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绿色生态秸秆防火板在防火建材行业的应用
时间:2021-09-15 13:20来源:武汉星达防火门 作者:石竹武 点击:
一、秸秆防火板的产品性能与市场前景
防火板材是建材市场占比重比较大的一系列建材,耐火性好、价格低廉的防火板材有着很广阔的市场前景。秸秆防火板指的是用各类农作物秸秆等废料,经过粉碎、搅拌、冷压等工艺制成的一种新型环保板材,本文简要介绍了秸秆防火板的产品性能与市场前景。
绿色生态秸秆防火板主要是利用废弃农作物秸秆(如:稻秸、麦秸、玉米秸、棉秸等)作为原材料,采用无机环保阻烯粘合剂,将其冷压制成的一种新型防火阻燃板材,基于农作物秸秆生产出的秸秆防火板材料防火性能优越。
(一)、秸秆防火板的产品性能
  1. 防火性能
对于建筑中防火门耐火性的规定,根据国家标准可以分为三类,一类是完全隔热防火门,一类是部分隔热防火门,一类是非隔热防火门。我们为验证秸秆防火板材料制作的防火门的耐火性能,做过大量实验,与传统木质、钢质防火门材料进行对比,经过大量实验证明,秸秆防火板材料耐火性更好,已经达到国家防火门耐火性A类标准(即不燃性建筑材料)。秸秆防火板由于其中使用了无机环保阻燃烯粘合剂,在高温环境下经过长时间燃烧实验,仍然能较好保持形态完整,碳化程度低,拥有极强的防火性能。
  1. 板材强度
秸秆防火板生产前期将废弃农作物秸秆已经进行了粉碎、搅拌,而最能决定板材强度的一个加工工序是冷压环节,在这个环节,又加入了无机阻燃烯粘合剂,进行冷压后,秸秆防火板成型好,强度高,完全可以匹配中、高密度的人造木质板进行后期的生产。通过与其他大芯板、木工板、多层板等木质人造板进行强度对比试验,秸秆防火板在整块板材强度和加工过程中的完整性上均有不错的表现,能够用来进行防火门、家居装饰等产品的制造。
  1. 加工复杂程度
秸秆防火板前期已经经过压制成型,因此板材形态稳定完整,在后期加工过程中不再需要进行复杂的加工程序。用来制造防火门时,最简便的加工办法只需要直接将秸秆防火板整块作为门的主体进行合适的尺寸切割,最后安装门锁、铰链即可完成粗加工。秸秆防火板表面平整,进行后期的雕刻、刷漆、抛光等装饰性加工程序也很方便,方便加工的特点为很多小型家具制造企业带来了福音,不需要再斥巨资购买昂贵的大型生产机器,为小企业增加了更多收入。

(二)、秸秆防火板的市场前景
  1. 在防火门行业的应用
秸秆防火板首先可以用作单独的防火门门芯制造。防火门传统的加工办法一般是采用钢质或难燃性木质材料建造门框、骨架,再在其中填充以耐火性好的防火材料作为门芯,最后是装饰性的加工程序。防火门门芯材料的耐火性能从很大程度上反映出防火门整体的防火性能,也基本决定了一款防火门的价位。市面上防火性能很好的无机门芯填充材料普遍价格较高,且经过高温加热后无机材料容易释放出有毒有害气体。而使用秸秆防火板作为门芯材料,不仅具有非常好的耐火性,并且不用担心高温后产生有毒有害材料和防火门骨架。目前武汉市长江消防设备工程有限公司已经开始利用秸秆防火板材料作为防火门门芯进行防火门的生产。
其次,秸秆防火板还可以将整块板材直接用于防火门制造。钢质骨架的防火门具有较好的防火性能,但是不太适用于住宅小区防火门的加工,首先是非常昂贵,其次加工复杂,此时便可以省去骨架加填充的过程,直接使用整块秸秆防火板作为防火门材料。整块的秸秆防火板安装上门锁、铰链即可成为防火门,加工简便。
  1. 在墙体保温材料领域的应用
