新型耐高溫環(huán)保阻燃建筑保溫材料研究

李彥濱

摘 要：生活中建筑火災(zāi)事故時有發(fā)生，如央視大樓新址、濟南奧體中心、雙子星大廈等，而一旦建筑發(fā)生火災(zāi)不僅會造成嚴重的經(jīng)濟損失，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)可以有效推動新型保溫材料性能的進一步提升與阻燃效果的進一步加強。為此，文章對新型建筑保溫材料的類型及其性能，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型及其性能

1.1 有機保溫材料

聚苯乙烯泡沫塑料板，簡稱EPS，是一種輕質(zhì)保溫材料，目前國內(nèi)年產(chǎn)量約為20萬噸。聚苯乙烯泡沫具有良好的耐久性與保溫效果，這是經(jīng)過對不同地區(qū)不同使用年限建筑的大量實踐所驗證的，并且其屬于非吸濕性材料，不會從空氣中吸收水分，封閉式氣孔結(jié)構(gòu)不僅會降低自身吸水特性，而且會阻礙表面水分向內(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。在實際使用過程中，只要操作正確、防水工作到位，EPS就會長期發(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 無機保溫材料

纖維質(zhì)保溫材料、泡沫玻璃和膨脹珍珠巖類等無機保溫材料普遍具有較強的耐久性。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、憎水性能差、且吸水后保溫效果大大降低，即使風(fēng)干后也無法恢復(fù)至原來的保溫性能，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，就是將有機保溫材料和無機保溫材料進行復(fù)合所得到的一種保溫材料，目前主要有兩類，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，干燥后會形成具有一定強度的保溫層，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、無刺激、節(jié)能環(huán)保、無毒無害、工藝簡單、可現(xiàn)場涂抹、不受保溫建筑形狀制約，在建筑內(nèi)閥門等各種形狀表面都可以使用，施工方便，使用后不變形、不開裂，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)燃燒時混合氣體所需最低氧氣含量的體積百分數(shù)。對于高聚物等可燃固體來說，其是評價該物質(zhì)火災(zāi)危險特性的一個重要指標(biāo)，若高聚物的氧指數(shù)越小，則在燃燒時其所需要的氧氣量就越小，火災(zāi)產(chǎn)生的危險性就越大。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)

對于沒有經(jīng)過任何阻燃技術(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，無論是從保溫材料的結(jié)構(gòu)來看還是從保溫材料的組成考慮，其導(dǎo)熱系數(shù)都相對較小，即建筑物內(nèi)的熱量無法利用導(dǎo)熱方式來將其散失到室外。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)致火勢擴大，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)完整并具有一定強度，粘結(jié)劑的選擇應(yīng)是會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、強度等方面都存在一定不足，這就需要加入輔助粘結(jié)劑來對其原有性能進行改良。目前，采用的輔助粘結(jié)劑主要為有機硅改性聚丙烯酸酯類乳液，這種輔助粘結(jié)劑可以有效增強主體粘結(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)劑分子中加入無機阻燃成分，可以有效提高原粘結(jié)劑的性能；將幾種粘結(jié)劑進行反應(yīng)制成復(fù)合粘結(jié)劑或研制合成粘結(jié)劑，通過各粘結(jié)劑之間的取長補短，也可以顯著提升粘結(jié)劑的強度、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，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、相互促進的，同時還要考慮經(jīng)濟性與耐腐蝕、耐水等性能。由于阻燃添加劑在火災(zāi)、高溫等情況下不會產(chǎn)生有毒氣體，也不會產(chǎn)生大量濃煙，所以其對保溫材料的物理性能基本上不會有影響。可以在原有有機阻燃添加劑中加入新型復(fù)合無機阻燃添加劑，該新型無機阻燃添加劑不僅具有良好的阻燃效果，而且燃燒不會產(chǎn)生毒氣與濃煙，使用安全清潔。

4 結(jié)束語

文章從無機保溫材料、有機保溫材料和復(fù)合保溫材料對新型保溫材料的類型與性能進行了簡單說明；從氧指數(shù)、導(dǎo)熱系數(shù)對保溫材料隔熱性的影響進行了一定分析；最后通過對粘結(jié)劑和阻燃添加劑的研究說明了保溫材料與阻燃技術(shù)相結(jié)合的重要性。雖然文章對新型建筑保溫材料的性能與阻燃技術(shù)進行了相關(guān)分析，但仍存在一些不足之處，在今后的研究當(dāng)中還需進一步加強。

參考文獻

[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)，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)，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)，2013.

[5]高錦秀.新型建筑墻體無機保溫隔熱板材的研究與開發(fā)[D].浙江大學(xué)，2013.