新型难燃隔热保温材料——酚醛泡沫

维普资讯 http://www.cqvip.com 圈■一环境适应性和可靠性　ＥＮＶＩＲＯＮＭＥＮＴＡＬ　ＡＰＡＰＴＡＢＩＬＩＴＹ＆ＲＥＬＩＡＢＩＬＩＴ、　撕型赡燃隔热保温材料一鼢隆泡沫　Ａ　Ｎｅｗ　Ｓｔｙｌｅ　Ｆｌａｍｅ—ｐｒｏｏｆｉｎｇ　ａｎｄ　Ｔｈｅｒｍａｌ　Ｉｎｓｕｌａｔｉｏｎ　Ｍａｔｅｒｉａｌ　・＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿——Ｐｈｅｎｏｌｉｃ　Ｆｏａｍ　中国电器科学研究院　陈小霞　ＣＨＥＮ　Ｘｉａｏ—ｘ；ａ　道达尔润滑油镇江有限公司广州办事处　黄兵ＨＵＡＮＧ　Ｂｉｎｇ　广州市华德新材料有限公司　陈汉楚　ＣＨＥＮ　Ｈａｎ—ｃｈｕ　燃烧、易放出大量热量，产生大量　羟基邻位上的氢原子之间的失水反　摘要：本文介绍了一种新型难燃　隔热保温材料一酚醛泡沫塑料，　它具有有机泡沫保温材料低热导　率的优异性能，也具有无机保温　材料优异的防火性能。　关键词：酚醛泡沫；防火；隔热　保温；建筑物　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ　ａｎｄ　ｎｅｗ　ｓｔｙｌｅ　ｆｌａｍｅ－ｐｒｏｏｆ　ａｎｄ　ｔｈｅｒｍａｌ　ｉｎｓｕｌａｔｉｏｎ　ｍａｔｅｒａｌ————　Ｐｈｅｎｏｌｉｃ　ｆｏａｍｅｄ　ｐｌａｓｔｉｃｓ　Ｉｔ　ｅｉｔｈｅｒ　ｈａｓ　ｔｈｅｒｍａｌ　ｉｎｓｕｌａｔｉｏｎ　ｏｆｏｒｇａｎｉｃ　ｆｏａｍｍａｔｅｒｉａｌｏｒｈａｓ　ｓｕｐｅｒｉｏｒｆｉｒｅ—　ｐｒｏｏｆｉｎｇ　ｆｕｎｃｔｉｏｎ　ｏｆｍｉｎｅｒａｌ　ｔｈｅｒ－　ｍａｌ　ｉｎｓｕｌａｔｉｏｎ　ｍａｔｅｄａ１．　Ｋｅｙ　ｗＯｒｄｓ：Ｐｈｅｎ０ｌｉｃ　Ｆｏａｍ，ｆｉｆｅ－　ｐｒｏｏｆｉｎｇ，Ｔｈｅｒｍａｌ　ｉｎｓｕｌａｔｉｏｎ，Ｂｕｉｌｄ－　ｉｎｇ　１刖吾　王兆国在一次会议上强调，单　位ＧＤＰ能耗降低百分之二十是“十　一五”规划提出的一个重要指标，　是落实科学发展观、建设节约型社　会的一项重要任务。　资料显示：在我国城乡，既有建　筑约４００亿平方米，其中只有３．２亿　平方米房屋是节能建筑，不到全国　既有建筑的１％。自建设部颁布７６号　部长令以来，国内建筑节能工作日　益高涨，节能建筑的应用和新型建　筑保温系统的普及也发展迅速。但　目前市场采用的有机泡沫隔热保温　材料，它们的耐热温度低、遇火易　一３９一　环境技术２００７年１　２　Ｊｑ第６期　烟毒气，既造成环境污染，也成为　火灾中造成人员伤亡的主要因素之　一。而玻璃棉、岩棉等无机保温材　料虽然防火性能好，但其施工使用　时产生的纤维是有害物质，会造成　矽肺。保护环境是世界性的问题，　研究环保型材料是当务之急。　这里介绍一种新型难燃隔热保　温材料——酚醛泡沫塑料。与聚氨　酯、聚苯乙烯、橡塑泡沫等有机泡　沫塑料比较，酚醛泡沫具有轻质、　吸水率小、导热系数小、难燃、自　熄、低烟雾、耐火焰穿透、遇火即　炭化无滴落、火焰蔓延速率小、耐　高温、安全、环境友好等特性，是　新型隔热保温材料，与国家重点发　展绿色建材密切相关，产品性能全　面达到建筑行业的隔热保温使用要　求及建筑设计防火规范（ＧＢＳＯ０１６　—２００６）要求，按照建筑材料及制　品燃烧性能分级（ＧＢ８６２４—２００６）　划分，在所有有机保温材料中，燃　烧性能等级是最高的。　