建筑裝飾用鋁塑復(fù)合板的阻燃特性研究

1、建筑裝飾用鋁塑復(fù)合板的阻燃特性研究，紅廖劍波（湖南省塑料研究所；湖南科天新材料有限公司，長沙）摘要：本研究考察了不同火險水平的阻燃料對鋁塑復(fù)合板材和結(jié)構(gòu)的全面彰響。通過研究鋁塑復(fù)合板阻燃芯料的燃燒熱值和熱失重分析，得到鋁塑復(fù)合板的火險性對比數(shù)據(jù)。研究結(jié)果表明，在建筑物中使用由聚乙烯作為芯料的普通鋁塑復(fù)合板是存在嚴(yán)重火災(zāi)危險的，而按照有機物的相應(yīng)比例（例如氫氧化物和聚合物組成的礦物阻燃芯料等），使用無機礦物阻燃劑和聚合物威份制造的阻燃性為，級或一，級的鋁塑復(fù)合防火板（國內(nèi)外統(tǒng)稱為難燃性級），在實驗過程中看不到內(nèi)層的熔化和燃燒（不形成火滴），為低危險性。關(guān)鍵詞：鋁塑復(fù)合板建筑裝飾材料無鹵阻燃聚乙烯

2、前言近年來，隨著生產(chǎn)工藝、設(shè)備、管理、技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用水平的不斷發(fā)展與提高，在現(xiàn)代建筑中大量使用鋁塑復(fù)合板制作外裝飾和內(nèi)裝飾主要是因為該類型的板材具有高可塑性，可以制成各種形狀，同時鋁合金的硬度和阻燃芯料結(jié)合，保證了創(chuàng)意效果的穩(wěn)定性。高表面質(zhì)量和裝飾覆蓋面層的色彩多樣性，使得鋁塑復(fù)合板在建筑幕墻和內(nèi)裝飾中廣泛應(yīng)用，特別是在建筑物幕墻的通風(fēng)面通常，鋁塑復(fù)合板是由兩層鋁合金和內(nèi)部的聚合物層組成的多層復(fù)合板材。外部的裝飾鋁層起裝飾和保護作用，特別是由聚偏二氟乙烯（）氟碳樹脂涂層制成的材料，在多年的大氣降水和紫外線照射下，能保持材料的硬度和色澤。板材的內(nèi)部聚合物層是復(fù)合聚合物料，依照芯材成份和特征的不相

3、同，火災(zāi)危險性效果也不一樣。使用火險性水平不同的復(fù)合聚合物料關(guān)系到鋁塑復(fù)合板材的火險性帶有薄層覆蓋物的鋁層火險參數(shù)非常小，特別是在易燃性、可燃性、成煙性和毒性方面（分別是：，）。但應(yīng)當(dāng)指出的是，鋁覆蓋層在火災(zāi)發(fā)生時，受熱容易熔化，形成燃燒的火滴隨著火災(zāi)科學(xué)的發(fā)展，建筑材料燃燒性能檢測方法也不斷發(fā)展變化，從最初測試材料的燃燒性能如可燃性、著火溫度、火焰的傳播性能等，到現(xiàn)行的熱釋放速率、產(chǎn)煙速率、火災(zāi)增長指數(shù)等，人們對建筑材料燃燒性能的認(rèn)識也更加深入，并確立了與建筑實體火災(zāi)發(fā)展相關(guān)的性能參數(shù)。一、建筑裝飾用鋁塑復(fù)合防火板的研制主要原材料隆重慶祝中國塑協(xié)改性塑料專業(yè)委員會成立二十周年“；無鹵阻燃鋁塑

4、板專用料）：湖南科天新材料有限公司研制生產(chǎn)高阻燃鋁塑板特種專用料（）：湖南科天新材料有限公司研制生產(chǎn)厚度氟碳涂裝鋁板：鋁塑復(fù)合板廠家自行涂裝厚度）高分子膜：進口，工業(yè)品主要生產(chǎn)設(shè)備鋁板化成涂裝生產(chǎn)線；在線擠出連續(xù)熱壓復(fù)合生產(chǎn)線：擠出機、，排氣螺桿：工藝流程阻燃鋁塑板專用料一擠出芯板一上下鋁卷放料、張力控制、預(yù)熱高分子膜放料、預(yù)熱熱貼合一熱壓軋冷壓定型一冷卻一貼保護膜一驅(qū)動一裁切一成品一性能檢測火險特性參數(shù)測試試驗方法：按照建筑材料或制品的單體燃燒試驗進行；熱值試驗方法：按照建筑材料燃燒熱值試驗方法進行中等比例樓房實體火災(zāi)試驗：按照使用中等尺寸多層試驗儀評定包含可燃部件的外部非承重墻組件可燃性特