除去制作家居、商用防火门以外,我们研发的秸秆防火板还可以用来做为墙体保温材料。对于许多对室内温度有限定的工厂(如孵化场、发酵室等),工厂建设过程中就不能使用普通材料作为墙体,而需要采用保温性能比较好的材料,这样在工厂后期的运作中可以节约大量能源,也能保证产品的质量。我们研发的秸秆防火板于2015年十月荣获了全国建筑材料科技创新奖。秸秆防火板材料目前正在向国家申请十项专利证书,分别是5项发明专利,和5项新型实用专利,目前已经拿到专利申请号。其中秸秆防火板较好的保温性能使其已经逐步尝试开拓保温墙体材料这一市场,且取得了不错的成果,相信在不久的将来我们研制的秸秆防火板一定能在墙体保温材料领域站稳脚跟。
  1. 在家具、装饰材料领域的应用
目前的家具市场按照档次划分,较为高档的为昂贵的实木家具,中低档的为人造木质板家具。普通的人造木质板耐腐蚀性不佳,导致人造木质板家具的使用寿命远远低于高档实木家具。而我们研制的秸秆防火板材料具有防水、防虫、防潮、防腐的性能,有效弥补了普通木材及其它中/高密度人造板不防水、不防虫、不防潮的缺陷,且强度高好加工,非常适合用来生产中小型的橱柜、衣柜类家具,使用寿命长,外观精美。
秸秆防火板作为一种荣获全国建筑材料科技创新奖、受到专门央视报道的新型建筑材料,其在产品性能上短板少,具有很多项其他传统建筑材料不具备的优越性能。在应用领域,既可以用作防火门材料,又可以用作普通的家具、装饰性材料,具有很广阔的应用空间。秸秆防火板的研制对于建材市场未来的创新发展,对于板材企业的盈利创收都有着巨大的意义。
二、秸秆防火板的研发成果与应用领域
我们研发的秸秆防火板材料具有较好的防火性能、较高的板材强度和可加工性,目前也已经通过多项国家质量标准的检测。在产品性能方面,首先该产品经过特殊阻燃处理,燃烧性能达到国家标准A2级(即不燃性建筑材料)。其次安全环保,零甲醛,达到远低于E1级(即:E0级,这个级别的建筑材料甲醛含量比饮用水还要低,可不经处理直接用作室内建材),通过日本JIS纤维压合板标准达到F☆☆☆☆,通过SGS环保检测。另外,该产品还具有防水、虫、防潮、防腐性能,弥补了木材及其它中/高密度人造板不防水、不防虫、不防潮的缺陷。在物理性能和应用领域基本可以完全取代木质人造板,特别是中/高密度板、大芯板、木工板、多层板等。
(一)、秸秆防火板的研发成果
  1. 获奖情况
建材行业和其他专业材料行业一样,有着专门的中国建筑业协会材料分会来监管、评比建筑材料的各项性能。中国建筑业协会于1986年10月成立,当时名为中国建筑业联合会,自1993年第二届理事会改为现在的名称。协会是全国各地区、各部门从事土木工程、建筑工程、线路管道设备安装、建筑装修装饰和科研等企事业单位、地方建筑业协会、部门建筑业协会及有关专业人士,自愿参加组成的全国性行业组织,是在民政部注册登记具有法人资格的非营利性社会团体。中国建筑业协会材料分会每年都会组织全国性的建筑材料评比,这一比赛具有很高的参与度和权威性,目的是激励全国建材行业不断创新,研发性能更加优越,更加经济适用的新型建筑材料。我们研发的秸秆防火板材料就在2015年十月中国建筑业协会材料分会组织的许多项建筑材料的评比中脱颖而出,被评为2015年“全国建筑材料科技创新奖”,我们也因此受到了中国建筑业协会的表彰和奖励。秸秆防火板新型材料也参与了“第三批武昌英才计划”的申报,受到当地政府部门的关注。
此外,我们研发的秸秆防火板材料还受到过中国中央电视台CCTV中国品牌之路栏目的独家专访,该栏目详细报道了我们的研发过程和该产品的详细情况,通过中央电视台的传播,让更多的建筑企业生产制造商了解到秸秆防火板这一新型建筑材料,以便应用到他们的生产当中去。
  1. 专利情况
在专利申请方面,截至目前,我们研发的秸秆防火板已经申请了十项专利。作为一种新型建筑材料,2017年6月15日,秸秆防火板作为一项发明创造,通过了新型环保阻燃秸秆板制造工艺的发明创造专利的申请,专利申请号为201710450729.2。利用秸秆防火板制作的无机阻燃胶粘剂也已经通过了发明创造专利的申请。此外,通过秸秆防火板加工而成的木质结构防火门、钢质结构防火门、钢木质结构防火门、秸秆板防火门中缝等都已经通过了国家专利申请。
