聚氨酯保溫與防火

聚氨酯硬泡阻燃標(biāo)準(zhǔn)摘要］：聚氨酯硬泡大很多應(yīng)用場(chǎng)合都是阻燃要求的，20年來(lái)中國(guó)相應(yīng)的材料阻燃標(biāo)準(zhǔn)在不斷修訂，并逐步與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)接軌。通過(guò)對(duì)以往研究工作的總結(jié)，本文就聚氨酯硬泡在實(shí)施《建筑材料燃燒性能分級(jí)方法》后應(yīng)向什么方向發(fā)展，提出了幾點(diǎn)建議。:阻燃標(biāo)準(zhǔn)；聚氨酯硬泡；阻燃方向1聚氨酯硬泡20余年執(zhí)行的相關(guān)阻燃標(biāo)準(zhǔn)1.1《建筑材料燃燒性能分級(jí)方法》對(duì)于PU硬泡B1等級(jí)的嚴(yán)格要求近20年來(lái)，我國(guó)聚氨酯工業(yè)發(fā)展很快。由于該產(chǎn)品具有非常低的導(dǎo)熱系數(shù)及透水蒸汽性，質(zhì)輕、比強(qiáng)度高，加之其與紙、金屬、木材、水泥板、磚墻塑料板、瀝青氈等具有很強(qiáng)的粘接性，不需另加其它粘合劑等優(yōu)點(diǎn)，已為眾多的工業(yè)及民用部門所采用。但是，聚氨酯與其它有機(jī)高分子材料一樣是一種可燃性較強(qiáng)的聚合物。硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料的密度小，絕熱性能好，與外界的暴露面比其它材料大，因此更容易燃燒。隨著聚氨酯泡沫塑料的廣泛運(yùn)用，其材料的耐燃、防火等問(wèn)題已成為迫切需要解決的重要課題。在我國(guó)，由于不慎引燃聚氨酯泡沫塑料而導(dǎo)致火災(zāi)的事件時(shí)有發(fā)生，給聚氨酯泡沫的應(yīng)用帶來(lái)了一些負(fù)面影響。在國(guó)外許多專家甚至認(rèn)為這個(gè)問(wèn)題是硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料今后能否繼續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵之一。因此硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料的耐燃性、安全性，已成為能否用于建筑材料的重要技術(shù)指標(biāo)。許多國(guó)家的建筑立法機(jī)構(gòu)都制定了一系列難燃法規(guī)，與此同時(shí)又相應(yīng)的制定了一系列對(duì)聚氨酯泡沫塑料燃燒性能的測(cè)試方法。我國(guó)從1980年開(kāi)始制定了4項(xiàng)塑料燃燒性能試驗(yàn)方法的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，即氧指數(shù)法、熾熱棒法、水平燃燒法、垂直燃燒法，特別是氧指數(shù)法是我國(guó)適用于硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料燃燒性試驗(yàn)的第1個(gè)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。1984年上海市公安局頒布了《關(guān)于生產(chǎn)、銷售、使用高分子建筑材料的管理規(guī)定》，其中明確指出：硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料使用在建筑上，氧指數(shù)不得小于26%。相當(dāng)多的省市部門及公安消防機(jī)構(gòu)參照此規(guī)定陸續(xù)頒布了各地方和部門的法規(guī)。研制氧指數(shù)大于26%的硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料，也引起了國(guó)內(nèi)相關(guān)研究部門的普遍重視。國(guó)家科委在“六五”、“七五”期間將硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料氧指數(shù)大于26%的指標(biāo)列為國(guó)家攻關(guān)課題，并在“七五”攻關(guān)成功。這對(duì)安全使用硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料，減少和消除火災(zāi)事故，起到了積極的作用。但隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)不斷提高，生產(chǎn)、使用硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料的有關(guān)單位和公安消防部門的工作人員逐漸認(rèn)識(shí)到，其是一種有機(jī)高分子材料，即使氧指數(shù)達(dá)到26%或者更高，并非意味著在火中不燃燒。高氧指數(shù)可通過(guò)提高阻燃劑的含量來(lái)達(dá)到，而大量阻燃劑的使用卻又帶來(lái)了煙霧大、毒性大的弊端。