眾所周知，實行建筑外墻保溫政策已成為我國建筑行業節能減排、可持續發展的一項國策。于是，高效、保溫且安全的保溫材料的研發生產工作也從來沒有停止過。經過十幾年的發展，行業內對保溫材料的性能要求越來越高。目前，只具備高效保溫性能的聚氨酯材料、聚苯乙烯材料不能滿足建筑物的防火要求，而具備A級防火要求的材料則起不到高效保溫的作用。這一難以解決的矛盾始終困擾著管理層和建材使用者，更是留給保溫板生產和研究單位的一道難解的課題。
然而，問題總有解決的這一天。猴年伊始，兩份同一種防火保溫材料的型式檢驗報告展示在人們眼前。報告中的數據組合似乎只有專業人士才會感到某些驚喜：燃燒性能符合A級，導熱系數在0.04w/（m?k），吸水率3.4%，抗沖擊性4次，抗壓強度0.18MPa，抗折強度0.21MPa，以及軟化系數、抗拉強度等多達16項指標同時表現在同一種材料本身。為了增加檢測結果的準確性和可信度，該材料的研發者——北京歐潤德聚合物保溫材料技術中心以目前行業內高難度指標體系制訂了企業標準，并將這種材料批量生產后送國家建筑防火產品安全質量監督檢驗中心和國家建筑材料測試中心同時進行型式檢驗。結果殊途同歸，雙雙得到合格的結論?？此破椒驳臋z驗報告數據卻揭示了非凡的結果。也許這一結果宣告了真正的A級防火保溫材料的誕生。然而，就像我們以往看到過的大大小小的新技術發明專利一樣，德固斯聚苯基A級防火保溫板這項發明專利，也凝結了許許多多過去的故事，也會在現實中產生技術扼殺效應，也會在將來同發明者一樣從青年走向老年，被人們所漸漸地遺忘。這就是技術生命的軌跡。
一、德固斯聚苯基A級防火保溫板的技術亮點有哪些
想了解德固斯聚苯基A級防火保溫板（以下簡稱防火保溫板）的概況，首先應認真觀察、研究北京歐潤德聚合物保溫材料技術中心的企業標準Q/FSORD0001—2016《聚苯基防火保溫板》和兩份近期完成的《德固斯聚苯基防火保溫板》型式檢驗報告的全部內容：
注：
檢驗結果1：國家建筑防火產品安全質量監督檢驗中心型式檢驗報告的檢驗結果
檢驗結果2: 國家建筑材料測試中心型式檢驗報告的檢驗結果
以上表1的內容為防火保溫板企業標準的主要指標體系及兩份型式檢驗報告的實際檢驗結果，送檢的產品為同一批次I型的大貨產品。
在同一種材料上實現某一種高指標不是太難的事，比如：我們很容易使其達到A2級燃燒性能，或是很容易達到高效保溫效果。在強度方面，如抗折強度、抗拉強度，能達到很高的水平。然而，當眾多指標都成為衡量尺度時難度則大幅度上升，不是一種思路或是某個技巧所能解決的問題。需要對保溫材料、防火材料、防水材料、高強度聚合物材料等的系統研究實驗，并得到深刻理解且有足夠的多種狀態下的數據作為系統實驗的線索。日積月累，將大量實驗中的一點一滴的技術亮點疊加起來，這樣便成為解決一些重大課題的有效途徑，也使得所研究的防火保溫板在滿足眾多物理力學和燃燒性能指標的情況下，一點一點提升指標高度。最典型的是企標中的I型產品，它的指標組合就是一種較完美的搭配。例如：密度≤160（kg/m3），導熱系數能達到0.045 w/（m.k）以下，燃燒性能不低于A2級且抗折、抗壓、抗拉強度、抗沖擊性、軟化系數都在傳統材料指標之上。這里值得重點介紹的有四個方面：燃燒性能、保溫性能、板材強度和吸水率。
