對建筑消防酚醛防火材料研究的論文
隨著人類的生存發展大量的消耗能源,地球的資源越來越緊張,環保、低碳、節能已經成了人類的共識,在消防火災時有發生的當今,怎樣在當前能源緊張的前提下研制既節能又環保,還具有良好的保溫隔熱、防火阻燃的新型材料,是擺在廣大消防科技工作者面前的重大問題。
l 建筑保溫防火材料
1.1 建筑保溫的必要性
隨著人類生產生活的大量消耗,地球上的能源越來越少,人們的環保意識也逐漸加強。
建設工程作為國家的支柱產業得到了越來越大的發展,其消耗的能源也越來越多,據最新統計,我國住宅建筑能耗約占全國總能耗的三分之一,在資源越來越緊缺的前提下,建筑節能顯得越來越重要。如果在工程建設的過程中不提倡節能并采取措施,將大大增加國家的能源負擔,對國家的可持續發展戰略造成一定的影響。建筑保溫作為建筑節能最有效的實際措施,其實施的必要性不言而喻,在實際工程建設中應得到大力推廣。
1.2 建筑保溫材料出現的問題
最近幾年發生和很多因為建筑保溫材料問題引起的大型火災,比例中央電視臺新大樓、濟南奧體中心、沈陽皇朝萬鑫大廈等火災,這些災難均造成了嚴重的人員傷亡和財產損失,同時也帶來了嚴重的社會危害。因此,研制出新型的建筑保溫材料顯得非常重要,因其良好的阻燃性能,大大減少了火災的發生,保證消防安全。
2 酚醛建筑保溫阻燃材料的研制
酚醛微孔材料是一種新型的建筑保溫材料,其質輕、難燃,并且具有良好的阻熱、耐火性能,下文對酚醛建筑保溫阻燃材料的研制進行分析。
2.1 酚醛建筑保溫阻燃材料的制備工藝
酚醛建筑保溫阻燃材料的制備工藝流程如圖1所示。通過定向復配催化技術和程序溫控工藝,合成分子量高、分子量分布窄的A階酚醛樹脂。將A階酚醛樹脂與不相容的發泡劑乳化,然后與同化劑分散,優化注射成型和烘干成型工藝,制備酚醛微孔材料。
2.2 結果與討論
2.2.1 酚醛微孔材料的微觀形貌
如圖2所示為酚醛微孔材料的SEM圖,從圖中可以看出酚醛樹脂通過化學工藝形成微孔材料后其表面平整光滑,可以看到直徑約為80nm的少量顆粒填料。同時,在其內部形成一些排列致密,孔徑約為20~100nm的微孔。這些良好的微孔結構能有效地防止水份和蒸汽的滲透,在作為保溫材料使用過程中不會出現水蒸氣的凝結。這些良好的微孔結構大大提高了保溫材料的穩定性,不會因為使用的地區和季節溫度的變化而出現問題。
2.2.2 酚醛微孔材料的DSC分析
2.2.3 酚醛微孔材料的TG分析
通過TG曲線分析可以得知,酚醛微孔材料具有良好的熱穩定性,也不會釋放大量的毒煙毒氣,在實際應用中既做到了節能環保,在消防安全中給人民群眾的生命財產安全提供了有力的保障,值得大力推廣。
2.2.4酚醛夾芯板的耐火極限試驗
在耐火燃燒試驗中,酚醛夾芯板試樣背火面平均溫升為100℃,背火面單點最高溫升為213℃,燃燒0.93h,經過耐火極限試驗,彩鋼板與酚醛芯材沒有剝離仍然保持完整性,雖然材質顏色有所變深,但并沒有變形,保持原來的尺寸和形態。通過耐火極限試驗說明,酚醛夾芯板試樣隔熱性能良好,具有一定的防火安全性。試驗前后照片如圖4。
通過燃燒試驗,測試酚醛微孔材料抗火焰穿透時間可達0.93h,酚醛微孔材料在燃燒時具有結炭、無滴落物、無曲卷、無熔化的特性,燃燒后會在表面形成一層炭化層,從而很好地保護了內層結構。這些特性因此較好的耐火性能在防火要求較高的建筑工程中將得到推廣與應用。
3 應用場景分析
在地球資源越來越緊張的現實下,人們對能源危機的認識越來越高,工程建設作為國家支柱產業,必須大力全面推廣建筑節能。建筑保溫系統作為建筑節能最有效的舉措之一,在建筑設計和實際施工過程中得到大力推廣。在建筑保溫系統的應用中,除了要具備很好的隔熱保溫外,還應考慮防火、開裂、耐候性等因素這對保溫系統的結構設計和保溫材料的性能提出了極高的要求。隨著建筑節能技術的大力發展和不斷的推廣應用,其對建筑保溫材料的要求也越來越高,阻熱保溫只是其基本要求,如何做到更環保、更安全才是關鍵,預防火災事故的發生,極大地保障人民群眾的生命財產安全。當前我國普遍使用的建筑節能保溫材料以聚苯乙烯、聚氨酯類為主,這些材料雖然具有自己的特點,如質輕、阻熱、強度高等,但也有它的弊端,如易燃燒,且燃燒時產生濃煙同時排放有害氣體,當火災發生時嚴重的危害到了人民群眾的生命財產安全,增加了消防救援的難度。這類材料均為達到國家防火安全標準,使用后存在重大的火災安全隱患,因此,研制新型的建筑保溫材料是必然要求。
4 結束語
當前,建筑保溫材料在國內外已經有了一些應用,從應用的實際效果來看,在外墻保溫材料中選擇使用酚醛保溫材料大大預防了火災的發生,同時也達到了節能的效果。可以說,酚醛建筑保溫阻燃材料因其耐熱、難燃、自熄、耐火焰穿透、遇火無滴落物和防止火災蔓延的阻火性能等優點而取代聚苯乙烯、聚氨酯建筑保溫材料是科技進步和發展的趨勢,這種新型的多用途泡沫材料必將得到廣泛的應用。
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