一种防火保温性能优越的高闭孔率改性酚醛板

1 引言

至 2020 年为止，德国、英国、法国、澳大利亚等发达国家，以新建建筑达到零能耗为目标。全球平均建筑墙体传热系数标准，德国为 0.10W/ ㎡·K, 英国为 0.14 W/ ㎡·K，已经超过了被动房 0.15 W/ ㎡·K 的标准。

韩国建筑保温的议题，主要是为了应对全球气候变暖，减少能源消耗等问题，从而完善政策及制度。为了能同时满足保温及防火安全性能，保温材料领域终将迎来一次重大革新，从目前的第一代保温材料（聚苯板、挤塑板、聚氨酯、岩棉、B 类酚醛板）发展为第二代 (A类 PF 板、气凝胶、真空绝热板等 ) 保温材料。

韩国节能政策目标是 2017 年达到被动房标准，2025 年达到零能耗标准。韩国国内保温材料的标准也在逐年强化，墙体标准从 2017 年 7 月起中部 1 区域强化至被动房 0.15 W/ ㎡ K 水准。为了达到这个目标，使用高性能的保温材料是必要的。

2 PF 板介绍

PF 保温材料通过亲环境技术，实现了燃烧时产生表面碳化层（Char），进而防止火灾扩散，并且通过了韩国有机保温材料准不燃级性能认证。在韩国的建筑技术研究院进行的性能实验中，隔绝火焰和热气的耐火性能实验结果，达到了 25 分钟以上。这是建筑用有机保温材料中，唯一能超过 15 分钟（韩国检测标准）的产品，充分证明了其很好的火灾安全性能。

与岩棉等无机保温材料相比，PF 板只需岩棉的一半厚度就能满足相同的建筑节能要求，很大程度上提升了建筑设计及施工便利性，有力地证明了其优异的保温性能。

在韩国，PF 板是可以作为防火隔离带功能的保温材料。特别是 2017 年 4 月起，韩国建筑火灾安全法规修正案正式开始实施，六层以上建筑物外墙需使用准不燃级及以上的保温材料或每层使用高度 400mm 的防火隔离带。2015 年经韩国建设技术研究院认证并确认了PF板防火隔离带品质性能。技术及产品照片如图1所示。

图 1 技术及产品照片

根据国际标准 (ISO 4898)，酚醛保温板分为 A、B两类，中国国内酚醛板均属于 B 类产品。酚醛板的分类如表 1 所示。

表 1 酚醛板的分类

3 核心技术内容

3.1 韩国开发新产品的必要性

近年来频繁发生的大型火灾事故，充分地说明了保温材料火灾安全性能的重要性。韩国国内保温材料市场占比最大的是可燃性的聚苯乙烯泡沫板，由此引发的火灾导致了严重的人员伤亡及大量的财产损失。

如图 2 所示，2015 年 1 月 10 日韩国议政府市公寓大楼火灾，造成百余人伤亡，财产损失约 90 亿韩元。该公寓大楼所使用的外保温材料是 EPS，这种材料会快速扩散火焰。如图 3 所示，2014 年 5 月 26 日高阳市综合客运站火灾，造成 7 死 54 伤，财产损失约 90 亿韩元。高阳市综合客运站所使用的保温材料是聚氨酯，起火时火焰会快速扩散，并产生黑色氰化氢气体。

韩国 2017 年 4 月开始正式实施建筑火灾安全法规修正案。根据国家建筑节能规划对建筑传热系数要求的提高，迫切需要高性能的保温材料。图 4 所示是韩国建筑能源规划。韩国《火灾防止法规》的提高，需要能替代聚苯板的高性能保温材料。韩国国内准不燃级等级以上的无机保温材料（岩棉，玻璃棉等），因施工作业性低、吸水率高的特点，导致用于墙体保温施工时，操作性很低。现有的有机保温材料或保温无机材料，按照目前传热系数的法规标准，厚度需 140mm 以上。如果传热系数标准提高到 0.15W/ ㎡ K 时，厚度就达到了 240mm以上。为了同时满足法规标准及保温性能，急需开发高性能的保温防火板。

