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[摘 要]随着城市建筑火灾频发，不仅威胁人民生命财产安全，还产生大量有害烟雾，污染环境。而引发城市建筑火灾的主要着火源之一就是广泛应用于现代建筑外墙中的有机保温材料，建筑材料的阻燃问题已成为业内关注的焦点。酚醛微孔绝热保温材料作为一种自阻燃型泡沫塑料，在燃烧过程中不会发生熔融，流滴，亦不会产生大量毒性烟雾，具有难燃、低烟、低毒特性和耐热性等优点，将在建筑领域作为理想的隔热结构材料而将得到更为广泛的应用。
[关键词]酚醛微孔绝热保温材料 性能 研究 应用
中图分类号：TN624 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）37-0335-01
前言
在酚醛建筑保温阻燃材料中最常见的就是酚醛微孔材料，酚醛微孔材料具有很高的耐热性能和耐火极限，酚醛微孔材料的由A阶酚醛树脂制成，A阶酚醛树脂拥有合成分子量高且分布窄的特点。酚醛微孔材料的主要是通过对固化剂的用量和种类、发泡剂的种类和发泡压力、时间和加热速率的调节控制所制成的。酚醛微孔材料的结构特点是密度分布均匀，泡孔小且分布密集，孔径为20～100nm之间，因此具有较好的耐火性能，是新时代理应取代聚苯乙烯成为最好的一种建筑保温阻燃材料。
1、建筑绝热保温材料的重要性
如今全球均面临着一个共同的问题——能源短缺问题，而住宅、办公楼等建筑的空调、暖气、照明等设备的能源消耗就大约占了总能源消耗量的三分之一，与工农业和运输业等高能耗的行业在能源消耗量上基本持平，可见建筑能耗量之大。因此，对建筑采取有效的节能措施，降低其能源消耗并减少其对环境的污染是十分有必要的。
近年，由于建筑保温材料的阻燃性能低下而引发火灾事故时有发生。如2009年2月9日发生的央视大火，就已经暴露出了外墙保温材料的易燃问题。当时央视大楼使用的外墙保温材料是XPS，它遇火熔化后会产生滴落物，滴落物会由下向上形成烟囱效应引发更严重的立体式燃烧，并迅速蔓延到整个大楼。因此易燃外墙保温材料的高层建筑一旦着火几乎不可扑救，如2011年2月3日沈阳第一高楼万鑫酒店的大火从10层烧到37层总共才不到5分钟，因此由EPS、XPS保温材料引发的火灾蔓延极快。而PU虽然是热固性材料，遇火不会熔化滴落，但PU着火后烟雾毒性更大。根据对2010年11月15日上海胶州路火灾事故分析，90%以上人员的伤亡，主要由于PU在燃烧过程中释放出大量含有氰化氢等剧毒烟气造成的。火灾中PU材料烧起来黑烟弥漫，大部分遇难群众都是吸了两口烟气就立即死亡。上海火灾发生后，公安部消防局副局长朱力平公开表示： 从更多火灾来看，聚氨酯泡沫等易燃装修材料已经成为当前火灾中群众遇难的罪魁祸首。不解决中国建筑节能保温技术系统中的泡沫保温材料防火安全，以及整个建筑保温防火安全问题，中国诸多建筑节能工程将留给后人无法回避的建筑火灾大隐患。中国城市人口高度密集、建筑群密集，以多层和高层为主建筑群居多，大面积使用易燃泡沫塑料作保温层，不管是在室内还是室外，均存在火灾的隐患。建筑保温材料引起的火灾，往往会造成不必要的生命财产损失。因此，为了更好地确保人们的生命财产安全，研制阻燃性能更加优秀的建筑保温材料是势在必行的。
2、酚醛建筑保温阻燃材料的研究
酚醛微孔材料拥有优秀的防火性能，与聚苯乙烯、聚氨酯等材料相比，酚醛微孔材料具有重量小、导热系数低、难燃、耐高温、耐火焰穿透、阻燃效果好、吸水率低和产烟毒性小等特点。
2.1 酚醛建筑保温阻燃材料的制备工艺
酚醛建筑保温阻燃材料的制作过程是先将甲醛、苯酚和碱性催化剂等原材料按分量比例加入到反应釜中合成，合成过程中要进行严格的监控，合成后得出合成分子量高、分布窄的A阶酚醛树脂，然后就可以对A阶酚醛树脂进行酚醛微孔材料的制备，也可以先对A阶酚醛树脂进行适当的改良得到酚醛聚氨酯新材料或者改性A阶酚醛树脂再进行制备，酚醛微孔材料的制备工艺主要是通过程序温控技术和定向复配催化技术，用不相容的发泡剂与A阶酚醛树脂混合将其乳化，然后从固化剂中分离出来，最后经过优化注射成型，就能制作出酚醛微孔材料。
