建筑装饰用铝塑复合板的阻燃特性研究

1、建筑装饰用铝塑复合板的阻燃特性研究，红廖剑波（湖南省塑料研究所；湖南科天新材料有限公司，长沙）摘要：本研究考察了不同火险水平的阻燃料对铝塑复合板材和结构的全面彰响。通过研究铝塑复合板阻燃芯料的燃烧热值和热失重分析，得到铝塑复合板的火险性对比数据。研究结果表明，在建筑物中使用由聚乙烯作为芯料的普通铝塑复合板是存在严重火灾危险的，而按照有机物的相应比例（例如氢氧化物和聚合物组成的矿物阻燃芯料等），使用无机矿物阻燃剂和聚合物威份制造的阻燃性为，级或一，级的铝塑复合防火板（国内外统称为难燃性级），在实验过程中看不到内层的熔化和燃烧（不形成火滴），为低危险性。关键词：铝塑复合板建筑装饰材料无卤阻燃聚乙烯

2、前言近年来，随着生产工艺、设备、管理、技术创新与应用水平的不断发展与提高，在现代建筑中大量使用铝塑复合板制作外装饰和内装饰主要是因为该类型的板材具有高可塑性，可以制成各种形状，同时铝合金的硬度和阻燃芯料结合，保证了创意效果的稳定性。高表面质量和装饰覆盖面层的色彩多样性，使得铝塑复合板在建筑幕墙和内装饰中广泛应用，特别是在建筑物幕墙的通风面通常，铝塑复合板是由两层铝合金和内部的聚合物层组成的多层复合板材。外部的装饰铝层起装饰和保护作用，特别是由聚偏二氟乙烯（）氟碳树脂涂层制成的材料，在多年的大气降水和紫外线照射下，能保持材料的硬度和色泽。板材的内部聚合物层是复合聚合物料，依照芯材成份和特征的不相

3、同，火灾危险性效果也不一样。使用火险性水平不同的复合聚合物料关系到铝塑复合板材的火险性带有薄层覆盖物的铝层火险参数非常小，特别是在易燃性、可燃性、成烟性和毒性方面（分别是：，）。但应当指出的是，铝覆盖层在火灾发生时，受热容易熔化，形成燃烧的火滴随着火灾科学的发展，建筑材料燃烧性能检测方法也不断发展变化，从最初测试材料的燃烧性能如可燃性、着火温度、火焰的传播性能等，到现行的热释放速率、产烟速率、火灾增长指数等，人们对建筑材料燃烧性能的认识也更加深入，并确立了与建筑实体火灾发展相关的性能参数。一、建筑装饰用铝塑复合防火板的研制主要原材料隆重庆祝中国塑协改性塑料专业委员会成立二十周年“；无卤阻燃铝塑

4、板专用料）：湖南科天新材料有限公司研制生产高阻燃铝塑板特种专用料（）：湖南科天新材料有限公司研制生产厚度氟碳涂装铝板：铝塑复合板厂家自行涂装厚度）高分子膜：进口，工业品主要生产设备铝板化成涂装生产线；在线挤出连续热压复合生产线：挤出机、，排气螺杆：工艺流程阻燃铝塑板专用料一挤出芯板一上下铝卷放料、张力控制、预热高分子膜放料、预热热贴合一热压轧冷压定型一冷却一贴保护膜一驱动一裁切一成品一性能检测火险特性参数测试试验方法：按照建筑材料或制品的单体燃烧试验进行；热值试验方法：按照建筑材料燃烧热值试验方法进行中等比例楼房实体火灾试验：按照使用中等尺寸多层试验仪评定包含可燃部件的外部非承重墙组件可燃性特

5、征的标准试验方法进行。小时和小时耐火极限：制作的铝塑板防火墙系统按照标准进行。二、防火特性参数的试验研究我们与作为国内最知名的铝塑复合板制造企业，联合公安部四川消防研究所的研究技术人员，对阻燃芯材制作的防火铝塑板进行了试验方法和燃烧热值试验，与配合对高阻燃芯材制作的防火铝塑板进行了中等比例楼房实体火灾和耐火极限的试验研究，取得了大量有实用价值的试验参数样品筛选我们筛选了常见的几种铝塑板复合材料用于试验研究，具体规格见表表试验研究用铝塑复合板样品参数序号芯材类型芯材比重铝塑板厚度试样描述受火面为装饰面，合金铝板厚；阻燃芯材平方米的重量为“公斤受火面为装饰面，合金铝板厚；平方米的重量为公斤受火面为