5、征的標(biāo)準(zhǔn)試驗方法進行。小時和小時耐火極限：制作的鋁塑板防火墻系統(tǒng)按照標(biāo)準(zhǔn)進行。二、防火特性參數(shù)的試驗研究我們與作為國內(nèi)最知名的鋁塑復(fù)合板制造企業(yè)，聯(lián)合公安部四川消防研究所的研究技術(shù)人員，對阻燃芯材制作的防火鋁塑板進行了試驗方法和燃燒熱值試驗，與配合對高阻燃芯材制作的防火鋁塑板進行了中等比例樓房實體火災(zāi)和耐火極限的試驗研究，取得了大量有實用價值的試驗參數(shù)樣品篩選我們篩選了常見的幾種鋁塑板復(fù)合材料用于試驗研究，具體規(guī)格見表表試驗研究用鋁塑復(fù)合板樣品參數(shù)序號芯材類型芯材比重鋁塑板厚度試樣描述受火面為裝飾面，合金鋁板厚；阻燃芯材平方米的重量為“公斤受火面為裝飾面，合金鋁板厚；平方米的重量為公斤受火面為

6、裝飾面，合金鋁板厚；高阻燃芯材普通芯材試驗方法平方米的重量為公斤單體燃燒試驗（）方法：建筑材料及制品單體燃燒試驗，該方法標(biāo)準(zhǔn)為等同采用：，是一個中型試驗，試驗原理是耗氧原理，評價在房間角落處，模擬制品附近有單個燃燒體火源的火災(zāi)場景下，制品本身對火災(zāi)的影響，與房間角落試驗有著良好的相關(guān)性【，因此能較全面評價材料的燃燒性能。螯重艦十壹協(xié)罐辯。專業(yè)姜置套成十月年璺生試樣尺寸和試驗參數(shù)試樣為一角落形試樣，分為長翼和短翼試驗羊品尺寸分別為為，×兩塊板組成直角豎立熱釋放的火源設(shè)置在直角處試駐時問穢，總試驗時間秒（分鐘）測試的參數(shù)主要有火災(zāi)增長速率指數(shù)（）、煙氣生成速宰指數(shù)（）熱釋放速率（），總熱

7、釋放盤（）、產(chǎn)煙速率（）、總產(chǎn)煙量（）等參數(shù)，以上參敷均是實時動態(tài)測量，燃燒現(xiàn)象如蔓延到試樣邊緣時試樣垮塌、變形熔滴、蔓延等試驗現(xiàn)象的觀察試樣安裝固定方式試驗要求試樣的安裝固定方式應(yīng)能代表制品的最終應(yīng)用狀態(tài)，幕墻用鋁塑板的最終用途為作室外幕墻裝飾，實際使用時采用拼接安裝于輕鋼龍骨上的方法因此，進行試驗采用的試樣安裝方式見圖，固定方式及其拼接縫見囤試驗中將幕墻用鋁塑板試樣用螺絲固定在輕鋼龍骨框架上，試樣與基材硅酸鈣板之間存在空氣隙，以模擬最嚴(yán)峻的受火方式基材背面采用背板（硅鈣板）立撐由于在實際應(yīng)用中鋁塑板存在拼接縫，故在長翼處和分別設(shè)置了一條垂直接縫和水平接縫假葉產(chǎn)廠￥一一圖試樣安裝方式圈試樣固

