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1、消防科研计划项目建议书项目名称: 室内装饰用阻燃PVC/木塑材料研发及产业化拟申报计划类别: 建筑内部装修材料阻燃技术 起止时间: 2011年1月2013年12月 项目负责人: 建议单位（加盖公章）: XX科技股份有限公司 公安部消防局制编制要求1、总体目标集中、明确、可考核，要充分考虑经济、技术等方面的可行性。2、研究任务和内容重点突出，研究内容之间关联度高。3、所选的技术路线切实可行，关键点突出、有所创新。4、配套条件落实。5、管理措施具体、可行，符合项目的特点。6、经费预算根据充分、支出合理，符合有关规定。其中，申报部消防局科研计划项目的，其管理费、人员费、国际合作与交流费、专家咨询费及
2、其他费用均不得从局拨款中列支。7、报告涉及到外文缩写要注明全称。8、按公章的详细名称填写相应的单位名称，不得使用简称。“组织部门”为省、自治区、直辖市公安消防总队，公安部直属消防事业单位，部局直属单位。9、“承担单位”为拟承担该项目研究工作的第一单位。“参加单位”为第一单位外拟参加该项目研究的单位。10、报告内容采用4号宋体，标题采用3号黑体。11、消防科研计划项目建议书一律用计算机打印填报（A4纸）。12、附相关证明文件。一、项目信息表项目名称室内装饰用阻燃PVC/木塑材料研发及产业化组织部门承担单位XX科技股份有限公司参加单位/项目摘要（包括主要研究内容、拟实现目标、应用前景。500字以内
3、）本项目通过研究增塑剂、热稳定剂等对PVC木塑的抑烟作用，开发环保高效阻燃体系，提高PVC木塑制品的阻燃和抑烟性能；通过对阻燃型的发泡PVC木塑制品的工艺研究和产品结构设计，突破阻燃PVC/木塑复合材料产业化关键技术，满足PVC木塑阻燃制品连续、稳定的生产要求；达到装饰材料所需的国家防火等级C级，UL94V-0级的阻燃要求。项目将在3年内建成年产10000吨室内装饰用阻燃PVC/木塑材料，实现销售收入20000万元，新增净利润3313万元，向国家上缴税金1832万元。项目产品不仅能降低材料的火灾危险，同时又保持外观似木的特性。能够为用户提供一种阻燃性能好，同时又兼具经济、环保、力学性能好的阻燃
4、木塑材料。随着阻燃技术的成熟和消费者安全意识的提高，阻燃抑烟的PVC木塑制品发展前景是非常广阔的。预期主要成果形式新技术 R新产品 R新装置 新材料 新工艺新方法 技术标准 计算机软件 论文论著研究报告 其它预期获国内外知识产权情况在国内核心期刊或行业前沿媒体杂志发表论文1-2篇。产品申请外观专利、实用新型专利2-3项。实施年限2011.1-2013.12拟需经费5890万元申请拨款500万元自筹经费5390万元项目负责人刘建中职务、职称高级工程师联系人彭忠泉职务、职称项目管理部部长电子邮箱联系电话020-87011225通讯地址广州市高新技术产业开发区科学城科丰路33号邮政编码510663二
5、、项目可行性研究报告1、立项必要性和急需程度木塑复合材料(wood-plastics composites,简称WPC)是以木材加工后的边角、木屑、旧木材为主要原料，经过适当的处理使其与各种塑料通过不同的复合途径生成的高性能的绿色环保复合材料。它具有耐用、易加工成型、可回收利用等特点，被广泛应用于大到交通设施、活动房屋、建筑墙体、汽车部件、电器外壳，小到室内装修、儿童玩具、装饰摆件、家庭用品、包装材料等。中国生物质（木塑）复合材料产业发展“十二五”规划纲要更是为木塑材料的发展提供了百年难得的契机，木塑材料必将大有作为。有鉴于此，研究木塑制品的阻燃性能是迫在眉睫。专家分析在近几年发生的特大群死群
