酚醛泡沫塑料在外墙外保温中的应用

【摘要】外墙外保温已成为引发建筑火灾的一个重要因素，这个已经被一次又一次的火灾证明了。随着建筑节能的全面推进，建筑节能的防火问题也越来越严峻。论文介绍了酚醛泡沫保温材料的特性以及 优缺点，总结了酚醛泡沫材料在建筑外墙保温工程的应用和施工方法。

【关键词】酚醛泡沫塑料 外墙外保温

我国建筑能耗约占全国总能耗的30%以上，预计到2020 年， 房屋在建造和使用过程中的能耗将占社会总能耗的40%。建筑节能是缓解我国能源紧缺矛盾、改善环保条件、减轻环境污染，促进经济持续发展的一项直接的、廉价的系统工程，其中房屋隔热是这一系统工程中的重要一环。

在建筑节能外墙外保温构造中，除了对保温材料的保温效果有严格要求外，还对保温材料的防火功能提出了更高的要求。20 世纪80 年代，国外科学家通过对酚醛树脂及其制品进行研究，发现它们具有突出的难燃、无烟、无毒特性（Fireproof，Smokeless，Toxicity free，简称FST 特性）。用这种材料制成的酚醛泡沫（Phenolic Foam，简称PF）的难燃程度比聚苯乙稀泡沫（PS）和聚氨酯泡沫（PU）要好。厚仅25mm 的PF 平板经受1 700 ℃火焰喷射10 min 后，仅表面略有炭化却烧不穿，即不着火也不散发浓烟和毒气。

1酚醛泡沫塑料在外墙外保温中的应用

聚氨酯和聚苯等有机保温材料，燃烧后会产生浓烟和剧毒，容易造成人员死亡，同时也增加了灭火难度。而酚醛泡沫遇火不燃，燃烧性能最高达复合A 级， 最高使用温度为180 ℃（允许瞬时250℃）。100 mm 厚的酚醛泡沫抗火焰能力可达1 h 以上而不被穿透。在火焰的直接作用下具有结碳、无滴落物、无卷曲、无熔化现象。火焰燃烧后表面形成一层“石黑泡沫”层，可有效保护层内的泡沫结构。几种防火材料的性能指标比较见表1

2.酚醛泡沫的特性以及优点与缺点

2.1酚醛泡沫的特性

较传统外墙外保温材料，酚醛泡沫具有以下优异的性能：

1）具有均匀的闭孔结构，导热系数低，绝热性能好，与聚氨酯相当，优于聚苯乙烯泡沫；

2）在火焰的直接作用下具有结碳、无滴落物、无卷曲、无熔化现象， 火焰燃烧后表面形成一层“石墨泡沫”层， 有效地保护层内的泡沫结构，抗火焰穿透时间可达1 h；

3）适用的温度范围大，可在140～160℃下长期使用，优于聚苯乙烯泡沫（80℃）和聚氨酯泡沫（110℃）；

4）酚醛分子中只含有碳、氢、氧原子，受

到高温分解时，除了产生少量CO气体外，不会再产生其他有毒气体，最大烟密度为5. 0%。25 mm厚的酚醛泡沫板在经受1500℃的火焰喷射10 min后，仅表面略有碳化却烧不穿，既不会着火更不会散发浓烟和毒气；

5）酚醛泡沫除了可能会被强碱腐蚀外，几乎能够耐所有无机酸、有机酸、有机溶剂的侵蚀。长期暴露于阳光下，无明显老化现象，因而具有较好的耐老化性。

2.2酚醛泡沫的优点与缺点

酚醛泡沫导热系数仅为0.02W/mK 左右，防火性为不燃A级。酚醛树脂泡沫具有热导率低、力学性能好、尺寸稳定性优、吸水率低、耐热性好、电绝缘性优良、难燃等优点，尤其适合于某些特殊场合作隔热保温材料或其他功能性材料。在阻燃、隔热方面，酚醛树脂可以长期在130℃下工作，瞬时工作温度可达200℃～300℃，这与聚苯乙烯发泡材料的最高使用温度70℃～80℃相比，具有极大的优越性。同时，在耐热方面也优于聚氨酯发泡材料。