8、定廈其拼接縫燃燒熱值試驗方法建筑材料的燃燒熟值捐定方法為標(biāo)準(zhǔn)，參照采用燃燒熱值（簡稱總熱值）是指單位質(zhì)量的材料完全燃燒，并當(dāng)其燃燒產(chǎn)物中的水蒸汽（包括材料中所含水分生成的水蒸汽和材料組成中所臺的氫燃燒時生成的水蒸汽）均凝結(jié)為液態(tài)時放出的熱量，被定義為該材料的總?cè)紵裏嶂禑嶂岛筒牧系淖匀粚眯杂嘘P(guān)而和材料的外形尺寸和應(yīng)用狀態(tài)等不相關(guān)，可用于評價建筑制品潛在的火災(zāi)負(fù)荷（單位為戌或）標(biāo)準(zhǔn)試驗采用氧彈法，試驗裝置主要由高壓氧彈和氧彈式量熱儀組成見圖圖高壓氧彈和氧彈式量熱儀窿董蕨稅節(jié)管塑銹改誣塑軒專藍委負(fù)套成立三手扁華。，中等尺度多層建筑結(jié)構(gòu)的試驗方法按照試驗方法進行中等比例樓房的實體火災(zāi)試驗標(biāo)準(zhǔn)中文名稱為

9、：使用中等尺寸多層試驗儀評定包含可燃部件的外部非承重墻組件可燃性特征的標(biāo)準(zhǔn)試驗方法，英文名稱為：。其試驗的主要參數(shù)為：）起火樓層以上兩個房間的著火情況，尤其是第三層；）起火房間窗沿以上和處的溫度是否超過度？）是否造成外墻面的大面積垮塌；）對相鄰建筑物的影響（通過溫度觀察）；）起火房間、其他樓層房間、墻面、窗沿等處的溫度變化情況。四、不同芯材的幕墻鋁塑復(fù)合板的試驗結(jié)果燃燒增長速率指數(shù)（），內(nèi)總熱釋放量（），火焰橫向蔓延長度（），煙氣生成速率指數(shù)（），嘉表總厚、合金鋁板厚的幕墻鋁塑復(fù)合板試驗結(jié)果如下表不同芯材的幕墻鋁塑板試驗結(jié)果對比幕墻用鋁塑復(fù)合板阻燃芯試驗結(jié)果高阻燃芯材普通芯試樣邊緣試樣邊緣試樣

10、邊緣（）（）內(nèi)總產(chǎn)煙量（），）燃燒滴落物微粒試驗分級否，否。，（），有，由表可知，在總厚、合金鋁板厚的條件下，采用無鹵阻燃芯材制作的防火鋁塑板在各項燃燒性能指標(biāo)上明顯比普通鋁塑板優(yōu)越，燃燒性能等級為，和，級（也有稱，級）的較高防火等級，而普通芯材制作的鋁塑板防火等級較差，為，的較低等級¨五、幕墻用鋁塑復(fù)合板不同芯料的燃燒熱值試驗為了確定鋁塑復(fù)合板火險性的不同，通過熱值測量方法，類似的方法進行研究，測定阻燃芯料的燃燒熱值燃燒熱值實驗的檢測，因排除了火焰與內(nèi)層釋放的易燃?xì)怏w直接接觸的可能性，當(dāng)然避免了實驗結(jié)果的偏差根據(jù)我司實測及國內(nèi)外相關(guān)的資料列出了鋁（塑）復(fù)合板和芯材顏色成分的名稱表為

11、常見的總厚，鋁板厚的建筑幕墻用鋁塑復(fù)合板之阻燃芯料的熱值試驗和質(zhì)量損失對照結(jié)果表鋁塑復(fù)合板的不同阻燃芯料的燃燒熱值和殘留物質(zhì)量對比鋁塑復(fù)合板名稱國外某品牌板，（平方米的重量為公斤）日本某品牌板阻燃芯料的顏色、成分白色，成份：氫氧化物和聚合物燃燒熱值，兆焦耳公斤殘留物，組成的礦物阻燃料。白色，成份：氫氧化物和聚合物組成的礦物阻燃料。淺灰色，成份：氫氧化物和聚合。美國某品牌板物組成的礦物阻燃料俄羅斯某品牌板淺灰白色，成份：氫氧化物和聚合物組成的礦物阻燃料。俄羅斯某品牌板淺灰色，成份：氫氧化物和聚合物組成的礦物阻燃料。泰國某品牌板白色，成份：氫氧化物和聚合物組成的礦物阻燃料。國內(nèi)某品牌板灰白色，成份

