行業加快研發聚氨酯新材料已到關鍵時刻
 
    聚氨酯是當今最佳節能保溫材料，但它又是易燃的高分子材料，破解聚氨酯易燃問題，是世界各國科技工作者的重大課題，也是能否大規模推廣應用的關鍵。現今市場出現不少號稱難燃B1級復合聚氨酯材料沒有真正達到國家強制執行的標準，北京市建委對不合格聚氨酯材料予以清退，向聚氨酯行業敲響警鐘。今年早期，中央領導在上海考察時指出，當今世界，科技創新已經成為提高綜合國力的關鍵支撐，誰牽住了科技創新這個牛鼻子，誰走好了科技創新這步先手棋，誰就能占領先機、贏得優勢。力爭在基礎科技領域有大的創新，在關鍵核心技術領域取得大的突破。
 
    為推動聚氨酯保溫材料的應用，楊宗焜聚氨酯高科技新材料研發專家團隊愿與行業同仁一起，愿為推進聚氨酯新材料開發做好技術服務和咨詢工作。
 
   聚氨酯保溫材料芯材燃燒性能不達標就進不了市場
 
    2013年8月，北京市住建委曾對老舊小區保溫材料進行了專項抽檢，其中抽檢27組材料，5組不合格全部為聚氨酯，引起行業極大震動。情況如下：
 
    當年，北京市完成了1000萬平方米的老舊小區改造，其中硬泡聚氨酯復合板的比重占到了76%。今年7月1日起，北京建筑外墻外保溫聚氨酯行業開始正式嚴格執行最新技術規程——《硬泡聚氨酯復合板現抹輕質砂漿外墻外保溫工程施工技術規程》(DB11/T 1080-2014)(以下簡稱《技術規程》)，對保溫板芯燃燒性能的技術要求升級，聚氨酯復合板板芯燃燒性能需達到B1級，與以往B2級要求提高了一個等級。然而，進入市場的聚氨酯保溫材料普遍只能達到可燃B2級和易燃級B3級。不少企業為了能進入市場，不惜弄虛作假，在易燃聚氨酯兩面涂上無機砂槳，這種復合材料雖也能取得B1級檢測報告，但它沒有改變板芯易燃或可燃的根本問題，不符合新國標和國家建筑設計防火規范要求的板芯燃燒性能達到難燃B1級標準，也不符合北京市的《技術規程》。另方面讓企業更擔心的是惡性價格競爭，北京市海淀區招投標B1級聚氨酯每立方米已低至1400元，而市面上卻出現以偷工減料方式壓價的1100元～1200元/立方米的價格惡性競爭，致使守法的企業無法生存。
 
   我國聚氨酯保溫材料芯材才難以達到新國標難燃B1級現狀
 
    以上矛盾暴露出聚氨酯行業兩個瓶頸問題，一是科技創新動力不足;二是淘汰落后產能決心不大，無法對付惡性價格戰。
 
    北京市住建委發布的《技術規程》是有法可依。2011年12月30日國務院46號文的《國務院關于加強和改進消防工作的意見》明確“新建、改建、擴建工程的外保溫材料一律不得使用易燃材料，可燃材料必須嚴格限制使用”。修訂的保溫材料燃燒性能新國標GB8624-2012《建筑材料及制品燃燒性能分級》、《建筑設計新防火規范》和新版《綠色建筑評價標準》已經公布，都非常重視保溫材料的高效節能和防火安全。以新國標GB8624-2012《建筑材料及制品燃燒性能分級》中的難燃B1級標準為例，第4章《燃燒性能等級》、第5章《燃燒性能等級判據》、第6.1章《燃燒性能等級標識》為強制執行標準，強調“墻面保溫材料泡沫塑料”的燃燒性能和等級標識要嚴格執行“燃燒性能等級和分級判據”，同時還要滿足B1級氧指數值OI≥30%。里面強調的“墻面保溫材料泡沫塑料”是指保溫材料的芯材，即《技術規程》所指芯板要達到難燃B1級。
 
    現今，所有的有機保溫材料，不管是聚氨酯(PU)還是聚苯板(EPS、XPS)，都必須以新國標注明的“墻面保溫材料泡沫塑料”的B1級燃燒性能和等級標識來嚴格執行，即芯板要達到新國標。聚苯板系統的芯材均已達到新國標，而較之聚苯板更為優良的聚氨酯材料卻落伍了，還只能在B2級易燃和可燃材料中徘徊。
 
    被公安部廢止的“有機材料與無機材料復合材料”又死灰復燃
 
    我國建筑材料及制品燃燒性能分級的標準，從1997年到2012年，前后共有3 個版本，對材料防火性能要求一次比一次嚴格。如在GB8624-1997版本，“有機材料與無機材料復合材料”列為合格材料。但進入21世紀后，我國發生許多建筑火災，經驗證，發現這種復合材料是有嚴重火災隱患的材料，盡管它也能取得GB8624-1997版本的難燃B1級甚至達到不燃A2級的檢測報告，公安部消防局仍然決定要淘汰這種復合材料，明確“以前按1997版本取得的報告，一律由報告發布單位以公告的方式收回”，此后公安部消防局執行的是保溫材料的芯材(即芯板)必須達到難燃B1級的檢測報告為準，北京市建委的《技術規程》是堅決執行了公安部消防局的這項規定。
 
