建筑装饰阻燃材料的开发及其应用研究进展

建筑装饰阻燃材料的开发及其应用研究进展

张伟

浙江金鼎建筑装饰工程有限公司 浙江杭州 310000

摘要：基于分子结构灵活、力学性能良好、耐湿热与耐腐蚀性能优异等优点，工程塑料、纤维、橡胶等高分子材料在给水管（聚丙烯或聚乙烯材质管道）、排水管（聚氯乙烯或聚丙烯材质管道）、电线与电缆绝缘层（聚烯烃、聚酰胺等）、墙体保温材料（聚苯乙烯泡沫塑料、酚醛树脂泡沫塑料或聚氨酯泡沫塑料）等建筑工程领域的应用愈发广泛，它们的分子链中通常含有碳、氢等易燃元素，本文对建筑装饰阻燃材料的开发及其应用研究进展进行分析，以供参考。

关键词：建筑装饰；阻燃材料；开发应用

引言

应用无机阻燃剂聚磷酸铵、三聚氰胺、硼酸对聚氨酯泡沫进行改性处理，以不同组分的阻燃试剂形成P-N阻燃体系，泡沫试件在遭受外部热源高温炙烤过程中，材料基体表面的阻燃体系能够快速分解，与多羟基化合物形成具有阻燃作用的磷酸酯并释放水蒸气；在高温下泡沫中的阻燃剂气化产生不燃性气体，使熔融的泡沫炭化形成疏松的多孔性阻燃层。

1阻燃材料的作用机理

阻燃材料的作用机理比较复杂，但总的来说可以分为三类:气相阻燃、凝聚相阻燃和中断热交换阻燃，气相阻燃是指在阻断燃烧过程中气相反应中各种化学基团自由链的增长;凝聚阻燃是指在燃烧过程中阻止各种有机高聚物的燃烧和分解来达到抑制凝聚相反应的过程;中断热交换阻燃是指通过带走燃烧过程中的热量来抑制燃烧的过程。但一般情况下，燃烧过程十分复杂，阻燃材料的组成和作用机理也很复杂，一般是多种机理共同辅助作用来达到对燃烧进行抑制的作用。

2内部装修材料阻燃性能质量现状

保温多种多样，防火性能好坏取决于产品特点和行业状况。聚苯乙烯装饰条(XPS)产品通常需要B1(重燃料油)用于建筑的拉伸聚丙烯图像的燃烧性能。提高产品的抗逆性通过增加配方中所含阻燃剂的比例来提高抗逆性性能，但增加比例对产品抗逆性的影响不大。在这种情况下，所用聚苯乙烯回流的规模和质量也是决定产品强度的关键因素。随着原材料价格的上涨，几乎所有制造的塑料部件都以回收为原料，许多公司都使用100%的回收材料。仅控制产品质量的大型企业就控制退货率为20%。贵公司使用的聚苯乙烯泡沫塑料的质量也各不相同，例如b .高质量邀请或低质量、不受控制的回收材料。企业和退货之间的质量差异也更大。一些公司识别每批的灰色和熔化指标，并创建较小的模式来确定燃烧性能。大多数公司没有有效的控制机制。此外，许多企业都专注于多倍体图像的分离，同时不忽视对抗御能力的控制。这种工业状态导致了惊人的影响力，导致市场上聚苯乙烯的熔化，特别是导致无法满足燃烧性能要求的产品厚度增加。工程中使用的许多常规聚丙烯易燃甚至易燃，一旦发生火灾，会严重危害居民生活空间的安全。

3建筑室内装饰阻燃材料的原料及制备

目前所见到的阻燃剂种类较多，不同的助燃剂其制备方法也略有差别，文章主要介绍硼系、氮系、磷系、卤系助燃剂的制备方法，而常见的阻燃材料主要为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盐为主，磷酸盐系一般对木材等材料的阻燃效果比较明显。氮系阻燃材料一般会在燃烧时释放氨气、氮气或是氮氧化物等不燃气体，氮系阻燃材料一般会以三种材料为主要的原料即三聚氰胺、双氰胺、胍类为主，近些年使用最多的为三聚氰胺改性脲醛树脂(MUF)为基体原料制备阻燃材料。

