一場(chǎng)又一場(chǎng)大火，將中國(guó)有機(jī)保溫材料行業(yè)，推上了浪尖。公安部于2011年3月14日下發(fā)的《關(guān)于進(jìn)一步明確民用建筑外保溫材料消防監(jiān)督管理有關(guān)要求的通知》，簡(jiǎn)稱“65號(hào)文”。該文件規(guī)定，自3月15日起，民用建筑外保溫材料消防監(jiān)管一切從嚴(yán)，其中最具殺傷力的一款是“民用建筑外保溫材料采用燃燒性能為A級(jí)的材料”。

楊宗焜介紹，目前我國(guó)流行的建筑外保溫材料主要為EPS、XPS和PU等有機(jī)材料，理論上均是不可能達(dá)到A級(jí)的。而在這些材料中只有加入阻燃劑，最高也只能達(dá)到難燃的B1級(jí)，如果非得用A級(jí)，那就只能用高能耗的無機(jī)材料。

消防強(qiáng)制令甫一出臺(tái)，令以有機(jī)材料為主的中國(guó)建筑節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)一片嘩然。因?yàn)椋绻@一規(guī)范實(shí)施下去，意味著中國(guó)保溫材料行業(yè)將陷入全線停頓和重新洗牌的境地；同時(shí)也意味著，我們依然嚴(yán)峻的節(jié)能減排形勢(shì)將面臨著更大的挑戰(zhàn)。

待解的節(jié)能與防火矛盾

針對(duì)亂象叢生的建筑防火節(jié)能問題，業(yè)界認(rèn)為應(yīng)該用難燃的無機(jī)保溫材料完全代替，但無機(jī)材料價(jià)錢貴、能耗高、保溫性能差且施工工藝復(fù)雜，不利于普及使用，不符中國(guó)國(guó)情。

另外，有機(jī)材料因?yàn)楸匦阅芎?、價(jià)錢低、能耗低且生產(chǎn)和施工都相對(duì)容易，一直被賦予節(jié)能減排的重任。但它卻有硬傷，現(xiàn)實(shí)中卻成為越來越多火災(zāi)的幫兇。

在研究中，楊宗焜發(fā)現(xiàn)， 建筑有機(jī)節(jié)能保溫材料的節(jié)能和防火安全是兩個(gè)相互依存、相互促進(jìn)的不可分割的有機(jī)統(tǒng)一體。但當(dāng)前建筑界出現(xiàn)的離開有機(jī)保溫材料的防火研究與防火級(jí)別的提升，摒棄復(fù)合在外墻外保溫系統(tǒng)占80%以上的有機(jī)保溫材料防火級(jí)別(Bl、B2、B3)的研究，單純地從建筑科學(xué)的角度提出系統(tǒng)的防火構(gòu)造是關(guān)鍵、整體防火第一的觀點(diǎn)。而大量科學(xué)實(shí)驗(yàn)和許多建筑火災(zāi)案例已佐證了單純的防火構(gòu)造是替代不了材料科學(xué)中的防火材料耐燃、耐溫性能研究，解決不了有機(jī)保溫材料釋放火災(zāi)中頭號(hào)殺手煙毒氣的研究，解決不了熱塑性有機(jī)保溫材料(EPS、XPS)在燃燒過程中自身產(chǎn)生熔融、滴落的問題。據(jù)此，楊宗焜提出，當(dāng)前建筑界如果離開了有機(jī)保溫材料的防火研究與防火級(jí)別的提升，只是單純地從建筑科學(xué)的角度提出系統(tǒng)的防火構(gòu)造是關(guān)鍵、整體防第一的理念，這是治標(biāo)，不是治本。我國(guó)建筑節(jié)能中防火安全的切實(shí)可靠途徑是將易燃有機(jī)保溫材料防火研究、防火級(jí)別研究，與建筑科學(xué)中的防火構(gòu)造研究，把整體防火第一的研究有機(jī)結(jié)合起來，這才是從材料源頭上治本的關(guān)鍵所在。