图 2 韩国议政府市公寓火灾

图 3 高阳市综合客运站火灾

图 4 韩国建筑能源规划

3.2 PF 保温材料核心技术应用

（1） PF 板是有机保温材料中，在韩国首个获得准不燃级性能的保温材料。

发生火灾时，PF 板只产生少量的有毒气体，能较长时间维持保温材料结构层的完整性，争取更多的避难反应时间。通过亲环境难燃配方及铝箔等耐火面材技术设计，大大提高了产品自身的难燃性能，遇火时产生表面碳化层（Char）进而防止火灾扩散。

（2）通过热固性酚醛树脂微发泡技术，体现了高效的保温性。

图 5 控制发泡孔技术

如图 5 所示，通过控制热固性树脂的聚合及物理性能的技术、控制细微且均衡的闭孔结构的技术，使闭孔率达到了 90% 以上，实现了其较高水准的保温性能（导热系数 0.018W/mK）。因牢固的闭孔结构，长期使用时发泡剂几乎没有损失，能够满足产品长期导热系数的稳定性（20 年导热系数变化率 10% 以下）。

（3）亲环境配方及应用使用亲环境发泡剂（ODP zero,GWP 5）配方，申请绿色建筑认证时，可获得加分。

（4）获得环保产品认证（EPD）

PF板是保温材料领域第一个获得EPD认证的产品。英国 Kingspan 公司也获得了 EPD 认证。此认证在全世界范围内提供了开放式的环境性能管理情报。

表 2 PF 板与其他保温产品性能对比

4 PF 板与其他保温产品的对比

(1) 性能对比

由表 2 可以看出，PF 板具有较好的保温效果和施工性。

(2) 发泡剂对比

由表 3 可以看出，CFC 因对环境有破坏作用，发达国家已禁止使用。HCFC 也逐渐被淘汰。 PF 板生产过程中使用无氟利昂气体的环保发泡剂。

表 3 PF 板与其他保温产品发泡剂对比

5 韩国国内建筑保温材料施工工艺

5.1 内保温施工工艺

图 6 内保温施工工艺

5.2 外保温施工工艺

图 7 外保温施工工艺

（1）粘结砂浆

图 8 粘结砂浆

（2）粘接墙体并固定锚栓

图 9 粘接墙体并固定锚栓

（3）抹面砂浆 + 网格布

图 10 抹面砂浆 + 网格布

（4）涂料

图 11 涂料

5.3 幕墙及屋面施工工艺

图 12 幕墙及屋面施工工艺

5.4 节能分析

图 13 节能分析

6 结论

建筑节能是发展国民经济的需要，经济的发展依赖于能源的发展，需要能源提供动力。中国的特点是资源短缺，人口众多，建筑能耗巨大，污染严重。在有机保温材料中，酚醛板与其他保温材料相比，有着非常明显的优势，满足各种建筑结构形式的节能要求，同时提升了建筑的品质。酚醛板是新型高性能保温材料，将会在中国建筑节能的发展中起到重要作用。

参考文献

[1] ISO 4898-2010 Rigid Cellular Plastics. Thermal Insulation Products for Buildings Specifications.

[2] Blowing Agents for Polyyurethane Foams.

[3] 韩国消防产业技术院：建筑内装保温材料难燃性能调查及评价 . 2013.10.

[4] 韩国国土交通部令第 238 号 . 2015.10.

[5] 韩国国土交通部：绿色建筑基本计划 . 2014.12.

[6] 韩国国土交通部：建筑节能设计标准 . 2017.12.

作者

乐金华奥斯贸易（上海）有限公司裴奉镐周秀焕闵志媛郭宏亮李明俞京爱

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