众所周知,建筑业应用保温材料,习惯分为无机质(按形状分为板、块、浆料或纤维状)、有机质(包括热固性和热塑性),还有有机与无机复合类保温材料,等。
大家对保温材料应用,一般都会直接提问:保温怎么样?防火性能怎么样?重量大吗?然后会问:单位价格多少?容易施工吗?使用后工程重量稳定吗?等,我们用数据比较再做重温。
其中,应注意的是价格,售出是固定的立方米价格,应用到建筑墙体上是平方米的价格(在达到同等效果情况下,根据材料导热系数大小决定实际应用厚度不同)。
1 酚醛保温板在众多有机保温材料中受青睐,防火等级最高
酚醛泡沫保温材料(板)属于热固性塑料,在不添加任何阻燃剂情况下,自身具有固定防火性能。它具有体型聚合物、稳定芳烃结构,按GB8624标准的防火等级划分,酚醛泡沫自身很容易达到B1级的防火等级,接近A级(按GB8624-2012标准检测,只差热值稍高一点点),防火性能等级位于B1-A级两者之间(据有关资料介绍,日本已将酚醛保温材板定为“准不燃”产品),通过改性达到A级防火性能(经四川都江堰防火检测合格)。
酚醛泡沫保温材料其突出特点,是在超高温明火直接接触下,形成炭化骨架和CO、CO2等气态物,气体不仅能冲稀燃烧区可燃气体及氧气浓度,且有覆盖作用,没有火焰传播和蔓延,只在酚醛泡沫表面产生炭化而无融熔滴落物,酚醛泡沫板体现极好耐火焰穿透性能。
事实证明,有机质类保温材料在外墙外保温应用或施工中,在任何情况下、任何时,酚醛保温材料(板)都没有发生过任何火灾事故。
常用几种有机质保温材料遇火现象见表1。
表1 有机质保温材料遇火现象比较
项 目 | 热固性保温材料 (酚醛保温板、B1级聚氨酯硬泡) | 热塑性保温材料 (模塑聚苯板、石墨聚苯板板、挤塑聚苯板) | 热固改性聚苯板(酚醛树脂包覆聚苯发泡颗粒板,如真金板) |
裸板直接 遇明火现象 | 泡体表面炭化、不熔化,无熔融滴落物 | B1级泡体迅速收缩、成空腔;当燃烧时有熔融滴落物下落; B2不但具有B1现象,且燃烧时熔融滴落物造成火势蔓延 | 聚苯泡沫颗粒完全成为空腔,余下极酥酚醛树脂骨架 |
2 酚醛保温板氧指数最高受青睐
氧指数(oxygen index,OI)是指在规定条件下,泡沫在氧、氮混合气流中,维持平稳燃烧所需的最低氧含量,以氧所占氧氮混合体积百分数表示。
换句话说,氧指数高或低是代表材料燃烧难宜程度,材料氧指数相对高,则体现材料相对不易燃烧,在火灾发生时延缓火势曼延。相反,材料氧指数相对低,则体现材料相对容易燃烧,在火灾发生时火势迅速扩展,难以施救。
一般认为材料氧指数与其阻燃性有直接的对应关系(参见表2)。
表2 泡沫氧指数与其阻燃的对应关系
氧指数(OI)范围 | 燃烧行为 |
OI < 26 | 易 燃 |
27 ≤ OI < 32 | 可 燃 |
OI ≥ 32 | 难 燃 |
通过常用有机质保温材料的相互间氧指数比较看出(见表3),酚醛泡沫(板)氧指数最高,则酚醛泡沫(板)属于不易燃烧,难燃的有机质、热固性保温材料。
表 3 常用有机质保温材料相互间氧指数比较
项 目 | 热固性保温材料 | 热塑性保温材料 | 热固改性聚苯板(树脂包覆聚苯发泡颗粒板) | ||
PF | PUR(PIR) | EPS | XPS | ||
氧指数(%) | 38 | 26(30) | 30 | 26 | 30 |
注:1表中PF、PUR、EPS和XPS数据,引用现行国家行业标准(JG/T287-2013)中表2指标。
2 如在树脂原料中添加适量阻燃剂,PF氧指数很容易达到50%以上,且不降低其他物理指标。
3 热固改性聚苯板,是利用酚醛树脂本身具有防火性,将其包覆聚苯发泡颗粒板称为热固改性聚苯板,如“真金板”。
3酚醛保温板与高温火焰接触烟雾量极小,防窒息的安全性最好
