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为何酚醛保温板应用倍受青睐?

为何酚醛保温板应用倍受青睐?

福建天利高新材料 福建天利酚醛泡沫与建筑节能 今天


  作者:辽宁省酚醛材料协会 韩喜林

(地址:沈阳市皇姑区陵东街121巷1号)

 

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,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   

                       

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

 

 

立即溶解

 

 

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。


 

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