新型建筑保溫材料的性能及阻燃技術(shù)研究

劉輝　吳楠

摘 要：生活中建筑火災(zāi)事故時(shí)有發(fā)生，如央視大樓新址、濟(jì)南奧體中心、雙子星大廈等，而一旦建筑發(fā)生火災(zāi)不僅會(huì)造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，甚至?xí)斐扇藛T的傷亡。所以，為盡可能降低建筑發(fā)生火災(zāi)事件概率，提高建筑阻燃熱性，增強(qiáng)建筑的保溫效果，就必須將性能良好的新型保溫材料和高水平的阻燃技術(shù)應(yīng)用在現(xiàn)代建筑建設(shè)之中。研究新型建筑保溫材料的性能與阻燃技術(shù)可以有效推動(dòng)新型保溫材料性能的進(jìn)一步提升與阻燃效果的進(jìn)一步加強(qiáng)。為此，文章對(duì)新型建筑保溫材料的類(lèi)型及其性能，保溫材料隔熱性影響因子，以及保溫材料的阻燃技術(shù)進(jìn)行了深入的研究與探討。

關(guān)鍵詞：新型；建筑保溫材料；性能；阻燃技術(shù)

1 新型建筑保溫材料的類(lèi)型及其性能

1.1 有機(jī)保溫材料

聚苯乙烯泡沫塑料板，簡(jiǎn)稱(chēng)EPS，是一種輕質(zhì)保溫材料，目前國(guó)內(nèi)年產(chǎn)量約為20萬(wàn)噸。聚苯乙烯泡沫具有良好的耐久性與保溫效果，這是經(jīng)過(guò)對(duì)不同地區(qū)不同使用年限建筑的大量實(shí)踐所驗(yàn)證的，并且其屬于非吸濕性材料，不會(huì)從空氣中吸收水分，封閉式氣孔結(jié)構(gòu)不僅會(huì)降低自身吸水特性，而且會(huì)阻礙表面水分向內(nèi)部的滲透。但聚苯乙烯在高溫條件下易軟化變形，防火性能較差，最高使用溫度為90℃，安全使用溫度為70℃，在防火性能要求較高的建筑裝修方面具有一定局限性。在實(shí)際使用過(guò)程中，只要操作正確、防水工作到位，EPS就會(huì)長(zhǎng)期發(fā)揮良好的保溫性、穩(wěn)定性與防水性，其適用于建筑屋面的保溫處理。

1.2 無(wú)機(jī)保溫材料

纖維質(zhì)保溫材料、泡沫玻璃和膨脹珍珠巖類(lèi)等無(wú)機(jī)保溫材料普遍具有較強(qiáng)的耐久性。其中纖維質(zhì)保溫材料主要有玻璃棉、礦棉、硅鋁酸纖維等，這類(lèi)保溫材料基本上都是以石英石、高爐礦渣、焦寶石或其他硅酸鹽礦物為主要原料，經(jīng)冶煉、熔化、成纖、膠黏、定性、固化等工序加工而成，主要化學(xué)成分為氧化鎂、二氧化硅、三氧化二鋁等。纖維質(zhì)保溫材料具有原材料豐富、造價(jià)低、耐化學(xué)性腐蝕、經(jīng)久耐用、耐高溫、抗老化、不溶于水和有機(jī)溶劑、導(dǎo)熱系數(shù)小等優(yōu)良性能，目前在建筑防火、空調(diào)保溫等方面得到了普遍的應(yīng)用。但使用環(huán)境差、工藝復(fù)雜、吸濕性強(qiáng)、憎水性能差、且吸水后保溫效果大大降低，即使風(fēng)干后也無(wú)法恢復(fù)至原來(lái)的保溫性能，因而這種保溫材料不適合應(yīng)用于保溫要求較高的建筑。

1.3 復(fù)合型保溫材料

復(fù)合型保溫材料，就是將有機(jī)保溫材料和無(wú)機(jī)保溫材料進(jìn)行復(fù)合所得到的一種保溫材料，目前主要有兩類(lèi)，即涂敷保溫材料和水泥聚苯保溫板。復(fù)合硅酸鹽保溫材料和EPS保溫砂漿是當(dāng)前使用最多的兩種涂敷保溫材料，其中呈微孔網(wǎng)狀的新型復(fù)合硅酸鹽保溫材料吸收了保溫材料和涂料的雙重特點(diǎn)，干燥后會(huì)形成具有一定強(qiáng)度的保溫層，這種保溫材料保溫性能優(yōu)越、導(dǎo)熱系數(shù)小、阻燃特性好、耐久性強(qiáng)、無(wú)刺激、節(jié)能環(huán)保、無(wú)毒無(wú)害、工藝簡(jiǎn)單、可現(xiàn)場(chǎng)涂抹、不受保溫建筑形狀制約，在建筑內(nèi)閥門(mén)等各種形狀表面都可以使用，施工方便，使用后不變形、不開(kāi)裂，較之傳統(tǒng)的建筑保溫材料具有明顯的優(yōu)越性。

2 建筑保溫材料隔熱性影響因子

2.1 氧指數(shù)

所謂氧指數(shù)，是指在既定條件下，恰好維持物質(zhì)燃燒時(shí)混合氣體所需最低氧氣含量的體積百分?jǐn)?shù)。對(duì)于高聚物等可燃固體來(lái)說(shuō)，其是評(píng)價(jià)該物質(zhì)火災(zāi)危險(xiǎn)特性的一個(gè)重要指標(biāo)，若高聚物的氧指數(shù)越小，則在燃燒時(shí)其所需要的氧氣量就越小，火災(zāi)產(chǎn)生的危險(xiǎn)性就越大。根據(jù)氧指數(shù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，一般小于26的為易燃材料，位于26和32之間的為可燃材料，而高于32的則屬于不易燃材料，如聚苯乙烯材料的氧指數(shù)為18，聚乙烯醇的氧指數(shù)為22，兩者皆屬于易燃材料，阻燃特性都較差。

