内容提要：以上表1的内容为防火保温板企业标准的主要指标体系及两份型式检验报告的实际检验结果，送检的产品为同一批次I型的大
——关于一种可能具有标志性意义的新一代外墙防火保温材料的报道
众所周知，实行建筑外墙保温政策已成为我国建筑行业节能减排、可持续发展的一项国策。于是，高效、保温且安全的保温材料的研发生产工作也从来没有停止过。经过十几年的发展，行业内对保温材料的性能要求越来越高。目前，只具备高效保温性能的聚氨酯材料、聚苯乙烯材料不能满足建筑物的防火要求，而具备A级防火要求的材料则起不到高效保温的作用。这一难以解决的矛盾始终困扰着管理层和建材使用者，更是留给保温板生产和研究单位的一道难解的课题。然而，问题总有解决的这一天。猴年伊始，两份同一种防火保温材料的型式检验报告展示在人们眼前。报告中的数据组合似乎只有专业人士才会感到某些惊喜：燃烧性能符合A级，导热系数在0.04w/（m•k），吸水率3.4%，抗冲击性4次，抗压强度0.18MPa，抗折强度0.21MPa，以及软化系数、抗拉强度等多达16项指标同时表现在同一种材料本身。为了增加检测结果的准确性和可信度，该材料的研发者——北京欧润德聚合物保温材料技术中心以目前行业内高难度指标体系制订了企业标准，并将这种材料批量生产后送国家建筑防火产品安全质量监督检验中心和国家建筑材料测试中心同时进行型式检验。结果殊途同归，双双得到合格的结论。看似平凡的检验报告数据却揭示了非凡的结果。也许这一结果宣告了真正的A级防火保温材料的诞生。然而，就像我们以往看到过的大大小小的新技术发明专利一样，德固斯聚苯基A级防火保温板这项发明专利，也凝结了许许多多过去的故事，也会在现实中产生技术扼杀效应，也会在将来同发明者一样从青年走向老年，被人们所渐渐地遗忘。这就是技术生命的轨迹。
一、
德固斯聚苯基A级防火保温板的技术亮点有哪些想了解德固斯聚苯基A级防火保温板（以下简称防火保温板）的概况，首先应认真观察、研究北京欧润德聚合物保温材料技术中心的企业标准Q/FSORD0001—2016《聚苯基防火保温板》和两份近期完成的《德固斯聚苯基防火保温板》型式检验报告的全部内容：
表1
检验结果1：国家建筑防火产品安全质量监督检验中心型式检验报告的检验结果
检验结果2:国家建筑材料测试中心型式检验报告的检验结果
以上表1的内容为防火保温板企业标准的主要指标体系及两份型式检验报告的实际检验结果，送检的产品为同一批次I型的大货产品。
企标的修改成形伴随着产品研发的不断升级，整个过程历时5年。
目前，针对建材行业中防火保温板类的国家标准和行业标准还没有制定。这种情况说明：有代表性的真正的A级防火保温材料没有出现，制定相关的标准也就失去了针对性和可行性。尽管近几年市场上流行了几种假A级的保温材料，由于很难使燃烧性能与导热性能同时过检等原因，不足以为制定行业标准提供物质基础。在这种形势下，北京欧润德聚合物保温材料技术中心的研究人员深知，选择防火保温板这个课题有很高的难度和风险。要攻克这一难题，必须要有持之以恒的精神。于是，他们拟定的研究策略是制定企业标准与实验数据紧密结合，只有实验数据整体实现突破，企业标准才有优秀的性能指标。而企业标准不能低于行业内普遍认同的标准以及有关国际标准，保持企标的先进性和代表性，这又给实验室研究提出一次又一次更高的标准。例如，要实现材料的高效保温性能，导热系数必须在0.045w/（m.k）以下，甚至在0.036w/（m.k）以下。在这一要求下，如何实现燃烧性能≥A2级，这是保温材料全行业科研人员梦寐以求的目标，也是北京欧润德聚合物保温材料技术中心必须拿下的课题。就此一个核心问题，近几年便展开了日复一日的实验、分析、再实验、再分析，就在2014年12月终于解决了这个问题的时候，新的问题又来了，吸水率和强度问题——吸水率过高（曾经≥9%），强度过低（类似酚醛板）。这本来是该庆祝一下阶段性胜利的时候，又被新难题打了一闷棍。怎么办呢，只能再开始，大凡搞研究的人士都熟悉这种感受，每天都有惊喜和失望，而惊喜很少，失望却很多。只有承受更多的失望才能赢得那最后的惊喜。这样，针对吸水率和强度问题，又展开了日复一日的实验、分析、再实验、再分析。因此，制定企业标准的过程就是实验和分析的过程。企标中所涉及的20多项指标，其实就是20多个研究课题的实验档案的封皮。每一份实验档案都是厚厚的一摞，沉甸甸的。
