防水保溫工程聚氨酯硬泡阻燃標(biāo)準(zhǔn)
作者：史章華
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方法》（GB8624-1997）對于PU硬泡B1等級的嚴(yán)格要求
近20年來，我國聚氨酯工業(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、比強度高，加之其與紙、金屬、木材、link.com/?action=seach&from=default&seachtype=newsearch&keywords=水泥&Submit=%D6%D0%BD%A8%CB%D1%CB%F7">水泥板、磚墻link.com/?action=seach&from=default&seachtype=newsearch&keywords=塑料&Submit=%D6%D0%BD%A8%CB%D1%CB%F7">塑料板、瀝青氈等具有很強的粘接性，不需另加其它link.com/?action=seach&from=default&seachtype=newsearch&keywords=粘合劑&Submit=%D6%D0%BD%A8%CB%D1%CB%F7">粘合劑等優(yōu)點，已為眾多的工業(yè)及民用部門所采用。但是，聚氨酯與其它有機高分子材料一樣是一種可燃性較強的聚合物。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用，其材料的耐燃、防火等問題已成為迫切需要解決的重要課題。在我國，由于不慎引燃聚氨酯泡沫塑料而導(dǎo)致火災(zāi)的事件時有發(fā)生，給聚氨酯泡沫的應(yīng)用帶來了一些負(fù)面影響。在國外許多專家甚至認(rèn)為這個問題是硬質(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)。許多國家的建筑立法機構(gòu)都制定了一系列難燃法規(guī)，與此同時又相應(yīng)的制定了一系列對聚氨酯泡沫塑料燃燒性能的測試方法。
我國從1980年開始制定了4項塑料燃燒性能試驗方法的國家標(biāo)準(zhǔn)，即氧指數(shù)法（GB2406-1980）、熾熱棒法（GB2407-1980）、水平燃燒法（GB2408-1980）、垂直燃燒法（GB2409-1980），特別是氧指數(shù)法（GB2406-1980）是我國適用于硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料燃燒性試驗的第1個國家標(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，也引起了國內(nèi)相關(guān)研究部門的普遍重視。國家科委在“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)列為國家攻關(guān)課題，并在“七五”攻關(guān)成功。這對安全使用硬質(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)識到，其是一種有機高分子材料，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)可通過提高阻燃劑的含量來達(dá)到，而大量阻燃劑的使用卻又帶來了煙霧大、毒性大的弊端。隨著我國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價指標(biāo)，真實地反映在實際火災(zāi)中材料的燃燒行為，已提到議事日程上來。最初以自熄性和氧指數(shù)作為評價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散速度指標(biāo)、產(chǎn)生煙霧大小及毒性情況。
為此我國頒布了國家標(biāo)準(zhǔn)——建筑物隔熱用硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料（GB10800-1989），并于1990年開始實施規(guī)定的水平燃燒法和垂直燃燒法測定聚氨酯泡沫塑料的阻燃性，即用火焰?zhèn)鞑バ詠砗饬坎牧系淖枞夹浴?/div>
1997年頒布國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑材料燃燒性能分級方法》（GB8624-1997）（以下簡稱《標(biāo)準(zhǔn)》），于1997年4月，實施，規(guī)定中的氧指數(shù)、垂直燃燒法、煙密度3項指標(biāo)，更為嚴(yán)格的測定硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料阻燃性能，即用著火性、火焰?zhèn)鞑バ裕瑹熋芏?項綜合指標(biāo)衡量材料的阻燃性能。
B1等級材料指標(biāo)：1）氧指數(shù)大于32%；2）平均燃燒時間30s，平均燃燒高度小于250mm；3）煙密度等級SDR＜75。