2.2 導(dǎo)熱系數(shù)

對(duì)于沒(méi)有經(jīng)過(guò)任何阻燃技術(shù)處理的建筑保溫材料而言，其保溫特性與防火特性是相互矛盾的。而且，無(wú)論是從保溫材料的結(jié)構(gòu)來(lái)看還是從保溫材料的組成考慮，其導(dǎo)熱系數(shù)都相對(duì)較小，即建筑物內(nèi)的熱量無(wú)法利用導(dǎo)熱方式來(lái)將其散失到室外。基于這種情況下，一旦發(fā)生火災(zāi)極易造成熱量在建筑物內(nèi)的大量積蓄，從而導(dǎo)致火勢(shì)擴(kuò)大，產(chǎn)生大量濃煙，其中還包含有有毒氣體。

3 新型建筑保溫材料的阻燃技術(shù)

3.1 改良粘結(jié)劑性能

首先，為保證建筑保溫阻燃材料在高溫、火災(zāi)等環(huán)境下能夠保持結(jié)構(gòu)完整并具有一定強(qiáng)度，粘結(jié)劑的選擇應(yīng)是會(huì)在高溫條件下被燒結(jié)或在高溫下能轉(zhuǎn)化為耐高溫的一類(lèi)膠結(jié)材料，即合理選擇粘結(jié)劑材料。

其次，由于大多保溫阻燃材料使用的主體粘結(jié)劑為普通硅酸鹽水泥，這種粘結(jié)劑在抗裂、防水、耐腐蝕、強(qiáng)度等方面都存在一定不足，這就需要加入輔助粘結(jié)劑來(lái)對(duì)其原有性能進(jìn)行改良。目前，采用的輔助粘結(jié)劑主要為有機(jī)硅改性聚丙烯酸酯類(lèi)乳液，這種輔助粘結(jié)劑可以有效增強(qiáng)主體粘結(jié)劑的阻燃性、粘結(jié)性、耐高溫性能和耐腐蝕性。此外，在粘結(jié)劑分子中加入無(wú)機(jī)阻燃成分，可以有效提高原粘結(jié)劑的性能；將幾種粘結(jié)劑進(jìn)行反應(yīng)制成復(fù)合粘結(jié)劑或研制合成粘結(jié)劑，通過(guò)各粘結(jié)劑之間的取長(zhǎng)補(bǔ)短，也可以顯著提升粘結(jié)劑的強(qiáng)度、抗裂等性能。

3.2 阻燃添加劑的使用

除了粘結(jié)劑之外，阻燃添加劑也是新型建筑保溫材料中最為關(guān)鍵的一種成分，它對(duì)保溫材料防火阻燃性能高低具有極大的影響。在選擇阻燃添加劑時(shí)，必須要能夠保證其與粘結(jié)劑和其他防火材料成分是相互配合、相互促進(jìn)的，同時(shí)還要考慮經(jīng)濟(jì)性與耐腐蝕、耐水等性能。由于阻燃添加劑在火災(zāi)、高溫等情況下不會(huì)產(chǎn)生有毒氣體，也不會(huì)產(chǎn)生大量濃煙，所以其對(duì)保溫材料的物理性能基本上不會(huì)有影響?？梢栽谠杏袡C(jī)阻燃添加劑中加入新型復(fù)合無(wú)機(jī)阻燃添加劑，該新型無(wú)機(jī)阻燃添加劑不僅具有良好的阻燃效果，而且燃燒不會(huì)產(chǎn)生毒氣與濃煙，使用安全清潔。

4 結(jié)語(yǔ)

文章從無(wú)機(jī)保溫材料、有機(jī)保溫材料和復(fù)合保溫材料對(duì)新型保溫材料的類(lèi)型與性能進(jìn)行了簡(jiǎn)單說(shuō)明；從氧指數(shù)、導(dǎo)熱系數(shù)對(duì)保溫材料隔熱性的影響進(jìn)行了一定分析；最后通過(guò)對(duì)粘結(jié)劑和阻燃添加劑的研究說(shuō)明了保溫材料與阻燃技術(shù)相結(jié)合的重要性。雖然文章對(duì)新型建筑保溫材料的性能與阻燃技術(shù)進(jìn)行了相關(guān)分析，但仍存在一些不足之處，在今后的研究當(dāng)中還需進(jìn)一步加強(qiáng)。

參考文獻(xiàn)

[1] 王永壘，李海云，方紅霞.建筑保溫材料酚醛板和擠塑聚苯板的阻燃性能研究[J].化工新型材料，2015（03）：140-142.

[2] 王志濤.新型阻燃聚氨酯保溫材料的制備及性能研究[D].鄭州大學(xué)碩士論文，2014.

[3] 周銘.建筑保溫隔熱材料與建筑防火性能研究[D].南昌大學(xué)碩士論文，2014.

[4] 史慧芳.建筑外墻外保溫系統(tǒng)防火技術(shù)研究[D].西安科技大學(xué)碩士論文，2013.

[5] 高錦秀.新型建筑墻體無(wú)機(jī)保溫隔熱板材的研究與開(kāi)發(fā)[D].浙江大學(xué)碩士論文，2013.