凡是有机质类难燃、可燃和易燃的保温材料(甚至所谓无机质不燃的岩棉保温板),遇高温明火后,都会根据保温材料化学组成或化学结构,产生一定量、不同组分,对环境、人身有毒害的气体或烟雾。
在保温材料和外墙外保温系统技术指标上,虽然没有规定释放烟雾量的指标控制,但其确实是一个潜在、不可忽视的指标。
上海教师公寓的大火,英国大火,以及四川达州(地下冷库)火灾,大部分伤员是因毒气窒息灼伤。而酚醛保温板不但耐火焰穿透,而且酚醛保温板与高温火焰接触所产生的烟雾量也极小(SDR≤5%)。
常用有机质保温材料用遮光—时间对应关系测试证明,在同等测试条件下,酚醛泡沫板出烟雾速度最慢、出烟雾量最低,防窒息、安全性最好。
4 酚醛保温板导热系数最低,节能最高效
导热系数是衡量单一材料的导热能力物理量,它与材料的组成结构、密度、含水率等因素有关。
酚醛保温板采用环保类发泡剂,为泡沫提供均匀物理栅栏(闭孔结构),使酚醛保温板导热系数最低(见表4),因其导热系数小,通过采用最薄的酚醛保温板(见表5),保温材料占用量(面积)小,保温系统稳定(安全),施工又方便,应用可达到最好的保温效果。
1)酚醛保温板与有机质、无机质保温材料导热系数的比较。
表4 导热系数大小的比较
有机质保温材料 | 无机质保温材料 | ||
材料名称 | 导热系数[W/m.K] | 材料名称 | 导热系数 [W/m.K] |
酚醛保温板(PF) | ≤0.024 | 膨胀珍珠岩、膨胀玻化微珠保温砂浆、无机保温砂浆 | ≤0.070 |
硬泡聚氨酯(PUR、PIR板) | ≤0.024 | 发泡水泥(胶粉聚苯颗粒保温浆料) | ≤0.060 |
模塑聚(EPS板) | ≤0.041 | 无机轻质保温浆料 | ≤0.09 |
挤塑板(XPS板) | ≤0.030 | 泡沫玻璃 | ≤0.066 |
热固改性聚苯板 | ≤0.038 | 发泡陶瓷保温板 | ≤0.060 |
岩棉板 | ≤0.040 | ||
热固复合聚苯乙烯泡沫保温板 | ≤0.050 | ||
注:表中保温材料的导热系数分别从相应产品标准中摘录。 |
2)在辽宁地区实行75%建筑节能率条件下,按表4中典型保温材料的导热系数计算保温层应用厚度的比较。无机质保温材料防火等级为不燃,但其容重大、导热系数高,应用相对厚度大(见表 5)(保温系统不稳定、不安全)。
表5 75%建筑节能率各保温材料应用厚度的比较
有机质类保温材料 | 无机质保温材料 | ||
材料名称 | 厚度(mm) | 材料名称 | 厚度(mm) |
改性酚醛保温板(PF) | 97.8 | 膨胀珍珠岩、膨胀玻化微珠保温砂浆、无机保温砂浆 | 285 |
硬泡聚氨酯(PUR、PIR板) | 97.8 | 发泡水泥(胶粉聚苯颗粒保温浆料) | 245 |
模塑聚(EPS板) | 167 | 无机轻质保温浆料 | 367 |
挤塑板(XPS板) | 122 | 泡沫玻璃 | 269 |
热固改性聚苯板 | 154 | 发泡陶瓷保温板 | 245 |
岩棉板 | 163 | ||
热固复合聚苯乙烯泡沫保温板 | 203.75 |
5 酚醛保温板耐温性最高
酚醛泡沫的耐温性能,高于在建筑外墙外保温应用的一切有机质保温材料(见表 6)。由于酚醛泡沫具有耐高温的优势,当用于建筑围护结构保温时,不会因长时间高温天气暴晒、基层温度偏高或其它高温因素,而导致酚醛泡沫保温板出现收缩、膨胀等因素的变形。
酚醛保温装饰板等,凡是酚醛保温板与不燃面层复合而构成的保温板,一旦接触高温情况下,或长期处于高温环境应用,相对比其它保温材料更趋于稳定,在较宽温度范围内,酚醛保温的线膨胀系数值不变,能使保温系统具有很好耐温性、耐久性。用于其他耐温保温也是首选。
表6 有机质保温材料耐温性能比较
项 目 | 热固性保温材料 (酚醛泡沫、聚氨酯硬泡) | 热塑性保温材料 (模塑聚苯板、石墨板、挤塑聚苯板) | 热固改性聚苯板 (树脂包覆聚苯发泡颗粒板,如真金板) |