２酚醛泡沫制造过程　首先合成热固性（ｒｅｓｏ１）甲　基酚醛树脂，在甲醛过量、碱性条　件下，通过控制适当的工艺，制得　有一定活性、适合发泡的可发性树　脂，当加热或在酸性催化剂条件下，　分子中的活性基为羟甲基和苯环上　应激烈，最终交联生成坚硬不熔不　溶的产物，称为“固化”。在甲基　酚醛树脂中加入物理发泡剂、催化　剂、泡沫稳定剂、改性剂等，通过　机械混合，快速升温，气体膨胀发　泡形成泡沫塑料。　酚醛泡沫生产分间歇式和连续　式发泡工艺，间歇式工艺生产法流　程：模具中发泡——切割——（与　面料粘贴）——成品（泡沫板材、　三文治复合夹心泡沫板材或管道）。　连续式发泡生产工艺类似于聚氨酯　发泡工艺：各种原材料一储罐一　计量一高速混合头混合一浇注　到发泡平台上一进入泡沫成型履　带加热一泡沫成型一成品（泡　沫板材或三文治复合夹心泡沫板　材）。　广州市华德新材料有限公司，　是由广州市华德工业公司、广州科技　创业投资有限公司、广州电器科学　研究院共同组建，对广州电器科学　研究院的酚醛泡沫项目成果（广州　市科委重点攻关项目，拥有自主知　识产权，获两项授权发明专利：酚　醛泡沫塑料复合制品及其生产成型　工艺，ＺＬＯ１　１３０１２３．６；酚醛树脂发　泡机，专利号：ＺＬＯ０１１７４４５．２）进　行产业化生产，在广州市科学城建　厂投资，第一期投资３５００万元，引　进欧洲先进的连续生产设备，有完　维普资讯 http://www.cqvip.com

ＥＮＶＩＲＯＮＭＥＮＴＡＬ　ＡＰＡＰＴＡＢＩＬＩＴＹ＆ＲＥＬＩＡＢＩＬＩＴＹ　环境适应性和可靠性■圃曩　善的废水处理站，实现了洁净生产　全过程，生产铝箔复合挤塑酚醛泡　表１试验结果汇总表（ＧＢ　８６２４－１　９９７）　燃烧剩余　燃烧剩余　平均烟　焰尖　烟密　热释　产品名称　长度最小　长度平均　气温度　高度　度等　放量　热值　烟气　ＭＪ／ｋｇ　毒性　分级　值ｍｉｌｌ　值ｍｉｌｌ　℃　Ｉ『ＩＩＩｌ　级　／　沫板材，用于中央空调风管，替代　传统的锌铁皮风管，产品成套生产　技术综合水平国内领先。　３数据及讨论　消防规范对建筑隔热材料防火　有严格的要求，而酚醛泡沫符合建　筑设计防火规范，是作为建筑行业　用隔热、保冷材料及墙体填充保温　材料的首选。　通过表１、表２、表３来阐述酚醛　泡沫的出色防火性能和在建筑物使　用的安全性：　国家防火建筑材料质量监督检　验中心采用我国现行燃烧性能分级　试验、欧洲最新燃烧分级试验和实　体火灾试验三种方法进行研究，全　面、客观地分析了复合风管材料的　燃烧特性，并结合国家防火设计规　范等相关标准对风管的规定，提出　在建筑物中使用难燃ＧＢ　８６２４　ＢＩ级　风管的可行性、安全性建议。　以上数据证明：酚醛泡沫具有　良好的隔热保温性能和优异的防火　性能。如：　１）从表ｉ、表２、表３、表５可看　出：作为有机材料的酚醛泡沫板材　在不加任何阻燃剂的情况下，其防　火性能等级与无机复合板材同等，　而阻燃聚氨酯板、ＸＰＳ板　则无法达　到。　