隨著我國(guó)聚氨酯泡沫塑料工業(yè)的發(fā)展，要求全面地了解泡沫塑料的燃燒性能，科學(xué)地確定阻燃性能的綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)，真實(shí)地反映在實(shí)際火災(zāi)中材料的燃燒行為，已提到議事日程上來(lái)。最初以自熄性和氧指數(shù)作為評(píng)價(jià)材料燃燒難易程度的指標(biāo)，已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，還必須考慮到著火后，火焰?zhèn)鞑U(kuò)散速度指標(biāo)、產(chǎn)生煙霧大小及毒性情況。為此我國(guó)頒布了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)一一建筑物隔熱用硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料，并于1990年開(kāi)始實(shí)施規(guī)定的水平燃燒法和垂直燃燒法測(cè)定聚氨酯泡沫塑料的阻燃性，即用火焰?zhèn)鞑バ詠?lái)衡量材料的阻燃性。1997年頒布國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑材料燃燒性能分級(jí)方法》，于1997年4月1日實(shí)施，規(guī)定中的氧指數(shù)、垂直燃燒法、煙密度3項(xiàng)指標(biāo)，更為嚴(yán)格的測(cè)定硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料阻燃性能，即用著火性、火焰?zhèn)鞑バ?，煙密?項(xiàng)綜合指標(biāo)衡量材料的阻燃性能。B1等級(jí)材料指標(biāo)：1）氧指數(shù)大于32%；2）平均燃燒時(shí)間30s，平均燃燒高度小于250mm；3）煙密度等級(jí)SDRV75。查閱國(guó)外相當(dāng)于我國(guó)B1等級(jí)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及測(cè)試方法以及文獻(xiàn)報(bào)道，均未發(fā)現(xiàn)同時(shí)把氧指數(shù)、火焰?zhèn)鞑バ?、煙密?項(xiàng)指標(biāo)作為PU硬泡阻燃級(jí)別的產(chǎn)品評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)。在ASTME-84阻燃一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)中，只考慮了火焰?zhèn)鞑ブ笖?shù)及發(fā)煙量2項(xiàng)指標(biāo)，均無(wú)氧指數(shù)大于32%的指標(biāo)；在德國(guó)DIN4102標(biāo)準(zhǔn)中，B1等級(jí)的評(píng)定是：只有火焰?zhèn)鞑バ阅?；在日本JISA9514的標(biāo)準(zhǔn)及JISA9501法測(cè)定中，評(píng)定難燃級(jí)別也只考慮了火焰?zhèn)鞑バ?；在SATMD2863評(píng)定難燃級(jí)別中，難燃一級(jí)氧指數(shù)大于30%，而我國(guó)在B1等級(jí)中規(guī)定的氧指數(shù)大于32%，在世界上是最高的。而在即將頒布的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《公共場(chǎng)所阻燃制品及組件燃燒性能要求及標(biāo)志》中，除上述3項(xiàng)指標(biāo)外，還增加了1項(xiàng)煙氣毒性指標(biāo)，即以著火性、火焰?zhèn)鞑バ?、發(fā)煙性、煙氣毒性4項(xiàng)指標(biāo)作為泡沫塑料阻燃級(jí)別的產(chǎn)品評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)。故該國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)將比1997年的《標(biāo)準(zhǔn)》更為苛刻、更為嚴(yán)格。縱觀世界聚氨酯工業(yè)的發(fā)展歷程，在國(guó)外聚氨酯的發(fā)展中，始終將其優(yōu)異性能放在第1位。如硬泡在應(yīng)用領(lǐng)域，始終將其絕熱性放在第1位，而對(duì)其防火、安全性的要求比較寬，只要求在一定原則范圍之內(nèi)。在國(guó)外對(duì)這種易燃的高分子材料，只要遵循下述原則：1） 減少對(duì)生命的威脅：其途徑是防止點(diǎn)燃、起火，減少火焰?zhèn)鞑ニ俣?，限制火區(qū)范圍，留有或允許有逃生的時(shí)間；制定氧指數(shù)、熱釋放速率峰值與火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊臉?biāo)準(zhǔn)。2） 減少對(duì)財(cái)產(chǎn)造成的損失：其途徑是把火情、火災(zāi)控制在原發(fā)區(qū)域，限制、控制由煙霧造成的對(duì)生命的威脅及財(cái)產(chǎn)損失；制定火焰?zhèn)鞑ニ俣?、煙密度等?jí)與煙毒性的標(biāo)準(zhǔn)。