12、：氫氧化物和聚合物組成的礦物阻燃料。國內(nèi)某品牌板淺灰色，成份：氫氧化物和聚合物組成的礦物阻燃料。國內(nèi)某品牌板黑色，成份一低密度聚乙烯國內(nèi)某品牌板白色，成份：氫氧化物和聚合物組成的礦物阻燃料。從表分析可知，利用燃燒熱值數(shù)據(jù)，可以客觀準(zhǔn)確的評估阻燃芯料的火險水平，預(yù)測鋁復(fù)合板在分級方法中的燃燒性能等級。阻燃芯料燃燒熱值不大于兆焦耳公斤的鋁塑板屬于高阻燃性級材料（也有稱，級），阻燃芯料燃燒熱值不大于兆焦耳公斤的鋁塑板屬于阻燃性級材料，而燃燒熱值大于兆焦耳公斤的鋁塑板屬于可燃性級材料六、鋁塑復(fù)合板的火險性判斷與鑒別在進行比較鑒別時，可以利用總熱值及其熱分析實驗數(shù)據(jù)（質(zhì)量損失）。除通過實驗對材料的火險性

13、進行判斷外，還可以通過感官進行初步判斷，這在鑒別時常常用到批量生產(chǎn)的幕墻防火鋁塑復(fù)合板背面有商標(biāo)通常，除了生產(chǎn)日期、批號和總數(shù)量信息外，還包括材料的復(fù)合成份與板材型號根據(jù)這些信息可以預(yù)知板材是否防火沒有商標(biāo)和其它信息是不可靠的如果使用普通聚乙烯成份作為鋁塑復(fù)合板的芯材，通常是黑色或深黑色的，是具有足夠可塑性的材料平方米的鋁塑復(fù)合板的重量不超過公斤難燃性級別為的防火鋁塑復(fù)合板有多種淺色的填充材料，材料中存在大量無機礦物阻燃劑，板材的密度超過醛重炭窺節(jié)謾塑協(xié)改性塑抖專業(yè)委員會成立三千周年七、建筑裝飾中鋁塑復(fù)合防火板的使用建議應(yīng)當(dāng)指出的是，只有按照，進行實驗后，才能得出在建筑中使用上述材料的可行性，

14、確定使用范圍；在必要時，按照方法進行實驗后再作結(jié)論。同時應(yīng)指出的是，在對使用難燃鋁塑復(fù)合板裝飾的外墻進行大規(guī)模實驗時，模擬從建筑物窗戶噴出的火焰對外墻的影響，考慮墻或裝飾結(jié)構(gòu)可能的影響，同時考慮保暖層對火災(zāi)擴散的影響，觀察熱效果、火焰擴散、表面破壞的最大值在絕大多數(shù)情況下，使用高阻燃鋁塑復(fù)合板的建筑物火災(zāi)的危險級別大大低于限制使用該板材的建筑物以上得出的實驗結(jié)果可以幫助國家消防監(jiān)督管理部門評估建筑的火險性水平，同時還可以為設(shè)計師和建筑師使用八、結(jié)論（）建筑幕墻用鋁塑復(fù)合板因不同的芯材成分而表現(xiàn)出不同的防火特性相同厚度的無鹵阻燃防火鋁塑板在抗火災(zāi)增長特性和抗燃燒滴落物方面均比普通鋁塑板優(yōu)異從改進

15、鋁塑板燃燒性能和燃燒滴落物角度考慮，為提高鋁塑復(fù)合板的燃燒性能等級和附加分級，改變阻燃芯材配方成分是一種很有效的方式（）利用燃燒熱值數(shù)據(jù)，可以客觀準(zhǔn)確的評估阻燃芯料的火險水平，預(yù)測鋁復(fù)合板在分級方法中的燃燒性能等級。阻燃芯料燃燒熱值不大于兆焦耳公斤的鋁塑板屬于高阻燃性級材料（也有稱，級），阻燃芯料燃燒熱值不大于兆焦耳公斤的鋁塑板屬于阻燃性級材料，而燃燒熱值大于兆焦耳公斤的鋁塑板屬于可燃性級材料。（）“無鹵阻燃芯材”制作的防火鋁塑復(fù)合板燃燒性能可達，級，“高阻燃芯材”制作的防火鋁塑復(fù)合板燃燒性能等級可達，級（也有稱，級），并可通過中等尺寸多層試驗與級，燃燒煙氣和滴落物附加分級可滿足國家對公共場所阻燃制品及組件燃燒性能的相關(guān)要求（）普通鋁塑板具有相當(dāng)?shù)幕馂?zāi)危險性，燃燒性能等級較低，為級，燃燒滴落物附加分級為級，不能滿足國家對公共場所阻燃制品及組件燃燒性能要求，應(yīng)引起建筑