    我國目前正在大力推進綠色建筑， 墻體保溫是建筑節能工作重點，綠色建筑要向工業化和住宅產業化方向發展，需要以“節能、環保、低碳”為消費理念的多功能復合保溫材料，便于產品工廠化、產業化，以有效提高產品的保溫效率、防火安全和擴大產品的應用面。
 
    但是，目前市場卻又冒出早被公安部廢除的“有機材料與無機材料復合材料”，由于都統稱“復合保溫材料”，弄得許多人真假難辨，上當受騙不在少數。
 
    對此，我們建議大家要學會如何辨析檢測報告。凡是宣稱是達到新國標難燃B1級材料，一定要企業出示公安部消防局《國家防火建筑材料質量監督檢驗中心》的檢測報告。有了檢測報告，還要查看檢驗報告的首頁名稱是否是難燃B1級聚氨酯保溫材料，在識別真偽的關鍵地方，是要驗證備注欄內的說明，如果備注欄內注明的是保溫材料兩面復合無機砂槳、硅酸鈣板為背板，里面就有貓膩，可能里面芯材的易燃或可燃級別被隱匿不宣了，這仍是有災隱患的材料。我們主張企業要以保溫材料的芯材去檢測，讓大家一目了然。當然復合板和芯材都同時被檢測達到難燃B1級，這將是更受歡迎的材料了。北京市建委在《技術規程》中非常明確提出一定要檢驗聚氨酯復合板板芯燃燒性能是否達到B1級，凡不符合新國標要求的材料，堅決清除出市場，這是對國家、對人民對國家高度負責的表現。前時期，公安部消防局在全國范圍對已應用于建筑物的彩鋼板進行執法大檢查，凡保溫芯材仍是易燃或可燃的彩鋼板全部撤除，再次得到了全國人民的贊揚。
 
    科技創新是研發聚氨酯新保溫材料的唯一出路
 
    現今不少科研單位和企業已轉向聚氨酯芯材泡沫的難燃B1級研發，本團隊亦已邁出研發的可喜一步。 本團隊在不斷總結近年來，特別是對北京央視新址附屬文化中心、上海膠州教師公寓、沈陽皇朝萬鑫大廈等特大建筑火災成因的研從材料科學出發，提出從源頭治理火災的碳化層理論、火災性能理論和無機有機雜化反應理論，研制出新穎的聚氨酯保溫材料。
 
    碳化層理論是根據熱固性聚氨酯的碳化原理，在原易燃基甲酸酯分子結構中引入難燃、耐溫、低發煙、低毒性的環狀結構化合物，形成了無鹵化結碳膨脹型難燃技術路線及工藝路線，使原本易燃的聚氨酯泡沫改變為氧指數高、火焰傳播小、煙霧小、毒性小、耐燃性好、耐火焰貫穿強的難燃材料。
 
    火災性能理論是針對一些企業不明火災緣由而病急亂投醫，提出科學治理的火災性能理論。不少研發單位和企業抱怨他們已有合格檢測報告，不明白為何還會失火?團隊通過大量調研，揭示中小型測試的條件，無法獲得接近真實火災數據，只有在接近真實火災場景中測得的“火災性能”數據，才能確認是否有真實燃燒性能數據，該理論是為構建建筑防火，尤其遏制建筑轟燃有重要的理論指導意義。
 
    無機有機雜化反應理論是指導研發聚氨酯材料更高層次防火功能的科技創新。無機保溫材料在火災的初始階段是可以起到阻遏火災的作用，但在火的高溫攻擊下，原不燃的無機材料也會熔化，如鋼結構在600℃以上變成“軟面條”，混凝土在300℃以上就爆裂，玻璃棉超過350℃就脆化，巖棉超過600℃以上就會粉化，所以同樣是“火災性能”是很差的保溫材料。央視火災和江蘇“8·2”昆山特重大爆炸事故均因無機鎂鋁合金被高溫點燃引起轟燃。
 
    “無機改性高分子材料”則走出一條新的創新之路。本團隊根據國務院《“十二五”國家戰略性新興產業發展規劃》要開發“無機改性高分子材料”，以成熟的難燃B1級聚氨酯材料技術為基礎，充分發揮熱固性聚氨酯的碳化特點，用無機納米顆粒或無機顆粒與有機聚氨酯 “雜化鍵”反應，生成新型的FRP-1、FRP-2、FRP-3三種型號無機改性聚氨酯高分子新材料，使之具有可防止材料轟燃的“火災性能”。
 
