水基生態(tài)型內(nèi)外墻干粉防火涂料的研究與進展

　　摘 要：水基生態(tài)型內(nèi)外墻干粉防火涂料，具有防滲、漏和達到A級的防火性能，五十年不粉化，可調(diào)濕透氣、抗菌、凈化空氣，產(chǎn)品中不使用石油化學材料、化學色漿和化工助劑，具有環(huán)保、低碳、無公害的HYM-8防火型多聚膠粉和HYM-15防火型多聚膠粉為膠凝成膜物質(zhì)，裝飾效果優(yōu)于乳膠漆涂料，可以噴涂、刮涂、滾涂、仿各種需要的外形效果。

　　關(guān)鍵詞：生態(tài)建材；干粉建材；硅藻泥；負離子涂料

　　建筑材料從簡單的竹木、磚瓦、粘土、灰膏、茅草，就地取材方式，發(fā)展到人工合成材料，鋼筋混凝土、輕鋼結(jié)構(gòu)、化學建材，特別是化學建材的廣泛使用所引發(fā)的健康、生態(tài)與環(huán)保問題，暴發(fā)了全球范圍內(nèi)建筑生態(tài)性和生態(tài)建材熱潮。人們已經(jīng)清楚地認識到生態(tài)建材、特別是功能性生態(tài)建材，對于人類健康與生態(tài)環(huán)境的重要性，生態(tài)建材是人類遵循客觀自然規(guī)律，實現(xiàn)建筑、人、健康與自然環(huán)境和諧發(fā)展的需要。

　　人類的建筑材料應用歷史，從早期使用天然材料、到近幾十年廣泛應用化學建材，在建筑原材料、建材制品、裝飾用品中大量使用化學品、化學合成材料、化學添加劑等，因此產(chǎn)生巨大的資源、能源消耗和嚴重的生態(tài)環(huán)境問題，幾乎無一例外，建筑及建筑垃圾將成為全世界主要的生態(tài)和生存危機之一，雖然人們做出了種種努力，但環(huán)境仍然在持續(xù)惡化。

　　生態(tài)建材的研究與應用進展緩慢，是一個世界性的難題，現(xiàn)有的一些生態(tài)建材產(chǎn)品，功能單一、品種少、成本高、產(chǎn)量小、效益低，還難以與化學建材抗衡，更難以全面取代化學建材。

　　我國的生態(tài)建材產(chǎn)業(yè)還正在發(fā)展階段，其科學技術(shù)水平在不斷提高，但在基本理論與應用研究的系統(tǒng)性上，還不是很強大，實際上我國生態(tài)建材的應用歷史很早，我們的祖先給我們留下了寶貴的經(jīng)驗與智慧，如蜚聲中外的北京故宮、萬里長城、趙洲橋，還有保存較完整的云南麗江舊城、山西喬家大院、福建土樓等，歷經(jīng)數(shù)百年、上千年，依然如故，令人嘆為觀止。

　　功能性生態(tài)建材超越綠色建材、環(huán)保建材，是革命性建筑材料。但生態(tài)建材不是萬能的，與大自然相比，其生態(tài)功能是非常有限的，一棟建筑物或一間房屋，要構(gòu)成良好的生態(tài)系統(tǒng)，必須有效利用光、熱、水、風（流動的空氣）等，而建筑用一切材料，都要滿足人們充分利用這些自然能量，將自然能量與人的需要結(jié)合，并且形成良性循環(huán),有效改善和調(diào)節(jié)室內(nèi)環(huán)境的空氣質(zhì)量與居住的舒適度，有益于人的健康生活。因此，生態(tài)建材的研究與應用要按照自然法則、自然生態(tài)活動規(guī)律，不能超越自然規(guī)律。

　　現(xiàn)代家居與公共室內(nèi)場所空氣質(zhì)量差、空氣污染嚴重、人們普遍感到頭暈、目眩、心悸、乏力、困倦、心情煩燥，主要因居室成為高密閉的惰性環(huán)境與甲醛、VOC、二氧化碳、塵埃等污染源有關(guān)，而城市室外環(huán)境空氣污染，主要是沙塵、浮塵、煙氣等,這些已經(jīng)成為人類健康殺手！