在國(guó)外根據(jù)上述原則制定各國(guó)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，雖測(cè)試方法不一致，但總體情況要求較寬，只要達(dá)到防火標(biāo)準(zhǔn)中4個(gè)參數(shù)中的1?2個(gè)指標(biāo)值就可允許其使用。因而我國(guó)頒布的《標(biāo)準(zhǔn)》中PU硬泡B1等級(jí)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)是目前世界上指標(biāo)最高、也是最為嚴(yán)格的。1.2新頒布的《建筑材料及制品燃燒性能分級(jí)》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)我國(guó)1997年頒布的《標(biāo)準(zhǔn)》，雖其指標(biāo)是目前世界最高、最為嚴(yán)格的，但其采用試驗(yàn)方法大多是小尺寸試驗(yàn)，其火焰?zhèn)鞑ヌ匦砸灰凰饺紵?、垂直燃燒法，均采用單火焰點(diǎn)火方式，裝置小巧簡(jiǎn)單，根本難以準(zhǔn)確預(yù)測(cè)PU泡沫材料在實(shí)際火災(zāi)條件下的燃燒特性。尤其是氧指數(shù)法，其試驗(yàn)方法采用長(zhǎng)條狀的試樣樹(shù)立在氧氮?dú)饬髦校c(diǎn)火方法為從試樣頂端點(diǎn)火，火焰向下蔓延，這與實(shí)際火災(zāi)中的火焰?zhèn)鞑シ绞讲煌?，并且在?shí)際火災(zāi)中的PU泡沫材料不是在富氧情況下燃燒，而是在氧氣濃度越來(lái)越低的情況下燃燒。煙密度測(cè)定只是累計(jì)數(shù)，也無(wú)法測(cè)定在真實(shí)火災(zāi)中PU泡沫煙毒氣的釋放速率。因而GB8624-1997標(biāo)準(zhǔn)體系很難真實(shí)地反映PU泡沫材料在實(shí)際火災(zāi)場(chǎng)景下的燃燒特性，只是主要針對(duì)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，材料表面的火焰?zhèn)鞑ズ吐印ｋS著火災(zāi)科學(xué)和消防工程科學(xué)領(lǐng)域研究地不斷深入，對(duì)燃燒特性的內(nèi)涵也從單純的火焰?zhèn)鞑ズ吐樱瑪U(kuò)展到材料在真實(shí)火災(zāi)中的實(shí)際燃燒特性參數(shù)：燃燒熱釋放量、燃燒熱釋放速率、煙密度、煙氣生成速率、燃燒產(chǎn)物煙氣毒性及火焰?zhèn)鞑サ取Ｐ骂C布的《建筑材料燃燒性能分級(jí)方法》分級(jí)體系是完全參照歐盟EN13501-1：2002標(biāo)準(zhǔn)，它規(guī)定了其試驗(yàn)方法及等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，并對(duì)部分級(jí)別另規(guī)定了附加燃燒生成物的毒性試驗(yàn)要求。新的分級(jí)體系是基于材料在真實(shí)火災(zāi)場(chǎng)景中的燃燒特性所建立的一套評(píng)價(jià)體系，試驗(yàn)的設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)的采集建立在火災(zāi)基礎(chǔ)理論上，并以實(shí)際火災(zāi)為參考場(chǎng)景。新的分級(jí)體系以墻角實(shí)體試驗(yàn)為參考場(chǎng)景，主要采用ISO-1182不燃性試驗(yàn)，ISO-9239鋪地材料燃燒性能測(cè)定一一輻射熱源法試驗(yàn)，以及CA.132-1996規(guī)定的毒性試驗(yàn)，用于對(duì)材料的產(chǎn)煙毒性評(píng)價(jià)、火災(zāi)場(chǎng)景毒性評(píng)價(jià)以及由成分分析結(jié)果推測(cè)的煙氣毒性危險(xiǎn)等。通過(guò)上述一系列測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，以實(shí)體火災(zāi)為參考場(chǎng)景，可測(cè)得一系列與潛在火災(zāi)危險(xiǎn)性相關(guān)的參數(shù)：燃燒熱釋放速率、產(chǎn)煙量、產(chǎn)煙速率、煙氣毒性、火焰?zhèn)鞑サ取Ｓ眠@些參數(shù)可以全面、系統(tǒng)地描述火災(zāi)發(fā)生時(shí)3個(gè)階段的3個(gè)火災(zāi)情景。第1階段：指制品被點(diǎn)燃的著火階段，即用小火焰施加于制品的局部區(qū)域；第2階段：指火災(zāi)逐步擴(kuò)大發(fā)展直至轟燃階段；第3階段：轟燃后，所有可燃制品成為火災(zāi)荷載。用這些參數(shù)可將建筑材料分為A1、A2、B、C、D、E、F7個(gè)級(jí)別，新的分級(jí)體系中的試驗(yàn)方法對(duì)材料的燃燒性更為科學(xué)、更為合理?！缎聵?biāo)準(zhǔn)》中，規(guī)定了一些試驗(yàn)方法要有實(shí)際火災(zāi)場(chǎng)景，又要考慮材料的最終用途，也就是PU泡沫在不同建筑物和建筑物的不同部位使用時(shí)，其火災(zāi)危險(xiǎn)性是不一樣的。