（1）燃燒性能與保溫性能是一對矛盾。當單獨研究保溫板的燃燒性能時，使得它具有A2級性能的方案有很多。比如：使用珍珠巖、發泡水泥等。但這種方案很快又掉進保溫性能差、吸水率很高的陷阱。之所以說這是陷阱，是因為就目前技術現狀而言，想使珍珠巖顆粒形成有強度的板材且保持低密度、少吸水是個難題。當密度≥170kg/m3時，導熱系數已高達0.065 w/（m.k）以上，當低于這一密度時，強度、密實度都下降，吸水率大幅度攀升。另外，珍珠巖板的另一個大問題是：目前使珍珠巖板形成強度的凝結材料是硅酸鈉，而不是硅酸鹽類水泥。這樣從根源上就注定這種板材的耐候性和穩定性存在大問題，不能作為可靠的材料使用。因此，在研究德固斯聚苯基A級防火保溫板的過程中，曾經進行過大量有關珍珠巖的實驗，結論是否定的。還有一種途徑也曾經下大力氣探討過：改良發泡水泥。目前行業內流行的發泡水泥大都是用化學發泡方式，在這個體系中，再增加填充物或添加劑都不方便。比如在其中增加一定量的聚苯顆粒，加多了發泡體系被破壞，又保持不了A級燃燒性能，加少了提高不了保溫性能。同時還有一個難解的問題：化學發泡水泥在密度≤150kg/m3時，強度變得很差，吸水率很高，這一點專業從業者最清楚。另外，發泡水泥的脆硬性與泡沫玻璃一樣難以有效消除，使其在增加本質的韌性方面幾乎是與物質內在規律相對抗。以上只是例舉了在研究過程中的一小段插曲，在眾多失敗的實驗結果之后，研究者在大量排除的基礎上，繼續展開更寬范的探討，研究重點轉移到改變聚苯乙烯熱值性能和降低高強度聚合物密度這兩個關鍵點上來。在經過系統優選之后，這兩方面都有重要突破，首先將傳統的聚苯乙烯材料通過少量助劑和改變發泡工藝，使其熱值降低，并提高阻燃性。同時將高強度聚合物材料在降低體密度的情況下改變內部微觀結構，在這樣的路徑上，經過應用數學概率學實驗方法，找到最佳配合，便形成了目前所確定的實用配方和工藝。概括地講，德固斯聚苯基A級防火保溫板應用了有機和無機相結合的方式，解決了燃燒性能與保溫性能之間的矛盾，使兩者得到統一。使這樣材料在保證燃燒性能≥A2級的情況下，導熱系數保持在0.035～0.044 w/（m.k），保溫性能與EPS聚苯板相同。
（2）保溫性能與板材強度相矛盾。這里所講的板材強度包括抗壓強度、抗折強度、抗沖擊性、抗拉強度以及與水泥砂漿粘接拉伸強度。這些強度指標往往在不同的配方上都是同升同降。在找到燃燒與保溫性能相匹配方案的同時，強度又會拖后腿。不過作為北京歐潤德聚合物保溫材料技術中心來說，多年來的主攻課題就是聚合物的強度，比如混凝土路面上的道路修補劑、瓷磚高強度粘接劑、能代替聚氨酯膠的彩鋼板粘合劑等，都是較成功的技術儲備。為提高防火保溫板所用材料方案提供了許多歷史數據。當然在選擇高強度聚合物材料這個問題上，所做的實驗和花費的時間最多。
在研究起步階段，滿眼都是可用的材料，比如：硅酸鹽水泥類、高鋁水泥類、石膏類、菱鎂水泥類、樹脂類（含酚醛樹脂、尿醛樹脂、丙烯酸樹脂等等）。但是結合到要生產外墻保溫防火板這個特定主題上，似乎上述沒有一種能直接拿來使用。例如：菱鎂水泥系就不能選用，單就強度而言，菱鎂水泥是比較合適的。目前行業內有一些板材廠家就是生產菱鎂保溫板。這些廠家的產品沒有被市場廣泛認可，原因還是菱鎂水泥本身上存在缺陷。菱鎂水泥是用85%純度的氧化鎂和氯化鎂鹵水結合，形成放熱反應，結成很高的強度。由于有氯化鎂的長期存在，它與空氣中的水份特別親合，這樣會產生返鹵現象，從而失去強度。這個返鹵過程短則一個月長則幾年，總會發生。用它生產的保溫板就象人類中有些人生來就攜帶乙肝病毒一樣，去病根較難，還不知什么時候會發病。當然，不采用鎂水泥，不等于不研究它。在這幾年的實驗中做過不少菱鎂保溫板的實驗，也取得一些有益的結果。比如：將保溫體可制成1.2×1.2×2m的大塊，然后切割成板狀。畢竟，本課題不采用這種材料。另外，有關樹脂類，熱值都很高，比如酚醛熱值幾乎與聚氨酯一樣，談不上防火性能。在排除了上述諸多材料的情況下，只剩普通水泥類可供研究。那么，水泥的最高強度是有限的，它甚至趕不上菱鎂水泥，而水泥的優點又很多，它穩定可靠，在其生命周期中隨著時間的推移，它的強度是增長的而不是衰減。這樣，課題研究便有了主攻方向，應用本中心所掌握的核心技術，研制一款以硅酸鹽水泥為主體，輔以增強、增韌、快強功能，使所產防火保溫板比市面上普遍使用的聚苯板、擠塑板強度略好即可。型式檢驗報告中顯示，Ⅰ型的抗壓強度0.18MPa，抗折強度0.21MPa，遠好于EPS板。在這種強度指標組合下，導熱系數為0.043 w/（m.k），與EPS板相當，這樣的指標配合是令人滿意的。
