行业加快研发聚氨酯新材料已到关键时刻

聚氨酯是当今**佳节能保温材料，但它又是易燃的高分子材料，破解聚氨酯易燃问题，是世界各国科技工作者的重大课题，也是能否大规模推广应用的关键。现今市场出现不少号称难燃B1级复合聚氨酯材料没有真正达到国家强制执行的标准，北京市建委对不合格聚氨酯材料予以清退，向聚氨酯行业敲响警钟。今年早期，中央领导在上海考察时指出，当今世界，科技创新已经成为提高综合国力的关键支撑，谁牵住了科技创新这个牛鼻子，谁走好了科技创新这步先手棋，谁就能占**机、赢得优势。力争在基础科技领域有大的创新，在关键核心技术领域取得大的突破。

为推动聚氨酯保温材料的应用，杨宗焜聚氨酯高科技新材料研发专家团队愿与行业同仁一起，愿为推进聚氨酯新材料开发做好技术服务和咨询工作。

聚氨酯保温材料芯材燃烧性能不达标就进不了市场

2013年8月，北京市住建委曾对老旧小区保温材料进行了专项抽检，其中抽检27组材料，5组不合格全部为聚氨酯，引起行业极大震动。情况如下：

当年，北京市完成了1000万平方米的老旧小区改造，其中硬泡聚氨酯复合板的比重占到了76%。今年7月1日起，北京建筑外墙外保温聚氨酯行业开始正式严格执行**新技术规程——《硬泡聚氨酯复合板现抹轻质砂浆外墙外保温工程施工技术规程》(DB11/T 1080-2014)(以下简称《技术规程》)，对保温板芯燃烧性能的技术要求升级，聚氨酯复合板板芯燃烧性能需达到B1级，与以往B2级要求提高了一个等级。然而，进入市场的聚氨酯保温材料普遍只能达到可燃B2级和易燃级B3级。不少企业为了能进入市场，不惜弄虚作假，在易燃聚氨酯两面涂上无机砂桨，这种复合材料虽也能取得B1级检测报告，但它没有改变板芯易燃或可燃的根本问题，不符合新国标和国家建筑设计防火规范要求的板芯燃烧性能达到难燃B1级标准，也不符合北京市的《技术规程》。另方面让企业更担心的是恶性价格竞争，北京市海淀区招投标B1级聚氨酯每立方米已低至1400元，而市面上却出现以偷工减料方式压价的1100元～1200元/立方米的价格恶性竞争，致使守法的企业无法生存。

我国聚氨酯保温材料芯材才难以达到新国标难燃B1级现状

以上矛盾暴露出聚氨酯行业两个瓶颈问题，一是科技创新动力不足;二是淘汰落后产能决心不大，无法对付恶性价格战。

北京市住建委发布的《技术规程》是有法可依。2011年12月30日国务院46号文的《国务院关于加强和改进消防工作的意见》明确“新建、改建、扩建工程的外保温材料一律不得使用易燃材料，可燃材料必须严格限制使用”。修订的保温材料燃烧性能新国标GB8624-2012《建筑材料及制品燃烧性能分级》、《建筑设计新防火规范》和新版《绿色建筑评价标准》已经公布，都非常重视保温材料的高效节能和防火安全。以新国标GB8624-2012《建筑材料及制品燃烧性能分级》中的难燃B1级标准为例，第4章《燃烧性能等级》、第5章《燃烧性能等级判据》、第6.1章《燃烧性能等级标识》为强制执行标准，强调“墙面保温材料泡沫塑料”的燃烧性能和等级标识要严格执行“燃烧性能等级和分级判据”，同时还要满足B1級氧指数值OI≥30%。里面强调的“墙面保温材料泡沫塑料”是指保温材料的芯材，即《技术规程》所指芯板要达到难燃B1级。

现今，所有的有机保温材料，不管是聚氨酯(PU)还是聚苯板(EPS、XPS)，都必须以新国标注明的“墙面保温材料泡沫塑料”的B1級燃烧性能和等级标识来严格执行，即芯板要达到新国标。聚苯板系统的芯材均已达到新国标，而较之聚苯板更为优良的聚氨酯材料却落伍了，还只能在B2级易燃和可燃材料中徘徊。

被公安部废止的“有机材料与无机材料复合材料”又死灰复燃

我国建筑材料及制品燃烧性能分级的标准，从1997年到2012年，前后共有3 个版本，对材料防火性能要求一次比一次严格。如在GB8624-1997版本，“有机材料与无机材料复合材料”列为合格材料。但进入21世纪后，我国发生许多建筑火灾，经验证，发现这种复合材料是有严重火灾隐患的材料，尽管它也能取得GB8624-1997版本的难燃B1级甚至达到不燃A2级的检测报告，公安部消防局仍然决定要淘汰这种复合材料，明确“以前按1997版本取得的报告，一律由报告发布单位以公告的方式收回”，此后公安部消防局执行的是保温材料的芯材(即芯板)必须达到难燃B1级的检测报告为准，北京市建委的《技术规程》是坚决执行了公安部消防局的这项规定。