　　室內(nèi)空氣污染主要是內(nèi)裝修大量采用膠合板、釉面地板磚、環(huán)氧樹脂地坪、內(nèi)墻乳膠漆、墻紙、塑鋼門窗、建筑粘合劑、建筑防水材料、家具、用具等，這些封閉性很強，且含有大量有害物質(zhì)的材料，加上門窗封閉嚴實，不透氣、不調(diào)濕，嚴重影響室內(nèi)空氣質(zhì)量和居住的舒適度，研究表明，人長期吸入室內(nèi)有毒害物質(zhì)（甲醛、苯、甲苯、二甲苯和有害重金屬，如汞、鉛、鎘、鉻等）和室外懸浮性顆粒的污染物，會破壞人的免疫系統(tǒng)，降低人體的免疫力，容易中毒和患病，而一旦患病后，醫(yī)治效果也很差，不會很快就治好，一些各種呼吸系統(tǒng)疾病、各種神經(jīng)系統(tǒng)疾�。�腦神經(jīng)、視神經(jīng)、精神病等）、各種癌癥、白血病、小兒先天性畸形、小兒先天性智力障礙等100多種疾病都不同程度地與室內(nèi)外空氣污染有關(guān)。

　　建筑外墻大都采用外墻乳膠漆、氟碳漆、瓷磚、玻璃幕墻、彩鋼瓦等，大量修建石油瀝青路面，這些材料封閉性強、不吸水、不調(diào)濕、不透氣、不耐老化、難以循環(huán)利用，造成寶貴的雨水瞬間從地下管道流走，地下水得不到有效補充，第一天剛下完雨，第二天空氣就開始干燥了，城市空氣如異常干燥，對空氣凈化極為不利，會產(chǎn)生大量的浮塵和可吸入性顆粒物，造成惡性循環(huán)，特別是我國北方城市，在室外活動或室外工作后，往往鼻腔內(nèi)壁會附著一些黑色的污垢，這表明是吸入性浮塵或懸浮性顆粒物所致。

　　公安部、住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部于2009年9月25日發(fā)布了《民用建筑外墻外保溫系統(tǒng)及外墻裝飾防火暫行規(guī)定》（以下簡稱“規(guī)定”），第一章第二條規(guī)定：“民用建筑外保溫材料的燃燒性能宜為A級，且不應低于B2級”。“規(guī)定”也明確包含墻體裝飾材料的防火設(shè)計、施工及使用。乳膠材料和大部分化工助劑都是易燃材料，其燃燒時會產(chǎn)生大量的劇毒濃煙。因此，裝飾用涂料中所使用的成膜物質(zhì)和任何助劑都要防火，具有防火、不燃性的保溫材料、膠粘材料、防水材料、內(nèi)外墻涂料以及系統(tǒng)，將是今后建筑業(yè)、建材業(yè)、裝潢業(yè)發(fā)展方向，化學、化學合成材料將會逐漸淡出市場。

　　生態(tài)建材產(chǎn)品的概念，其內(nèi)容有：

　�。�1）不用或少用天然資源、采用清潔無污染的生產(chǎn)技術(shù)，盡可能地保持材料生態(tài)特性，其產(chǎn)品達到使用周期后，能夠循環(huán)再利用；

　�。�2）在功能和品質(zhì)上，系統(tǒng)性強，有競爭能力，能夠滿足用戶對品質(zhì)上的要求并確保用戶長期受益、主動接受。

　�。�3）適應生態(tài)環(huán)境條件，不僅對人體和環(huán)境無毒害、無污染，還有益于生態(tài)自然環(huán)境的良性循環(huán)。

　　這些內(nèi)容，也是生態(tài)建材的研究與發(fā)展方向。生態(tài)建材產(chǎn)品不是以“奇”、“特”、“新”、“高”為“標桿”，其最高理念是建筑材料、建筑、人、社會自然環(huán)境和諧發(fā)展，是建立在自然環(huán)境上，并依賴自然環(huán)境，是一個系統(tǒng)工程。（例：納米材料的應用）

