倪文磊
中图分类号：P237 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）03-0341-02
随着社会经济的日益繁荣，人民生活水平与质量的不断提高，建筑物室内装饰业得到迅猛发展。据有关部门对近年来火灾的统计分析表明，在一般的情况下，多数建筑物火灾是因室内装饰材料采用了大量的可燃、易燃材料引起的，所以对易燃可燃装饰材料进行防火处理是减少建筑物火灾最有效的手段之一。
装饰材料的防火性能对火灾的影响主要表现在两个方面：一是当“火源”（可能是电气或其他原因）发生在装饰材料的一侧（内部或靠近）时，若装饰材料具有可靠的阻燃性能，则因缺乏易燃、可燃物，便无法引起燃烧或继续维持燃烧。二是当装饰材料附近有易燃物（日常生活用品）着火时，由于火焰无法经由防火性能好的装饰材料迅速扩展，燃烧有可能会自行停止或受到一定程度地限制，延迟火灾轰然时间，使人们有足够的时间和体能脱离火灾现场，也能及时实施扑救。
1.建筑内部装修的火灾危险性
据有关部门对近年来火灾的统计表明，在一般的情况下，多数建筑物火灾是因室内装修材料采用了大量的可燃、易燃材料而引起的。其火灾危险性通常表现在以下方面：
（1）发生建筑火灾的几率增大
建筑内部装修采用可燃、易燃材料多，则火源接触后，引发火灾的可能性就增大，大量的火灾实例说明了这一点。
（2）传播火焰，使火势迅速蔓延扩大
吸声式建筑一旦发生火灾，可燃、易燃性装修材料在被引燃、发生燃烧的同时，会把火焰传播开来，使火势迅速蔓延。在建筑内部火焰可通过顶棚、墙面和地面的可燃装修从房间蔓延到走道，再由走道蔓延到竖向的孔洞、竖井等向上层蔓延。在建筑物外部，火势可以通过外墙窗口等引燃上一层的窗帘、窗纱、窗帘盒等可燃装修材料使火灾蔓延扩大，造成大面积火灾。
（3）造成室内轰燃提前发生
所谓轰燃，是指建筑内部突发性的引起全面燃烧的现象，即当温度达到一定值时，从而导致室内绝大部分可燃物起火燃烧，这种现象称为轰燃。在起火后一定时间内，随着室内火势增大，温度增高，未燃可燃物分解生成的可燃气体逐渐增多，当可燃气体在室内聚集达到一定浓度，而且室内温度已达到或超过一定值时，就会“轰”的一下，使整个室内空间全面燃烧起来。一般来说，轰燃发生时的温度（上部室温）约在400～600℃，轰燃后温度立即会上升到800℃左右。轰燃之前，火灾处于初起阶段，涉及范围小、室内温度较低，是扑灭火灾和人员疏散的有利时机。一旦发生了轰燃，则火灾进入全面的猛烈燃烧阶段，室内人员已无法疏散，火灾也很难扑救。建筑防火设计的一个重要任务，就是要保证在建筑发生火灾时，设法延长初期火灾时间，推迟轰燃出现，以便有充分的时间疏散人员和物资，等待消防队到达迅速组织灭火力量扑灭火灾。室内装修对火灾的影响主要表现在火灾初期，即在轰燃之前，它对初期火灾的发展速度影响很大。
（4）增大了建筑物的火灾荷载
建筑物内的火灾荷载增大，则火灾持续时间长，燃烧更加猛烈，会出现持续性高温，造成更大的危害。
（5）产生大量有毒烟气，影响疏散和扑救
可燃性装饰材料能产生大量烟雾和有毒气体，不仅降低了火场的能见度，而且还会使人中毒，严重影响人员安全疏散和扑救。据统计，火灾中伤亡的人员，多数并非火烧死的，而是烟雾中毒和缺氧窒息所致。
2.化学膨胀型阻燃剂
化学膨胀型阻燃技术起源于20世纪30年代出现的膨胀型防火涂料。Tramm于1938年提出了第一篇关于膨胀型防火涂料的专利，该防火型涂料由磷酸氢二铵、双氰胺、甲醛树脂组成，加热时可形成膨胀炭层，能够有效保护基材免受火焰的进一步侵袭。
2.1 化学膨胀型阻燃剂的组成
化学膨胀型阻燃剂可分为两种，单组分（三位一体）膨胀性阻燃剂和混合型膨胀阻燃剂。其中单组分膨胀型阻燃剂集炭源、酸源、气源于一体，而混合型膨胀阻燃剂由不同成分充当炭源、酸源、气源。
（1）单组分膨胀阻燃剂
单组分膨胀型阻燃剂由于其稳定性好，炭源、酸源、气源三位一体，燃烧时发烟量少，膨胀炭层均匀致密，极限氧指数高等优点，在航空、航天、船舶制造、石油开采和石油化工等方面都有重要应用。不过目前对其进行的研究还不够充分，因此商品化程度不高。
（2）混合型膨胀阻燃剂