我国目前正在大力推进绿色建筑， 墙体保温是建筑节能工作重点，绿色建筑要向工业化和住宅产业化方向发展，需要以“节能、环保、低碳”为消费理念的多功能复合保温材料，便于产品工厂化、产业化，以有效提高产品的保温效率、防火安全和扩大产品的应用面。

但是，目前市场却又冒出早被公安部废除的“有机材料与无机材料复合材料”，由于都统称“复合保温材料”，弄得许多人真假难辨，上当受骗不在少数。

对此，我们建议大家要学会如何辨析检测报告。凡是宣称是达到新国标难燃B1级材料，一定要企业出示公安部消防局《国家防火建筑材料质量监督检验中心》的检测报告。有了检测报告，还要查看检验报告的首页名称是否是难燃B1级聚氨酯保温材料，在识别真伪的关键地方，是要验证备注栏内的说明，如果备注栏内注明的是保温材料两面复合无机砂桨、硅酸钙板为背板，里面就有猫腻，可能里面芯材的易燃或可燃级别被隐匿不宣了，这仍是有灾隐患的材料。我们主张企业要以保温材料的芯材去检测，让大家一目了然。当然复合板和芯材都同时被检测达到难燃B1级，这将是更受欢迎的材料了。北京市建委在《技术规程》中非常明确提出一定要检验聚氨酯复合板板芯燃烧性能是否达到B1级，凡不符合新国标要求的材料，坚决清除出市场，这是对国家、对人民对国家高度负责的表现。前时期，公安部消防局在全国范围对已应用于建筑物的彩钢板进行执法大检查，凡保温芯材仍是易燃或可燃的彩钢板全部撤除，再次得到了全国人民的赞扬。

科技创新是研发聚氨酯新保温材料的**出路

现今不少科研单位和企业已转向聚氨酯芯材泡沫的难燃B1级研发，本团队亦已迈出研发的可喜一步。 本团队在不断总结近年来，特别是对北京央视新址附属文化中心、上海胶州教师公寓、沈阳皇朝万鑫大厦等特大建筑火灾成因的研从材料科学出发，提出从源头治理火灾的碳化层理论、火灾性能理论和无机有机杂化反应理论，研制出新颖的聚氨酯保温材料。

碳化层理论是根据热固性聚氨酯的碳化原理，在原易燃基甲酸酯分子结构中引入难燃、耐温、低发烟、低毒性的环状结构化合物，形成了无卤化结碳膨胀型难燃技术路线及工艺路线，使原本易燃的聚氨酯泡沫改变为氧指数高、火焰传播小、烟雾小、毒性小、耐燃性好、耐火焰贯穿强的难燃材料。

火灾性能理论是针对一些企业不明火灾缘由而病急乱投医，提出科学治理的火灾性能理论。不少研发单位和企业抱怨他们已有合格检测报告，不明白为何还会失火?团队通过大量调研，揭示中小型测试的条件，无法获得接近真实火灾数据，只有在接近真实火灾场景中测得的“火灾性能”数据，才能确认是否有真实燃烧性能数据，该理论是为构建建筑防火，尤其遏制建筑轰燃有重要的理论指导意义。

无机有机杂化反应理论是指导研发聚氨酯材料更高层次防火功能的科技创新。无机保温材料在火灾的初始阶段是可以起到阻遏火灾的作用，但在火的高温攻击下，原不燃的无机材料也会熔化，如钢结构在600℃以上变成“软面条”，混凝土在300℃以上就爆裂，玻璃棉超过350℃就脆化，岩棉超过600℃以上就会粉化，所以同样是“火灾性能”是很差的保温材料。央视火灾和江苏“8·2”昆山特重大爆炸事故均因无机镁铝合金被高温点燃引起轰燃。

“无机改性高分子材料”则走出一条新的创新之路。本团队根据国务院《“十二五”国家战略性新兴产业发展规划》要开发“无机改性高分子材料”，以成熟的难燃B1級聚氨酯材料技术为基础，充分发挥热固性聚氨酯的碳化特点，用无机纳米颗粒或无机颗粒与有机聚氨酯 “杂化键”反应，生成新型的FRP-1、FRP-2、FRP-3三种型号无机改性聚氨酯高分子新材料，使之具有可防止材料轰燃的“火灾性能”。

