飾面型防火涂料在應(yīng)用中的安全環(huán)保問題研究

1、飾面型防火涂料在應(yīng)用中的安全環(huán)保問題研究 國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家早在20世紀(jì)20年代就出現(xiàn)了飾面型防火涂料，隨著時(shí)代的發(fā)展，飾面型防火涂料的開發(fā)研制取得了突破性進(jìn)展，其相關(guān)的各種技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)也較為完善，尤其以美國(guó)、日本為代表，飾面型防火涂料的研究異?；钴S，到20世紀(jì)70年代末，國(guó)外飾面型防火涂料已形成高質(zhì)量、系列化、多品種的局面。我國(guó)飾面型防火涂料的發(fā)展相對(duì)國(guó)外較晚，但隨著我國(guó)建設(shè)事業(yè)的不斷深入及人們對(duì)建筑內(nèi)部裝飾裝修要求的不斷提高，以木材為代表的易燃材料在其中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛、多樣，飾面型防火涂料作為防火保護(hù)材料的需求也越來(lái)越大。目前，飾面型防火涂料的研究及推廣已經(jīng)打開局面，逐漸進(jìn)入.。在我國(guó)，飾面型防火

2、涂料主要有溶劑型和水溶型兩類。 溶劑型飾面防火涂料是指以有機(jī)溶劑作分散介質(zhì)的一類飾面型防火涂料，其成膜物一般為合成的有機(jī)高分子樹脂，主要有：酚醛樹脂、過(guò)氯乙烯樹脂、氯化橡膠、丙烯酸酯樹脂、改性氨基樹脂等，一般以200#溶劑汽油、香蕉水、醋酸丁酯等為溶劑。上述樹脂基料中，加入炭化劑、催化劑、發(fā)泡劑、阻燃劑及其它填料組成防火體系，受火時(shí)即形成均勻而致密的蜂窩狀或海綿狀碳質(zhì)發(fā)泡層，對(duì)可燃基材有良好的保護(hù)作用。 水溶型飾面防火涂料是指以水作分散介質(zhì)的一類飾面型防火涂料，其成膜物可以是有機(jī)高分子樹脂，也可以是經(jīng)有機(jī)樹脂改性的無(wú)機(jī)粘合劑。用于水溶型飾面防火涂料成膜劑的樹脂主要有：丙烯酸樹脂、氯丁乳液、醋酸

3、乙烯乳液、苯丙乳液等，一般以乳液型飾面防火涂料居多。上述水溶型高分子化合物或經(jīng)改性的無(wú)機(jī)粘接劑，加入發(fā)泡劑、阻燃劑、碳源及其它填料組成防火體系，受火時(shí)即形成均勻而致密的蜂窩狀或海綿狀的碳質(zhì)發(fā)泡層，對(duì)可燃基材有良好的保護(hù)作用。 目前，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上銷售的飾面型防火涂料主要以溶劑型防火涂料為主。但隨著該類產(chǎn)品使用的深入，其缺點(diǎn)和不足日益凸顯，即發(fā)煙量高、刺激性氣味濃、毒性大、燃燒產(chǎn)物嚴(yán)重污染環(huán)境等。 2飾面型防火涂料煙氣毒性及發(fā)煙量問題 2.1飾面型防火涂料燃燒產(chǎn)物煙氣毒性問題 雖然飾面型防火涂料在保護(hù)人民生命財(cái)產(chǎn)安全方面發(fā)揮了重要作用，但它在火場(chǎng)中的一個(gè)普遍現(xiàn)象逐步引起了人們的關(guān)注，防火涂料在火場(chǎng)中