4讨论

4.1新型阻燃聚氨酯泡沫材料的热解失重特征

在聚氨酯泡沫塑料的燃烧中，其热分解过程中材料基体表面的分子断裂为异氰酸酯和醇，稍高温度下就有异氰酸酯、多元醇、氨和氧化碳气体等分解出来，这些分解产物与足够量的氧气混合就可能发生燃烧或进一步分解。经过阻燃处理后，泡沫基体的热分解温度区间为338.7～432℃。热分解温度的提高证明材料基体表面的阻燃性能得到了有效提高，在材料基体接触到外部热源的过程中，在更高的温度下才开始热分解。这就决定了泡沫材料基体要在更高的温度才能够发生分解燃烧，被点燃的温度要求也相应的提高了，使得泡沫塑料的火灾危险性大为降低，不会轻易发生燃烧或分解，能够有效防止火灾事故的发生。

4.2新型阻燃聚氨酯泡沫材料的燃烧性能

当反应体系中聚磷酸铵、三聚氰胺、硼酸按1∶1∶1比例配制15％浓度的阻燃剂溶剂，制成的新型外保温阻燃材料在实际燃烧过程中，所释放出的有毒气体以及总烟释放量都要远低于其他组分，证明应用该体系制备而成的阻燃材料在燃烧过程中能够有效抑制有毒气体的生成。此外，该组分样本在燃烧后测试的质量损失速率也相对最低，证明发生火灾后该材料基体在相同的辐射热条件下燃烧现象最为稳定平缓，分阻燃剂溶剂制备而成的新型外保温阻燃材料具有最为良好的阻燃性能。

5添加型阻燃高分子材料研究进展

5.1有机类添加剂阻燃高分子材料

通常，有机类添加剂阻燃高分子材料有卤素添加剂阻燃高分子材料与无卤添加剂阻燃高分子材料2种类型，前者的发展比较早，虽然与高分子材料有较好的相融性，且不会明显影响高分子材料的力学性能，阻燃性能佳，但在受热之时容易有有毒气体生成，会在较大程度上造成环境的污染。无卤阻燃剂是将含磷系、氮系、硅系等其他元素的有机化合物添加至高分子材料中，使其混合形成的有机体系，既可以同树脂基体形成均匀稳定的共混体系，又有比较突出的环境友好性能，因而其开发与应用相对广泛。

5.2复合类添加剂阻燃高分子材料

复合类添加剂阻燃高分子材料是将两种或两种以上添加剂复配并加入至高分子材料中，由于添加剂有不同的阻燃原理，两种或两种以上阻燃剂可以在体系中发挥协同作用，使其与单一阻燃剂相比有更好的阻燃效果。当对硅系阻燃剂与磷系阻燃剂进行复配之时，后者燃烧会有难燃气体产生，对火势的蔓延形成抑制，而前者在受热时会有致密保护层生成，对空气进行隔绝，并将产生的难燃气体密封于材料内部，两者之间的协同作用可以在更大程度上改进高分子材料的阻燃性能。运用全有机的磷、氮、硅三重复合型阻燃剂改进了丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物ABS的阻燃性能，指出磷、氮、硅三重协同下的阻燃效果能够有效提升ABS的阻燃性，当阻燃剂质量分数为30%时，ABS中磷、氮、硅三种元素的质量分数分别为4.47%、1.03%与4.1%，极限氧指数为27.0%。通过聚苯氧基磷酸联苯二酚酯与聚磷酸胺的复配制得磷、氮复合型全有机阻燃剂，通过在环氧树脂中添加，实现对环氧树脂阻燃性、热稳定性、耐热性以及燃烧特性的优化，结果显示，当阻燃剂质量分数为10%时，环氧树脂极限氧指数为29.6%。

结束语

建筑装饰阻燃材料已经经历了几十年的发展和研究，且已商业应用，但是对于阻燃材料的综合利用及分析评价标准还是十分模糊，并没有一个系统的标准对不同阻燃材料的特性进行分析评价，这就会使得在应用中出现混乱。因此，对于阻燃材料的发展，不仅要根据市场要求进行研究，还需建立相应的使用评价体系。

参考文献

[1]程现标.阻燃高分子材料研究进展及其在建筑工程领域中的应用[J].合成树脂及塑料,2019,36(06):91-94.

[2]陈勇,李统一,宋科明,王拴紧.PVC材料阻燃抑烟研究进展及其在建筑中的应用[J].广东建材,2019,35(09):78-81.

[3]姜定.防水型木材阻燃涂料的制备及其机理研究[D].贵州大学,2017.

[4]马跃.阻燃硬质聚氨酯保温隔热材料的制备及其性能研究[D].西南交通大学,2017.

[5]江倩.建筑防火任重道远——建筑阻燃材料行业发展现状分析[J].中国建材,2017(02):88-91.