（3）降低吸水率與多重因素有關。對于一種保溫板材，如果吸水率居高不下其保溫性能將被大打折扣，縱然是取得了較低的導熱系數和較好的保溫性能。經常操作導熱系數實驗的技術人員都知道，導熱系數與含水率正相關。例如：同一塊保溫板含水率在5%以下時的導熱系數為：0.04w/（m.k），當含水率在10%時導熱系數高達0.055w/（m.k）。因此，降低保溫板的吸水率實際上是提高保溫性能的必要環節。在實際運用當中的泡沫水泥的吸水率就很高，一般在15%以上，而菱鎂保溫板都在9%以上。當然，有些廠家為了避開這一缺陷，經常用表面憎水的表象來迷惑用戶。其實，憎水性與吸水率不是一個概念，它們之間的關系是這樣的：吸水率低就等于有較好的憎水性，而憎水性好不一定是吸水率低。要降低吸水率，添加憎水劑不起主要作用，要靠改善保溫板材料的內部微結構和選擇主材來解決。因此，降低吸水率不是簡單地加某種防水劑或憎水劑就能解決問題。這里應該說明的是，很多防水劑和憎水劑會傷害主材的強度。因此，這個課題就會延伸到主材的選擇、主材的優化改善和特殊的生產工藝。由此可以看出，為了解決吸水問題，在主材被選定的情況下，如何使它在與改性的聚苯乙烯顆粒結合中實現輕質化、密閉化、形成最穩定空間。在實際操作中，本課題是采用了多重添加劑。在保溫體形成強度過程中，使其出現95℃恒溫3小時保持期。這也是該專利項目中的核心技術之一。當這種工藝成功地運用之后，保溫板的吸水率由原來的10%降低到了5%以下，型式檢驗報告中顯示的吸水率為3.4%，而在平時大量的日常檢驗中基本都在2～4%，數據的可信度很高。在企標中有4個類型產品，分別為tI型、I型、Ⅱ型、Ⅲ型，它們分別對應了不同的比重和導熱系數，但是吸水率標準是一個，都在5%以下。
在研究突破了上述幾個方面的重要環節之后，余下的就是與水有關的軟化系數、抗沖擊性和實現大規模生產的工藝問題。在企業標準中I型的軟化系數為0.6，而實例結果為0.89，這說明本材料的耐水性能屬上呈?？箾_擊性為4次，該指標反映保溫板的宏觀韌性較好,比泡沫水泥、泡沫玻璃和酚醛板好很多。另外，工藝方面，該項技術已實現大塊批量生產，普通板型切割前尺寸為1.2×1.2×1.8m，可以實現降低人工成本、提高產能的目標。這樣，德固斯聚苯基A級防火保溫板專利技術已初步實現整體性能指標有本質提升，真正做到無短板，無重要缺陷。
2、實驗數據豐富，工藝方案全面，可滿足多重市場需求。
對于防火保溫輕質材料這樣一個專一的研究課題，專設一個科技團隊，又投入大量資金，經過5年的不間斷工作，所涉獵的方方面面是完全可以做到細致、全面、透徹的。單就攻關陣容和工作時間而言，他人便很難做到。更何況攻克這一科技難關還需大量的相關技術儲備作為基礎?？梢赃@樣講，沒有過去在技術發明方面的成功經歷，是沒有勇氣和膽量從事科技創新這樣一項高風險項目的。如果沒有所積累的大量的關于高聚合物方面的技術成果，就無法成功地突破一系列的難關。正因為具備了上述種種重要因素，也使得成功的可能性大大提高。在主要指標系列取得成功的同時，許多在其中產生的技術亮點也會展示出許多可以被利用的技術手段或是嶄新的生產工藝。