    現今本團隊已成功開發了低碳、低煙、低毒難燃聚氨酯新材料，攻克了易燃有機保溫材料聚氨酯耐火等級低、煙霧大、毒性高的世界性三大難題，在國外經過國際權威機構SGS檢測，達到美國ASTM E-84一級標準，獲得美國權威機構的等級標識授權使用證書。朗騰公司已將成果產品遠銷俄羅斯、歐洲、印度、阿拉伯、新加坡、香港等國家和地區。
 
    無機改性聚氨酯高分子新材料具有更強的性價比優勢
 
    聚氨酯泡沫是高效的隔熱保溫材料，材料表面會隨著晝夜和四季溫差強度改變會產生內應力的熱應力，墻體表面材料隨熱應力波動出現熱裂紋的開裂，這亦是迄今聚氨酯保溫材料難以治愈的通病。
 
    現今研制的無機改性聚氨酯高分子新材料，通過納米絕熱材料的“雜化鍵”反應，其在太陽能輻射熱量傳遞相互交換的過程中，使界面氣體分子碰撞的自由程度大于孔隙的尺寸，大大降低熱的傳遞，使熱量從高溫物體傳至低溫物體，從而實現反射隔熱和抗輻射隔熱。通這種對熱應力的控制，不僅使聚氨酯具有保溫隔熱功能，還具有反射隔熱和抗輻射隔熱功能，它的高絕熱性促使蓄熱系數低大大降低，最大限度地減緩熱應力的壓縮和拉伸反應，它已完全顛覆聚氨酯原來只有單一保溫隔熱的功能，現今的無機改性聚氨酯高分子新材料已兼備保溫隔熱、反射隔熱和抗輻射隔熱的三重功能的優勢，大大提升了聚氨酯泡沫材料的保溫性、防火性、實用性。
 
    根據上述3個原理研制的聚氨酯新材料相繼獲得了10多份公安部消防局國家防火建筑材料質量檢驗中心的GB8624-2006版本難燃C 級和 GB8624-2012版本的難燃B1級檢測報告，如2012年10月29日的GB8624-20006版本檢測的燃燒性能燃燒剩余長度難燃C級標準要求是≥150 mm，檢驗結果是94，總熱釋放量標準要求是≥15 mm，檢驗結果是2.1，達到國家標準。氧指數按GB8624-1997版標準，檢測的氧指數是≥32，最高達36;煙密度SDR達到≤25，最低可達15，現按GB8624-2012版本，氧指數均達到32以上。這些數據國內很多企業難以達到。
 
    現今阻遏聚氨酯行業發展的是材料開發成本過高問題。同樣難燃B1級保溫材料，聚苯板(EPS、XPS)相對聚氨酯(PU)低得多。在整個中國外墻保溫市聚氨酯保溫材料僅占10%左右，企業也只有數千家，年產值過億也只有十來家，無論從企業規模、產值和市場占有率無法與聚苯系統保溫材料匹敵，聚氨酯保溫材料成本不具優勢。
 
    據中國聚氨酯工業協會介紹，我國聚氨酯行業內技術較成熟的大企業一般會將成本控制在每立方米1600元，小企業則一般在每立方米1800元，而XPS每立方米650元，EPS每立方米350元，兩者每平方米差價可高達73元。現在的問題是國內還有些企業為了生存，不顧血本，通過降低標準，惡性降價競爭，以1100元～1200元/立方米的價格謀取市場份額，這種惡心競爭，嚴重打擊了正規企業的生存。行業協會為此已發出自律創議書，要求規范全國聚氨酯產品生產秩序。
 
    聚氨酯是迄今世界最佳的優質保溫材料，但我國聚氨酯保溫材料在國內市場只有10%,相比美國是57%，日本是32%，我國太落后了。我們認為，我國完全有條件實現聚氨酯在我國外墻保溫市場占有率上升到40%甚至50%的水平，我國聚氨酯保溫材料市場占有率上升的關鍵是科技創新。
 
    現在，我們按國務院《“十二五”國家戰略性新興產業發展規劃》要求研發“無機改性聚氨酯高分子新材料”的成本價格，通過原材料的挖潛和配方等工藝創新，在不降低原材料的物理、化學和功能的前提下，較大幅度降低成本價，可縮短與聚苯系統(EXS、XPS)成本價的差距。有意向要與本團隊合作，以期取得產品升級換代服務的企業，可向本團隊索取內部資料“聚氨酯芯材新國標難燃B1級成本價”。
 
    在行業領導下，本團隊愿為企業產品升級換代服務
 
    本團隊的科技成果的開發，最近已得到中國國際科技促進會的科學院院士和住建部節能減排產業聯盟們的積極支持，成果已在國內眾多雜志和媒體發表，最近團隊成果已選錄在中科院的《科技創新引領跨越發展》大型文獻特輯中，現今我們研制的無機改性聚氨酯高分子新材料又將入選即將編輯出版的《協同創新驅動產業發展》大型文獻中，本團隊將根據中國聚氨酯行業協會和上海聚氨酯行業協會的要求，愿為開創中國聚氨酯保溫材料事業的新局面，為企業產品升級換代服務。