　　生態(tài)建材的起源很早，從人類進化，學會使用火、工具，并學會建造就開始了，我國生態(tài)建材應用歷史很早，可以從六七十年代一直追溯到原始社會。人類早期用于居住建筑，結(jié)構(gòu)基本上都是竹木、砂石、火窯磚、粘土、石膏、石灰、鋼鐵、甚至農(nóng)作物秸桿、茅草等，墻體抹灰材料有泥、粘土、石灰、石膏，粘結(jié)材料有粘土、石膏、石灰、水泥、糯米漿等，防腐、防水材料有桐油、動物血漿等，這些材料的性能穩(wěn)定、耐老化、其加工加工與使用都很簡便，可以循環(huán)利用，環(huán)境負荷很小。進入八十年代后，我國建筑裝飾材料，過多地使用化學建材與人工合成材料，產(chǎn)生了資源、能源、環(huán)境與經(jīng)濟發(fā)展的矛盾，因此，世界各國開始重視推廣綠色建材，以確保經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展。

　　生態(tài)建材的研究，涉及到材料來源、實驗、加工、檢驗分析、應用、環(huán)境、市場需求、市場開發(fā)等，目前較為成功的有負離子、硅藻泥等，雖產(chǎn)品價位較高、性能與應用上有些局限性、業(yè)內(nèi)也有些不同看法，但可以肯定生態(tài)建材是安全優(yōu)質(zhì)建材，是有益于人的健康和保護環(huán)境的，應該大力進行推廣。

　　生態(tài)建材的材性、作用與價值，重在發(fā)揮，其生態(tài)功能的有效發(fā)揮取決于條件和過程，有些材料如礦物、硅藻泥、植物等材料的一些生態(tài)功能，是在一定的物質(zhì)條件與自然環(huán)境作用下，經(jīng)過一定的時間周期產(chǎn)生的，環(huán)境中的萬物，都是有“靈性”的，包括陽光、風、霜、雨、雪、雷、電、地震、海嘯、黑夜、白晝等自然形成的現(xiàn)象和自然界中的一切物質(zhì)，都是自然平衡與和諧的需要。并不是只有硅藻泥才是生態(tài)的，自然界中有無數(shù)比硅藻泥對人健康、環(huán)境更有益、更重要的物質(zhì)，有些甚至是無形的，如磁場等。

　�。�1）具有微孔、多孔結(jié)構(gòu)，能透氣，有一定吸附能力，可以根據(jù)環(huán)境氣候溫差和干濕度的變化，進行自動調(diào)節(jié)和良性循環(huán)，降低室內(nèi)空氣中二氧化碳和其它有害揮發(fā)物的含量，改善空氣質(zhì)量。

　�。�2）具有吸濕、放濕和調(diào)節(jié)室內(nèi)空氣濕度能力，減少塵埃，達到凈化室內(nèi)空氣目的，增加居住的舒適性，吸濕與放濕要有相對量，并不是吸濕量越大越好，關(guān)鍵是調(diào)濕能力。

　�。�3）性能穩(wěn)定，實用性強，符合大眾消費需求，其綜合技術(shù)性能、裝飾效果、工藝方法能夠滿足高質(zhì)量、多層次要求。

　�。�4）能夠適應各種不同環(huán)境條件，與建筑物保持同等使用壽命。其制造過程、使用過程、廢棄后不對環(huán)境不具有危害性，并能夠循環(huán)利用。

　　（5）施工簡便，可采用噴、刷、滾、抹等多種涂裝方法，具有更廣泛的應用范圍和實用性。

　　再生態(tài)的材料，一旦離開原生態(tài)圈，處于相對惰性環(huán)境中，材料的功能和性能會不斷衰減，能量不能正常補充，其生態(tài)能量與作用會非常有限，是不能與處于原自然生態(tài)環(huán)境條件時相比；某些生態(tài)能量釋放與轉(zhuǎn)換過程是按照自然法則，由強到弱、由快到慢進行。不能因為室內(nèi)采用了一些生態(tài)材料，蝸居起來就可以滿足健康，應當更多與自然自然親近，在全世界范圍內(nèi)，任何模仿自然環(huán)境的人工試驗都是失敗的。