因此《新標(biāo)準(zhǔn)》可以說(shuō)是目前世界上最為科學(xué)、合理，且同國(guó)際先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)直接接軌的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。此標(biāo)準(zhǔn)一方面能正確評(píng)價(jià)PU泡沫塑料在真正火災(zāi)中的燃燒性能，同時(shí)也能預(yù)測(cè)PU泡沫在火災(zāi)中的危險(xiǎn)程度，從而找到如何正確、安全使用這種易燃PU泡沫塑料合理的科學(xué)根據(jù)。1.3《新標(biāo)準(zhǔn)》為中國(guó)聚氨酯工業(yè)發(fā)展創(chuàng)造了機(jī)遇我國(guó)GB8624標(biāo)準(zhǔn)于1988年首次發(fā)布，其后1997年發(fā)布修訂版標(biāo)準(zhǔn)，此標(biāo)準(zhǔn)主要非等同采用德國(guó)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DIN4102-81第1部分《建筑材料分級(jí)的要求和試驗(yàn)》。在修訂過(guò)程中，材料阻燃級(jí)別是相互對(duì)應(yīng)的。但在B1級(jí)材料的指標(biāo)要求中，我國(guó)增加了對(duì)煙密度的標(biāo)準(zhǔn)要求，這在技術(shù)指標(biāo)上要高于德國(guó)的DIN4102標(biāo)準(zhǔn)。因此，1997年頒布的《標(biāo)準(zhǔn)》中對(duì)PU硬泡B1等級(jí)防火指標(biāo)是目前世界最高的，這無(wú)形之中形成了一個(gè)技術(shù)壁壘，國(guó)外同類制品達(dá)不到中國(guó)PU硬泡B1等級(jí)防火指標(biāo)就進(jìn)不了中國(guó)市場(chǎng)。雙面鋁箔聚氨酯復(fù)合板材與風(fēng)管技術(shù)最早起源于意大利，并在世界各地應(yīng)用了20多年，在國(guó)際上列為節(jié)能、綠色環(huán)保產(chǎn)品。90年代初由意大利P3公司、ALP公司打入了中國(guó)市場(chǎng)，并進(jìn)行了技術(shù)推廣與培訓(xùn)工作，獲得了國(guó)內(nèi)認(rèn)可。但由于中國(guó)關(guān)于聚氨酯B1等級(jí)防火標(biāo)準(zhǔn)的要求，使2家公司的推廣工作受阻，進(jìn)不了中國(guó)聚氨酯市場(chǎng)。中國(guó)企業(yè)家從2000年開(kāi)始仿造、研制意大利P3公司、ALP公司產(chǎn)品，投巨資成功研制開(kāi)發(fā)了難燃B1等級(jí)聚氨酯泡沫塑料，在不到5年時(shí)間內(nèi)，國(guó)內(nèi)出現(xiàn)了十幾條輕質(zhì)、保溫復(fù)合型風(fēng)管生產(chǎn)線，既能生產(chǎn)酚醛型復(fù)合風(fēng)管又能生產(chǎn)聚氨酯型復(fù)合風(fēng)管，打出了十幾個(gè)品牌，并初步形成了一個(gè)新興產(chǎn)業(yè)。其中個(gè)別企業(yè)真正掌握了PU硬泡B1等級(jí)風(fēng)管生產(chǎn)的技術(shù)，初步形成擁有自己知識(shí)產(chǎn)權(quán)的品牌產(chǎn)品，并出口國(guó)際市場(chǎng)。我國(guó)頒布的《新標(biāo)準(zhǔn)》是對(duì)《標(biāo)準(zhǔn)》的修訂，除全部采用歐盟EN1350-1：2002規(guī)定的試驗(yàn)方法和等級(jí)劃分外，對(duì)部分級(jí)別還規(guī)定了附加燃燒生成物的毒性試驗(yàn)要求，這充分說(shuō)明了中國(guó)消防安全要求十分嚴(yán)格。我國(guó)頒布的防火體系標(biāo)準(zhǔn)始終高于國(guó)外同類體系的標(biāo)準(zhǔn)?！缎聵?biāo)準(zhǔn)》的頒布具有雙重意義：對(duì)外來(lái)講，其給中國(guó)PU產(chǎn)品直接打入國(guó)際市場(chǎng)開(kāi)辟了一條綠色通道；對(duì)內(nèi)來(lái)講，中國(guó)PU產(chǎn)品某些指標(biāo)要高于國(guó)外同類產(chǎn)品，這無(wú)形之中形成了一個(gè)技術(shù)壁壘。因而可以說(shuō)，中國(guó)嚴(yán)格的PU防火標(biāo)準(zhǔn)，給中國(guó)聚氨酯工業(yè)的發(fā)展，形成具有中國(guó)特色、有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的PU產(chǎn)品體系創(chuàng)造了一個(gè)發(fā)展機(jī)遇。聚氨酯泡沫塑料噴涂保溫(PU)的防火等級(jí)認(rèn)定聚氨酯泡沫塑料(PU)目前幾乎滲透到國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)部門和各個(gè)領(lǐng)域。