经过统计,用秸秆防火板制造的各类防火门,国家公安部已颁发的防火门检验报告的有35套;用秸秆防火板制造的各类防火门,国家公安部颁发的强制性认证证书23本;秸秆防火板的胶水配方及应用制造防火门已经申请5项发明专利;利用秸秆防火板制作的防火门的特殊结构已经申请5项新型实用专利。
(二)、秸秆防火板的应用领域
  1. 家具、墙面装饰材料
目前的家具市场按照档次划分,较为高档的为昂贵的实木家具,中低档的为人造木质板家具。普通的人造木质板耐腐蚀性不佳,导致人造木质板家具的使用寿命远远低于高档实木家具。而我们研制的秸秆防火板材料具有防水、虫、防潮、防腐的性能,且强度高好加工,非常适合用来生产中小型的橱柜、衣柜类家具,使用寿命长,外观精美。
  1. 防火门领域
秸秆防火板还可以用作单独的防火门门芯制造。防火门门芯材料的耐火性能从很大程度上反映出防火门整体的防火性能,也基本决定了一款防火门的价位。市面上防火性能很好的无机门芯填充材料普遍价格较高,且经过高温加热后无机材料容易释放出有毒有害气体。而使用秸秆防火板作为门芯材料,不仅具有非常好的耐火性,并且不用担心高温后产生有毒有害材料。目前武汉市长江消防设备工程有限公司已经开始利用秸秆防火板材料作为防火门门芯进行防火门的生产。
  1. 特殊功用墙体材料
除去制作家用、商用防火门以外,我们研发的秸秆防火板还可以用来做为墙体保温材料。对于许多对室内温度有限定的工厂(如孵化场、发酵室等),工厂建设过程中就不能使用普通材料作为墙体,而需要采用保温性能比较好的材料,这样在工厂后期的运作中可以节约大量能源,也能保证产品的质量。
基于秸秆防火板的优越性能,我们相信,在未来该产品将取代木材作为生产木质防火门的原材料;将可以作为钢质防火门的骨架,彻底解决钢质防火门中缝变形的问题;还可以应用于地板行业,成为防火地板,以及向外墙保温行业推广,作为新型墙体材料。秸秆防火板材料必将成为新型材料大花园中的一朵奇葩。
通过湖北省武汉市长江消防设备工程有限公司统计的生产成本数据,在过去一年生产防火门60000平方米的前提条件下,采用秸秆防火板材料首先可以完全省去大约六十万元的防火板成本,因为秸秆秸秆防火板材料的原料是各类秸秆,既低廉又对环境保护有利。其次在门框、门扇的成本上,秸秆防火板材料还将比传统木质防火门节约大概四十万元的生产成本。由此,企业倘若大量使用秸秆防火板材料进行防火门生产,将大大节约成本,赢得更加丰厚的利润。
“既要金山银山,更要绿水青山。”如今节能减排、低碳经济已经成为经济发展转型过程中的重大战略,我们所研发的秸秆防火板非常符合低碳经济的要求。一直以来,对农作物秸秆的处理都是农村的一个大问题,传统的直接焚烧秸秆的处理办法既浪费资源又会对环境造成严重的污染。建造沼气池的处理办法操作起来成本高昂,很多经济欠发达地区的农村根本无力建造沼气池处理农作物秸秆。而将秸秆通过粉碎、搅拌、冷压等工艺制造成秸秆防火板,而后再用农作物秸秆生产建筑板材这种新型工艺在国内还未流行,但市场前景广阔,秸秆防火板材料的成功研发,为我国防火建材领域注入了新的血液,不仅为防火门行业提供了廉价易获得的新材料,又为解决农村秸秆问题提供了新的途径。

三、秸秆防火板的防火效果与社会意义
秸秆防火板材料是利用废弃农作物秸秆(如:稻秸、麦秸、玉米秸、棉秸等)作为原材料,采用无机环保阻烯粘合剂,将其冷压制成的一种新型防火阻燃板材。秸秆防火板具有优越的耐火性,在未来将完全有可能大面积应用到防火门行业中,本文主要通过秸秆防火板的检测数据和实验结果来论证其防火效果,以及阐述秸秆防火板的研发对社会发展产生的积极作用。
(一)、秸秆防火板的防火效果
  1. 国家检测标准结果
