建筑裝飾阻燃材料的開發及其應用研究進展

高蓮萍

(陜西鐵路工程職業技術學院,陜西 渭南 714000)

建筑火災事故一直是城市建設高速發展過程中存在的問題，如圖1所示為2010—2014年我國火災數統計圖[1]，由圖可看出，從2012年后我國每年發生的火災數呈倍增狀態，建筑火災的發生不僅帶來了嚴重的經濟損失，也給人員安全帶來的巨大威脅，尤其是隨著城市化進程的加快，人口密集程度增加，火災的不確定性和后果越來越嚴重，因此除了增強火災防范意識，建立完備的消防系統，同時使用具有阻燃效果的耐火材料對于遏制火災發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、建筑消防等領域都有著廣泛的應用，隨著建筑行業的發展建筑阻燃材料從傳統意義上的耐火實用性同時兼顧了美觀性。本文系統了介紹了目前主流的幾種阻燃材料的分類及其作用機理，同時對建筑室內裝飾阻燃材料的制備工藝及新技術進行介紹，探討未來建筑室內裝飾阻燃材料的發展趨勢，為從事此方面研究工作的人員提供參考和借鑒。

圖1 2010—2014火災起數統計圖

1 阻燃材料的分類及作用機理

1.1 阻燃材料的作用機理

阻燃材料的作用機理比較復雜，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中各種化學基團自由鏈的增長；凝聚阻燃是指在燃燒過程中阻止各種有機高聚物的燃燒和分解來達到抑制凝聚相反應的過程；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，燃燒過程十分復雜，阻燃材料的組成和作用機理也很復雜，一般是多種機理共同輔助作用來達到對燃燒進行抑制的作用。

1.2 阻燃材料的主要分類

目前室內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的不同、基料的不同、分散介質的不同、使用材料的不同進行分類，具體如圖2所示。阻燃涂料在使用過程中只需涂于室內材料表面在不影響材料美觀上達到對建筑物室內進行阻燃處理的作用[5]。

阻燃材料雖然按照機理的不同可以分為多種，但一般情況不會單一使用某種特定類型的阻燃材料，因為隨著建筑技術和新材料的發展使得室內裝飾的材料種類和特性越來越復雜，因此為了達到最佳的阻燃效果需要根據裝飾的實際情況來綜合考慮，通常需要進行多種阻燃材料的復合來達到最佳的阻燃效果[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在燃燒時釋放氨氣、氮氣或是氮氧化物等不燃氣體，氮系阻燃材料一般會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 建筑室內裝飾阻燃材料未來發展的趨勢

對于建筑裝飾阻燃材料的研究從20世紀60年代已經開始，研究者從最開始的以阻燃滅火為目的，到如今兼顧美觀環保節能等多個方面進行考慮，如美國科學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同阻燃體系材料，發現這種復合材料不僅可以提高材料的結構性能同時具備了阻燃的效果。

4 總 結

建筑裝飾阻燃材料已經經歷了幾十年的發展和研究，且已商業應用，但是對于阻燃材料的綜合利用及分析評價標準還是十分模糊，并沒有一個系統的標準對不同阻燃材料的特性進行分析評價，這就會使得在應用中出現混亂。因此，對于阻燃材料的發展，不僅要根據市場要求進行研究，還需建立相應的使用評價體系。