巴黎圣母院如果用了阻燃粉末涂料结果就马健南

巴黎圣母院如果用了阻燃粉末涂料，结果就...

巴黎当地时间4月15日傍晚，位于法国首都的巴黎圣母院发生大火，造成巴黎圣母院塔尖倒塌，建筑损毁严重。巴黎圣母院约建于1163年到1250年间，是巴黎最有代表性的历史古迹、观光名胜与宗教场所，每年约接待1300万名游客参观。

火灾起于阁楼，蔓延速度极快，从报告起火到火焰窜上房顶仅仅用了一两分钟时间中国涂料在线coatingol.com。整个木质内部结构都在燃烧，塔尖已经在大火中被摧毁。

▲大火中的巴黎圣母院，塔尖折断的一瞬间。

有未经证实的报道称，巴黎圣母院的三个中世纪彩绘玫瑰窗——larosaceouest(1225)、larosacenord(1250)和larosacesud(1250)——在高温下发生爆炸。

▲巴黎圣母院著名的玫瑰花窗

800多年历史的“巴黎圣母院”被火焚烧，的确让人惋惜。此次巴黎圣母院大火事件，再次为世人敲响文物安全警钟，保障文物安全的弦必须时刻紧绷。

虽然目前火灾原因尚未有官方解答，这让我们进一步反思，该如何确保古建筑中的安全？

作为粉末从业者，我们知道阻燃粉末涂料具有耐高温、阻燃性好的特点，如果在建筑中使用阻燃类粉末涂料，这样的火灾事故损失是不是就少了很多呢？

阻燃剂主体的研究

阻燃体系属于复合型阻燃剂，它由以下三部分组成：

酸源：其作用是在遇到火灾时产生分解，产生无机酸或者有机酸，使多元醇脱水炭化，从原材料来源与成本考虑，聚磷酸铵的价格低、毒性小、分散性好、来源广泛，因而本研究采用它作为阻燃体系的酸源。

炭源：其主要作用是在火灾发生时与脱水成炭催化剂反应炭化，所形成的炭化层对钢材起到隔绝传热的保护作用，在膨胀型防火涂料中成炭剂的分解温度要与脱水催化剂相匹配，因此在采用聚磷酸铵作脱水成炭催化剂时，一般采用热稳定性高的高炭多羟基化合物作阻燃体系的成炭剂，从成本、来源及炭化效果等方面考虑，季戊四醇作为膨胀型防火涂料的炭化剂较为适合。

气源：其主要作用是在发生火灾时发生分解释放出气体使炭化层膨胀，因为膨胀后的炭化层其隔热效果更为明显。目前国内膨胀型防火涂料一般选取三聚氰胺做为发泡剂，因为MEL的热分解温度和APP、PE之间的热分解温度相近，三者能发挥更好的协同效应。

实验表明由酸源、气源和炭源搭配而成的复合阻燃体系，其阻燃效果是最好的，在受到酒精灯烧灼时没有熔滴物产生，酒精灯火焰一旦离开，片料即停止燃烧，表明其阻燃效果很好，聚磷酸铵在170℃左右开始有少量分解，其分解过程较为平缓，而三聚氰胺从230℃开始急速分解，季戊四醇则从190℃开始急速分解。由于实际火灾发生过程中的环境温度显然要高于170℃，故酸源在火灾发生过程中首先发生分解，进而引发炭源炭化形成炭化层，随着温度的升高，气源也开始发生分解，释放出NH3、NO2等气体，使炭化层膨胀，最终起到隔热防火对钢结构形成保护。

以上分析表明，该阻燃体系在200℃下即有分解反应发生，尤其是聚磷酸铵，在170℃下就初步发生分解反应，其分解反应如公式1所示。

而典型的粉末涂料的固化温度区间一般在180~200℃之间，在该温度区间内进行固化时，阻燃剂部分发生分解并释放出小分子，从而影响涂层外观及固化后涂膜防火的效果。要解决涂膜固化前阻燃剂分解这一问题，可以通过降低涂层的固化温度至170℃以下或者提高阻燃剂的分解温度来实现。

但也有人会对阻燃剂的定义产生误解，认为阻燃剂是添加以后粉末烧不着。然而粉末涂料像大多数高分子材料都是可以燃烧的，添加阻燃剂只是能减缓或延迟燃烧，或燃烧后会自动熄灭的过程。在粉末涂料行业这类产品的标准很少，常用做法是取挤出机压片的物料进行直接燃烧测定氧指数，参照GB2406-1993进行评定并参照GB14907-2002测定耐火性能。氧指数是指在规定的条件下，材料在氧氮混合气流中进行有焰燃烧所需的最低氧浓度。以氧所占的体积百分数的数值来表示。氧指数高表示材料不易燃烧，氧指数低表示材料容易燃烧，一般认为：

氧指数＜22属于易燃材料，

氧指数在22---27之间属可燃材料，

氧指数＞27属难燃材料。

在阻燃剂的运用过程中，也存在各种缺陷。就市场上粉末涂料行业阻燃产品少，阻燃机理各不相同，为了达到更好的阻燃效果，阻燃剂的加量一般要超过2%以上，同时给涂膜造成一定的破坏，在粉末涂料加工的工程中也会受很大的影响，比如市场上用十溴二苯醚和三氧化二锑复配物加量2.5%，阻燃级别能达到V0级但涂膜平整度很差。粉末涂料产品阻燃测试中，由于所选的材料各不相同，其燃烧产物中有黑烟或刺激性气味产生，对环境污染比较大。阻燃产品的价格昂贵，生产成本高，在粉末涂料行业运用极大程度被限制，大多阻燃产品无法通过欧盟毒性检测。

要想解决阻燃问题，光靠阻燃剂的添加无法满足需求，有人曾研究用溴化环氧树脂研制的粉末涂料具有优异的阻燃效果。该树脂具有优良的熔融速率、较高的阻燃效率、优异的热稳定性，又能使阻燃材料具有良好的物理力学性能、不起霜，按相对分子质量可分为低、中、高3大类型，按端基结构又可分为EP 型和EC型2种，可分别应用于不同的高分子制品中。生产企业可根据阻燃标准，选择相匹配的溴化环氧树脂，生产耐热性好、耐光性佳，同时又具有较好抗冲击强度的阻燃材料，然而这类树脂在市场上很少见。

还有一些阻燃类填料需要搭配，比如氢氧化铝、氢氧化镁、氧化锌等。

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