2.2 对酚醛微孔材料特性的分析和试验
（1）酚醛微孔材料的结构特征
酚醛微孔材料是由A阶酚醛树脂经过一系列的制备工艺制作而成的，酚醛微孔材料的表面平整、光滑，外部有少量的填充剂颗粒，颗粒的粒径为80nm左右，由于在制备过程中，填充剂颗粒进入到酚醛树脂内，增加内部体系的粘弹性，使气泡的增长速率减慢，从而使内部的微孔分布均匀，微孔的孔径为20～100nm之间，泡孔小且分布密集，形成的微孔结构能有效加强热气的渗透力和降低材料的吸水率，防蒸汽渗透力强。另外，微孔结构的规整度决定着材料的稳定性，因此在酚醛微孔材料的制备过程中必须要控制好变量和技术。
（2）酚醛微孔材料的DSC（示差扫描量热法）分析
对酚醛微孔材料DSC曲线进行分析可以得知，酚醛微孔材料约在80℃～120℃之间因为材料内部体系固化而产生一个放热高峰；而在170℃～220℃之间则因为材料内部体系内的小分子挥发所引起的一个吸热高峰。可见，随着酚醛微孔材料温度的升高，材料经历了大量的放热和吸热，证明了其耐高温的特点。
（3）酚醛微孔材料的TG分析
对图2酚醛微孔材料的TG曲线进行分析可以得知，在酚醛微孔材料温度降到至120℃时，由于酚醛泡沫的作用，使结构内的水分子的数量不多，因此这时的质量剩余率的下降并不是特别明显；而到了160℃～300℃之间，因为酚醛树脂的固化，使结构内的分子组合成聚合物，使结构内的甲醛和水析出，因此这个阶段的质量剩余率的下降速度得到提高；在400℃～800℃之间的时候，酚醛树脂内部发生裂解，大量析出水和CO、甲烷等气体，导致质量剩余率急剧下降。另外，由于酚醛只含有O、H、C三种元素，因此在高温分解中，不会产生有毒气体，除了极少量的CO，而CO浓度也极低，所以不必担心产生的气体导致中毒或燃烧。
（4）酚醛夹芯板的耐火极限试验
酚醛夹芯板以酚醛微孔材料为芯材的复合板材，具有保温性好、防火性好、轻质环保等优点。经过对酚醛夹芯板的耐火极限试验得知，酚醛夹芯板背火面的最高温升为213℃，可以承受0.93h的耐火极限试验，试验结束后没有丧失其完整性，其内部的酚醛微孔材料出现结炭、无熔化、无卷曲、无滴落等现象，虽然形成一层颜色变深的炭化层，但基本上没有改变原来的形状和尺寸。证明了酚醛夹芯板具有很强的抗火焰穿透特性，同时也间接证明了酚醛微孔材料优秀的耐火受热性能，酚醛微孔材料理应得到广泛使用。
3、酚醛建筑保温阻燃材料的应用前景分析
现阶段，我国的建筑保温材料还是以聚氨酯、聚苯乙烯为主，这类材料虽然导热系数低、质量小等特点，但具有最大的缺陷就是容易被点燃，燃烧时更会生成大量像CO、CO和HCN等有害气体，存在危害人们的生命财产安全的隐患，因此不建议使用。
在建筑保温的节能、防火性能得到了高速发展的今天，应该尽可能使用像酚醛建筑保温阻燃材料这样具有较好的保温性能和阻燃性能的材料，而随着实践经验的累积和科技工艺的不断发展，酚醛建筑保温阻燃材料的保温性能和阻燃性能应得到不断提高，以便应对更高要求的消防建筑要求，在环保和安全上取得卓越的效果，更好地保障人们的生命财产安全。
4、结语
总而言之，在全人类都面临能源危机的今天，必须全面推广建筑保温材料。但聚苯乙烯和聚氨酯等建筑保溫材料基本上不具备阻燃性能，而酚醛建筑保温阻燃材料则具有高度的保温性能和阻燃性能，酚醛建筑保温材料作为一种新型的泡沫型建筑保温材料，集耐热、耐火焰穿透、有效减慢火势蔓延和无滴落物等特点于一身，在建筑保温领域中理应得到广泛应用。因此，在建筑中使用酚醛建筑保温阻燃材料取代现时的建筑保温材料是能够保障人们生命财产安全的明智举措，在建筑的外墙上使用酚醛保温材料，可同时达到节能与消防的效果。
参考文献
[1]金闻等.低酸性酚醛泡沫制备工艺研究[J].新型建筑材料，2014（10）.