鑒于此，楊宗焜認(rèn)為，當(dāng)前我國(guó)建筑節(jié)能減排中，聚氨酯仍是建筑節(jié)能最好的有機(jī)保溫材料，它在中國(guó)建筑節(jié)能中的主力軍地位，在相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)不可動(dòng)搖。但必須將易燃的B3級(jí)有機(jī)保溫材料改性為低碳、低毒、低煙難燃B1級(jí)(PIR)材料，才能真正發(fā)揮其節(jié)能減排的主力軍作用。楊宗焜從來都沒有放棄對(duì)有機(jī)保溫材料防火這一關(guān)鍵點(diǎn)上突破和創(chuàng)新。

矢志科研促創(chuàng)新

作為一個(gè)潛心于聚氨酯及相關(guān)材料研究30多年的專家，楊宗焜對(duì)相關(guān)的科研與產(chǎn)業(yè)有著清晰的認(rèn)識(shí)，他指出：要制備這種材料，第一步，必須對(duì)有機(jī)保溫材料進(jìn)行大型火災(zāi)性能試驗(yàn)，取得火災(zāi)性能數(shù)據(jù)；第二步，在取得大型火災(zāi)性能數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，按碳化層理論對(duì)易燃的有機(jī)保溫材料進(jìn)行分子結(jié)構(gòu)改性，在高溫下，有機(jī)分子迅速形成耐火、功能的碳化層結(jié)構(gòu)。

針對(duì)業(yè)界存在的困境和矛盾，楊宗焜經(jīng)過大量科學(xué)試驗(yàn)和探索，并取得了諸多創(chuàng)新成果：在國(guó)內(nèi)第一個(gè)提出火災(zāi)性能理論、碳化層理論；成功的破解了有機(jī)保溫材料在節(jié)能減排中防火安全的難題；成功地研制了既節(jié)能保溫又防火安全的低碳、低煙、低毒的Bl級(jí)硬質(zhì)難燃lPlR)聚氨酯泡沐是使原來易燃的聚氨酯硬泡，從易燃級(jí)別提升到難燃級(jí)別，甚至接近不燃A2級(jí)水平。

楊宗焜認(rèn)為，PU泡沫塑料是一種易燃的高分子材料，片面強(qiáng)調(diào)提高PU泡沫氧指數(shù)來考核其安全性是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。通過對(duì)一系列火災(zāi)事故的分析，發(fā)現(xiàn)PU材料即使達(dá)到氧指數(shù)26%甚至更高，并非意味著泡沫在火中不燃燒，在火災(zāi)中90%以上人員的傷亡是由PU材料釋放的煙霧及毒氣所致。因而在B1等級(jí)的原料配方體系中，應(yīng)將PU泡沫的煙霧大小，毒性大小放在首位，具體做法應(yīng)在B1等級(jí)配方體系中增加難燃結(jié)構(gòu)型聚醚的用量，以及反應(yīng)型阻燃劑的用量，盡量減少含鹵素的阻燃劑用量，即采用無鹵化、結(jié)炭膨脹型阻燃技術(shù)路線：在易燃的氨基甲酸酯鍵中，引入難燃、耐溫、低發(fā)煙、低毒性的環(huán)狀結(jié)構(gòu)化合物（異氰脲酸酯環(huán)、惡唑烷酮芳香族雜環(huán)、苯環(huán)等）。這種環(huán)狀結(jié)構(gòu)的存在一方面大大提高了泡沫阻燃性、耐溫性，另一方面大大降低了泡沫釋放的煙霧毒性。發(fā)展芳香類雜環(huán)阻燃多元醇是解決PU難燃、低煙霧、低毒型的最好途徑，應(yīng)開展用下列起始劑為：雙酚A、雙酚S、苯酚—甲醛齊聚物，甲苯二胺（TDA）、苯胺—甲醛齊聚物、三（2—羥乙基）—異氰脲酸酯、三聚氰胺等。制備具有芳雜環(huán)結(jié)構(gòu)的多元醇，并開展以芳雜環(huán)結(jié)構(gòu)的多元醇為主的難燃化配方體系研究工作。從高聚物本質(zhì)上結(jié)構(gòu)上解決PU泡沫防火安全性問題，這就是今后PU防火安全技術(shù)的發(fā)展方向。