對(duì)于PU泡沫阻燃的法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)，我國(guó)消防部門多年以來(lái)，相繼制定了許多防火指標(biāo)及阻燃標(biāo)準(zhǔn)，并且始終要高于國(guó)際的任何指標(biāo)及阻燃標(biāo)準(zhǔn)，尤其是單項(xiàng)，我國(guó)一直處于國(guó)際領(lǐng)先的最高位。其中有：1.1984年公安消防部門提出用于建筑上的PU材料，其氧指數(shù)不得小于26；2.1997年頒布的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑材料燃燒性能分級(jí)方法》GB8624-1997，其B1等級(jí)PU材料指標(biāo)，氧指數(shù)必須大于32；3.2006年頒布的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB50016-2006，提出PU復(fù)合風(fēng)管材料指標(biāo)是煙密度SDRW25。國(guó)內(nèi)外專家一致認(rèn)為：PU材料的耐熱、耐溫、低煙、低毒以及防火技術(shù)能否攻關(guān)成功，已成為PU材料能否繼續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵性問(wèn)題。我國(guó)消防部門在80年代初期頒布了PU泡沫用于建筑的氧指數(shù)不得小于26的第一個(gè)法規(guī)，在當(dāng)時(shí)的歷史條件下，要達(dá)到此項(xiàng)指標(biāo)有一定難度。未經(jīng)阻燃處理過(guò)的PU泡沫，其氧指數(shù)只有17。因而國(guó)家提出研制氧指數(shù)大于26的PU泡沫，引起國(guó)內(nèi)聚氨酯研究部門的普遍關(guān)注和重視。國(guó)家科委在“六五、“七五”期間，將PU硬質(zhì)泡沫塑料氧指數(shù)大于26的指標(biāo)列為國(guó)家攻關(guān)課題，“六五”攻關(guān)失敗，“七五”攻關(guān)成功了，此項(xiàng)指標(biāo)在當(dāng)時(shí)世界上的相關(guān)PU標(biāo)準(zhǔn)也是最高的。但在以后的實(shí)際使用中，逐漸認(rèn)識(shí)到硬質(zhì)PU泡沫塑料畢竟是一種易燃的高分子材料，即使氧指數(shù)達(dá)到26甚至更高，并非意味著在真實(shí)火災(zāi)中不燃燒，它僅能延緩著火時(shí)間，增加人們逃生時(shí)間。當(dāng)時(shí)攻克此項(xiàng)技術(shù)難關(guān)主要是依靠合成一個(gè)含氮高官能度自催化聚醚體系，增加低效阻燃劑(TCEP)添加量，以期達(dá)到氧指數(shù)26的指標(biāo)。隨著我國(guó)阻燃技術(shù)的發(fā)展，在80年代末期開(kāi)發(fā)成功高效阻燃劑DMMP，易燃PU泡沫要達(dá)到氧指數(shù)26已不是攻關(guān)技術(shù)難題，只需在PU泡沫體系添加一定量的高效阻燃劑DMMP，就很容易達(dá)到氧指數(shù)26?，F(xiàn)在國(guó)內(nèi)PU火災(zāi)不斷發(fā)生，使人們認(rèn)識(shí)到PU泡沫材料即使達(dá)到氧指數(shù)26,甚至更高，并非意味著在火中不燃燒，大量阻燃劑的使用卻又帶來(lái)煙霧大、毒性大的弊端。對(duì)火災(zāi)事故中人員傷亡分析，90%以上人員的傷亡主要是PU材料在燃燒過(guò)程釋放出大量煙毒氣造成的。現(xiàn)在，要求全面地了解泡沫塑料性能，科學(xué)地確定阻燃性能的綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)，達(dá)到真實(shí)地反映在實(shí)際火災(zāi)中材料的燃燒真實(shí)行為，已提到議事日程上來(lái)。最初的自熄性和氧指數(shù)作為評(píng)價(jià)材料燃燒難度程度的指標(biāo)，已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，還必須考慮到著火后的火焰?zhèn)鞑U(kuò)散速度指標(biāo)，產(chǎn)生煙霧大小及毒性情況。從上述四項(xiàng)防火指標(biāo)考慮出發(fā)，我國(guó)已頒布了一系列PU材料防火安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)：1.1989年我國(guó)頒布了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)：建筑物隔熱用硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料(GB10800—1989)，并于1990年開(kāi)始實(shí)施規(guī)定的水平燃燒法和垂直燃燒法測(cè)定聚氨酯泡沫塑料的阻燃性，即用火焰?zhèn)鞑バ詠?lái)衡量材料的阻燃性。2.1997年頒布國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑材料燃燒性能分級(jí)方法》(GB8624-1997)。