查閱國外相當(dāng)于我國B1等級的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及測試方法以及文獻(xiàn)報道，均未發(fā)現(xiàn)同時把氧指數(shù)、火焰?zhèn)鞑バ浴熋芏?項指標(biāo)作為PU硬泡阻燃級別的產(chǎn)品評定標(biāo)準(zhǔn)。在ASTME-84阻燃一級標(biāo)準(zhǔn)中，只考慮了火焰?zhèn)鞑ブ笖?shù)及發(fā)煙量2項指標(biāo)，均無氧指數(shù)大于32%的指標(biāo)；在德國DIN4102標(biāo)準(zhǔn)中，B1等級的評定是：只有火焰?zhèn)鞑バ阅埽辉谌毡綣ISA9514的標(biāo)準(zhǔn)及JISA9501法測定中，評定難燃級別也只考慮了火焰?zhèn)鞑バ裕辉赟ATMD2863評定難燃級別中，難燃一級氧指數(shù)大于30%，而我國在B1等級中規(guī)定的氧指數(shù)大于32%，在世界上是最高的。而在即將頒布的國家標(biāo)準(zhǔn)《公共場所阻燃制品及組件燃燒性能要求及標(biāo)志》中，除上述3項指標(biāo)外，還增加了1項煙氣毒性指標(biāo)，即以著火性（熱釋放性）、火焰?zhèn)鞑バ浴l(fā)煙性、煙氣毒性4項指標(biāo)作為泡沫塑料阻燃級別的產(chǎn)品評定標(biāo)準(zhǔn)。故該國家標(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)。在國外對這種易燃的高分子材料，只要遵循下述原則：
1）減少對生命的威脅：其途徑是防止點燃、起火，減少火焰?zhèn)鞑ニ俣龋拗苹饏^(qū)范圍，留有或允許有逃生的時間；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）減少對財產(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生命的威脅及財產(chǎn)損失；制定火焰?zhèn)鞑ニ俣取熋芏鹊燃壟c煙毒性的標(biāo)準(zhǔn)。 在國外根據(jù)上述原則制定各國的國家標(biāo)準(zhǔn)，雖測試方法不一致，但總體情況要求較寬，只要達(dá)到防火標(biāo)準(zhǔn)中4個參數(shù)（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）中的1～2個指標(biāo)值就可允許其使用。因而我國頒布的《標(biāo)準(zhǔn)》中PU硬泡B1等級的國家標(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》（GB8624-2006）國家標(biāo)準(zhǔn)
我國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，但其采用試驗方法大多是小尺寸試驗，其火焰?zhèn)鞑ヌ匦?mdash;—水平燃燒法、垂直燃燒法，均采用單火焰點火方式，裝置小巧簡單，根本難以準(zhǔn)確預(yù)測PU泡沫材料在實際火災(zāi)條件下的燃燒特性。尤其是氧指數(shù)法，其試驗方法采用長條狀的試樣樹立在氧氮氣流中，點火方法為從試樣頂端點火，火焰向下蔓延，這與實際火災(zāi)中的火焰?zhèn)鞑シ绞讲煌⑶以趯嶋H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越低的情況下燃燒。
煙密度測定只是累計數(shù)，也無法測定在真實火災(zāi)中PU泡沫煙毒氣的釋放速率。因而GB8624-1997標(biāo)準(zhǔn)體系很難真實地反映PU泡沫材料在實際火災(zāi)場景下的燃燒特性，只是主要針對發(fā)生火災(zāi)時，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，對燃燒特性的內(nèi)涵也從單純的火焰?zhèn)鞑ズ吐樱瑪U展到材料在真實火災(zāi)中的實際燃燒特性參數(shù)：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)物煙氣毒性及火焰?zhèn)鞑サ取?/div>
新頒布的《建筑材料燃燒性能分級方法》（GB8624-2006）（以下簡稱《新標(biāo)準(zhǔn)》）分級體系是完全參照歐盟EN13501-1：2002標(biāo)準(zhǔn)，它規(guī)定了其試驗方法及等級標(biāo)準(zhǔn)，并對部分級別另規(guī)定了附加燃燒生成物的毒性試驗要求。新的分級體系是基于材料在真實火災(zāi)場景中的燃燒特性所建立的一套評價體系，試驗的設(shè)計和數(shù)據(jù)的采集建立在火災(zāi)基礎(chǔ)理論上，并以實際火災(zāi)為參考場景。新的分級體系以墻角實體試驗（ISO-9705）為參考場景，主要采用ISO-1182不燃性試驗（SBI），ISO-9239鋪地材料燃燒性能測定——輻射熱源法試驗，以及CA.132-1996規(guī)定的毒性試驗，用于對材料的產(chǎn)煙毒性評價、火災(zāi)場景毒性評價以及由成分分析結(jié)果推測的煙氣毒性危險等。