建筑裝飾阻燃材料的開發(fā)及其應(yīng)用研究進(jìn)展

高蓮萍

(陜西鐵路工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院,陜西 渭南 714000)

建筑火災(zāi)事故一直是城市建設(shè)高速發(fā)展過程中存在的問題，如圖1所示為2010—2014年我國火災(zāi)數(shù)統(tǒng)計(jì)圖[1]，由圖可看出，從2012年后我國每年發(fā)生的火災(zāi)數(shù)呈倍增狀態(tài)，建筑火災(zāi)的發(fā)生不僅帶來了嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，也給人員安全帶來的巨大威脅，尤其是隨著城市化進(jìn)程的加快，人口密集程度增加，火災(zāi)的不確定性和后果越來越嚴(yán)重，因此除了增強(qiáng)火災(zāi)防范意識(shí)，建立完備的消防系統(tǒng)，同時(shí)使用具有阻燃效果的耐火材料對于遏制火災(zāi)發(fā)生和蔓延有著巨大的作用[2-3]。阻燃材料是一種能夠抑制或者延滯燃燒而自己并不容易燃燒的材料，在石油化工、航空航天、建筑消防等領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用，隨著建筑行業(yè)的發(fā)展建筑阻燃材料從傳統(tǒng)意義上的耐火實(shí)用性同時(shí)兼顧了美觀性。本文系統(tǒng)了介紹了目前主流的幾種阻燃材料的分類及其作用機(jī)理，同時(shí)對建筑室內(nèi)裝飾阻燃材料的制備工藝及新技術(shù)進(jìn)行介紹，探討未來建筑室內(nèi)裝飾阻燃材料的發(fā)展趨勢，為從事此方面研究工作的人員提供參考和借鑒。

圖1 2010—2014火災(zāi)起數(shù)統(tǒng)計(jì)圖

1 阻燃材料的分類及作用機(jī)理

1.1 阻燃材料的作用機(jī)理

阻燃材料的作用機(jī)理比較復(fù)雜，但總的來說可以分為三類：氣相阻燃、凝聚相阻燃和中斷熱交換阻燃，氣相阻燃是指在阻斷燃燒過程中氣相反應(yīng)中各種化學(xué)基團(tuán)自由鏈的增長；凝聚阻燃是指在燃燒過程中阻止各種有機(jī)高聚物的燃燒和分解來達(dá)到抑制凝聚相反應(yīng)的過程；中斷熱交換阻燃是指通過帶走燃燒過程中的熱量來抑制燃燒的過程[4]。但一般情況下，燃燒過程十分復(fù)雜，阻燃材料的組成和作用機(jī)理也很復(fù)雜，一般是多種機(jī)理共同輔助作用來達(dá)到對燃燒進(jìn)行抑制的作用。

1.2 阻燃材料的主要分類

目前室內(nèi)建筑裝飾的阻燃材料主要以涂料的方式涂于建筑材料表面，因此又把建筑裝飾阻燃材料稱之為阻燃涂料，常見的阻燃涂料可以按照受熱后狀態(tài)的不同、基料的不同、分散介質(zhì)的不同、使用材料的不同進(jìn)行分類，具體如圖2所示。阻燃涂料在使用過程中只需涂于室內(nèi)材料表面在不影響材料美觀上達(dá)到對建筑物室內(nèi)進(jìn)行阻燃處理的作用[5]。

阻燃材料雖然按照機(jī)理的不同可以分為多種，但一般情況不會(huì)單一使用某種特定類型的阻燃材料，因?yàn)殡S著建筑技術(shù)和新材料的發(fā)展使得室內(nèi)裝飾的材料種類和特性越來越復(fù)雜，因此為了達(dá)到最佳的阻燃效果需要根據(jù)裝飾的實(shí)際情況來綜合考慮，通常需要進(jìn)行多種阻燃材料的復(fù)合來達(dá)到最佳的阻燃效果[6]。

圖2 阻燃材料的主要分類

2 建筑室內(nèi)裝飾阻燃材料的原料及制備

目前所見到的阻燃劑種類較多，不同的助燃劑其制備方法也略有差別，文章主要介紹硼系、氮系、磷系、鹵系助燃劑的制備方法，而常見的阻燃材料主要為氮系和磷系阻燃材料，磷系阻燃材料是指阻燃材料主要以磷酸鹽為主，磷酸鹽系一般對木材等材料的阻燃效果比較明顯[7]。氮系阻燃材料一般會(huì)在燃燒時(shí)釋放氨氣、氮?dú)饣蚴堑趸锏炔蝗細(xì)怏w，氮系阻燃材料一般會(huì)以三種材料為主要的原料即三聚氰胺、雙氰胺、胍類為主，近些年使用最多的為三聚氰胺改性脲醛樹脂(MUF)為基體原料制備阻燃材料，圖3為阻燃材料MUF 制備流程[8]。

圖3 阻燃材料MUF 制備流程

3 建筑室內(nèi)裝飾阻燃材料未來發(fā)展的趨勢

對于建筑裝飾阻燃材料的研究從20世紀(jì)60年代已經(jīng)開始，研究者從最開始的以阻燃滅火為目的，到如今兼顧美觀環(huán)保節(jié)能等多個(gè)方面進(jìn)行考慮，如美國科學(xué)家采用加壓浸漬法將多種銨鹽制備MDPP溶液并用于紅杉木瓦，并取得較好的阻燃效果[9]。Plotnikova[10]在膠合板制作中以磷酸氫二銨和云母礦石加入到脲醛樹脂中，從而制備出具有阻燃效果的阻燃材料。我國研究者王艷良[11]研制出水基的阻燃噴劑從而直接應(yīng)用于刨花板，從而完成對刨花板的阻燃處理效果。L Ferry[12]采用了玻璃纖維摻雜的方法制備可聚丙烯協(xié)同阻燃體系材料，發(fā)現(xiàn)這種復(fù)合材料不僅可以提高材料的結(jié)構(gòu)性能同時(shí)具備了阻燃的效果。

4 總 結(jié)

建筑裝飾阻燃材料已經(jīng)經(jīng)歷了幾十年的發(fā)展和研究，且已商業(yè)應(yīng)用，但是對于阻燃材料的綜合利用及分析評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)還是十分模糊，并沒有一個(gè)系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)對不同阻燃材料的特性進(jìn)行分析評(píng)價(jià)，這就會(huì)使得在應(yīng)用中出現(xiàn)混亂。因此，對于阻燃材料的發(fā)展，不僅要根據(jù)市場要求進(jìn)行研究，還需建立相應(yīng)的使用評(píng)價(jià)體系。