层建筑的增多，出现的防火要求和高强度要求也在重新考验着板材的性能。
　　
　　一些易燃板材已被限制使用，人们对环保和健康的关注也对板材提出了更高的标准。
　　
　　发展方向有：
　　
　　（1）板材无机化
　　
　　硬硅钙板是代表90年代*水平的理想钢结构耐火保护新型装饰防火板材，特别适用于高层（超高层）写字楼、宾馆、大型商业中心、娱乐中心、计算机房、大型工业厂房、库房等钢结构建筑及防火重点区域的防火保护和装饰工程。
　　
　　（2）板材轻质化
　　
　　Palusol®防火板材为一种膨胀型建筑材料，其主要成份为水合硅酸钠，受热后会膨胀。在建筑中采用内置Palusol®板材，反应温度低（100°C就开始膨胀），反应时间短，并在一定时间内（长达120分钟）保持良好的防火和隔烟性能，达到隔热和噪音隔离的效果。该材料还具有质量轻、厚度薄的特点，利于降低建筑构件成本。由Palusol®板材制成的防火门、防火套管等建筑部件效用长达数年之久，是长期安全防火的明智选择。
　　
　　2.3防火密封材料技术
　　
　　在国内已开发成功并大量应用于防火封堵工程的建筑防火封堵材料主要是通过添加卤素阻燃剂来获得优良的阻燃性。在火灾发生时，虽然卤素材料有良好的阻燃效果，但是会释放出大量的烟雾和氯化氢气体，这些烟雾和氯化氢气体会刺激人眼和呼吸系统;阻碍消防人员和救援人员的灭火和抢救工作;并可导致单纯由火所不能引起的电器系统开关和其他金属物件的腐蚀。近几年来，越来越多的国家已制定或颁布法令，对某些制品进行燃烧毒性试验或对某些制品的使用所释放的酸性气体做出规定，取代卤素阻燃剂开发无卤阻燃剂已成为世界阻燃材料领域的发展趋势。
　　
　　随着上热膨胀防火技术（IntumexTechnology）的不断发展，研制和应用具有膨胀阻燃性能、满足环保要求、施工更加方便，并且价格相对低廉的新型系列建筑贯穿防火封堵产品已经越来越受到本行业的重视。
　　
　　（1）的膨胀阻燃效果
　　
　　在发生火灾时，本系列产品具有高超的阻燃功能，当燃烧温度低于200oC时能够吸热膨胀，膨胀后的体积超过原体积的3倍至10倍，足以全部堵塞建筑结构的间隙或管线设备穿孔周围的空隙部分，并且能够封闭各种塑料管、电缆绝缘层和管道保温层被烧毁所造成的空隙和孔洞，使在起火场内达到防火、防烟的独果;当燃烧温度继续升高时，膨胀后的材料能形成高强度的隔热炭化保护层，其阻燃时间可达4小时而不致被破坏，从而使各个防火分区之间互不影响，将火势控制在火源的防火分区之内，使建筑物火灾的损失降低到zui低。
　　
　　（2）低烟、无毒害性能
　　
　　应用热膨胀防火工艺制备的上述系列防火封堵产品具有在燃烧过程中发烟量少、无毒性、无腐蚀性气体产生，遇火会膨胀;对长时间或重复暴露在火焰中有*的抵抗性等优点。FSP无卤膨胀有机防火堵料属于新型的有机防火堵料，在火焰的作用下其体积膨胀倍率大于3，耐火极限为一级（大于240min）。适用于建筑结构间隙、绝缘管、电线电缆及金属管道的贯穿防火封堵，尤其适用于现有非膨胀型有机防火堵料难以保证防火封堵效果的密集分布电缆孔（隧道）的防火封堵。
　　
　　WFC水基无卤膨胀防火密封胶由化学合成的弹性体制成，单组分，既开既用型。
　　
　　时间小于30min。
　　
　　CPB复合型超级膨胀防火板是一种全新概念的建筑防火封堵产品，膨胀倍率大于10，耐火极限为一级（大于240min），主要用作大开孔防火封堵，包括空开口、多根电缆的贯穿孔、竖井、总线槽及电缆桥架的贯穿防火封堵，*可以替代传统的有机防火堵料、无机堵料、阻火包、无机耐火板等材料，应用复合型无卤膨胀防火板进行防火封堵可以实现干法施工，大大地缩短施工周期，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统不同规格PVC管的防火，防火封堵时间为3分钟，火灾发生时可以在较短的时间内封闭PVC管的贯穿孔，有效地防止火焰和烟气延排水系统的蔓延。
　　
　　2.4阻燃装修材料技术
　　
　　应当加强新产品的研发工作，例如开发在性能、价格及环保方面都可为用户承受的无卤阻燃材料，开发具有*性能（如低渗出、高流动性、高耐热性、与玻纤相容等）的改性型阻燃工程塑料（如聚碳酸酯、聚酰胺、聚对苯二甲酸丁二酯及它们的合金等），特别是无卤膨胀型成炭阻燃材料。从保护人类生态环境及人类健康考虑，我们开发的新型阻燃材料除了应满足一般要求外，还应具备下述生态及环保特点：①对人、动物及植物无害;②难迁移，即阻燃剂不因蒸发或洗提而从材料中释出;③热裂或燃烧时释出的有毒及/或腐蚀性气体（包括烟尘）量低;④易回收，不恶化或较小恶化机械回收产品的性能;⑤与环境相容，即对环境无害，或能在环境中安全降解。
　　
　　（1）采用阻燃材料是提高防火安全水平，减少火灾损失的战略性措施之一，它有助于改善人们的生活质量，有助于减灾和保护环境。只有通过阻燃，才能保证高分子材料在现代社会中的安全使用。赋予产品阻燃性，是社会和制造商对消费者应有的承诺。
　　
　　（2）阻燃高分子材料正面临来自愈来愈严格的阻燃标准和环保法规的挑战，今后使用的阻燃材料，必须同时满足这两方面的要求，两者必须兼得。
　　
　　（3）中国的阻燃材料工业应调整产品结构，提高产品档次，根据实际情况，适期加速阻燃材料的无卤化进程。但在相对长时期内，一些性价比优良和与环境兼容的溴系阻燃材料的应用前景仍然是肯定的。
　　
　　（4）中国应逐步推广采用阻燃材料，在一些*产品和与人们大众安全息息相关的产品中采用阻燃材料，以提高整个社会的防火安全水平和产品使用的安全性，并与接轨。而为了实现这一点，应大力推进我国阻燃法规和标准的建设。
　　
　　2.5绿色防火材料技术
　　
　　绿色消防技术是以绿色化学和阻燃技术为基础，以可再生资源或可循环使用的材料为原料生产阻燃材料，尽力实现阻燃材料的低毒、低烟和无污染性。绿色消防技术涉及的面很广，例如洁净阻燃技术，这方面的技术开发成功将使建筑防火材料的防火性能得到改进，从而减少建筑物的火灾荷载量，减缓火势的蔓延，降低材料燃烧时的烟气浓度和毒性，为火场疏散逃生创造条件，并且还可从根本上降低起火成灾的几率。