　　（例：一棵樹的成長）

　�。�1）室內(nèi)家具、用具、裝飾裝修材料不使用有害化學涂料、化學膠粘材料、化工合成材料，以及非生態(tài)材料，裝修盡量簡潔、實用、自然美觀，不要過分追求豪華古怪。如果室內(nèi)有害物質(zhì)嚴重超標，是難以在短時間內(nèi)徹底消除的，因為有些化學材料中，化學成分很復雜，除甲醛、苯系物外，還有對人體健康和環(huán)境有害的其它成分，有害物的揮發(fā)需要一個很長的時間過程。

　�。�2）保持室內(nèi)30 %~70 %的濕度，要選擇調(diào)濕能力強的，并不一定是吸濕量越大越好，要吸濕能力，還要放濕和平衡水氣的能力，構(gòu)成室內(nèi)水氣微循環(huán)系統(tǒng)，水氣不能良性循環(huán)，長時間潮濕或長時間干燥，是談不上生態(tài)的。

　�。�3）保持室內(nèi)空氣流通，多采用透氣性好的材料，自動調(diào)節(jié)，保持空氣微循環(huán)并經(jīng)常開窗透氣，保持空氣清新。

　　由于人口急劇增加、資源、能源短缺、環(huán)境污染嚴重。酸雨、土地沙化，水源污染、空氣污染，食物安全問題，營養(yǎng)不良，戶外活動少，不良生活方式與習慣等，嚴重威脅人類健康與生存，可以預言：人類健康與生存的威脅會越來越大！在我國大中城市有多達90 %的人對居住環(huán)境的空氣質(zhì)量和舒適度不滿意。有報道稱：人類已停止進化；有網(wǎng)友說：最信任的是白開水。人類生活方式雖不會回到原始方式，但隨著健康與環(huán)境的可怕現(xiàn)實的影響，迫使人們會逐漸改變自己的行為，去更多地珍愛自然環(huán)境、更加貼近自然生活。

　　我國很多關(guān)于生命與健康的文化，如五行、陰陽、中醫(yī)的酸堿平衡與生命在于運動，冬煉三九，夏煉三伏等，我們可以將生活、居住與生態(tài)建材相結(jié)合，有助于人們正確理解和認識生態(tài)建材。

生態(tài)建材源于自然，因其有一定的天然特性，具有良好的調(diào)濕、透氣、吸附、抗菌、消毒、凈化空氣、平衡酸堿等功能，為人類營造一個安全、舒適、健康的居住環(huán)境，可以最大限度地滿足人們對居住環(huán)境的健康要求，符合自然、社會、人和諧和可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，所以，其發(fā)展空間和前景都是很好的。

　　我們要更多地繼承和發(fā)揚老傳統(tǒng)，堅持科學觀，堅持正確的發(fā)展方向，打好基礎(chǔ)，遵循自然規(guī)律，保持自然生態(tài)良性循環(huán)，不斷探索和實踐，利用與開發(fā)更多的、更好的生態(tài)材料和產(chǎn)品。

　　多聚膠粉屬于樹脂型可分散膠粉，共有八個型號，其中HYM-8防火型，主要用于生產(chǎn)水基生態(tài)型內(nèi)墻干粉防火涂料，HYM-15防火型主要用于生產(chǎn)水基生態(tài)型外墻干粉防火涂料，多聚膠粉是選用的是多種優(yōu)質(zhì)天然樹脂，經(jīng)過脫油脂、洗滌、高溫接枝共聚反應后，干燥、粉末化的一種網(wǎng)膜狀結(jié)構(gòu)的新型聚合物，其粘結(jié)強度高、粘結(jié)性能穩(wěn)定，可以直接、快速在水中分散成膠體，其天然材料的特性，可以確保硅藻泥、沸石、電氣石等材料及其制品的生態(tài)功能和技術(shù)性能。

　　其主要優(yōu)點有：

　　1. 多聚膠粉的主要原材料及助劑，全部采用安全、無害原材料，嚴格質(zhì)量標準，采用清潔無污染的生產(chǎn)技術(shù)。產(chǎn)品經(jīng)多次檢測，不含VOC、甲醛等有害物。

　　2. 技術(shù)過硬、穩(wěn)定性好。在密封狀態(tài)下，將其置于40 ℃和-25 ℃的氣候環(huán)境中，膠粉品質(zhì)不會發(fā)生改變。