4、燃燒時(shí)濃煙滾滾、"烏云漫天'同時(shí)伴有濃烈刺激性氣體產(chǎn)生，特別是溶劑型防火涂料情況更為嚴(yán)重復(fù)雜。從消防救災(zāi)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來(lái)看，火場(chǎng)中被火燒死的比例很小，而煙氣致死的比例則高達(dá)75%80%。 火災(zāi)煙氣的危害性主要是：一是當(dāng)煙氣中的含氧量低于正常所需的數(shù)值時(shí)，人的活動(dòng)能力就會(huì)減弱、智力混亂，甚至?xí)灥怪舷?。?dāng)煙氣中含有的各種有毒氣體含量超過(guò)人正常生理所允許的最低濃度時(shí)，就會(huì)造成中毒死亡；二是煙氣的減光性影響人員的安全疏散和火災(zāi)撲救，煙氣中的煙粒子對(duì)可見光的遮蔽性使能見度大大降低，并且煙氣對(duì)人的眼睛有極大的刺激，使人睜不開眼睛，影響疏散速度。據(jù)此，業(yè)內(nèi)外均有人對(duì)防火涂料遇火后的安全性提出質(zhì)疑

5、，認(rèn)為其燃燒產(chǎn)物對(duì)未逃離火場(chǎng)人員和從事火場(chǎng)施救的消防人員有著嚴(yán)重的傷害。 為達(dá)到防火阻燃效果，飾面型防火涂料中必須加入含鹵素、氮等元素的阻燃劑。在火災(zāi)不完全燃燒條件下，這些元素會(huì)分解釋放出大量的有毒氣體，如一氧化碳、二氧化碳、二氧化氮、二氧化硫、硫化氫、氯化氫、氟化氫、光氣等，這些氣體一旦大量累積，對(duì)火場(chǎng)人員極其不利。 2.2飾面型防火涂料發(fā)煙量問題 在火災(zāi)條件下，經(jīng)飾面型防火涂料處理過(guò)的材料燃燒過(guò)程中發(fā)煙量是否會(huì)增加？筆者對(duì)經(jīng)飾面型防火涂料處理后的木質(zhì)板材的煙密度進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。 實(shí)驗(yàn)依據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)建筑材料燃燒及分解的煙密度試驗(yàn)方法（GB/T8627-1999）測(cè)試了7組試樣材料的煙密度。實(shí)驗(yàn)基材

6、采用一級(jí)松木五層膠合板，使用的2種涂料產(chǎn)品均經(jīng)過(guò)國(guó)家相關(guān)部門檢驗(yàn)合格。 實(shí)驗(yàn)證明：一級(jí)松木五層膠合板經(jīng)飾面型防火涂料阻燃處理后，煙密度等級(jí)根據(jù)防火涂料涂刷量不同而有所增加，最多可以增加至3倍左右。因此，飾面型防火涂料在火災(zāi)條件下，其發(fā)煙量問題不可忽視。 飾面型防火涂料作為一種功能性工程材料，它必須通過(guò)對(duì)火燃燒反應(yīng)才能表現(xiàn)其功能，其燃燒產(chǎn)物是一種特殊的二次污染。因此，完善相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，全面評(píng)價(jià)防火涂料的安全指標(biāo)，特別是其燃燒產(chǎn)物的毒性是目前亟待解決的問題。 3飾面型防火涂料的環(huán)保問題 飾面型防火涂料在其生產(chǎn)、儲(chǔ)存、運(yùn)輸、施工和使用的過(guò)程中，會(huì)向大氣和水體排放大量的有毒物質(zhì)，進(jìn)一步危及人體健康和生

7、態(tài)環(huán)境。早在20世紀(jì)70年代，國(guó)際室內(nèi)空氣科學(xué)學(xué)會(huì)提出了揮發(fā)性有機(jī)化合物（volatileorganiccompounds，VOC）的概念，意識(shí)到了VOC對(duì)環(huán)境的污染。揮發(fā)性有機(jī)化合物包括碳?xì)浠衔?、有機(jī)鹵化物、有機(jī)硫化物、羰基化合物、有機(jī)酸和有機(jī)過(guò)氧化物等，在陽(yáng)光作用下與大氣中的氮氧化物、硫化物發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)，生成毒性更大的二次污染物，形成光化學(xué)煙霧。 飾面型防火涂料由于其組分中含有大量的有機(jī)溶劑，在使用過(guò)程中其最主要的污染是可揮發(fā)性有機(jī)物（VOC）。它對(duì)人體的影響主要可分為3類： （1）氣味和感官效應(yīng)，包括感官刺激，感覺干燥； （2）粘膜刺激和其他系統(tǒng)毒性導(dǎo)致的病態(tài)，刺激眼粘膜、鼻粘膜、呼