相關(guān)專家認(rèn)為楊宗焜的“碳化層理論”、“火災(zāi)性能理論”對(duì)我國(guó)節(jié)能減排工程具有指導(dǎo)意義， 他研發(fā)的這種低發(fā)煙、低毒性的環(huán)狀結(jié)構(gòu)不僅可以阻止火焰的蔓延、煙毒氣的釋放，而且具有抗火焰貫穿、隔火、隔高溫的功能，是較為理想的解決國(guó)內(nèi)應(yīng)用聚氨酯保溫材料在火災(zāi)中會(huì)釋放煙毒氣造成群死群傷惡性火災(zāi)事故局面的材料。

產(chǎn)業(yè)實(shí)踐效益佳

楊宗焜的這些創(chuàng)新成果已經(jīng)國(guó)家權(quán)威機(jī)構(gòu)檢測(cè)，達(dá)到并超過我國(guó)頒布的GB8624-1997國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(相當(dāng)于德國(guó)DlN4102標(biāo)準(zhǔn))中的B1等級(jí)，達(dá)到并超過GB8624-2006國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，相當(dāng)于(歐洲EN13501標(biāo)準(zhǔn))中的難燃C級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。從單項(xiàng)指標(biāo)考察，氧指數(shù)可達(dá)≥32，最高達(dá)36;煙密度SDR可達(dá)≤25，最低可達(dá)15，是目前國(guó)內(nèi)外最高指標(biāo);從燃燒性能燃燒剩余長(zhǎng)度平均值看，不僅大大超過了B1等級(jí)≥150mm的標(biāo)準(zhǔn)，甚至最高達(dá)470mm，超過不燃A2級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的≥350mm指標(biāo)。

楊宗焜介紹，目前國(guó)內(nèi)外原料廠商及楊宗焜研究成功的B1等級(jí)原料體系基本范圍是：芳香族聚酯多元醇、難燃結(jié)構(gòu)性聚醚多元醇、反應(yīng)型的阻燃劑、添加型阻燃劑等四種原料構(gòu)成。

由于我國(guó)在制定難燃B1等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)中是把PU泡沫塑料著火性即氧指數(shù)≥32放在第一位，未經(jīng)處理得PU泡沫氧指數(shù)只有17%，要把氧指數(shù)提高到32%，在配方體系中只能加入大量阻燃劑。要減少阻燃劑的用量就必須提高異氰酸指數(shù)。國(guó)外通常采用異氰酸指數(shù)為250，而楊宗焜他們體系中異氰酸指數(shù)少則400，多則要達(dá)到500~600，這樣才能保證B1等級(jí)泡沫達(dá)到32氧指數(shù)的指標(biāo)。

另外，楊宗焜介紹由于B1等級(jí)PU原料供應(yīng)商之間價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)激烈，為了降低原料成本，通常在原料配方體系中提高芳烴聚酯多元醇的用量，難燃結(jié)構(gòu)型聚醚盡量少用、甚至不用?？偭坑捎谘踔笖?shù)≥32高指標(biāo)情況下，在配方體系中大量采用不反應(yīng)阻燃劑，以及采用高異氰酸指數(shù)，如采用此種配方體系，容易造成高分子反應(yīng)不完全，PU板材收縮變形、鼓包，以及凹坑是難免的。