混合型膨胀阻燃剂是目前应用最广的膨胀阻燃体系，用不同物质充当炭源、酸源、气源，利用多种物质共同发挥协同作用。该体系具有易于合成、生产，阻燃效果明显等优点，国外专家在此领域有很多的研究，如对季戊四醇磷酸酯及其三聚氰胺磷酸盐混合物的研究。国内较为常见的有如下几种混合型膨胀阻燃剂。聚磷酸铵（ammonium polyphosphate简称APP）、季戊四醇（pentaerythritol简称PER）、三聚氰胺（Melamine简称MEL）膨胀阻燃剂
2.2 化学膨胀型阻燃剂的阻燃机理
（1）在较低温度下，由酸源放出能酯化多元醇和可作为脱水剂的无机酸；
（2）在稍高于释放酸的温度下，无机酸与多元醇（碳源）进行酯化反应，而体系中的胺则作为酯化反应的催化剂，使酯化反应加速进行；
（3）体系在酯化反应前或酯化过程中熔化；
（4）反应过程中产生的水蒸气和由气源产生的不燃气体使已处于熔融状态的体系膨胀发泡，与此同时多元醇和酯脱水碳化，形成无机物及碳残余物，体系进一步膨胀发泡；
（5）反应接近完成时，体系胶化和固化，最后形成多孔泡沫碳层。
3.化学膨胀阻燃技术在易燃可燃材料中的应用
3.1 在木材防火中的应用
木材是室內装饰材料中应用广泛。根据《建筑内部装修设计防火规范》规定，天然木材的燃烧性能等级为B2级，不能作为一些场所的顶棚装修材料，必须对木材进行防火处理。endprint
木材阻燃主要是通过表面涂敷膨胀阻燃涂料实现的。膨胀型防火涂料品种多，性能优越。受热后脱水碳化催化剂发生分解，生成强酸性物质，它与泡沫层物质发生缩合反应，熔体黏度不断增加时，泡沫层高度随之增加，并发生进一步交联反应。然后涂料中基料发生软化熔融，然后达到分解温度的发泡剂释出不燃气体，使其膨胀。同时，当泡沫层体积达到最大时，泡沫层产生凝固和炭化，形成多孔性海绵状炭化层结构，含炭泡沫层具有很好的隔氧隔热保护作用[2]。
3.2 在塑料防火中的应用
目前，塑料应用领域不断扩大，但因其可燃性和易引燃性，且发热量高，会给人类带来意想不到的灾害和损失。因此，开发塑料阻燃技术尤为重要。目前，添加有效的阻燃剂是阻燃技术中较普遍使用的方法，其中卤素类阻燃剂仍占主导地位。但其发烟量大，且释放出的卤化氢气体具有强腐蚀性，潜藏着二次危害。欧共体国家曾颁布禁止含卤阻燃剂的塑料进入欧洲市场的法令。随着人们环保意识的增强，无卤化阻燃剂研究开发已成为热点，而膨胀型阻燃剂的研究符合当今阻燃剂少烟、低毒的发展趋势，是聚合物阻燃技术的一种新途径。
将可膨胀石墨（EG）用于聚丙烯（PP）的阻燃处理中，EG/PP体系的阻燃性能不仅随着EG含量的增加而提高，同时还受到EG粒子结构的影响。一些专利文献报道了单独使用EG就可以有效地改善聚氨酯弹性体、聚氨酯泡沫、聚氨酯涂料的阻燃性能。同时，也有不少专利文献报道了EG与红磷、氢氧化镁等阻燃剂协同使用可以明显地改善热塑性树脂的阻燃效果。
3.3 在饰面型防火涂料中的应用
饰面型膨胀防火涂料是一种既有装饰功能又有防火阻燃功能的功能性涂料，它可阻止火灾的发生和蔓延，为火灾的扑救赢得宝贵的时间。近年来，对质量好，经济适用，性价比高的饰面型膨胀防火涂料需求日益增加。但是目前防火涂料还存在一些问题，如耐水性和贮存稳定性能较差等。
在文献[4]的试验中，用市场购进的饰面型膨胀防火涂料进行研究，该防火涂料以白乳胶为基料，聚磷酸铵（ammonium poly-phosphate 简称APP）、季戊四醇（pentaerythritol简称PE）、三聚氰胺（melamine 简称MEL）为膨胀阻燃剂，优点是原料来源丰富、成本低、防火阻燃效果好，存在的问题是涂料贮存后阻燃性能下降，耐水性能变差，涂料返粗、增稠等。针对这些问题，探讨了产生的原因，并通过对基料和膨胀阻燃剂的改性，很好解决了涂料的耐水性和贮存稳定性。
参考文献
[1] 鲍治宇，董延茂.膨胀阻燃技术及应用[M].哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2005，8-9.
[2] 闫爱华，韩志东，吴泽，等.可膨胀石墨在膨胀阻燃体系中协同阻燃作用的研究[J].哈尔滨工业大学学报，2013，11（2）：35-38.
[3] 赵玉平，黄承亚.季戊四醇基膨胀型阻燃剂在聚丙烯中阻燃效果的研究.合成材料老化与应用，2006，35（3），9-11.
[4] 聶河荣.室内装饰的防火处理[J].工业建设与设计.2012（5）：31-32.endprint
