浅谈泡沫陶瓷的种类、性能及发展前景

钟路生

（广东摩德娜科技股份有限公司，佛山　528222）



Summary&Review
综述与评述

浅谈泡沫陶瓷的种类、性能及发展前景

钟路生

（广东摩德娜科技股份有限公司，佛山528222）

近几年来，泡沫陶瓷作为一种新型建筑保温材料频繁出现在各类报刊、杂志和展会上，但实际上很多人还区分不出什么是泡沫陶瓷，更谈不上运用。笔者对相关材料的概念和物理性能参数进行了对比，并对其现状和发展前景做了简单的分析，希望对从业者有所帮助。

泡沫陶瓷；保温板；现状；市场

1　前言

近几年来，泡沫陶瓷作为一种新型建筑保温材料频繁出现在各类报刊、杂志和展会上，这对科研人员来说并不陌生，但实际运用上却并不常见。笔者调查发现，从普通老百姓到很多的专业建筑材料从业人员，还区分不出什么是泡沫陶瓷，更谈不上运用。究其原因有四：一是新产品。产量低、成本高，售价偏高，多用于高端写字楼、别墅，市场铺开面不够，影响范围不够宽；二是质量轻。运输半径受限，推广力度有限；三是同质化。外墙外保温泡沫陶瓷与外墙外保温泡沫玻璃外型、颜色、功能基本一样，只是后者的断面有玻璃光泽，以及使用原料不同而已，前者生产中不加入废旧玻璃；四是国家标准、行业标准还没有正式出台。大量使用后施工单位和质监单位无法依法验收。基于行业的这些现状，笔者从理论的角度对相关材料的概念和物理性能参数进行了对比，并对其现状和发展前景做了简单的分析，希望对广大从业者有所帮助。

2　泡沫陶瓷的种类

什么是泡沫陶瓷？泡沫陶瓷是一种无机非金属材料，是以陶瓷原矿、页岩、陶瓷工业废渣、粉煤灰、煤矸石、大理石尾矿、炉渣等等无机材料作为主要原料，掺加一定比例的发泡剂、助溶剂等经混合、制粉、填料工艺，再经高温焙烧而成的高气孔率的陶瓷材料。泡沫陶瓷采用的是低值低质的页岩、工业废渣，对环境的保护和降低能耗有更大的优势。在同等导热系数值时，泡沫陶瓷的抗压强度和抗折强度要大于泡沫玻璃，使用更安全。

泡沫陶瓷一般可以分为两类［1］，即开孔（网状）陶瓷材料以及闭孔陶瓷材料，这取决于各个孔穴是否具有固体壁面。如果形成泡沫体的固体仅仅包含于孔棱中，则称之为开孔陶瓷材料，其孔隙是相互连通的；如果存在固体壁面，则泡沫体称为闭孔陶瓷材料，其中的孔穴由连续的陶瓷基体相互分隔，因此也决定其使用场所不同。

2.1多孔泡沫陶瓷

多孔泡沫陶瓷材料是以刚玉砂、碳化硅、堇青石等优质原料为主料、经过成型和特殊高温烧结工艺制备的一种具有开孔孔径、高开口气孔率的一种多孔性陶瓷材料、具有耐高温，高压、抗酸、碱和有机介质腐蚀，良好的生物惰性、可控的孔结构及高的开口孔隙率、使用寿命长、产品再生性能好等优点，可以适用于各种介质的精密过滤与分离、高压气体排气消音、气体分布及电解隔膜等。［4］

多孔泡沫陶瓷的重要特征是具有较多的均匀可控的开口气孔。开口气孔具有过滤、吸收、吸附、消除回声等作用。

2.2闭孔泡沫陶瓷

闭孔泡沫陶瓷是以闭气孔泡为主的发泡陶瓷，而闭口气孔则有利于阻隔热量、声音以及液体与固体微粒传递。

2.3多孔泡沫陶瓷与闭孔泡沫陶瓷的区别

多孔泡沫陶瓷与闭孔泡沫陶瓷的根本区别就在于发泡孔开闭的多少，对比效果如图1所示。

图1　多孔泡沫陶瓷与闭孔泡沫陶瓷的对比

3　泡沫陶瓷的生产工艺

目前泡沫陶瓷工业化生产多数采用 “湿法球磨——喷雾干燥造粒——隧道窑烧成”的工艺流程，并且已相当成熟［4］。泡沫陶瓷保温板与隔墙板基本采用此种工艺。

泡沫陶瓷隔墙板发泡的孔径直径≤1 mm的大约占60%～80%，直径1～2mm占20%～40%，且孔壁较薄。这种工艺的优点是产量大、原料加工均匀、稳定性好。缺点是排水、排气污染较难控制、制粉干燥能耗高。

所以业界有提出“干法制粉 +造粒”的工艺思路，但尚未见有厂家投入生产的报道。笔者通过干法工艺实验，也能做出与湿法工艺大体相当的闭孔泡沫陶瓷，如图2所示。但存在一定的问题，如：实验室做小样时每次做的发泡孔径都不一样，孔壁厚薄不一样，均匀性不好把握，一旦投入生产，发泡不均匀可能导致产品品相不好、性能不稳定、市场不接受。如何使干法制粉产量提升、混合均匀、质量稳定，这给设备制造厂家提出了课题，值得探讨。