比如：在研究高強度聚合物材料的過程中，也同時得到了保溫板雙面覆層材料和新工藝，在此基礎上又發明了新型建筑藝術線條的材料、工藝和戶外藝術浮雕的新材料新工藝。單就防火保溫板材而言，在從事專題研究時，比如：如何降低密度、提高保溫性能的課題方面，進行過多層次、多方案的實驗，形成系列基礎配方。再比如，研究防火保溫板的強度主題時，也會形成系列基礎配方和工藝手段。當回過頭來翻讀已有數據的時候，便發現其中的不少方案正是目前市場上特別需要的。例如：在企標中所列tI型產品就是在研究高效保溫方案中發現的一款配方，使用這一配方，導熱系數可達0.036w/（m.k）以下，在A2級燃燒、吸水率和板材韌性方面都很優異。只是在抗拉強度方面有所降低（比酚醛板略好）。這種板材性能完全可以成為一款較好的防火保溫板產品，特別適合寒冷地區的東北、內蒙、新疆等地的外墻保溫，也適合鍋爐、管道保溫以及工程現場澆鑄保溫。
目前遼寧、吉林省為了防火需要，由于找不到合適的產品，不得不選擇達不到A級的酚醛板作為A級材料使用，因為酚醛板能勉強達到B1級，強度和耐候性都存在問題，只有一項優點是被公認的，那就是保溫性能，導熱系數在0.038w/（m.k）以下。至于強度指標、抗拉、抗折指標都很低，運輸過程中易碎，工地到場破損率較高。通過上述比較，本企標中的tI型產品性能有充分理由來代替酚醛板。當然這需要有一個循序漸進的過程。在企標中的I型產品是用于外墻保溫工程的主推產品，這類產品的各項指標較為均衡，保溫隔熱性能與其它性能的搭配比較好，適合我國大部分地區使用。在配方系列中也是數據最多、認知度最為可靠的。
這款產品在配方和生產工藝方面可變化的量較小，要求所掌握的生產精度比較高。只要是熟悉了生產線的運轉規律，控制好投料量和方式就能順利生產出達標產品。另外，企標中的Ⅱ型、Ⅲ型產品特別適合我國中部、南部地區。這兩型產品導熱系數在0.05～0.059 w/（m.k）之間，在強度方面有明顯提升，很適合用于保溫裝飾一體化板。這種板材抗折強度有很大程度的提高，在溫度變化、濕度變化很大的環境氣候下，板面變形量很小，適合用于金屬裝飾面、硅鈣水泥板裝飾面以及工廠化附合硅酸鹽類裝飾面。所產出的一體板，實現了真正A級防火。同時，抗變形能力、上墻后的穩定性大大提高。
在這方面，專業生產裝飾一體板的廠家最熟悉的一個難題就是：裝飾板面與保溫材料空鼓、脫開問題不好解決。上墻一段時間后，裝飾面變形，翅曲問題較多，嚴重阻礙保溫裝飾一體板的推廣使用。應用Ⅱ型、Ⅲ型產品后，由于保溫主材強度高、內應力小，在環境變化中自身變形極小，有效地提高了一體化板的尺寸、結構的穩定性。特別是運用該技術中工廠化附合裝飾面工藝后，可靠性比粘合一層水泥板更高，且成本更低。這樣，為今后大規模推廣保溫裝飾防火一體化板提供了新技術新工藝。除上述企標的4個類型之外，防火保溫材料的編外配方和工藝還有很多，如：達到A1燃燒性能的、導熱系數在0.036w/（m.k）之下的這種材料的成板強度較弱，不適合做建筑保溫材料。而特別適合于軍工和化工領域，在耐高溫（700℃以上），高效隔熱方面表現良好，也是代替巖棉、玻璃棉的好材料。
這款產品由于其剛剛問世，不為人所知，相信今后會有廣闊的應用空間。與之對應的還有另一級產品：比重較大，性能可以是多樣化的Ⅲ型之上的系列配方，在這類標外產品中，重點可發展強度很高、導熱系數和燃燒性能不做刻意要求的材料。這類材料可用來生產保溫磚、隔墻板、隔音板之類。特別適合用于生產高中檔活動房、彩鋼房、鋼結構建筑的圍護墻等。這類產品的性能要求還需要市場定位，由市場提出必要的性能指標，通過配方的簡單調整和生產線的配合，形成大生產、大需求的產業。
標簽： 姍姍來遲
