工研院已成功開發出REDDEX環保防火材料，並獲得2010年全球百大科技研發獎項(R&D 100 Award)之肯定。由於不同的防火產品應用，有不同的物性或其他性質的要求，且必須通過實際產品的防火測試認證，此部分仍有待與產業界共同合作，以期開發出安全、耐久、防火性能更高，以及價格更低廉的防火材料，並早日將技術商品化，應用於建築、電氣或交通工具，以降低火災的發生，增進民眾生活的安全。
REDDEX環保防火材料
工研院研發的REDDEX為環保綠色防火隔熱材料，不但本身為難燃材質，且可有效阻擋背溫升高。同時，因為不含鹵/磷/硫系物質，REDDEX燃燒時僅釋放出水蒸氣，煙毒性很低。目前此新技術已申請全球46件專利，透過與產業的合作，將材料應用於防火門、防火牆、防火塗料等產品上。
1. REDDEX材料的防火原理
REDDEX材料利用具有反應性官能基之無機粉體材料或其他添加物，與具備相對應反應官能基之有機高分子主體材料產生反應，使無機粉體材料均勻分散於有機高分子中，形成有機/無機複合防火材料(REDDEX)。典型的REDDEX為以具有NCO官能基的PU與具有OH官能基的無機物反應而成的複合材料。藉由無機粉體材料補強並改變有機高分子之機械性質與燃燒特性，在材料遭遇火焰及熱量時，有機高分子迅速碳化，形成結構完整、堅固且不易剝落的焦炭層（防火層），可以有效地阻擋熱量直接傳遞至內部之易燃材料；而無機材料除了可增強結構之機械性質外，燃燒時也會形成孔洞結構，降低熱傳導性，並將燃燒的熱量以輻射的方式放出，有效降低熱量傳入內部之易燃材料，如圖一所示。一般膨脹型防火塗料受火後的結構則較蓬鬆，易產生龜裂，甚至出現剝落或被火燄貫穿的現象。
圖一、商用膨脹型防火材料與REDDEX防火材料防火機制示意圖
2. REDDEX材料的高溫隔熱特性
防火板材的高溫隔熱特性以1000°C的噴槍火燄從正面接觸，在板材的背面以熱電偶接觸，測量其背溫，測試時間為10分鐘，藉由背溫的高低來判斷材料的隔熱性質，實驗結果如圖二所示。4.5 mm的REDDEX樣品於測試期間的最高背溫約300°C，3 mm的REDDEX樣品於測試期間的最高背溫約400°C，同樣為3 mm矽酸鈣板的最高背溫則高達約550°C， 顯示REDDEX材料比一般市售矽酸鈣板具有更佳的高溫隔熱特性。
圖二、REDDEX與商品防火測試之背溫比較
REDDEX環保防火材料的市場應用
1. 防火門的應用
REDDEX 可經由發泡方式，產生低密度（密度可達0.15g/cm3）防火材料，如圖八所示。材料不但質輕，亦具有良好的防火性質，常溫的隔熱性提高，可以發泡製程製作，生產速度快，應用於建築防火門、隔間板等產品具有很高的潛力。
目前工研院材化所的研究團隊已可製作出REDDEX防火門，防火門扇並可通過防火門之指示性測試，防火門於測試時，無火燄竄出，測試火燄停止後，再經3次撞擊測試，防火門依然可保持其完整結構，如圖九所示。測試結果符合CNS11227 60B與UL10C 60 min規範，證明REDDEX防火門的構想確實可行，未來將進一步進行正式防火門測試，以加速產品的商業化時程。
2. 鋼構的應用
以目前國內的建築而言，鋼結構與鋼筋混凝土為主要之構造形式，但鋼結構因造價較高，故以建築成本考量，大多使用於超高層建築。鋼結構具有強度大、耐震性佳的優點，且自重輕、施工迅速，鋼結構在建築生命週期中所消耗的能源與製造的污染也較鋼筋混凝土構造少，且鋼結構材料具回收性，預計國內的鋼結構建築未來必大幅成長。但由結構防火的角度來看，鋼結構的耐火性較鋼筋混凝土差。針對一般鋼構防火性能不足的問題，目前市面上已有多種防火被覆或塗料可加以應用。現行鋼構用防火塗料包括厚塗與薄塗型。厚塗型鋼構防火塗料又分為非膨脹型與膨脹型兩種，非膨脹厚塗型防火塗料的塗層厚度約在8~50 mm，例如水泥系防火塗料，此類防火塗料的耐火極限可達0.5~3 h。在火災中塗層不膨脹，依靠材料的不燃性、低導熱性或塗層中材料的吸熱性，延緩鋼材的升溫，藉以保護鋼構。但重量過重、美觀性低，以及落塵量過大造成污染性高等問題，大幅限制了應用上的實用性…以上內容為重點摘錄，如欲詳細全文請見原文
作者：鍾松政、陳伯儒/工研院材化所
★本文節錄自「工業材料雜誌290期」，更多資料請見：https://www.materialsnet.com.tw/DocView.aspx?id=9149