现今本团队已成功开发了低碳、低烟、低毒难燃聚氨酯新材料，攻克了易燃有机保温材料聚氨酯耐火等级低、烟雾大、毒性高的世界性三大难题，在国外经过国际权威机构SGS检测，达到美国ASTM E-84一级标准，获得美国权威机构的等级标识授权使用证书。朗腾公司已将成果产品远销俄罗斯、欧洲、印度、阿拉伯、新加坡、香港等国家和地区。

无机改性聚氨酯高分子新材料具有更强的性价比优势

聚氨酯泡沫是高效的隔热保温材料，材料表面会随着昼夜和四季温差强度改变会产生内应力的热应力，墙体表面材料随热应力波动出现热裂纹的开裂，这亦是迄今聚氨酯保温材料难以治愈的通病。

现今研制的无机改性聚氨酯高分子新材料，通过纳米绝热材料的“杂化鍵”反应，其在太阳能辐射热量传递相互交换的过程中，使界面气体分子碰撞的自由程度大于孔隙的尺寸，大大降低热的传递，使热量从高温物体传至低温物体，从而实现反射隔热和抗辐射隔热。通这种对热应力的控制，不仅使聚氨酯具有保温隔热功能，还具有反射隔热和抗辐射隔热功能，它的高绝热性促使蓄热系数低大大降低，**大限度地减缓热应力的压缩和拉伸反应，它已完全颠覆聚氨酯原来只有单一保温隔热的功能，现今的无机改性聚氨酯高分子新材料已兼备保温隔热、反射隔热和抗辐射隔热的三重功能的优势，大大提升了聚氨酯泡沫材料的保温性、防火性、实用性。

根据上述3个原理研制的聚氨酯新材料相继获得了10多份公安部消防局国家防火建筑材料质量检验中心的GB8624-2006版本难燃C 级和 GB8624-2012版本的难燃B1级检测报告，如2012年10月29日的GB8624-20006版本检测的燃烧性能燃烧剩余长度难燃C级标准要求是≥150 mm，检验结果是94，总热释放量标准要求是≥15 mm，检验结果是2.1，达到国家标准。氧指数按GB8624-1997版标准，检测的氧指数是≥32，**高达36;烟密度SDR达到≤25，**低可达15，现按GB8624-2012版本，氧指数均达到32以上。这些数据国内很多企业难以达到。

现今阻遏聚氨酯行业发展的是材料开发成本过高问题。同样难燃B1级保温材料，聚苯板(EPS、XPS)相对聚氨酯(PU)低得多。在整个中国外墙保温市聚氨酯保温材料仅占10%左右，企业也只有数千家，年产值过亿也只有十来家，无论从企业规模、产值和市场占有率无法与聚苯系统保温材料匹敌，聚氨酯保温材料成本不具优势。

据中国聚氨酯工业协会介绍，我国聚氨酯行业内技术较成熟的大企业一般会将成本控制在每立方米1600元，小企业则一般在每立方米1800元，而XPS每立方米650元，EPS每立方米350元，两者每平方米差价可高达73元。现在的问题是国内还有些企业为了生存，不顾血本，通过降低标准，恶性降价竞争，以1100元～1200元/立方米的价格谋取市场份额，这种恶心竞争，严重打击了正规企业的生存。行业协会为此已发出自律创议书，要求规范全国聚氨酯产品生产秩序。

聚氨酯是迄今世界**佳的优质保温材料，但我国聚氨酯保温材料在国内市场只有10%,相比美国是57%，日本是32%，我国太落后了。我们认为，我国完全有条件实现聚氨酯在我国外墙保温市场占有率上升到40%甚至50%的水平，我国聚氨酯保温材料市场占有率上升的关键是科技创新。

现在，我们按国务院《“十二五”国家战略性新兴产业发展规划》要求研发“无机改性聚氨酯高分子新材料”的成本价格，通过原材料的挖潜和配方等工艺创新，在不降低原材料的物理、化学和功能的前提下，较大幅度降低成本价，可缩短与聚苯系统(EXS、XPS)成本价的差距。有意向要与本团队合作，以期取得产品升级换代服务的企业，可向本团队索取内部资料“聚氨酯芯材新国标难燃B1级成本价”。

在行业领导下，本团队愿为企业产品升级换代服务

本团队的科技成果的开发，**近已得到中国国际科技促进会的科学院院士和住建部节能减排产业联盟们的积极支持，成果已在国内众多杂志和媒体发表，**近团队成果已选录在中科院的《科技创新引领跨越发展》大型文献特辑中，现今我们研制的无机改性聚氨酯高分子新材料又将入选即将编辑出版的《协同创新驱动产业发展》大型文献中，本团队将根据中国聚氨酯行业协会和上海聚氨酯行业协会的要求，愿为开创中国聚氨酯保温材料事业的新局面，为企业产品升级换代服务。