２）从表４可以看出：酚醛泡沫　的使用温度范围最广，特别是低温　使用性能最好：耐老化性能（耐候　性）及抗化学溶剂性能最好；导热　系数（隔热保冷性能）、吸水性能　及抗压强度最好。　聚氨酯板　２０５　２６４　１３０　１５　７４　｝　２５　ＷＸ　Ｂ１　酚醛板　４６０　４７１　１１１　１５　７　｝　２４　ＷＸ　Ｂ１　ＸＰＳ板　１８０　２２９　１１３　１５　６９　｝　３５　ＷＸ　Ｂｌ　玻璃棉板　２１５　２４５　１３６　２０　１５　｝　５　ＺＡ３　Ｂｌ　无机复合板　５７５　６０３　９６　１５　１　３．４　１．８　Ｚａｌ　Ａ　木是特指的、经阻燃处理后的产品，不是一般的聚氨酯板和ＸＰＳ挤塑板，下同。　表２　ｓＢＩ试验数据　样品　热释放速　热释放　热释放速　热释放速　烟气生　烟气生　附加　附加　名称　率指数　总量　率指数　率指数　成指数　成总量　分级Ｓ　分级ｄ　ＦＩＧＲＡ　ＴＨＲ６００　（０．２ＭＪ）　（０．４ＭＪ）　ＳＭＧＲＡ　ＴＳＰ６００　ＦＩＧＲＡ　ＦＩＧＲＡ　（０．２）　（０．４）　聚氨　酯板　１８６．１　２．７　２３６．２　１８６．１　９６．４　８９．４　Ｓ１　ｄＯ　酚醛板　１４．３　１．８　１４．３　１４．３　０　２９．２　Ｓ１　ｄＯ　ＸＰＳ板　３７．４　２．３　３７．４　３７．４　７．８　５４．１　Ｓ２　ｄ１　玻璃　棉板　１８．５　１６．　１８．５　１８．４　５．２　４３．６　Ｓ１　ｄＯ　复合板　无机　０　０．４　０　０　０　２１．６　Ｓ１　ｄＯ　表３复合保温风管板的欧洲分级　名称　分级　阻燃聚氨酯板　Ｃ—Ｓ１．ｄＯ　酚醛板　Ｂ—Ｓ１．ｄ０　阻燃ＸＰＳ板　Ｂ—Ｓ１．ｄｌ　玻璃棉板　Ｂ—Ｓ１．ｄ０　无机复合板　Ｂ—Ｓ１．ｄ０　３）从图１可看出：酚醛泡沫的　点发展绿色建材密切相关，产品性　烟密度值极小。　能全面达到建筑行业的隔热保温使　用要求，可促进传统产业的技术改　４应用领域　造和技术创新。大型建筑、飞机场、　我国加入ＷＴＯ后，国家重点发　地铁、高层建筑以及２００８年的奥运　展绿色建材，对生产绿色新型建材　会馆等所用的隔热保温材料都会因　的企业实行纳税政策优惠鼓励企业　为安全性而首选酚醛泡沫。随着节　按环保方向发展。本项目产品新型　能建筑的深入实施，北京申奥成功，　隔热保温材料一酚醛泡沫与国家重　这些工程的实施都大量需要隔热、　维普资讯 http://www.cqvip.com 圈曩一环境适应性和可靠性　ＥＮＶＩＲＯＮＭＥＮＴＡＬ　ＡＰＡＰＴＡＢＩＬＩＴＹ＆ＲＥＬＩＡＢＩＬＩＴ　隔音材料产品。绝热隔音材料产业　的产量呈增长态势，特别值得一提　性能　酚醛泡沫　聚乙烯　ｋ表４性能比较　橡塑　聚氨酯．　聚苯乙烯　玻璃棉　３０　７０　－８０　０．０４　岩棉　４０～６０　的是轻型复合板材的产量发展速度　较快，年增长在２０－２５％。　我国的各类工业与民用建筑中，　空调系统的使用越来越普及，除普　通民用住宅，无温度、湿度要求的　工业厂房外，在我们经济发达地区　密度　ｇ／ｍ３　４１～１００　２２～３０　８０～１５０　２５～４０　１９０　一１８０　０．