图2　“湿法球磨工艺”与“干法制粉工艺”产品对比

4　泡沫陶瓷产品的性能对比

4.1泡沫陶瓷隔墙板与发泡水泥的比较

泡沫水泥砖是利用填集料小颗粒与水泥、发泡剂、添加剂经搅拌凝结后，再经蒸压反应等工序制作而成的轻质墙体材料，故又称蒸汽砖。它的优点是成本低，易生产。缺点是强度低、吸水率高、吸钉力差、后期收缩大。与泡沫陶瓷隔墙板常规参数对比如表1所示。

表1　泡沫陶瓷隔墙板与发泡水泥常规参数对比

从表1可以看出，同等导热系数下泡沫陶瓷的抗压强度和抗折强度要大于泡沫水泥，用于隔断的优势明显，而低吸水率意味着优良的防水防潮功能。

4.2泡沫陶瓷保温板与隔墙板的比较

泡沫陶瓷根据使用场所不同，容重大概可以做到140～990 kg/m3。

作为建筑外墙外保温材料，泡沫陶瓷的容重，决定了它本身的物理性能。根据2015年8月份在沈阳召开的《外墙外保温陶瓷》国家标准审查会议的精神，外墙外保温泡沫陶瓷物理性能指标各有不同，详情如表2所示。

而泡沫陶瓷隔墙板尚无专门的国家标准和行业标准，有待于行业的发展、企业的推动及国家有关部门的支持。广西碳歌环保新材料股份有限公司（以下简称“碳歌公司”）敢为天下先，首创了泡沫陶瓷隔墙板，作为一种新型的建筑室内隔断材料，兼具了保温隔热、隔音降噪、防水防潮等功能，无疑是值得行业学习的。根据其公司网站公布的资料显示，参照有关建筑材料的标准，大概归纳泡沫陶瓷隔墙板物理性能指标，见表3。

表2　外墙外保温泡沫陶瓷物理性能指标

表3　室内泡沫陶瓷隔墙板物理性能指

5　现有闭孔泡沫陶瓷生产定位状况对比

国内现有闭孔泡沫陶瓷生产定位状况如表4所示。

由表4可知，泡沫陶瓷现有状况基本上是以A1级发泡陶瓷保温板为主，作为外墙保温材料与棉板、苯板B级材料等市场竞争，尽管具有A1级阻燃和无机材料的环保优势，终因其价格的劣势，导致一直以来前景不被看好。而作为防腐砖的功能，也只有一方科技及商海科技在推广，力度有限。

作为室内隔墙材料，兼具保温隔热、隔音降噪、防水防潮的功能，又降低了楼板承重、简化了墙面凹凸不平的处理工序、加快了施工进度，而且美观大方，节省了空间。碳歌公司的创举，为行业带来了革命，开辟了一条新路。据了解 ，佛山陶瓷作为全国陶瓷行业的风向标，已有多家知名企业在做此类新产品开发和前期的市场调查，如东鹏、新明珠、金意陶、欧神诺等，倘若时机成熟，泡沫陶瓷保温隔墙板，将作为一种新型陶瓷产品，会有井喷式发展。

表4　国内现有闭孔泡沫陶瓷生产定位状况

6　泡沫陶瓷的市场前景

据了解，中国每年生产实心黏土砖近6000亿块，耗用土地约66万亩［5］。若按0.40元/块计算，年产值将达2400亿元。而在国家政策和环保需求的大环境下，实心黏土砖正日益退出市场，所留下的市场空缺可为一些新型墙体材料所填补，闭孔泡沫陶瓷因其性能的优势，有望占领一席之地。

根据住房和城乡建设部统计，建筑能耗占我国能源消费总量28%以上。在我国既有的约400亿m2建筑中，近99%属于高耗能建筑，单位建筑面积的能源利用率仅为28%，在此背景下，采用新型保温隔热材料降低建筑能耗，减少对环境的污染，在经济社会发展中占据重要地位。根据国家《建材工业“十二五”发展规划》，仅保温防火材料领域的就有1.6万亿的市场需求。即使只有5%采用泡沫陶瓷，市场规模将达800亿；电力防腐的采购量也将达到100亿规模。据此数据，国内至少要达到日产量400 m3泡沫陶瓷保温板材生产线300条，才能满足市场需求。

因此作为A1级的防火保温材料，泡沫陶瓷外墙外保温板和内隔墙保温板都具有广阔的市场前景，利国利民。

［1］搜狗百科，泡沫陶瓷.

［2］张久宜，桑爱美等.用工业废渣研制泡沫玻璃.山东陶瓷，1994，4.

［3］搜狗百科，泡沫玻璃保温板.

［4］百度百科，多孔陶瓷.

［5］吴俊良，钟路生，黄停停.抛光废料生产泡沫陶瓷的技术介绍和运用［J］.陶瓷，2013,3.

［6］名盾建材.如何分析新型墙材市场.