　　3. 抗老化，粘結(jié)強度高、附著力好，可提高涂層的初粘力、干強度、濕強度、后期強度、耐洗刷次數(shù)、防滲漏水等，改善施工性，可適合噴、滾、刷、抹等多種涂裝方法

　　4. 抗菌、抑菌�？咕�類有：大腸桿菌、黑曲霉菌、黃曲霉菌等十多種菌體。

　　5. 能增強涂層的透氣調(diào)濕功能（主動吸濕，被動放濕）和防水功能。其膠體呈網(wǎng)狀膜，不封閉材料氣孔，膠粉中的有效成分可促使涂層在干燥時微孔最大程度張開、開放、通暢，遇濕、遇水時最大程度縮小，甚至堵塞，防止?jié)B水、漏水。

　　6. 功能性強。產(chǎn)品在技術(shù)上借鑒了吸水樹脂原理，有良好的保持和平衡水氣能力，可以解決纖維素類產(chǎn)品保水作用時間短、效果差、容易霉變等缺陷。用多聚膠粉（高級粉末涂料專用），不需另加其它膠粘劑、助劑等。

　　7. 成本低，適用范圍廣�？捎糜诟呒壣鷳B(tài)環(huán)境內(nèi)墻粉末涂料、高性能生態(tài)外墻干粉涂料等。

　　1. 有害物（GB 18582-2008室內(nèi)裝飾裝修材料 內(nèi)墻涂料中有害物質(zhì)限量）。

序 號	檢測項目		標準要求	檢驗結(jié)果
1	揮發(fā)性有機化合物（VOC）/（mg/kg）		≤ 15	未檢出
2	重金屬（mg/kg）	鉛	≤ 90	未檢出
		鎘	≤ 75	未檢出
		鉻	≤ 60	未檢出
		汞	≤ 60	未檢出

　　2. 涂層性能（GB/T 9756-2001合成樹脂乳液內(nèi)墻涂料）測定（見下表）：

序 號	測試項目	標準指標			檢驗值	結(jié) 果
		優(yōu)等品	一等品	合格品
1	在容器中狀態(tài)	攪拌混合后無硬塊，呈均勻狀			無硬功塊，呈均勻狀	符 合
2	施工性	刷涂二道無障礙			刷涂二道無障礙	符 合
3	涂膜外觀	涂膜外觀正常			涂膜外觀正常	符 合
4	干燥時間	≤ 2 h			40 min	符 合
5	耐堿性	24 h無異常			24 h無異常	符 合
6	耐洗刷性	≥ 1000次	≥ 500次	≥ 200次	1000次不露底	符 合

　　3. 粘結(jié)強度（JG/T 3049-1998建筑室內(nèi)膩子）、（JG/T 24-2000合成樹脂乳液砂壁狀建筑涂料）

序號	檢驗項目		W型標準要求	檢驗結(jié)果	結(jié) 論
1	容器中狀態(tài)		攪拌后無結(jié)塊，呈均勻狀	攪拌后無結(jié)塊，呈均勻狀	符 合
2	施工性		噴涂無困難	噴涂無困難	符 合
3	涂料低溫貯存穩(wěn)定性		3次試驗后，無結(jié)塊、凝聚及組成物的變化	3次試驗后，無結(jié)塊、凝聚及組成物的變化	符 合
4	涂料熱貯存穩(wěn)定性		1個月試驗后，無結(jié)塊、霉變、凝聚及組成物的變化	無結(jié)塊、霉變、凝聚及組成物的變化	符 合
5	初期干燥抗裂性		無裂紋	無裂紋	符 合
6	干燥時間（表干）		≤ 4 h	≤ 2.5	符 合
7	耐水性		96 h涂層無起鼓、開裂、剝落、與未浸泡部分相比允許顏色輕微變化	涂層無起鼓、開裂、剝落	符 合
8	耐堿性		96 h涂層無起鼓、開裂、剝落、與未浸泡部分相比允許顏色輕微變化	涂層無起鼓、開裂、剝落	符 合
9	涂層耐溫變性		10次涂層無粉化、開裂、剝落、起鼓，與標準板相比允許顏色輕微變化	涂層無粉化、開裂、剝落、起鼓	符 合
10	粘結(jié) 強度	標準狀態(tài)	≥0.70 MPa	0.73	符 合
		浸水后	≥0.50 MPa	0.60	符 合
11	耐人工老化500h		涂層無開裂、起鼓、剝落， 粉化0級，變色1級	涂層無開裂、起鼓、剝落，粉化0級，變色0級	符 合