０３５　２４～４８　耐热／℃　耐冷／℃　６０～７０　１０６　－４０　０．０３６　９０～１２０　—１１０　０．０３６　３００　－６０　０．０４２　５００　－６０　０．０４　导热系数　０．０２２～　０．０２９～　０．０３１～　０．０２２～　０．０３３～　０．０３～　０．０３３～　ｗ／（ｍ・Ｋ）　０．０３３　的新建建筑，大部分都设计有中央　空调系统。在中央空调系统中，通　风管道的造价约占中央空调系统投　资的１５％左右，通风管道的展开面　积约占空调建筑面积的３５％左右。　据不完全统计，目前我国通风管道　板材的年需求量为５０００万平方米以　上，市场需求量大，应用范围广阔，　但目前酚醛泡沫夹芯板风管的市场　占有率还不足５％，为该种材料的　应用提供了极为广阔的市场空间。　酚醛泡沫作为建筑行业用隔热　保温材料，应用领域广泛，经济效　益显著：　（１）空调通风管道　目前用于中央空调系统通风管　道的材料主要是镀锌钢板加玻璃棉、　聚乙烯泡沫板材、橡塑发泡板材等，　每年的用量相当大。双面铝箔酚醛　泡沫夹心板材具有难燃、低烟、耐　热、经济、环保等优越性能，可逐　步替代甚至全部替代以上保温材料。　（２）彩钢复合板　目前国内大量采用的保温隔热　泡沫材料主要是ＰＵ泡沫、ＰＳ泡沫等。　市场需求量最大的是泡沫与彩钢板　单面或双面复合夹心板材，主要用　于冷库、轻质厂房，如净化车间、　简易厂房、场馆的屋面或墙体等。国　家能源部已出台了一系列的关于房　屋节能规范，今后建造的长江以北　一４１一　环境技术２００７年１２，ＥＪ第６期　可燃性　难燃　易燃　易燃　易燃　易燃　不燃　不燃　融状态　无熔滴　有熔滴　有熔滴　有焰熔滴　有焰熔滴　无熔滴　无熔滴　燃烧气　体毒性　Ｃ０３６无毒　Ｃ０７无毒　ＨＳ有毒　Ｃ０３５３有毒　有毒　０　０　抗老化性　最好　好　良　差　差　好　好　（耐候性）　抗化学溶　好　好　良　不好　不好　不好　不好　剂性能　吸水率　ｋ０ｇ／ｍ３　．０２　０．０２　０．３　０．０３　０．２　＜２吸水　＜２吸水　抗压强度　０Ｍ．２１６　０．０３３　０．０３　０．１２７　０．１０７　０．１０７　０．１０７　ｐａ　表５几种常用泡沫的使用范围　材料　使用温度范围／℃　极限情况　氧指数　聚苯乙烯泡沫　８０～７５　７０℃开始收缩　术３０　聚氨酯泡沫　１１０～１３０　１４０℃软化　≥３２　聚乙烯泡沫　８０～６５　８０￣Ｃ收缩　≥３２　发泡橡塑　４０～１０５　６５￣Ｃ开始软化　≥３５　酚醛泡沫　１９６～１３０　２２０℃变色　≥４２　毒　鼙　警　一酚醛泡沫…－橡峻泡沫…聚苯己烯泡沫一…－一－聚氯麟泡沫　图１不同泡沫塑料在燃烧时烟密度曲线　∞　蛐维普资讯 http://www.cqvip.com ＥＮＶＩＲＯＮＭＥＮＴＡＬ　ＡＰＡＰＴＡＢＩＬＩＴＹ＆ＲＥＬＩＡＢＩＬＩＴＹ　环境适应性和可靠性—圃圈　的住宅及其它建筑物外墙必须有隔　热水器使用一段时间后，保温层出　２随着人们对材料耐火性及难　热保温材料，这一需求量是相当大　现烧焦甚至塌泡，保温性能大大下　燃性要求越来越高，酚醛泡沫的出　的。　（３）现场浇注　　降。而酚醛泡沫长期耐热的温度高，　色表现使其应用领域将更加广泛，　如果热水器的保温层采用酚醛泡沫　是建筑行业隔热保温的首选材料。　