通過上述一系列測試標(biāo)準(zhǔn)，以實體火災(zāi)為參考場景，可測得一系列與潛在火災(zāi)危險性相關(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3個階段的3個火災(zāi)情景。第1階段：指制品被點燃的著火階段，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個級別，新的分級體系中的試驗方法對材料的燃燒性更為科學(xué)、更為合理。《新標(biāo)準(zhǔn)》中，規(guī)定了一些試驗方法要有實際火災(zāi)場景，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，其火災(zāi)危險性是不一樣的。
因此《新標(biāo)準(zhǔn)》可以說是目前世界上最為科學(xué)、合理，且同國際先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)直接接軌的國家標(biāo)準(zhǔn)。此標(biāo)準(zhǔn)一方面能正確評價PU泡沫塑料在真正火災(zāi)中的燃燒性能，同時也能預(yù)測PU泡沫在火災(zāi)中的危險程度，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)》為中國聚氨酯工業(yè)發(fā)展創(chuàng)造了機遇
我國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工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DIN4102-81第1部分《建筑材料分級的要求和試驗》。在修訂過程中，材料阻燃級別是相互對應(yīng)的。但在B1級材料（難燃級）的指標(biāo)要求中，我國增加了對煙密度的標(biāo)準(zhǔn)要求，這在技術(shù)指標(biāo)上要高于德國的DIN4102標(biāo)準(zhǔn)。因此，1997年頒布的《標(biāo)準(zhǔn)》中對PU硬泡B1等級防火指標(biāo)是目前世界最高的，這無形之中形成了一個技術(shù)壁壘，國外同類制品達(dá)不到中國PU硬泡B1等級防火指標(biāo)就進(jìn)不了中國市場。
雙面鋁箔聚氨酯復(fù)合link.com/?action=seach&from=default&seachtype=newsearch&keywords=板材&Submit=%D6%D0%BD%A8%CB%D1%CB%F7">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公司打入了中國市場，并進(jìn)行了技術(shù)推廣與培訓(xùn)工作，獲得了國內(nèi)認(rèn)可。
但由于中國關(guān)于聚氨酯B1等級防火標(biāo)準(zhǔn)的要求，使2家公司的推廣工作受阻，進(jìn)不了中國聚氨酯市場。
中國企業(yè)家從2000年開始仿造、研制意大利P3公司、ALP公司產(chǎn)品，投巨資成功研制開發(fā)了難燃B1等級聚氨酯泡沫塑料，在不到5年時間內(nèi)，國內(nèi)出現(xiàn)了十幾條輕質(zhì)、link.com/?action=seach&from=default&seachtype=newsearch&keywords=保溫&Submit=%D6%D0%BD%A8%CB%D1%CB%F7">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，打出了十幾個品牌，并初步形成了一個新興產(chǎn)業(yè)。其中個別企業(yè)真正掌握了PU硬泡B1等級風(fēng)管生產(chǎn)的技術(shù)，初步形成擁有自己知識產(chǎn)權(quán)的品牌產(chǎn)品，并出口國際市場。 我國頒布的《新標(biāo)準(zhǔn)》是對《標(biāo)準(zhǔn)》的修訂，除全部采用歐盟EN1350-1：2002規(guī)定的試驗方法和等級劃分外，對部分級別還規(guī)定了附加燃燒生成物的毒性試驗要求，這充分說明了中國消防安全要求十分嚴(yán)格。我國頒布的防火體系標(biāo)準(zhǔn)始終高于國外同類體系的標(biāo)準(zhǔn)。《新標(biāo)準(zhǔn)》的頒布具有雙重意義：對外來講，其給中國PU產(chǎn)品直接打入國際市場開辟了一條綠色通道；對內(nèi)來講，中國PU產(chǎn)品某些指標(biāo)要高于國外同類產(chǎn)品，這無形之中形成了一個技術(shù)壁壘。因而可以說，中國嚴(yán)格的PU防火標(biāo)準(zhǔn)，給中國聚氨酯工業(yè)的發(fā)展，形成具有中國特色、有自主知識產(chǎn)權(quán)的PU產(chǎn)品體系創(chuàng)造了一個發(fā)展機遇。
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