6、伤火灾案例中导致人员重大伤亡、财产损失的一个重要原因是建筑物内使用了大量燃烧烟浓度大、毒性高或燃烧性能不符合要求的建筑装饰材料及组件。这些材料未做任何阻燃处理，不仅火焰传播速度极快，而且在燃烧时还会释放出大量浓烟和有毒气体，仅仅几分钟时间内就会导致大量人员难以逃生，从而引起相互拥挤踩压造成人员窒息死亡，最终酿成惨剧。应该说，公共娱乐场所火灾群死群伤事故与建筑物中大量使用不符合防火安全和健康环保的建筑材料及装饰材料有着密切关联。由此，使用燃烧性能符合要求的阻燃制品成为减少火灾损失和人员伤亡的关键。根据公安部消防局最新火灾数据统计：2010 年1至10月，全国共发生火灾20.5万多起，死亡1866
7、人，受伤2601人，直接财产损失12.7亿元。其产生的腐蚀性气体对精密、昂贵或重要的设施，诸如计算机和通讯系统等造成的损失甚至更加估量。进年来的火灾还呈现出特大火灾增多，非重点单位火灾多发，商住楼、出租楼火灾突出，小型娱乐场所、家庭小作坊火灾比重大，公共聚集场所火灾严重等特点。截至2010年12月1日，今年全国共发生一次死亡10人以上的群死群伤火灾6起，死亡104人，分别比去年同期增加了1倍和7成多。有鉴于此，公共娱乐场所作为易燃建筑密集区和经常集聚大量人员的重要场所之一，采用阻燃防火技术就是一项很重要的消防安全措施。要尽量采用不燃、难燃的建筑装饰材料。我国在1995年就实施了建筑内部装修设计
8、防火规范GB50222-1995，并于2001年进行了修订。建筑内部装修设计防火规范明确规定：“建筑内部装修设计应妥善处理装修效果和使用安全的矛盾，积极采用不燃材料和难燃材料，尽量避免采用在燃烧时产生大量浓烟或有毒气体的材料”；为进一步防止公共娱乐场所火灾重大伤亡事故发生，促进阻燃材料市场发展，我国已于2008年7月1日开始实施国家标准公共场所阻燃制品及组件燃烧性能要求和标识（GB20286-2006），该标准是公安部为了有效控制公共场所发生火灾时造成人员伤亡和财产损失而制定的，该标准明确了公共场所用阻燃制品的燃烧性能要求，提出了相应的阻燃标准等级要求。此外，我国自2009年5月1日实施的新消
9、防法也对公共娱乐场所装饰装修材料做了强制性规定，室内装修、装饰材料的防火性能必须符合国家标准；没有国家标准的，必须符合行业标准。虽然聚氯乙烯本身具有自熄性，但是为了改善材料的加工性能，配方中会大量使用增塑剂，造成产品的易燃性提高。同时，为了追求木质效果和降低成本，也会不断的提高木塑制品中木粉比例，这不仅造成PVC木塑的冲击性能急剧下降，也加剧了木塑的易燃性和火灾危险性。燃烧时产生浓密的黑烟，会使人感到窒息和综合辨别力的下降，甚至发生瘫软、昏厥，直至窒息死亡；烟雾也给消防人员进入火灾现场，进行快速抢救带来很大困难，加大了火灾的破坏性。可见，PVC木塑阻燃制品必需具备良好的抑烟性能。因此，对PVC
10、木塑制品的阻燃与抑烟的研究引起我们的极大关注。世界各国都对高分子材料燃烧时的发烟性制定了严格的法规限制，抑烟已被列在阻燃技术的突出地位。对PVC木塑而言，“抑烟”比“阻燃”更为重要，成为必须解决的首要问题。解决此问题将会使PVC木塑在造价、节能、绿色环保、阻燃等方面都产生积极意义。2、当前国内外同类技术对比分析木塑复合材料的阻燃十分复杂，涉及木材阻燃和塑料阻燃以及二者的相互作用问题。目前，国内外对于木塑复合材料阻燃处理研究尚处于起步阶段，以木材阻燃和塑料阻燃的先进成果和相关经验为基础，一般采用对木粉或木纤维和基体分别阻燃的手段。查阅大量的文献会发现，目前对木塑材料的阻燃研究技术主要有：通过添加
