整木政策|硅藻新材料技术标准解读及标准化建设情况

随着消费者对室内装饰材料环保性与健康性的关注度提升，墙面装饰材料从统治多年的以乳胶漆和壁纸壁布为主材，逐渐向多元化发展。近年兴起发展的硅藻涂装材料正是在这样的大趋势下发展起来的新型壁材产品。粉体型硅藻泥装饰壁材可以做到乳胶漆很难实现的超低有害物质限量，而且还具有改善室内空气质量的性能和丰富的装饰效果；水性液态硅藻涂料可以做到乳胶漆很难达到的高透气性和防结露性，有害物质含量也远低于乳胶漆产品。硅藻涂装材料克服了乳胶漆和壁纸在环保性方面的缺点，同时其健康环保性能对于室内环境的改善具有重要的意义，受到广大消费者的青睐，为消费者带来一种新的装修理念。硅藻涂装材料行业已形成百亿元以上的产业规模，在产业发展过程中技术标准起到了关键的规范引领和推动作用，其中两个重要标准是2013年制定出台的《硅藻泥装饰壁材》（JC/T2177-2013）行业标准和2014年立项今年即将完成的《水性液态内墙硅藻涂料》工信部行业标准。虽然目前多数具备规模的硅藻泥企业以及很多质监部门都在依据JC/T2177标准进行产品检验，但还有一些新入行企业、监管部门对标准不是很了解，特别是对技术内容的认识、与涂料腻子等标准的差别等都不清楚。本文将就已出台的JC/T2177标准和即将出台的《水性液态内墙硅藻涂料》标准的技术内容、重点指标以及与相关产品标准技术指标差别等进行详细介绍，最后探讨硅藻新材料标准化建设问题。

1、《硅藻泥装饰壁材》（JC/T2177-2013）行业标准技术内容对比分析

对于消费者外行和初入行的人士来说，很难分清粉体硅藻泥装饰壁材和干粉型内墙涂料以及内墙腻子产品有什么区别。从产品外观来说有时的确很难分清，但从使用性、功能性和环保性等方面是有很大差别的，施工时和使用过程中虽感受不同；但在前期购买时的辨别就要依据不同标准指标了。硅藻泥、无机干粉涂料和内墙腻子三种产品的具体指标分别依据JC/T2177标准、《建筑用水基无机干粉室内装饰材料》（JC/T2083-2011）和《建筑室内用腻子》（JG/T298-2010）三个标准进行对比分析得到：

（1）硅藻泥装饰壁材具有健康功能性。硅藻泥有别于干粉涂料和腻子的最大特点就是其具有调湿性能、甲醛净化性能和防霉性能。其调湿性能依据《建筑用调湿功能内饰材料》（JC/T2082-2011）标准中的规定，是涂层厚度在2mm左右的产品调湿性能指标；其净化性能依据《室内空气净化功能涂覆材料净化性能》（JC/T1074-2008）标准中的规定，达到净化治理型产品的净化甲醛性能指标。硅藻泥产品总体健康功能性指标达到同类功能性产品指标要求的上线。

（2）硅藻泥装饰壁材自身环保性优于其他产品。对硅藻泥的有害物质限量规定是各项性能均小于检出限值，远低于干粉涂料和腻子依据的GB18582标准指标要求。从标准中对硅藻泥装饰壁材的定义看，它是“以无机胶凝物质为主要粘结材料，硅藻材料为主要功能性填料，配制的干粉状内墙装饰涂覆材料”，不同于干粉涂料和腻子采用胶粉及化学助剂的配方，因此可以做到VOC等有害物质低于检出限值。 

（3）硅藻泥装饰壁材的使用性能技术要求高于其他产品。从表1中1-14项物理性能指标看，JC/T2177的技术要求高于其他两个产品的指标，粘结强度指标高于干粉涂料，与腻子中耐水型腻子一致，而初期干燥抗裂性和耐碱性都优于腻子指标，另外还规定了耐温湿性能和硅藻材料成份两项指标，都是另外两个标准中没有规定的。

总体分析，JC/T2177标准中规定的一般技术要求、功能性技术要求以及有害物质限量要求技术指标综合后要求很高，产品要全部达到这些要求是必须要有充分的配方研究，具有一定的技术门槛。

2、《硅藻泥装饰壁材》标准中“硅藻材料成份”与“耐温湿性能”两项技术项目的确定

硅藻泥在常规物理性能中有别于干粉涂料和腻子的两项技术项目是“硅藻材料成份”与“耐温湿性能”。“硅藻材料成份”强调突出产品以硅藻材料为主要功能材料，产品的多项功能性也是硅藻材料所体现出的特性；“耐温湿性能”强调产品在使用过程中，因其具有很好的吸附性，涂层会受到温湿改变的影响，当涂层内湿度反复变化时是否会影响涂层的使用寿命，则用耐温湿性能指标来评价。