1997年4月1日實(shí)施，規(guī)定用氧指數(shù)、垂直燃燒、煙密度三項(xiàng)指標(biāo)，測(cè)定更為嚴(yán)格的硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料，即用著火性、火焰?zhèn)鞑バ浴熋芏热?xiàng)綜合性指標(biāo)來(lái)衡量材料的阻燃性能。3.2006年頒布的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》(GB8624-2006)。2006年12月1日?qǐng)?zhí)行，規(guī)定PU復(fù)合風(fēng)管PU材料煙密度等級(jí)W25，即用更為嚴(yán)格的煙密度來(lái)衡量材料的阻燃性。4.2006年頒布的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《公共場(chǎng)所阻燃制品及組件燃燒性能要求及識(shí)標(biāo)》(GB20286-2006)。2007年3月1日正式實(shí)施，規(guī)定用著火性(熱釋放性)、火焰?zhèn)鞑バ?、發(fā)煙性、煙氣毒性等四項(xiàng)指標(biāo)衡量PU泡沫阻燃性。5.2006年頒布的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑材料燃燒性能分級(jí)方法》(GB8624-2006)。2007年3月1日正式實(shí)施。這是目前世界上最為科學(xué)、最為合理、同國(guó)際先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)直接接軌的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。這是對(duì)燃燒特性的內(nèi)涵由從前單純的火焰?zhèn)鞑ズ吐樱瑪U(kuò)展到材料在真實(shí)火災(zāi)中實(shí)際燃燒特性的參數(shù)，即燃燒熱釋放量(熱值)、燃燒熱釋放速率、煙密度(SDR)、煙氣生成速率、燃燒產(chǎn)物煙氣毒性以及火焰?zhèn)鞑サ?。用這些參數(shù)可將建筑材料分為A1、A2、B、C、D、E和F七個(gè)級(jí)別。這個(gè)新的分級(jí)體系是基于材料在真實(shí)火災(zāi)場(chǎng)景中的燃燒特性的一套評(píng)價(jià)體系。從上述頒布的一系列國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中可看出，不僅其單項(xiàng)防火指標(biāo)是國(guó)際上最高的，而且我國(guó)防火標(biāo)準(zhǔn)是高于國(guó)外的，其中對(duì)防火標(biāo)準(zhǔn)的四項(xiàng)參數(shù)(著火性、火焰?zhèn)鞑バ?、發(fā)煙性、煙氣毒性)，在國(guó)外只要達(dá)到其中1?2項(xiàng)就可以允許其使用，國(guó)外任何一個(gè)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中都沒(méi)有要求四項(xiàng)參數(shù)同時(shí)達(dá)到方可使用。硬泡聚氨酯在外圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫系統(tǒng)中的防火應(yīng)用近年來(lái)，隨著政府相關(guān)法規(guī)的健全以及執(zhí)行力度的加大，建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫工程得以大力發(fā)展，與此同時(shí)，火災(zāi)卻如影隨形般伴隨著這項(xiàng)朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，給人民生命財(cái)產(chǎn)安全帶來(lái)了威脅，大多數(shù)保溫材料都是有機(jī)材料，在很大程度上給安全防火帶來(lái)了隱患，硬泡聚氨酯也不例外，時(shí)不時(shí)會(huì)出現(xiàn)工程火災(zāi)的事故報(bào)道，如何讓硬泡聚氨酯材料應(yīng)用于建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫系統(tǒng)節(jié)能工程帶來(lái)的節(jié)能減排效果的同時(shí)確保防火安全性的課題成為業(yè)內(nèi)人士的共同話題。國(guó)內(nèi)外對(duì)建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)防火要求在歐美等建筑節(jié)能技術(shù)先進(jìn)的國(guó)家，對(duì)建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫系統(tǒng)使用的材料和系統(tǒng)都是要進(jìn)行燃燒性能等級(jí)評(píng)價(jià)的，同時(shí)還對(duì)不同保溫系統(tǒng)的使用范圍進(jìn)行了限制和規(guī)定。