国内A级防火保温板材现状及发展趋势分析

经 涛 赵桂英 王 勇 李奕贤 沈 宣

（徐州工业职业技术学院 江苏 徐州 221140）

我国早在20世纪80年代就开始推广建筑墙体节能保温技术，根据我国建筑产业自身的发展现状，广泛采用外墙外保温系统。近年来，国内相继发生了多起因建筑外墙保温材料防火等级低、易燃烧等而引发的火灾事故，造成了重大的人员伤亡和财产损失；为了规范保温材料的使用，杜绝火灾发生，2014年颁布的《建筑设计防火规范》中明确规定了保温板防火性能的要求，我国建筑节能材料已经形成了从B级有机保温材料向A级（包括A1级和A2级）不燃保温材料过渡的趋势[1]，各建筑企业及科研机构也将A级防火保温材料列为研发重点，一时间市场上的新材料、新技术不断涌现出来；如何选择防火保温板材，在确保使用安全的基础上，实现节能效果呢？为此，我们对市场上常见的A级防火保温板材现状及未来发展趋势进行了合理分析。

1 防火等级的划分

目前我国建筑外墙保温板的防火等级主要分为A级和B级两大类，A级具体细分如下：

（1）A级：不燃性建筑材料，不发生任何燃烧的材料。

（2）A1级：单体无机不燃。不燃，不起明火。

（3）A2级：复合有机不燃，即复合材料，不燃，烟量要合格。

B级包含B1、B2、B3三个等级，分别属于难燃、可燃和易燃材料；与A级相比，B级阻燃性较差，火焰传播速度快，燃烧过程中会释放大量浓烟，危险性较大；《建筑设计防火规范》强调禁止使用B3级防火材料，B2级可在一定范围内允许使用；同时，大力推广使用A级防火材料。

保温板防火性能的评价标准和检测技术较为复杂，目前国内的评定标准还不完善，防火等级判定时需根据板材的可燃性程度、燃烧时可观察到的现象、火焰的横向、纵向传播速度、产生烟气毒性的大小、热值大小以及氧指数等来综合评定。

2 A级防火保温板现状

2.1 岩棉板

辉绿岩、玄武岩是岩棉板的主要构成材料，通过高温的使用，将这些材料转变成无机材料，然后使用粘合剂，经过固化、切割和叠棉等工艺后，就制成了一种刚度较强的保温板，这个保温板就是岩棉板[2]。

岩棉板具有防火性能高、保温降噪，可工业化生产等很多优点，是目前市场上主流的A级不燃保温材料，年消费量在2000万m3，约占市场份额的60%以上；其缺点集中表现在实际板材垂直于板面的拉拔强度较低（很难大于0.10MPa，即我国建筑薄抹灰系统对保温板材拉拔强度之要求，如果要大于0.10MPa则必须尽可能使用竖丝岩棉条制作保温板，但是其导热系数又很难保证）和岩棉纤维有一定酸性易与水泥发生酸碱反应，使用时易发生板材空鼓、脱落等问题，存在安全风险；同时岩棉纤维致癌已经被大家熟知，从而导致建筑工人和住户对岩棉板具有自然的排斥心理。近几年，市场上出现的岩棉板脱落的问题屡见不鲜。因此，从2018年开始，山东省济南市规定使用岩棉板作为保温材料的建筑必须做专家安全鉴定；而从2019年开始，河南省多个地区（如郑州、开封）已经规定禁止使用岩棉作为建筑外墙保温材料[3]。

2.2 水泥发泡板

水泥发泡保温板是由胶凝材料水泥、发泡剂及各类添加剂经发泡工艺制成的，属于无机保温板材的一种，防火等级达到A1级，具有耐老化、长寿命，与建筑的寿命能保持同步，建筑物终生只需一次保温施工的优势；但其密度较大，相对于有机板材来讲，导热系数高，保温效果差，远远达不到节能指标要求，同时，存在后期收缩开裂的问题[4]。

化学发泡的水泥板内部结构泡孔大，泡壁保温效果差，其吸水率是不确定因素，如果随着憎水剂流失，在使用一段时间其力学强度就会下降，也会增加脱落的可能；另外成品易爆裂，损耗大也影响着市场应用，目前很多省、市（特别是寒冷地区）在节能建筑商限用和禁用[5]。