11、硼酸和硼砂等混合物作为阻燃剂，会对阻燃有帮助，但是材料的弹性模量和断裂模量都降低，并且吸湿性增加；加入常用的无机阻燃剂如氢氧化铝，由于添加量需要大量使用才能达到阻燃效果，严重损伤基体的机械性能，且大量使用时会在材料燃烧过程中产生大量白烟。这不仅会导致材料力学性能下降，而且对于已经填充大量木粉的高分子聚合物基体来说也是不现实的，这会对混合和加工带来极大的困难；为进一步改善PVC木塑的阻燃性能，研究中也有用有机改性蒙脱土(OMMT)加入PVC/木粉体系，制备出有机蒙脱土/木粉/聚氯乙烯/纳米复合阻燃材料。虽然这种方法有助于提高材料力学强度，材料的阻燃性能也有一定程度的改善，但这种方法成本高，并且过
12、量的填入会导致增加了木塑复合材料燃烧的烟气危害性，另外关于蒙脱土与材料的相容性还没有得到实质性的改善，有关OMMT增强木塑复合材料的阻燃性能还不能通过LOI和垂直燃烧等级测试，对实际使用意义不是很大。关于PVC材料的阻燃、抑烟技术的研究已近30年，各种阻燃剂对PVC的作用及阻燃机理的研究也有大量文献报道，但关于PVC木塑的阻燃抑烟研究很少，国内白晓艳等主要针对过渡金属氧化物对PVC基木塑复合材料燃烧性能的影响进行了研究分析，结果发现，木粉与PVC二者之间存在相互作用，PVC木塑的降解更多具有PVC降解的特征，而对于木粉填充对PVC木塑的燃烧性能的影响却没有进一步研究报道。查找相关专利仅有东北林
13、业大学王清文等进行了阻燃抑烟型的木塑材料的研究，但其在国内木塑企业的应用拓展方面未见报道。单纯从依靠PVC自身的难燃性会赋予材料一定的阻燃性，但都不考虑PVC木塑复合材料在燃烧时发烟量大的问题。由于木塑为新生代产品，较长时期以来国内有关标准一直缺位。随着应用领域的不断扩大，木塑复合材料/制品及设备方面的纠纷日渐增多，已经直接影响到国内木塑复合材料产业的健康发展。据目前的产业发展态势和市场容量预测，中国木塑产业如果能够在技术和质量上有所突破，其产量完全有把握大幅度超过美国，保守估计“十二五”期间传统木塑复合材料总产量有望达到500万吨左右，产值超过600亿元。今年几大展会，包括2011上海国际工
14、业材料展览会上海国际木制环保门窗展览会等对加大对木塑材料的推广，这也是国家大力提倡发展低碳经济的一个大趋势。相信木塑市场会逐步完善，这对于木塑制品阻燃性的要求也会更加明确。当下开发阻燃的木塑复合材料是减少火灾发生的战略性措施之一，是关系到环境保护和人类生存的重大举措。对PVC木塑的阻燃抑烟研究，获得理想的阻燃复合材料迫在眉睫。3、总体目标、研究内容、技术关键及主要性能与技术指标3.1、总体目标此项目要实现的目标是采用阻燃改性，达到提高PVC木塑制品的阻燃和抑烟性能。要求产品不仅能降低材料的火灾危险，同时又保持外观似木的特性、成本低、成型性能和力学性能。其阻燃抑烟要求可达到国家阻燃C级，UL94
15、 V-0，NBC等各国关于阻燃的要求，能够为客户提供一种阻燃性能好，同时又兼具经济、环保、力学性能好的阻燃抑烟型的木塑材料。创新的技术和当前技术的对比当前的技术创新的技术木粉含量低，为主要组份之一；随着木粉含量的加大，阻燃性能下降；木粉含量高，且阻燃性能好。用生产普通塑料型材使用的模具和设备，挤出速率低针对阻燃木塑开发专属的模具和设备，口模带冷却装置，生产稳定，寿命长，挤出速率高。普通PP，PE基木塑易燃，阻燃的PP，PE基木塑采用传统方法，单纯的添加阻燃剂，防火性能差或者性价比低。国家阻燃C级，UL94 V-0，性价比高。3.2、研究内容本次申报项目旨在制造一种具有阻燃抑烟特性的发泡PVC木塑制品，用作建筑装饰材料，其发烟量低且成本低廉。研究内容包括：3.2.1 通过对PVC木塑阻燃抑烟配方设计，提高树脂本身的阻燃性。由于此项目中原料体系组份中木粉含量高，堆积密度大，并且加入了增塑剂、稳定剂等，这些助剂的加入会导致木粉与高分子树脂界面发生变化，降低二者的相容性，损害材料的阻燃性能。同时，大量的木粉添加也会导致材料的