目前建筑物及冷库的隔热保冷　灌注，就可以避免这种现象。目前，主要采用ＰＵ现场喷涂泡沫，由于ＰＵ　这项技术已在国外被推广应用在相　泡沫的防火性能差，易燃、燃烧时　关领域。　烟密度大、毒性大等缺陷，事故多　（５）天花板　作为硬面复合酚醛泡沫板，用　参考文献　ｆ１１赵成刚（国家防火建筑材料质量　监督检验中心主任）复合保温风　管的燃烧性能研究　出现在冷库工程还没有完成，就因　　施工烧焊而造成火灾，使整个冷库　于建筑天花板具有轻质、隔热保温、　烧毁甚至人员伤亡。酚醛泡沫的难　防火安全、美观等优点。燃性能适合现场浇注施工，一旦遇　【２】贾伟华（公安部天津消防研究所　副研究员），姚萍酚醛泡沫塑　料的增韧改性对阻燃性的影响。　灭火剂与阻燃材料　火泡沫表面会形成炭化层，阻止了　５结论　火的蔓延，有效地保护了建筑，避　作者简介：陈小霞（１９６２－），女，　中国电器科学研究院高级工程师，　长期从事聚氨酯泡沫塑料研究、生　产，在冷库保温现场喷涂工艺方面　积累了丰富的经验。现在广州市华　德新材料公司，负责酚醛泡沫塑料　项，发表论文十几篇。　１酚醛泡沫材料具有有机材料　（聚氨酯泡沫等）不具备的优异防　免了人员伤亡。　（４）热水器　火性能，也具有无机材料（玻璃棉、　目前，家庭、宾馆等场所用的　岩棉等）不具备的优良的隔热保温　贮水式热水器的保温材料多数是灌　性能。可促进传统产业的技术改造　的研究和生产，获授权发明专利两　　注Ｐｕ泡沫，由于其耐热性能不好，　和技术创新。上接第８页　际标准的制修订情况，积极参与国　５分会秘书处日常工作　际标准化活动，一年来对ＩＥＣ６００６８　—由于预审会效果显著，２００８年　秘书处日常工作正常开展，处　将继续召开预审会，以提高年会审　　２—６４《宽带随机振动（数控）试验　理来往邮件和电话；收发咨询电子　查的质量和效果。落实完成２００７年下达的标准制　方法和导则》等三份国际标准草案　邮件１００余件；协调和检查标准制　　各阶段技术文件提出了处理意见，　修订项目的进展情况；筹备召开环　修订计划；供环标委秘书处作投票表决的依据。　标委机械分会预审会和年会；与环　及时对归口的ＩＥＣ／ＴＣ　１０４文件　２００７年ＩＥＣ／ＴＣ１０４年会由全国　标委保持密切的联系；根据环标委　作出答复；　电工电子产品环境技术标准化委员　的要求，及时上报所需的各类材料　参加ＩＥＣ相应ＴＣ的年会，并就　有关标准充分发表我国的意见；　加强有关标准的宣贯。　加强对从事标准化工作的人员　会承办在广州召开，环标委机械分　等。　会组织委员积极参加该国际年会，　在会上积极发言提出意见和看法，　同时与英国、德国、日本的代表一　起作为发起国提出多输入多输出振　动试验方法标准制定提案，积极参　与国际标准化工作。　６　２００８年工作设想　完成标准报批稿的上报工作；　进行标准化知识的培训。　在ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｃｅｐｒｅｉ．ｔｏｍ网　组织申报２００８年标准制修订事　址的动态信息栏上继续定期更新和　宜：　扩充环标委机械分会信息。