秸秆防火板材料的防火效果已经通过国家标准检测。由于近年来全国各地发生了多起大型建筑火灾,造成了巨大的人员伤亡和经济损失,同时也引发了社会对现有防火材料性能的思考,耐高温材料所具有的防火性能史无前例的引起了建筑行业专业人士和国家部门的高度重视。然而,很多耐高温材料起火都是在建筑施工过程中产生的,如:电焊、明火以及其他不和规定的施工习惯。这些传统耐高温材料在燃烧过程中不断产生的融滴物和毒烟,同时释放出来的氯氟烃、氢氟碳化物、氟利昂等各种有毒气体对环境的危害也不可忽视。为此,住房和城乡建设部和公安部于2009年9月25日联合发布了《民用建筑外保温系统及外墙装饰防火暂行规定》公通字[2009]46号文通知。其中规定国家标准A级为不燃性建筑材料,即不发生任何燃烧的材料(A1级:单体无机不燃。不燃,不起明火;A2级:复合有机不燃,即复合材料,不燃,烟量要合格)。我们研发的秸秆防火板由于经过特殊阻燃技术处理,燃烧性能已经达到国家标准A2级(即不燃性建筑材料)。
  1. 实验验证的防火效果
除此以外,湖北省武汉市长江消防设备工程有限公司也专门进行过大量实验,对比秸秆防火板生产制造的防火门和传统木质防火门的防火效果。,经过大量实验证明,秸秆防火板材料耐火性更好,已经达到国家防火门耐火性A类标准。从实验中我们可以看到,经过121分钟的燃烧,秸秆板材料防火门向火面碳化情况较轻,基本完全阻挡住了火势蔓延。
通过实验我们可以看到,秸秆防火板材料的确具有很好的防火效果,经得起高温考验。
(二)、秸秆防火板的社会意义
  1. 对建筑材料行业未来发展的意义
目前全国各个省份城市化进程都在加快,城市建设过程中建筑材料的好坏至关重要,许多城市建筑、公路桥梁后来出现的诸多问题都是由于建设过程中材料选择失当的问题,建筑材料行业长久以来缺乏创新性,后劲不足。我们经过大量实验研发的秸秆防火板材料综合性能优越,短板少,无论是防火性能还是后期加工都比传统人造木质板更加优秀,也为建筑防火材料领域注入了新鲜的血液。一方面,秸秆防火板材料改善了目前建筑材料行业加工过程中易燃的情况,作为经过特殊阻燃工艺处理的新型材料,秸秆防火板材料易于加工又不会在建筑施工过程中产生危险,能够保护施工人员在建设过程中的人身安全,避免大型施工过程中的火灾事故发生。另一方面,秸秆防火板材料能够取代目前建筑材料中使用的大量防火保温材料,对环境保护有着很重要的意义。建筑过程中木材的大量使用导致我国每年森林资源都要遭到一定程度的破坏,而秸秆防火板材料能够避免这种对环境的破坏。
2.对降低家用防火门生产费用的意义
通过湖北省武汉市长江消防设备工程有限公司统计的生产成本数据,在过去一年生产防火门60000平方米的前提条件下,采用秸秆防火板材料首先可以完全省去大约六十万元的防火板成本,因为秸秆防火板材料的原料是各类秸秆,既低廉又对环境保护有利。其次在门框、门扇的成本上,秸秆防火板材料还将比传统木质防火门节约大概四十万元的生产成本。由此,企业倘若大量使用秸秆防火板材料进行防火门生产,将大大节约成本,赢得更加丰厚的利润。
  1. 对环境保护、节约能源的意义
传统的防火门材料基本都要使用大量的木材资源,且不燃性木材本身就会在初期加工过程中产生许多浪费,不燃性木材又难以用于其他家具的加工,因此每年由于加工制作防火门而白白砍伐的树木不计其数。秸秆防火板材料是用废弃的秸秆加工而成的,既能解决农村秸秆处理的难题,又节约了大量森林资源,使用秸秆防火板材料制造各类家具、墙体可谓一举多得。
我们研发的秸秆防火板材料无论是实际防火性能还是对社会发展的意义都使得它具有十分良好的应用前景,尽管目前只有一些企业开始使用秸秆防火板材料进行进行家用防火门等家具的生产,但我们有理由相信,在不久的将来,秸秆防火板材料一定能受到更多明智的建材企业的青睐,进入千家万户。

四、秸秆防火板与传统防火门材料性能的对比