（1）“硅藻材料成份”测试方法及技术指标确定

硅藻壁材产品因组分中含有一定量的对功能性有贡献的硅藻土，但是从产品外观看不能辨别是否含有硅藻土，因此硅藻壁材的标准中应规定硅藻成分。但是，硅藻泥产品的功能性并不与硅藻土的含量成正比，是一个整体配方优化设计的体现，定量没有实际意义。

用什么方法测试含有大量混合物的硅藻壁材中硅藻成分，没有现成可靠方法，也无标准参考。

XRD物相分析适用于矿物的半定量分析；化学法可以分析各种成分的具体含量，但用于硅藻泥产品分析时，由于其他组分也含有氧化硅成分，成分复杂造成的测试误差大可靠性非常差。

第一、硅藻的成分为无定型SiO2，部分硅藻土经高温煅烧后会发生晶变生成方晶石。XRD物相分析法是将组分中去除有机物后，非晶物质以及方晶石的含量归为最终硅藻含量的测试结果。由于一些硅藻泥产品中掺加白水泥、灰钙等材料，其中的非晶物质和钙矾石等物质均对测试结果产生较大的影响，导致测试结果不准确，误差较大。

第二、化学法主要为碱熔融法，利用化学试剂与硅藻土发生反应，经过分离、称量处理后，计算得出SiO2的含量，同样硅藻泥配方中存在大量的其他非硅藻土添加带来的硅酸盐矿物，不可能区分。

以上所述几种定量分析方法本工作组都进行了大量试验，数据离散性大不具有准确测试的可靠性，而硅藻泥的环境功能性指标不一定和硅藻土的含量成正相关性相关，应和硅藻土的种类、处理方式，硅藻泥的配方设计等相关，将硅藻的定量指标更改为定性指标更为科学合理。

《硅藻泥装饰壁材标准》在大量实验的研究基础上，考虑到现有技术现状和产品的实际情况，最终确定的硅藻成分评判方法采用显微镜观察和XRD分析结合的方式。

具体方法是：将混合均匀的检测样品10倍稀释，搅拌均匀，取混合液滴加至载玻片上，在1000倍显微镜下进行形貌观察，若5滴混合液中至少4滴可观测到硅藻形貌，则判定该样品含有硅藻成份。市场上与有部分硅藻泥产品添加的硅藻为日本的硅藻岩，其在显微镜下无法观测到单独的硅藻形貌，考虑到这种情况，测试方法中将XRD分析与显微形貌观察结合，若5滴混合液中均无硅藻形貌，且其它各项性能要求均达到标准指标要求，则可进行XRD物相分析测试。首先要将样品在450℃高温烘烤3h，去掉其中的有机组份，即除硅藻外的非晶质成份，然后进行XRD衍射实验，要求非晶质的含量不得低于15%。

新方法的建立为推动硅藻泥行业的健康发展提供了科学与可靠的依据。

（2）“耐温湿性能”测试方法及技术指标确定

硅藻泥的涂层中存在多孔道结构，在使用过程中需不断进行吸湿放湿循环，同时环境温度的改变也会对孔道结构产生影响，从而对涂层的寿命产生影响。因此，本标准制定中引入了耐温湿性能这一技术指标，目的是考察硅藻泥产品经受温度以及相对湿度的多次变化后，是否影响其性能及使用寿命。本标准制定过程中查阅了大量的国内外相关标准，目前国内现行标准中还没有专门针对这一指标规定的测试方法，日本的工业标准JISA1437-1992中规定了两种建筑用内装墙体材料的耐湿性试验方法，且两种方法均采用5个循环的测试周期。本标准制定中根据已有测试设备条件以及方法可操作性，参照了日本工业标准中的常温低湿过程与高温高湿过程的循环测试方法，在测试时间的选择上，针对仪器设备的性能及实际应用效果，选择每个过程保持12小时，每个循环24小时，共需5个循环。

3、《水性液态内墙硅藻涂料》行业标准技术内容对比分析

水性硅藻液态内墙涂料兼具了乳胶涂料与硅藻泥的部分优点，是介于二者之间的一种新型装饰材料。该产品在乳胶涂料的基础上添加了硅藻土等功能填料，有效解决普通乳胶涂料因致密性所产生的不可呼吸、高湿环境中易结露滋生霉菌、长期干燥环境中易开裂脱落等问题，而对于粉体硅藻泥又具有膜层光滑、易打理、施工便利等优势。目前《水性液态内墙硅藻涂料》标准制定已基本完成，进入征求意见阶段，计划10月份审议。现将征求意见稿提出的技术内容与现有乳胶漆《合成树脂乳液内墙涂料》（GB/T9756-2009）技术指标进行对比，分析得到：

（1）水性液态硅藻涂料对比乳胶涂料具有透气性好和防结露等功能性优势。水性液态内墙硅藻涂料区别于普通乳胶涂料的最大特点是具有透气性，可避免因涂膜的致密导致涂膜龟裂脱落。标准依据《外墙涂料水蒸气透过率的测定及分级》（JG/T309-2011）的规定采用湿杯法测试计算涂层的透气性。水性液态内墙硅藻涂料的另一大特点是具有防结露性能。标准将防结露性能作为产品的特有指标，测试方法在《涂料的防结露性能测试方法》（HG/T4560-2013）中有详细的规定。本标准对75%RH（状态I）、95%RH（状态II）两种测试条件进行了验证实验分析，状态I测试条件下，验证样品具有明显的防结露性能。