2.3酚醛泡沫的应用及施工方法

近几年已经有一些公司开始在做这方面的尝试，并且已经成功地将酚醛泡沫板应用于外墙保温中，收到了理想的效果。通常采用的形式主要是类似聚苯板的湿贴做法，施工工艺也和聚苯板类似，即基层墙面清理找平弹控制线粘贴酚醛泡沫板抹第一层聚合物砂浆铺贴玻璃纤维网格布抹第二层玻璃纤维网格布饰面层。厦门高特高新材料有限公司因此开发出了一种GW型复合保温板。GW 型复合保温板主要结构为采用醛泡沫为芯材，表面复合一层聚合物砂浆以及玻璃纤维网格布。聚合物砂浆及网格布在酚醛泡沫表面的复合过程在工厂一次预制成型。

3.酚醛泡沫在建筑外墙的防火问题

3.1酚醛泡沫在建筑外墙防火的意义

目前，酚醛泡沫建材作为封闭与控制火势的建筑外墙优秀保温材料，已在国外广泛投入使用。法国马赛、里昂等城市建造的许多大型公寓，已将酚醛泡沫板安装在外墙上，再涂上保护层以阻止大火燃烧蔓延。日本政府更是出台法规，将酚醛泡沫作为公共建筑的标准耐燃物，换言之，耐燃烧性能低于酚醛泡沫的，不允许在公共建筑上使用。而在我国，虽然采用酚醛泡沫生产的保温空调风管系统已经在“水立方”、北京地铁等高档公共建筑施工中得到运用，但因为尚未出台采用酚醛泡沫作为建筑外墙保温材料的规范，目前酚醛泡沫在我国民用建筑外墙施工中还鲜有运用。由此可见，把酚醛泡沫列为建筑外墙保温推荐材料，作为外墙保温材料的升级换代产品，是从根本上解决外墙保温防火的方法。

3.2从技术角度建筑外墙保温防火问题

在现有保温隔热材料的基础上进行保温系统构造技术改进。根据北京振利节能环保科技股份有限公司及中国建筑科学研究院防火研究所的实验研究表明，采用无空腔黏结或固定方式、增加防火隔断（分仓或隔离带）的构造、增加防火保护面层及面层的厚度都可让外墙保温系统的防火安全性得到提高。二是采用新型的节能与防火兼顾的保温材料。济南大学化学化工学院教授刘威（保温材料专家）分析认为，从国内外已有的建筑保温材料运用实践来看，使用酚醛泡沫作为建筑外墙保温材料，可以起到安全与节能“双保险”效果。酚醛泡沫耐热性好，25 毫米厚的酚醛泡沫平板经受1700℃的火焰喷射10分钟后，仅表面略有炭化而不会被烧穿，可以有效防止火灾发生和火势蔓延。值得一提的是，在火灾事故中，多数伤亡都是由于着火现场的浓烟和毒气所致，但酚醛泡沫即使被高温点燃，其在燃烧时也无滴落物、发烟量低，而且几乎不产生一氧化碳等有毒气体。酚醛泡沫保温效果良好，导热系数在0.022 到 0.3 之间。另外，酚醛泡沫有很好的透气性，在建筑上透气性十分重要，透气性良好的材料使用在建筑上，不会产生气雾和霜的现象。不过，要想大范围推广酚醛泡沫，需要尽快提高酚醛泡沫的技术含量和实现低成本生产。

结束语

随着酚醛泡沫行业的不断进步，以及建筑节能领域的发展，酚醛泡沫本身具有的特性决定了其将在建筑节能领域有很好的发展前景，酚醛泡沫的应用将会越来越广。

参考文献

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