　　4. 調(diào)濕能力：在25 ℃相對濕度95 %條件下，吸濕48小時，材料的吸濕量為277 g/m²；在25 ℃相對濕度35 %條件下，放濕度48小時，材料的放濕量為206 g/ m²。

　　5. 抗菌性：按GB/T1741-2007《漆膜耐霉菌測定法》，達到最高級標準0級。

　　6. 放射性：符合相關(guān)標準要求。

　　7. 防火性能：產(chǎn)品制造及其所選用的原材料全部按A級防火標準，屬于不燃材料。

　　水基生態(tài)型外墻干粉防火涂料與常規(guī)外墻乳膠涂料以化學乳液、助劑、化學色漿、填料的材性與生產(chǎn)工藝完全不同，它的主要創(chuàng)新有以下幾點：

　　1. 材性：不使用乳膠、化學合成色漿、化學助劑，以礦物材料和價格低廉的工業(yè)廢料為主要原材料（更不用水泥），符合優(yōu)質(zhì)、生態(tài)、健康、環(huán)保的要求，其定位就是低碳或者說是無碳產(chǎn)品。

　　2. 技術(shù)：是采用生態(tài)功能樹脂型可分散膠粉與礦物材料通過化學激發(fā)反應，生成網(wǎng)狀型膠凝性硬膜，采用封閉式粉磨進行機械力改性和表面包覆改性，使其細度比表面積達到≥ 500 m²/ kg，本涂料兼有有機材料、陶瓷、水泥和玻璃的特性，但又不同于這些材料。改變了常規(guī)涂料不與填料起化學反應的做法。

　　3. 性能：本涂料具有高粘附性、抗老化、耐酸堿、耐洗刷、耐水耐潮濕性、防滲漏均優(yōu)于常規(guī)外墻涂料。具體指標：耐洗刷≥ 20000次，耐酸堿浸泡≥ 4300次，耐溫變≥ 10次，耐人工老化≥ 800小時；粘結(jié)強度1.14 MPa（通過進一步改性，可以達到目的100 MPa），表干時間1 h，熱貯存穩(wěn)定性30 d，低溫貯存穩(wěn)定性3次，每平米用量約0.25~0.3公斤。

　　4. 生產(chǎn)與環(huán)保：采用清潔無污染的生產(chǎn)技術(shù)，能耗少，不用水，不需要熱源，其生產(chǎn)過程、產(chǎn)品使用過程與產(chǎn)品壽命終止后，對環(huán)境無害。產(chǎn)品良好的透氣調(diào)濕性，可以有效改善城市自然生態(tài)環(huán)境和延長建筑物的使用壽命。

　　5. 施工與使用：可以隨用隨調(diào)，用冷水簡單調(diào)和，可噴、可刷、可滾、可抹多種施工方法，可做薄層涂料，可做厚漿涂料和各種型狀的裝飾效果，可在0 ℃~35 ℃的氣候環(huán)境中進行施工作業(yè)�？捎糜诮ㄖ�外墻、橋梁、水泥路面、管道、鋼結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)、紅磚墻、輕質(zhì)保溫磚墻、舊墻翻新等的裝飾裝修場合。

　　6. 防火性能：達到A級指標。

我國涂料業(yè)發(fā)展很快，市場竟爭異常激烈，還存在能耗高、污染大、安全與健康性差、資源利用率低、效益差、管理落后等問題。水基生態(tài)型內(nèi)墻干粉防火涂料的面世必將改變涂料工業(yè)現(xiàn)狀，并引領(lǐng)涂料業(yè)發(fā)展方向。喚起人類社會對于節(jié)約資源、節(jié)約能源、保護生態(tài)環(huán)境、改善人居環(huán)境，促進身心健康的思想與意識，對建筑材料、建筑、人、健康、環(huán)境與社會經(jīng)濟可持續(xù)、和諧發(fā)展，都具有十分重要的意義。生態(tài)功能性建材產(chǎn)品的大力推廣，必將促進建材業(yè)的進一步發(fā)展，其前景廣闊。