（2）水性液态硅藻涂料自身环保性优于乳胶漆产品。对水性液态硅藻涂料的有害物质限量规定是基于系列实验验证数据基础上确定的指标，各项性能均远低于乳胶漆依据的GB18582标准指标要求。虽然一些乳胶漆有害物质含量也能做的很低，但乳胶漆厂家、产品众多，不能大部分实现低有害物质含量。水性液态硅藻涂料的优势是环保性好，因此从产品发展之初就对其有害物质限量进行严格规定，让厂家通过技术达到并保证严格的环保性。

（3）水性液态硅藻涂料的使用性能区别于乳胶漆。从表2中1-9项物理性能指标看，水性液态硅藻涂料的指标与乳胶漆的不尽相同，乳胶漆强调其耐擦洗性能，而水性液态硅藻涂料强调其耐温湿性能，实现很好的耐温湿性和透气性，避免因涂层内的水分积聚而出现鼓泡、脱落等问题。

《水性液态内墙硅藻涂料》标准的制定出台将对这种新型硅藻涂装材料的发展有很好的促进作用，产品要达到标准规定的全部指标要求必须在技术配方上做好充分的研究工作。

4、硅藻新材料标准化建设情况

《硅藻泥装饰壁材》（JC/T2177-2013）和已进入审议流程的《水性液态内墙硅藻涂料》行业标准能够在两年内从立项到制定出台，这么快的速度得益于前期很多健康功能性产品标准和测试方法标准的制定。中国建筑材料科学研究总院对建材的健康功能性及测试技术方面做了长期大量的研究工作，先后制定了《抗菌涂料》（HG/T3950-2007）、《室内空气净化功能涂覆材料净化性能》（JC/T1074-2008）、《建筑材料吸放湿性能测试方法》(JC/T2002-2009)、《建筑用调湿功能内饰材料》（JC/T2082-2011）、《建筑用水基无机干粉室内装饰材料》（JC/T 2083-2011）、《涂料的防结露性能测试方法》（HG/T4560-2013）等标准，为硅藻新材料标准建设奠定了很好的基础。

在这两个产品标准陆续制定出台的同时，行业产品在发展过程中发现硅藻泥装饰壁材在实际应用过程中施工技术对产品的最终使用性能、环保功能性的发挥等都有非常大的影响，目前没有关于硅藻泥施工规范国家或行业标准出台，国家标准立项存在周期，已有的个别协会标准在技术上存在欠科学性等问题。因此2015年总院在中国建筑装饰协会立项《硅藻泥装饰壁材施工及验收规范》中装协团体标准，计划今年年底完成。此标准的制定将对硅藻泥产品后续施工应用有很好的指导和保证，对硅藻泥在全国建筑装饰行业的推广有很好的促进作用，对硅藻泥行业的规范和规模发展有重要意义。

在研立项的还有《硅藻泥装饰壁材》标准修订。此标准出台在2013年，制定是在2011-2012年，而随着行业的发展，实践发现，所用胶凝       材料和施工厚度不同会影响产品质量、影响消费者利益，已出台的标准受当时行业产品状况影响没有细分产品种类和厚度，相应的技术指标也没有细分。实际市场上，不同类型不同厚度的硅藻泥产品，表现出来的环境功能性有差异，应该给出不同的技术指标以便消费者的准确评判和选择。这正是以负责任的态度对待硅藻泥行业，通过标准的细化让市场更有秩序。另外随着一些测试方法新标准的出台，标准中规定的环境性指标相应的测试方法应更新，比如《调湿建筑材料的调湿性能测试方法》已升级为国标，且与新的ISO相应标准接轨在关键的测试周期方面与老标准有不同，若更新采用新的测试方法，需进行新的实验验证以确定新方法下的技术指标。硅藻泥的环境健康指标还有一项是防结露性能，但在做2013版标准时“建筑材料防结露性能测试方法”行标还未出台，国内外没有适合的标准方法可参照进行实验，因此2013版标准中未将硅藻泥的防结露性能列上。现在《建筑材料防结露性能测试方法》（HG/T4560-2013）已实施，本次修订也要加上此性能。

继完成的和正在立项制定的标准之后，随着多种硅藻新材料产品的出现，以及对一些关键原材料的规范，都需要陆续制定出台相应的标准。标准是企业为社会提供产品和服务的质量保证，是规范市场竞争行为的准则，是引领行业技术创新发展的动力。在如今要加快向“资源节约型”、“环境友好型”的经济发展方式转变过程中，标准化工作比以往更为重要，标准的“引领”、“规范”作用更需加强。希望以标准为依据，努力打造硅藻泥行业从朝阳行业发展成阳光行业。让更多更好的健康环保硅藻新材料产品造福社会。