2.3 泡沫玻璃

泡沫玻璃板以碎玻璃为基体，配以发泡剂及助剂，经过高温融熔、发泡等工序制成，是一种集保温、隔燃、吸声材料于一体的新型保温材料；使用温度范围为-196℃～450℃，A级防火等级，可用于一些防火要求较高的施工部位；板材吸水率小，导热系数低，无论用于屋面或外墙都是一种优良的保温隔热材料，还兼有防水的功效；泡沫玻璃板耐久性好，与建筑同寿命，无需二次施工，广泛用于石油、化工、建筑、冷库、地下工程等领域。

但目前泡沫玻璃在国内应用很少，主要原因是其生产效率较低，相对生产成本较高，与其他外墙保温材料相比，还缺乏竞争优势[6]。

2.4 真空绝热板

真空绝热板由填充芯材和真空保护表层复合而成，可有效地阻止墙体内外空气对流引起的热传递，导热系数低，可达0.002~.004W/m·k，为传统保温材料导热系数的1/10，保温效果明显；真空绝热板是A级防火，使用安全性高，可用于民用建筑外保温系统；同时还具有超薄、密度小、无污染和高效节能的优势，尤其是使用寿命基本与建筑物同寿命，广泛应用于建筑、管道、冷链等领域。

但该板材施工时对基层的平整度要求高，须严格按照相关标准进行抹灰处理，同时，板材自身的平整度不够、垂直度不高，稍有不慎极易损坏[7]。

2.5 酚醛保温板

酚醛保温板主体成分是酚醛树脂、发泡剂和固化剂，为了改善酚醛发泡板的阻燃、耐温等性能，还需加入各类改性剂；将物料混合均匀后，浇注到模具中，在一定温度下，产生交联和发泡，经一定温度、时间熟化后制成；酚醛板遇火不燃，防火等级为A级，在火焰的直接作用下无熔融滴落、表面结碳形成保护层，燃烧时无有害物质产生；热导率低，施工方便，耐高温、耐腐蚀、抗老化性能好，即使长期暴露于阳光下，亦无明显老化现象；缺点是粘结强度低、抗剪切强度小、板端易掉角、板缝位置容易开裂、粉化[8]。

2.6 改性聚苯板

一种浸渍板：以低密度（≦14kg/m3）的模塑聚苯板（EPS）为保温基材，将无机凝胶材料制成配混液，浇注到聚苯板上，经浸渍渗透、固化、干燥等工序制得板材。另一种均质板：是先将聚苯乙烯树脂发泡制成聚苯颗粒（EPG），与无机配混液搅拌混合均匀，注入一定的模具中固化成型，经干燥、养护而成；这两类改性板燃烧性能优异，力学强度高（拉拔强度高），不易脱落；板材导热系数低，隔热效率高，在北方地区和南方地区均可使用；耐火等级达到A2级，安全性高[9]。

渗透板的缺点是板材均匀度偏差，不同位置的阻燃性能、保温性能和力学性能都不均一，甚至在某些位置达不到阻燃A2级；需要大量的时间和场地来进行晾板，耗时长、占地面积大；尽管均质板有效地避免了渗透板均匀性差的缺陷，但其采用间歇发泡工艺，需要大量发泡压缩模箱及大量的晾板时间和场地；两者还都需要大规模的切割工序，易产生大量的粉尘，污染环境、危害健康。

3 结论

纵观现有A级防火板材，相比于其他板材存在保温与防火性能不兼容、加工成本高、施工条件要求严格及使用性能不稳定等缺陷，均质发泡改性聚苯板综合了有机、无机材料的各自优势，较好地克服了以上缺陷，但由于其采用间歇式生产工艺，工期长、占地面积大，切割粉尘多、生产效率相对较低；后续通过加强工艺创新，缩短工期，提高生产效率，减少切割次数，降低粉尘污染，可制得性能优、性价比高、绿色环保的新型保温节能材料，满足建筑行业绿色安全节能的需求。