[关键词]酚醛微孔绝热保温材料 性能 研究 应用
中图分类号：TN624 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）37-0335-01
前言
在酚醛建筑保温阻燃材料中最常见的就是酚醛微孔材料，酚醛微孔材料具有很高的耐热性能和耐火极限，酚醛微孔材料的由A阶酚醛树脂制成，A阶酚醛树脂拥有合成分子量高且分布窄的特点。酚醛微孔材料的主要是通过对固化剂的用量和种类、发泡剂的种类和发泡压力、时间和加热速率的调节控制所制成的。酚醛微孔材料的结构特点是密度分布均匀，泡孔小且分布密集，孔径为20～100nm之间，因此具有较好的耐火性能，是新时代理应取代聚苯乙烯成为最好的一种建筑保温阻燃材料。
1、建筑绝热保温材料的重要性
如今全球均面临着一个共同的问题——能源短缺问题，而住宅、办公楼等建筑的空调、暖气、照明等设备的能源消耗就大约占了总能源消耗量的三分之一，与工农业和运输业等高能耗的行业在能源消耗量上基本持平，可见建筑能耗量之大。因此，对建筑采取有效的节能措施，降低其能源消耗并减少其对环境的污染是十分有必要的。
近年，由于建筑保温材料的阻燃性能低下而引发火灾事故时有发生。如2009年2月9日发生的央视大火，就已经暴露出了外墙保温材料的易燃问题。当时央视大楼使用的外墙保温材料是XPS，它遇火熔化后会产生滴落物，滴落物会由下向上形成烟囱效应引发更严重的立体式燃烧，并迅速蔓延到整个大楼。因此易燃外墙保温材料的高层建筑一旦着火几乎不可扑救，如2011年2月3日沈阳第一高楼万鑫酒店的大火从10层烧到37层总共才不到5分钟，因此由EPS、XPS保温材料引发的火灾蔓延极快。而PU虽然是热固性材料，遇火不会熔化滴落，但PU着火后烟雾毒性更大。根据对2010年11月15日上海胶州路火灾事故分析，90%以上人员的伤亡，主要由于PU在燃烧过程中释放出大量含有氰化氢等剧毒烟气造成的。火灾中PU材料烧起来黑烟弥漫，大部分遇难群众都是吸了两口烟气就立即死亡。上海火灾发生后，公安部消防局副局长朱力平公开表示： 从更多火灾来看，聚氨酯泡沫等易燃装修材料已经成为当前火灾中群众遇难的罪魁祸首。不解决中国建筑节能保温技术系统中的泡沫保温材料防火安全，以及整个建筑保温防火安全问题，中国诸多建筑节能工程将留给后人无法回避的建筑火灾大隐患。中国城市人口高度密集、建筑群密集，以多层和高层为主建筑群居多，大面积使用易燃泡沫塑料作保温层，不管是在室内还是室外，均存在火灾的隐患。建筑保温材料引起的火灾，往往会造成不必要的生命财产损失。因此，为了更好地确保人们的生命财产安全，研制阻燃性能更加优秀的建筑保温材料是势在必行的。
2、酚醛建筑保温阻燃材料的研究
酚醛微孔材料拥有优秀的防火性能，与聚苯乙烯、聚氨酯等材料相比，酚醛微孔材料具有重量小、导热系数低、难燃、耐高温、耐火焰穿透、阻燃效果好、吸水率低和产烟毒性小等特点。
2.1 酚醛建筑保温阻燃材料的制备工艺
酚醛建筑保温阻燃材料的制作过程是先将甲醛、苯酚和碱性催化剂等原材料按分量比例加入到反应釜中合成，合成过程中要进行严格的监控，合成后得出合成分子量高、分布窄的A阶酚醛树脂，然后就可以对A阶酚醛树脂进行酚醛微孔材料的制备，也可以先对A阶酚醛树脂进行适当的改良得到酚醛聚氨酯新材料或者改性A阶酚醛树脂再进行制备，酚醛微孔材料的制备工艺主要是通过程序温控技术和定向复配催化技术，用不相容的发泡剂与A阶酚醛树脂混合将其乳化，然后从固化剂中分离出来，最后经过优化注射成型，就能制作出酚醛微孔材料。
2.2 对酚醛微孔材料特性的分析和试验
（1）酚醛微孔材料的结构特征