受热、耐温现象 | 酚醛泡沫:≤210℃不变形,不变色; 聚氨酯硬泡:≤120℃不变形 | ≤80℃不变形 | ≤85℃不变形 |
6 酚醛保温板耐溶剂性最好
酚醛泡沫具有很好的化学结构的稳定性、应用的安全性(见表 7)。
酚醛泡沫能耐多种有机溶剂和无机溶剂,如乙酸乙酯、汽油、煤油、苯、甲苯、过氯乙烯,以及硫酸(10%)、盐酸(10%)、氢氧化胺(浓)、氢氧化钠(10%)等等。
表 7 有机质保温材料耐溶剂现象比较
项 目 | 热固性保温材料 (酚醛泡沫、聚氨酯硬泡) | 热塑性保温材料 (模塑聚苯板、石墨板、挤塑聚苯板) | 热固改性聚苯板 (树脂包覆聚苯发泡颗粒板,如真金板)
|
保温材料与乙酸乙酯溶剂接触的现象 | 泡体无任何改变,不溶、不变形
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立即溶解
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瞬间全部溶解
|
注:热固改性聚苯板是通过使用少量、薄层的酚醛树脂包覆聚苯发泡颗粒板,虽然利用酚醛树脂耐温、不燃特点来提高防火性能,但此薄层不耐溶剂。
7 酚醛保温板环保性、防虫害最好
发展环保材料,构筑绿色建筑,一直是国家倡导基本原则,不能因为建筑节能而破坏周围生态环境。保温材料生产必须保护环境,不得对生态造成不良影响,应用健康、卫生,不降低外墙外保温系统使用寿命。酚醛保温板生产和发展符合国家相关规定的要求(见表 8)。
表8 材料生产和使用对生态影响
项 目 | 热固性保温材料 | 热塑性保温材料 (模塑聚苯板、石墨板、挤塑聚苯板) | 热固改性聚苯板
| |
酚醛泡沫 | 聚氨酯硬泡 | |||
耐生物现象 | 不长虫、不招白蚁
| 受潮长虫,招鼠、招白蚁,菌类繁殖等 | 长虫,招鼠、招白蚁 | |
用发泡剂现状 | 用环保类环戊系 | 含用环保类,但有使用限用141b类,甚至还有使用明令禁用F11类 | 有用环保类,有使用明令禁用的F11类 | — |
阻燃剂影响 | 不用阻燃剂,无挥发 | 有阻燃剂挥发 | 有阻燃剂挥发 | — |
注:1 目前,戊烷类发泡剂为环保型,141b发泡剂为限用,F11发泡剂为国家规定绝对禁用。
2 聚氨酯硬泡(PU)、挤塑聚苯板(XPS)发泡还有个别存在使用F11发泡剂,严重破坏大气环境、犯法。
3 模塑聚苯板(EPS)或挤塑聚苯板(XPS)使用六溴环十二烷为阻燃剂,应用建筑外墙保温后,它长期对周围环境、人体影响较大。
4 酚醛泡沫(板)一律使用环保类戊烷类发泡剂。
8酚醛保温板应用范围最广
根据设计要求,酚醛保温板有多种类型(见表 9),因是自动连续化生产线,完全可按用户要求任意加工生产,如酚醛保温板厚度可在120mm内任意厚度生产,可连续生产几十米长度,应用潜力巨大。
表 9 酚醛保温板类型
酚醛保温板类型 |
裸板 | 喷涂界面的复合保温板(外观为水泥基色、各类彩色) | 保温装饰板 (酚醛保温板与带有饰面的硅钙板、水泥基板、薄石板、金属板复合而成) | 铝箔面或金属压花金属板复合的PF夹芯板 (酚醛泡沫板与上下层镀膜防腐亚光铝箔经复合而成);夹芯酚醛泡沫复合板 |
应用范围 | 外墙外保温薄抹灰系统(如涂料饰面、真石漆饰面等);飞机、船舶隔热保温 | 外墙外保温薄抹灰系统(如涂料饰面、真石漆饰面等);冷库 | 外墙外保温的保温装饰一体化系统 | 保温装饰一体化系统; 空调通风管道
|
综上,通过材料间的综合性比较才有鉴别,酚醛保温板以绝对优势,位居保温材料之首,综合其特点有防火等级最高(防火阻燃)、氧指数最高、防窒息的安全性最好、高效保温、低容重、耐温性高、生产环保、保温板类型多,应用措施灵活等。
应用保温材料的导热系数高、应用厚度必然大、导致重量必然大,存在安全隐患大。相比,酚醛保温板应用倍受青睐。