性能指标整体得到提升，做到无短板。
在同一种材料上实现某一种高指标不是太难的事，比如：我们很容易使其达到A2级燃烧性能，或是很容易达到高效保温效果。在强度方面，如抗折强度、抗拉强度，能达到很高的水平。然而，当众多指标都成为衡量尺度时难度则大幅度上升，不是一种思路或是某个技巧所能解决的问题。需要对保温材料、防火材料、防水材料、高强度聚合物材料等的系统研究实验，并得到深刻理解且有足够的多种状态下的数据作为系统实验的线索。日积月累，将大量实验中的一点一滴的技术亮点叠加起来，这样便成为解决一些重大课题的有效途径，也使得所研究的防火保温板在满足众多物理力学和燃烧性能指标的情况下，一点一点提升指标高度。最典型的是企标中的I型产品，它的指标组合就是一种较完美的搭配。例如：密度≤160（kg/m3），导热系数能达到0.045w/（m.k）以下，燃烧性能不低于A2级且抗折、抗压、抗拉强度、抗冲击性、软化系数都在传统材料指标之上。这里值得重点介绍的有四个方面：燃烧性能、保温性能、板材强度和吸水率。
（1）燃烧性能与保温性能是一对矛盾。当单独研究保温板的燃烧性能时，使得它具有A2级性能的方案有很多。比如：使用珍珠岩、发泡水泥等。但这种方案很快又掉进保温性能差、吸水率很高的陷阱。之所以说这是陷阱，是因为就目前技术现状而言，想使珍珠岩颗粒形成有强度的板材且保持低密度、少吸水是个难题。当密度≥170kg/m3时，导热系数已高达0.065w/（m.k）以上，当低于这一密度时，强度、密实度都下降，吸水率大幅度攀升。另外，珍珠岩板的另一个大问题是：目前使珍珠岩板形成强度的凝结材料是硅酸钠，而不是硅酸盐类水泥。这样从根源上就注定这种板材的耐候性和稳定性存在大问题，不能作为可靠的材料使用。因此，在研究德固斯聚苯基A级防火保温板的过程中，曾经进行过大量有关珍珠岩的实验，结论是否定的。还有一种途径也曾经下大力气探讨过：改良发泡水泥。目前行业内流行的发泡水泥大都是用化学发泡方式，在这个体系中，再增加填充物或添加剂都不方便。比如在其中增加一定量的聚苯颗粒，加多了发泡体系被破坏，又保持不了A级燃烧性能，加少了提高不了保温性能。同时还有一个难解的问题：化学发泡水泥在密度≤150kg/m3时，强度变得很差，吸水率很高，这一点专业从业者最清楚。另外，发泡水泥的脆硬性与泡沫玻璃一样难以有效消除，使其在增加本质的韧性方面几乎是与物质内在规律相对抗。以上只是例举了在研究过程中的一小段插曲，在众多失败的实验结果之后，研究者在大量排除的基础上，继续展开更宽范的探讨，研究重点转移到改变聚苯乙烯热值性能和降低高强度聚合物密度这两个关键点上来。在经过系统优选之后，这两方面都有重要突破，首先将传统的聚苯乙烯材料通过少量助剂和改变发泡工艺，使其热值降低，并提高阻燃性。同时将高强度聚合物材料在降低体密度的情况下改变内部微观结构，在这样的路径上，经过应用数学概率学实验方法，找到最佳配合，便形成了目前所确定的实用配方和工艺。概括地讲，德固斯聚苯基A级防火保温板应用了有机和无机相结合的方式，解决了燃烧性能与保温性能之间的矛盾，使两者得到统一。使这样材料在保证燃烧性能≥A2级的情况下，导热系数保持在0.035～0.044w/（m.k），保温性能与EPS聚苯板相同。
（2）保温性能与板材强度相矛盾。这里所讲的板材强度包括抗压强度、抗折强度、抗冲击性、抗拉强度以及与水泥砂浆粘接拉伸强度。这些强度指标往往在不同的配方上都是同升同降。在找到燃烧与保温性能相匹配方案的同时，强度又会拖后腿。不过作为北京欧润德聚合物保温材料技术中心来说，多年来的主攻课题就是聚合物的强度，比如混凝土路面上的道路修补剂、瓷砖高强度粘接剂、能代替聚氨酯胶的彩钢板粘合剂等，都是较成功的技术储备。为提高防火保温板所用材料方案提供了许多历史数据。当然在选择高强度聚合物材料这个问题上，所做的实验和花费的时间最多。在研究起步阶段，满眼都是可用的材料，比如：硅酸盐水泥类、高铝水泥类、石膏类、菱镁水泥类、树脂类（含酚醛树脂、尿醛树脂、丙烯酸树脂等等）。