8、吸道和皮膚等。揮發(fā)性有機(jī)化合物很容易通過(guò)血液-大腦導(dǎo)致中樞神經(jīng)系統(tǒng)受到抑制，使人產(chǎn)生頭痛、乏力、昏昏欲睡和各種不舒服的感覺； （3）致癌性，很多揮發(fā)性有機(jī)化合物被證明是致癌物或可疑致癌物，如苯。 據(jù)現(xiàn)代流行病的調(diào)查表明：總揮發(fā)性有機(jī)化合物的濃度小于0.2mg/m3時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生刺激反應(yīng)，人體無(wú)不舒服的感覺；而大于3mg/m3時(shí)就會(huì)出現(xiàn)某些癥狀；325mg/m3可導(dǎo)致頭痛和部分神經(jīng)中毒，人體明顯感到不舒適；大于25mg/m3時(shí)，呈現(xiàn)毒性反應(yīng)。飾面型防火涂料中，部分有機(jī)揮發(fā)物的致病癥狀。 我國(guó)在2021年頒布了環(huán)境標(biāo)志產(chǎn)品認(rèn)證技術(shù)要求水性涂料標(biāo)準(zhǔn)，明確提出了"不得人為添加鄰苯二甲酸酯類、乙

9、二醇醚類、鹵代烴、苯、甲苯、二甲苯、乙苯等對(duì)人體有害的物質(zhì)'，并對(duì)VOC含量進(jìn)行了限定。在環(huán)保意識(shí)日益深入人心的今天，揮發(fā)性有機(jī)化合物含量很高的溶劑型涂料的使用越來(lái)越受到嚴(yán)格限制，這就要求開發(fā)所謂"環(huán)境友好型涂料'。就防火涂料產(chǎn)品而言，提高防火涂料的環(huán)保性要解決的首要問題是降低有機(jī)溶劑含量或使用無(wú)溶劑型涂料。 4飾面型防火涂料的展望 目前，在我國(guó)市場(chǎng)上使用的溶劑型飾面防火涂料，基本上都是聚磷酸銨（APP）/三聚氰胺（MEL）/季戊四醇（PE）阻燃耐火體系。這些體系都屬于"化學(xué)膨脹型'，在火場(chǎng)中，主要依靠不同組分之間的化學(xué)反應(yīng)來(lái)產(chǎn)生膨脹碳層，這個(gè)過(guò)程中

10、就會(huì)釋放出很多有毒氣體，這是目前飾面型防火涂料燃燒產(chǎn)物毒性的主要根源。因此，充分利用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，研發(fā)該體系的替代/取代物是解決目前防火涂料安全問題的關(guān)鍵。 修訂完善現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，盡早與國(guó)際接軌。比較我國(guó)目前的飾面型防火涂料國(guó)標(biāo)和國(guó)際通用標(biāo)準(zhǔn)，發(fā)現(xiàn)尚有一定的距離，尤其在煙密度、發(fā)煙量等方面未作細(xì)致考慮，這顯然是不足的體現(xiàn)；另外，標(biāo)準(zhǔn)中檢驗(yàn)項(xiàng)目的不一致，也使我國(guó)的飾面型防火涂料難以與國(guó)外品牌直接比較。因此，隨著我國(guó)防火涂料檢測(cè)技術(shù)的不斷提高，盡快修訂完善既適合我國(guó)國(guó)情又與國(guó)際接軌的飾面型防火涂料技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，已成為促進(jìn)其發(fā)展的當(dāng)務(wù)之急。 飾面型防火涂料的發(fā)展，應(yīng)當(dāng)著重從以下幾個(gè)方面突破：一是要開發(fā)研究新型環(huán)保型防火涂料，特別是堅(jiān)持發(fā)展水性防火涂料和"物理膨脹型'防火涂料，盡量減少或避免生產(chǎn)、施工或燃燒過(guò)程中造成的環(huán)境污染和人身危害，在研究開發(fā)防火涂料時(shí)，既要重視防火性能、理化性能和使用性能的研究，還要改進(jìn)提高生產(chǎn)工藝技術(shù)水平，保證產(chǎn)