6、装饰面，合金铝板厚；高阻燃芯材普通芯材试验方法平方米的重量为公斤单体燃烧试验（）方法：建筑材料及制品单体燃烧试验，该方法标准为等同采用：，是一个中型试验，试验原理是耗氧原理，评价在房间角落处，模拟制品附近有单个燃烧体火源的火灾场景下，制品本身对火灾的影响，与房间角落试验有着良好的相关性【，因此能较全面评价材料的燃烧性能。螯重舰十壹协罐辩。专业姜置套成十月年璺生试样尺寸和试验参数试样为一角落形试样，分为长翼和短翼试验羊品尺寸分别为为，×两块板组成直角竖立热释放的火源设置在直角处试驻时问秽，总试验时间秒（分钟）测试的参数主要有火灾增长速率指数（）、烟气生成速宰指数（）热释放速率（），总热

7、释放盘（）、产烟速率（）、总产烟量（）等参数，以上参敷均是实时动态测量，燃烧现象如蔓延到试样边缘时试样垮塌、变形熔滴、蔓延等试验现象的观察试样安装固定方式试验要求试样的安装固定方式应能代表制品的最终应用状态，幕墙用铝塑板的最终用途为作室外幕墙装饰，实际使用时采用拼接安装于轻钢龙骨上的方法因此，进行试验采用的试样安装方式见图，固定方式及其拼接缝见囤试验中将幕墙用铝塑板试样用螺丝固定在轻钢龙骨框架上，试样与基材硅酸钙板之间存在空气隙，以模拟最严峻的受火方式基材背面采用背板（硅钙板）立撑由于在实际应用中铝塑板存在拼接缝，故在长翼处和分别设置了一条垂直接缝和水平接缝假叶产厂￥一一图试样安装方式圈试样固

8、定厦其拼接缝燃烧热值试验方法建筑材料的燃烧熟值捐定方法为标准，参照采用燃烧热值（简称总热值）是指单位质量的材料完全燃烧，并当其燃烧产物中的水蒸汽（包括材料中所含水分生成的水蒸汽和材料组成中所台的氢燃烧时生成的水蒸汽）均凝结为液态时放出的热量，被定义为该材料的总燃烧热值热值和材料的自然届性有关而和材料的外形尺寸和应用状态等不相关，可用于评价建筑制品潜在的火灾负荷（单位为戌或）标准试验采用氧弹法，试验装置主要由高压氧弹和氧弹式量热仪组成见图图高压氧弹和氧弹式量热仪窿董蕨税节管塑锈改诬塑轩专蓝委负套成立三手扁华。，中等尺度多层建筑结构的试验方法按照试验方法进行中等比例楼房的实体火灾试验标准中文名称为

9、：使用中等尺寸多层试验仪评定包含可燃部件的外部非承重墙组件可燃性特征的标准试验方法，英文名称为：。其试验的主要参数为：）起火楼层以上两个房间的着火情况，尤其是第三层；）起火房间窗沿以上和处的温度是否超过度？）是否造成外墙面的大面积垮塌；）对相邻建筑物的影响（通过温度观察）；）起火房间、其他楼层房间、墙面、窗沿等处的温度变化情况。四、不同芯材的幕墙铝塑复合板的试验结果燃烧增长速率指数（），内总热释放量（），火焰横向蔓延长度（），烟气生成速率指数（），嘉表总厚、合金铝板厚的幕墙铝塑复合板试验结果如下表不同芯材的幕墙铝塑板试验结果对比幕墙用铝塑复合板阻燃芯试验结果高阻燃芯材普通芯试样边缘试样边缘试样

10、边缘（）（）内总产烟量（），）燃烧滴落物微粒试验分级否，否。，（），有，由表可知，在总厚、合金铝板厚的条件下，采用无卤阻燃芯材制作的防火铝塑板在各项燃烧性能指标上明显比普通铝塑板优越，燃烧性能等级为，和，级（也有称，级）的较高防火等级，而普通芯材制作的铝塑板防火等级较差，为，的较低等级¨五、幕墙用铝塑复合板不同芯料的燃烧热值试验为了确定铝塑复合板火险性的不同，通过热值测量方法，类似的方法进行研究，测定阻燃芯料的燃烧热值燃烧热值实验的检测，因排除了火焰与内层释放的易燃气体直接接触的可能性，当然避免了实验结果的偏差根据我司实测及国内外相关的资料列出了铝（塑）复合板和芯材颜色成分的名称表为