多年來，楊宗焜對(duì)PU B1等級(jí)風(fēng)管從原料配方到國(guó)內(nèi)典型生產(chǎn)線上的工藝考察后認(rèn)為：如果企業(yè)沒有真正掌握此項(xiàng)目關(guān)鍵性原料及生產(chǎn)技術(shù)，無論企業(yè)采用哪家公司的B1等級(jí)的原材料，均會(huì)出現(xiàn)以下一系列產(chǎn)品質(zhì)量問題：第一、如采用高異氰酸指數(shù)（500~600）添加型阻燃劑，低比例難燃結(jié)構(gòu)聚醚（或用普通聚醚替代）高芳烴聚酯多元醇體系。在風(fēng)管安裝運(yùn)行3~6個(gè)月內(nèi)普遍出現(xiàn)鼓包，甚至鼓大包；第二，如果采用低異氰酸指數(shù)（200~250），添加型阻燃劑，低比例難然結(jié)構(gòu)聚醚（或用普通聚醚替代）高芳烴聚酯多元醇體系。風(fēng)管運(yùn)行后普遍出現(xiàn)凹坑、鼓小包、板材微縮（2~3mm）；第三，如采用低異氰酸指數(shù)（200~250），添加型阻燃劑，全部采用高芳烴聚酯多元醇體系，在風(fēng)管板材生產(chǎn)過程中在鋁箔表面就出現(xiàn)平整度差，凹坑多的現(xiàn)象。風(fēng)管在運(yùn)行后常出現(xiàn)鼓包，PU板材出現(xiàn)微縮（2~3mm）現(xiàn)象。

目前，楊宗焜的科技創(chuàng)新成果也在佳麗化工(惠州)有限公司、佳麗（南京）聚氨酯有限公司佳山科技（韶關(guān)）有限公司進(jìn)行了產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，很多產(chǎn)品已銷售國(guó)外。經(jīng)過這些企業(yè)的產(chǎn)業(yè)實(shí)踐證明，那些掌握了楊宗焜技術(shù)的企業(yè)，在實(shí)踐中，那些技術(shù)質(zhì)量問題都得到了解決并給予克服。

隨著產(chǎn)業(yè)效益的凸顯，目前不少企業(yè)根據(jù)楊宗焜的結(jié)碳膨脹型阻燃技術(shù)路線和配方、工藝， 生產(chǎn)出低碳、低毒、低煙難燃B1級(jí)聚氨酯的節(jié)能減排的新材料，并在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)提高了產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)外的核心競(jìng)爭(zhēng)力。

即使是在目前這種混亂和嚴(yán)峻的形勢(shì)下，如佳麗化工惠州有限公司、佳麗（南京）聚氨酯有限公司和佳山科技等企業(yè)仍產(chǎn)生了良好的經(jīng)濟(jì)效益。從這些使用了楊宗焜發(fā)明成果和技術(shù)路線的企業(yè)實(shí)實(shí)在在的效益中，我們看到了我國(guó)建筑節(jié)能防火材料的產(chǎn)業(yè)希望。

透過業(yè)界的喧囂和混亂，從實(shí)踐企業(yè)的產(chǎn)業(yè)化來看，承擔(dān)著化解保溫材料的產(chǎn)業(yè)困境最關(guān)鍵的，不是規(guī)范上的一刀切，也不是市場(chǎng)那只看不見的手，而是像楊宗焜這樣的科學(xué)家。正是他們的科研思想和創(chuàng)新成果，才會(huì)讓混沌的產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀慢慢清晰。

科技的價(jià)值只有在不斷地產(chǎn)業(yè)化中才得以體現(xiàn)。對(duì)于楊宗焜這些有著廣闊前景的科技成果，相信一些有社會(huì)責(zé)任感的企業(yè)會(huì)越來越多地參與到這場(chǎng)節(jié)能防火的產(chǎn)業(yè)中，與楊宗焜等節(jié)能防火專家們一起，共同破解目前的這種產(chǎn)業(yè)困局。