慧聰網(wǎng)塑料訊：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》（GB8624-2006）后應(yīng)向什么方向發(fā)展，提出了幾點(diǎn)建議。
近20年來，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（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(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(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。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)——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(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)鞑バ詠砗饬坎牧系淖枞夹浴?/DIV>
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）（以下簡(jiǎn)稱《標(biāo)準(zhǔn)》），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)SDR＜75。
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)鞑バ浴熋芏?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)鞑バ阅埽辉谌毡綣ISA9514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（熱釋放性）、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)鞑ニ俣取熋芏鹊燃?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)（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(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)》（GB8624-2006）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)鞑ヌ匦浴饺紵�、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)條狀的試樣樹立在氧氮?dú)饬髦�，點(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⑶以趯?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�。隨著火災(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�，擴(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（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?
新頒布的《建筑材料燃燒性能分級(jí)方法》（GB8624-2006）（以下簡(jiǎn)稱《新標(biāo)準(zhǔn)》）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)（ISO-9705）為參考場(chǎng)景，主要采用ISO-1182不燃性試驗(yàn)（SBI），ISO-9239鋪地材料燃燒性能測(cè)定——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�。用這些參數(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)》。在修訂過程中，材料阻燃級(jí)別是相互對(duì)應(yīng)的。但在B1級(jí)材料（難燃級(jí)）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(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)。《新標(biāo)準(zhǔn)》的頒布具有雙重意義：對(duì)外來講，其給中國(guó)PU產(chǎn)品直接打入國(guó)際市場(chǎng)開辟了一條綠色通道；對(duì)內(nèi)來講，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，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。