11、常见的总厚，铝板厚的建筑幕墙用铝塑复合板之阻燃芯料的热值试验和质量损失对照结果表铝塑复合板的不同阻燃芯料的燃烧热值和残留物质量对比铝塑复合板名称国外某品牌板，（平方米的重量为公斤）日本某品牌板阻燃芯料的颜色、成分白色，成份：氢氧化物和聚合物燃烧热值，兆焦耳公斤残留物，组成的矿物阻燃料。白色，成份：氢氧化物和聚合物组成的矿物阻燃料。浅灰色，成份：氢氧化物和聚合。美国某品牌板物组成的矿物阻燃料俄罗斯某品牌板浅灰白色，成份：氢氧化物和聚合物组成的矿物阻燃料。俄罗斯某品牌板浅灰色，成份：氢氧化物和聚合物组成的矿物阻燃料。泰国某品牌板白色，成份：氢氧化物和聚合物组成的矿物阻燃料。国内某品牌板灰白色，成份

12、：氢氧化物和聚合物组成的矿物阻燃料。国内某品牌板浅灰色，成份：氢氧化物和聚合物组成的矿物阻燃料。国内某品牌板黑色，成份一低密度聚乙烯国内某品牌板白色，成份：氢氧化物和聚合物组成的矿物阻燃料。从表分析可知，利用燃烧热值数据，可以客观准确的评估阻燃芯料的火险水平，预测铝复合板在分级方法中的燃烧性能等级。阻燃芯料燃烧热值不大于兆焦耳公斤的铝塑板属于高阻燃性级材料（也有称，级），阻燃芯料燃烧热值不大于兆焦耳公斤的铝塑板属于阻燃性级材料，而燃烧热值大于兆焦耳公斤的铝塑板属于可燃性级材料六、铝塑复合板的火险性判断与鉴别在进行比较鉴别时，可以利用总热值及其热分析实验数据（质量损失）。除通过实验对材料的火险性

13、进行判断外，还可以通过感官进行初步判断，这在鉴别时常常用到批量生产的幕墙防火铝塑复合板背面有商标通常，除了生产日期、批号和总数量信息外，还包括材料的复合成份与板材型号根据这些信息可以预知板材是否防火没有商标和其它信息是不可靠的如果使用普通聚乙烯成份作为铝塑复合板的芯材，通常是黑色或深黑色的，是具有足够可塑性的材料平方米的铝塑复合板的重量不超过公斤难燃性级别为的防火铝塑复合板有多种浅色的填充材料，材料中存在大量无机矿物阻燃剂，板材的密度超过醛重炭窥节谩塑协改性塑抖专业委员会成立三千周年七、建筑装饰中铝塑复合防火板的使用建议应当指出的是，只有按照，进行实验后，才能得出在建筑中使用上述材料的可行性，

14、确定使用范围；在必要时，按照方法进行实验后再作结论。同时应指出的是，在对使用难燃铝塑复合板装饰的外墙进行大规模实验时，模拟从建筑物窗户喷出的火焰对外墙的影响，考虑墙或装饰结构可能的影响，同时考虑保暖层对火灾扩散的影响，观察热效果、火焰扩散、表面破坏的最大值在绝大多数情况下，使用高阻燃铝塑复合板的建筑物火灾的危险级别大大低于限制使用该板材的建筑物以上得出的实验结果可以帮助国家消防监督管理部门评估建筑的火险性水平，同时还可以为设计师和建筑师使用八、结论（）建筑幕墙用铝塑复合板因不同的芯材成分而表现出不同的防火特性相同厚度的无卤阻燃防火铝塑板在抗火灾增长特性和抗燃烧滴落物方面均比普通铝塑板优异从改进

15、铝塑板燃烧性能和燃烧滴落物角度考虑，为提高铝塑复合板的燃烧性能等级和附加分级，改变阻燃芯材配方成分是一种很有效的方式（）利用燃烧热值数据，可以客观准确的评估阻燃芯料的火险水平，预测铝复合板在分级方法中的燃烧性能等级。阻燃芯料燃烧热值不大于兆焦耳公斤的铝塑板属于高阻燃性级材料（也有称，级），阻燃芯料燃烧热值不大于兆焦耳公斤的铝塑板属于阻燃性级材料，而燃烧热值大于兆焦耳公斤的铝塑板属于可燃性级材料。（）“无卤阻燃芯材”制作的防火铝塑复合板燃烧性能可达，级，“高阻燃芯材”制作的防火铝塑复合板燃烧性能等级可达，级（也有称，级），并可通过中等尺寸多层试验与级，燃烧烟气和滴落物附加分级可满足国家对公共场所阻燃制品及组件燃烧性能的相关要求（）普通铝塑板具有相当的火灾危险性，燃烧性能等级较低，为级，燃烧滴落物附加分级为级，不能满足国家对公共场所阻燃制品及组件燃烧性能要求，应引起建筑