歐洲ETAG004《有抹面層的外墻外保溫復(fù)合系統(tǒng)歐洲技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證》的第5.2.2條規(guī)定：由于一些成員國(guó)已對(duì)保溫材料自身的對(duì)火反應(yīng)性能有詳細(xì)的要求，對(duì)保溫材料自身的對(duì)火反應(yīng)性能予以明示是必要的。試驗(yàn)應(yīng)按EN13501-1的規(guī)定進(jìn)行。特別是，要標(biāo)明火焰在ETICS的保溫材料中傳播的可能性。為了阻止這種火焰的傳播，一些成員國(guó)要求采用“防火屏障(防火隔斷)”，可對(duì)滿足要求的產(chǎn)品列表。認(rèn)證申請(qǐng)者應(yīng)推薦具有阻止火焰?zhèn)鞑ツ芰Φ摹胺阑鹌琳稀庇帽夭牧献鳛橄到y(tǒng)的組成部分，其阻火能力，可參照列表產(chǎn)品性能或根據(jù)大尺寸模型火試驗(yàn)結(jié)果而定。而對(duì)于硬泡聚氨酯材料，絕熱性是首位的，防火、安全性的要求比較寬，是放在一定原則范圍之內(nèi)的。在國(guó)外對(duì)于非阻燃處理的聚氨酯這種易燃的高分子材料，只要遵循減少對(duì)生命的威脅以及減少對(duì)財(cái)產(chǎn)造成的損失的原則即可使用。因此，在國(guó)外是根據(jù)上述原則來(lái)制定各國(guó)政府的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，雖其測(cè)試方法不一致，但總的來(lái)說(shuō)要求較寬的，只要達(dá)到防火標(biāo)準(zhǔn)中火焰的著火性、火焰的傳播性、火焰的發(fā)煙性、火焰的煙霧毒性四個(gè)參數(shù)指標(biāo)中的一至兩個(gè)指標(biāo)就可允許其使用。在我國(guó)，目前已經(jīng)發(fā)布執(zhí)行的硬泡聚氨酯應(yīng)用于外墻、屋面保溫工程中的標(biāo)準(zhǔn)中，關(guān)于燃燒性能的要求有些不同，下表是對(duì)目前部分主要硬泡聚氨酯應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)燃燒性能要求的情況：關(guān)于建筑材料燃燒性能方面的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB8624在2006年重新發(fā)布了1997年版本的修訂本，《建筑材料燃燒性能分級(jí)方法》(GB8624-1997)標(biāo)準(zhǔn)中外墻保溫材料要求達(dá)到B2級(jí)以上燃燒等級(jí)要求，而《建筑材料及制品燃燒性能分級(jí)》(GB8624-2006)則重新界定了建筑材料及制品的分類方法，按GB8624-2006檢驗(yàn)判斷為D級(jí)和E級(jí)的，對(duì)應(yīng)于相關(guān)規(guī)范和GB8624-1997的B2級(jí)，硬泡聚氨酯類保溫材料應(yīng)適用于E級(jí)指標(biāo)。GB8624-2006可以說(shuō)是目前世界上最為科學(xué)、合理的標(biāo)準(zhǔn)，且同國(guó)際先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)直接接軌的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。硬泡聚氨酯材料燃燒性能的改善保溫材料的燃燒性能是防火安全性首要因素。當(dāng)前我國(guó)外圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫防火安全體系的研究，其關(guān)鍵性問(wèn)題不僅是整體防火構(gòu)造的研究，而且還是保溫材料本身防火性能的改善和提高。在我國(guó)硬泡聚氨酯材料以往的標(biāo)準(zhǔn)中過(guò)多地強(qiáng)調(diào)氧指數(shù)概念，多年來(lái)，氧指數(shù)大于26%的要求對(duì)安全使用硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料，減少和消除火災(zāi)事故起到了積極的作用，但是隨著認(rèn)識(shí)的深入，人們了解到，聚氨酯也是高分子有機(jī)材料，即便氧指數(shù)達(dá)到26%或者更高，也不會(huì)避免其不燃燒，通過(guò)提高阻燃劑的含量來(lái)達(dá)到高氧指數(shù)，而大量阻燃劑的使用卻又帶來(lái)了煙霧大、毒性大的弊端。因此，隨著我國(guó)聚氨酯工業(yè)的發(fā)展，需要全面了解泡沫的燃燒性能，科學(xué)地確定阻燃性能的綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)，真實(shí)地反映在實(shí)際火災(zāi)中材料的燃燒行為。聚氨酯泡沫無(wú)論軟硬，都具有很大的著火危險(xiǎn)性，且一旦著火就會(huì)迅速蔓延、火熱濃烈，產(chǎn)生大量有毒煙霧，且極易形成立體燃燒，嚴(yán)重影響人員的疏散和消防隊(duì)員的滅火救人行動(dòng)。