但是结合到要生产外墙保温防火板这个特定主题上，似乎上述没有一种能直接拿来使用。例如：菱镁水泥系就不能选用，单就强度而言，菱镁水泥是比较合适的。目前行业内有一些板材厂家就是生产菱镁保温板。这些厂家的产品没有被市场广泛认可，原因还是菱镁水泥本身上存在缺陷。菱镁水泥是用85%纯度的氧化镁和氯化镁卤水结合，形成放热反应，结成很高的强度。由于有氯化镁的长期存在，它与空气中的水份特别亲合，这样会产生返卤现象，从而失去强度。这个返卤过程短则一个月长则几年，总会发生。用它生产的保温板就象人类中有些人生来就携带乙肝病毒一样，去病根较难，还不知什么时候会发病。当然，不采用镁水泥，不等于不研究它。在这几年的实验中做过不少菱镁保温板的实验，也取得一些有益的结果。比如：将保温体可制成1.2×1.2×2m的大块，然后切割成板状。毕竟，本课题不采用这种材料。另外，有关树脂类，热值都很高，比如酚醛热值几乎与聚氨酯一样，谈不上防火性能。在排除了上述诸多材料的情况下，只剩普通水泥类可供研究。那么，水泥的最高强度是有限的，它甚至赶不上菱镁水泥，而水泥的优点又很多，它稳定可靠，在其生命周期中随着时间的推移，它的强度是增长的而不是衰减。这样，课题研究便有了主攻方向，应用本中心所掌握的核心技术，研制一款以硅酸盐水泥为主体，辅以增强、增韧、快强功能，使所产防火保温板比市面上普遍使用的聚苯板、挤塑板强度略好即可。型式检验报告中显示，Ⅰ型的抗压强度0.18MPa，抗折强度0.21MPa，远好于EPS板。在这种强度指标组合下，导热系数为0.043w/（m.k），与EPS板相当，这样的指标配合是令人满意的。
（3）降低吸水率与多重因素有关。对于一种保温板材，如果吸水率居高不下其保温性能将被大打折扣，纵然是取得了较低的导热系数和较好的保温性能。经常操作导热系数实验的技术人员都知道，导热系数与含水率正相关。例如：同一块保温板含水率在5%以下时的导热系数为：0.04w/（m.k），当含水率在10%时导热系数高达0.055w/（m.k）。因此，降低保温板的吸水率实际上是提高保温性能的必要环节。在实际运用当中的泡沫水泥的吸水率就很高，一般在15%以上，而菱镁保温板都在9%以上。当然，有些厂家为了避开这一缺陷，经常用表面憎水的表象来迷惑用户。其实，憎水性与吸水率不是一个概念，它们之间的关系是这样的：吸水率低就等于有较好的憎水性，而憎水性好不一定是吸水率低。要降低吸水率，添加憎水剂不起主要作用，要靠改善保温板材料的内部微结构和选择主材来解决。因此，降低吸水率不是简单地加某种防水剂或憎水剂就能解决问题。这里应该说明的是，很多防水剂和憎水剂会伤害主材的强度。因此，这个课题就会延伸到主材的选择、主材的优化改善和特殊的生产工艺。由此可以看出，为了解决吸水问题，在主材被选定的情况下，如何使它在与改性的聚苯乙烯颗粒结合中实现轻质化、密闭化、形成最稳定空间。在实际操作中，本课题是采用了多重添加剂。在保温体形成强度过程中，使其出现95℃恒温3小时保持期。这也是该专利项目中的核心技术之一。当这种工艺成功地运用之后，保温板的吸水率由原来的10%降低到了5%以下，型式检验报告中显示的吸水率为3.4%，而在平时大量的日常检验中基本都在2～4%，数据的可信度很高。在企标中有4个类型产品，分别为tI型、I型、Ⅱ型、Ⅲ型，它们分别对应了不同的比重和导热系数，但是吸水率标准是一个，都在5%以下。
在研究突破了上述几个方面的重要环节之后，余下的就是与水有关的软化系数、抗冲击性和实现大规模生产的工艺问题。在企业标准中I型的软化系数为0.6，而实例结果为0.89，这说明本材料的耐水性能属上呈。抗冲击性为4次，该指标反映保温板的宏观韧性较好,比泡沫水泥、泡沫玻璃和酚醛板好很多。另外，工艺方面，该项技术已实现大块批量生产，普通板型切割前尺寸为1.2×1.2×1.8m，可以实现降低人工成本、提高产能的目标。这样，德固斯聚苯基A级防火保温板专利技术已初步实现整体性能指标有本质提升，真正做到无短板，无重要缺陷。
（待续）
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