酚醛微孔材料是由A阶酚醛树脂经过一系列的制备工艺制作而成的，酚醛微孔材料的表面平整、光滑，外部有少量的填充剂颗粒，颗粒的粒径为80nm左右，由于在制备过程中，填充剂颗粒进入到酚醛树脂内，增加内部体系的粘弹性，使气泡的增长速率减慢，从而使内部的微孔分布均匀，微孔的孔径为20～100nm之间，泡孔小且分布密集，形成的微孔结构能有效加强热气的渗透力和降低材料的吸水率，防蒸汽渗透力强。另外，微孔结构的规整度决定着材料的稳定性，因此在酚醛微孔材料的制备过程中必须要控制好变量和技术。
（2）酚醛微孔材料的DSC（示差扫描量热法）分析
对酚醛微孔材料DSC曲线进行分析可以得知，酚醛微孔材料约在80℃～120℃之间因为材料内部体系固化而产生一个放热高峰；而在170℃～220℃之间则因为材料内部体系内的小分子挥发所引起的一个吸热高峰。可见，随着酚醛微孔材料温度的升高，材料经历了大量的放热和吸热，证明了其耐高温的特点。
（3）酚醛微孔材料的TG分析
对图2酚醛微孔材料的TG曲线进行分析可以得知，在酚醛微孔材料温度降到至120℃时，由于酚醛泡沫的作用，使结构内的水分子的数量不多，因此这时的质量剩余率的下降并不是特别明显；而到了160℃～300℃之间，因为酚醛树脂的固化，使结构内的分子组合成聚合物，使结构内的甲醛和水析出，因此这个阶段的质量剩余率的下降速度得到提高；在400℃～800℃之间的时候，酚醛树脂内部发生裂解，大量析出水和CO、甲烷等气体，导致质量剩余率急剧下降。另外，由于酚醛只含有O、H、C三种元素，因此在高温分解中，不会产生有毒气体，除了极少量的CO，而CO浓度也极低，所以不必担心产生的气体导致中毒或燃烧。
（4）酚醛夹芯板的耐火极限试验
酚醛夹芯板以酚醛微孔材料为芯材的复合板材，具有保温性好、防火性好、轻质环保等优点。经过对酚醛夹芯板的耐火极限试验得知，酚醛夹芯板背火面的最高温升为213℃，可以承受0.93h的耐火极限试验，试验结束后没有丧失其完整性，其内部的酚醛微孔材料出现结炭、无熔化、无卷曲、无滴落等现象，虽然形成一层颜色变深的炭化层，但基本上没有改变原来的形状和尺寸。证明了酚醛夹芯板具有很强的抗火焰穿透特性，同时也间接证明了酚醛微孔材料优秀的耐火受热性能，酚醛微孔材料理应得到广泛使用。
3、酚醛建筑保温阻燃材料的应用前景分析
现阶段，我国的建筑保温材料还是以聚氨酯、聚苯乙烯为主，这类材料虽然导热系数低、质量小等特点，但具有最大的缺陷就是容易被点燃，燃烧时更会生成大量像CO、CO和HCN等有害气体，存在危害人们的生命财产安全的隐患，因此不建议使用。
在建筑保温的节能、防火性能得到了高速发展的今天，应该尽可能使用像酚醛建筑保温阻燃材料这样具有较好的保温性能和阻燃性能的材料，而随着实践经验的累积和科技工艺的不断发展，酚醛建筑保温阻燃材料的保温性能和阻燃性能应得到不断提高，以便应对更高要求的消防建筑要求，在环保和安全上取得卓越的效果，更好地保障人们的生命财产安全。
4、结语
总而言之，在全人类都面临能源危机的今天，必须全面推广建筑保温材料。但聚苯乙烯和聚氨酯等建筑保溫材料基本上不具备阻燃性能，而酚醛建筑保温阻燃材料则具有高度的保温性能和阻燃性能，酚醛建筑保温材料作为一种新型的泡沫型建筑保温材料，集耐热、耐火焰穿透、有效减慢火势蔓延和无滴落物等特点于一身，在建筑保温领域中理应得到广泛应用。因此，在建筑中使用酚醛建筑保温阻燃材料取代现时的建筑保温材料是能够保障人们生命财产安全的明智举措，在建筑的外墙上使用酚醛保温材料，可同时达到节能与消防的效果。
参考文献
[1]金闻等.低酸性酚醛泡沫制备工艺研究[J].新型建筑材料，2014（10）.