最初，考慮以自熄性和氧指數(shù)作為評(píng)價(jià)材料燃燒難易程度的指標(biāo)，但還必須考慮到著火后火焰?zhèn)鞑U(kuò)散速度指標(biāo)、產(chǎn)生煙霧大小及毒性情況，目前，經(jīng)過(guò)各生產(chǎn)企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)的多年攻關(guān)研究，已找到使原易燃的硬泡聚氨酯達(dá)到氧指數(shù)高、火焰?zhèn)鞑バ孕?，煙霧小、毒性小、耐燃性好，火焰貫穿強(qiáng)的難燃化技術(shù)路線。煙臺(tái)萬(wàn)華聚氨酯合成材料有限公司生產(chǎn)的高阻燃泡沫氧指數(shù)已＞32，檢測(cè)指標(biāo)已達(dá)到B1級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。阻燃方法及原理：通過(guò)燃燒過(guò)程分析可知，燃燒發(fā)生的必要條件是熱、氧氣和可燃性物質(zhì)。要阻止燃燒就得除掉這個(gè)條件中的一個(gè)或全部，或者把這三個(gè)條件與泡沫塑料隔離。添加阻燃劑的方法，達(dá)到阻燃化的目的，這是聚氨酯硬泡中應(yīng)用的最為普遍的方法之一。添加型阻燃劑可分為：1）有機(jī)添加型阻燃劑。又可分為含磷類與含鹵素類兩種阻燃劑。含磷類化合物的阻燃劑是通過(guò)其燃燒時(shí)，在泡沫塑料表面生成保護(hù)層，這樣可燃性氣體較難生成，從而達(dá)到阻燃的目的；燃的硬泡聚氨酯達(dá)到氧指數(shù)高、火焰?zhèn)鞑バ阅康?；含鹵素類的阻燃劑是通過(guò)其燃燒時(shí)生成鹵化氫，鹵化氫一方面吸收熱量，另一方面覆蓋于泡沫塑料表面，隔絕氧氣，從而中斷燃燒過(guò)程中的化學(xué)反應(yīng)達(dá)到阻燃目的。2）無(wú)機(jī)添加型阻燃劑。品種不同，作用機(jī)理也不盡相同。有機(jī)添加型阻燃劑與無(wú)機(jī)添加型阻燃劑復(fù)配使用，可以取得較理想的阻燃效果。另外在聚醚或者聚酯多元醇結(jié)構(gòu)上引入耐溫單元結(jié)構(gòu)。如：芳烴聚酯多元醇。進(jìn)一步利用催化劑使R-NCO基團(tuán)生成：聚異氰脲酸酯、聚酰亞胺基等耐溫性高的聚合物，可提高耐燃性?？偟恼f(shuō)來(lái)，硬泡聚氨酯原料高聚物阻燃總體上向難燃、低毒、低煙、無(wú)鹵化方向發(fā)展。硬泡聚氨酯保溫系統(tǒng)防火構(gòu)造必不可少有機(jī)保溫材料畢竟是一個(gè)可燃材料，用分子結(jié)構(gòu)改進(jìn)，加入阻燃劑等有效辦法，能提高有機(jī)保溫材料阻燃等級(jí)，延緩、減少火災(zāi)發(fā)生幾率，但不能完全消除發(fā)生火災(zāi)的危險(xiǎn)。所以，單純依靠有機(jī)類保溫材料防火性能的提升，以此來(lái)建立建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫防火安全體系，不僅不科學(xué)，而且也是片面的。因此，必須同建筑構(gòu)造中防火構(gòu)造體系有機(jī)結(jié)合起來(lái)，才能真正建立建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫防火安全體系。在建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫系統(tǒng)中采用設(shè)置防火隔離帶、無(wú)空腔工藝等做法，解決了有機(jī)保溫材料燃燒特性中火焰易被傳播、易擴(kuò)散的缺陷，從而避免了由易燃有機(jī)保溫材料引發(fā)火焰擴(kuò)散、傳播所引發(fā)的火災(zāi)事故。保溫系統(tǒng)防火構(gòu)造的設(shè)計(jì)應(yīng)考慮以下幾個(gè)方面：第一、避免空腔構(gòu)造，設(shè)置保護(hù)層?？涨粯?gòu)造為保溫材料的燃燒和火焰的蔓延提供了充足的氧氣和煙囪通道，會(huì)加速火勢(shì)的進(jìn)一步擴(kuò)大，這在干掛有龍骨工藝及板類粘貼工藝中通常會(huì)出現(xiàn)類似情況，需要指出的是在火災(zāi)條件下，由于系統(tǒng)中熱塑性保溫材料受火后的收縮、熔化甚至燃燒，可能導(dǎo)致空腔的形成或封閉空腔的貫通，對(duì)系統(tǒng)的阻火性產(chǎn)生不利的影響。如采用干掛有龍骨工藝，則應(yīng)在施工保溫材料后及時(shí)在保溫材料表面覆蓋界面涂層、抗裂砂漿或采用其他可降低引燃及隨后發(fā)生閃燃等危險(xiǎn)傾向的各種防火保護(hù)層。第二、保溫保護(hù)一體化或保溫保護(hù)裝飾一體化材料。為了簡(jiǎn)化施工工藝，提高工業(yè)化生產(chǎn)水平，豐富保溫系統(tǒng)，目前市場(chǎng)上對(duì)此類產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的種類比較多，一類是工廠化生產(chǎn)的保溫材料與抗裂砂漿復(fù)合抗裂網(wǎng)的產(chǎn)品，一類是保溫材料與纖維水泥壓力板復(fù)合的產(chǎn)品，因?yàn)閾碛兴啾Ｗo(hù)層，對(duì)防火具有一定的功效。第三、設(shè)置防火隔離帶，防止火勢(shì)的擴(kuò)散。一般每三層做一道通長(zhǎng)連續(xù)（包括山墻）的防火