伴随着我国国民生产总值的不断提升,改革开放以后,国内商场、住宅小区以及其他建筑设施都有了很大发展,建材行业各项标准也变得越来高。在城镇化进程不断加快的过程中,各种室外高层建筑层出不穷,这些高层建筑对建筑材料防火性能的要求也不断攀升。防火门作为一种最为常见的防火结构,一直以来由于其能够迅速遏制火势蔓延而被广泛使用,对于防火门材料而言,最重要的两项性能指标无非是加工难度和耐火性。由我们所研发的秸秆防火板材料,在防火门生产领域有着显著的优势,无论是加工工艺的先进性还是耐火性能的强悍都较传统防火门材料有大幅度提升。本文主要是通过实验论证了我们所研发的秸秆防火板材料在性能上的优势。
(一)、秸秆防火板与传统防火门材料制作工艺的对比
常用的传统防火门材料有钢质材料、木质材料、钢木质材料以及其他材料。传统钢质防火门材料主要是采用钢质材料为防火门主要框架,然后填充以防火材料,金属加工工艺较为复杂,生产周期长。传统木质防火门则是采用难燃的木材作为防火门框架,再填充防火材料。木材的加工往往要经过粗刨、静刨、阻燃等多个环节,且各个环节都会产生大量的木材浪费,对木材本身的要求也很高。木质防火门材料在阻燃工艺上使用的阻燃材料通常具有一定毒性和腐蚀性,很多小的加工厂难以达到国家标准。其他的传统防火门材料一般是使用无机不燃材料作为防火门框架的制作,前期对材料的处理工艺复杂。
我们所研发费的秸秆防火板材料对比传统防火门材料有着显著的加工优势。首先秸秆防火板材料不像传统钢质、木质材料有多道前期加工工序,秸秆防火板材料平整易加工,在初期加工中只需要将大的整块秸秆防火板进行切割,即可形成小块秸秆防火板,且不产生浪费(如图1)。后期根据防火门的尺寸和用途再将相应尺寸的秸秆防火板材料钉接在一起即可进行最后的喷漆及其他装饰性加工程序。因此,秸秆防火板材料的加工更加简便快捷,省去了传统防火门制作过程中的复杂的防火门框架制作过程。


图1
(二)、秸秆防火板与传统防火门材料耐火性及生产成本的对比
对于建筑中防火门耐火性的规定,根据国家标准可以分为三类,一类是完全隔热防火门,一类是部分隔热防火门,一类是非隔热防火门。我们为验证秸秆防火板材料制作的防火门的耐火性能,做过大量实验,与传统木质、钢质防火门材料进行对比,经过大量实验证明,秸秆防火板材料耐火性更好,已经达到国家防火门耐火性A类标准。从实验中我们可以看到,经过121分钟的燃烧,秸秆板材料防火门向火面碳化情况较轻,基本完全阻挡住了火势蔓延(如图2)。

图2
而传统木质防火门在此次实验中经过120分钟的燃烧,表面材料破损严重,内里填充的隔热材料也基本失去效果,有大量浓烟冒出,整体防火门损坏严重(如图3)。

图3
除此以外,通过湖北省武汉市长江消防设备工程有限公司统计的生产成本数据,在过去一年生产防火门60000平方米的前提条件下,采用秸秆防火板材料首先可以完全省去大约六十万元的防火板成本,因为秸秆防火板材料的原料是各类秸秆,既低廉又对环境保护有利。其次在门框、门扇的成本上,秸秆防火板材料还将比传统木质防火门节约大概四十万元的生产成本。由此,企业倘若大量使用秸秆防火板材料进行防火门生产,将大大节约成本,赢得更加丰厚的利润。
目前,我们所研发的秸秆防火板材料已经逐步开始代替传统钢材、木材用来生产制作各种防火门。湖北省武汉市长江消防设备工程有限公司(公安部消防产品合格评定中心3C证书持单位)业已用此材料进行大批量的防火门生产,并在公安部取得了32项产品的3C证书(填补全球历史上这一项产品的空白)。经统计数据估算,如果全国800多个持证防火门生产厂全部选用秸秆防火板材料进行防火门制造,每年可为人类节约近1000万立方的木材及外汇(不包括其它套装门和家居家俱企业),这将为我国环境保护事业和社会经济发展做出巨大贡献,也将改变我国目前防火门生产制作成本高昂的现状。我们有理由相信,在未来,秸秆防火板材料的广泛使用势必将引起防火材料行业的一场革命。
 


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