硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料在建筑中的應(yīng)用

胡蓓蓓

【摘要】本文介紹硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料的特性，并詳細介紹了硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料在建筑中的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料建筑應(yīng)用

中圖分類號：O434文獻標識碼： A

一、前言

硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料是現(xiàn)代建筑外墻保溫體系走向高性能物質(zhì)，在本文我們了解硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料的技術(shù)指標，硬質(zhì)聚氨酯泡沫材料的特點，并詳細介紹了硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料在現(xiàn)在建筑中的應(yīng)用。

二、硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料的技術(shù)指標

硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料是以異氰酸酯( MDI)和多元醇( polyol) 兩組份液體為主要原料, 在發(fā)泡劑、催化劑、改性劑、阻燃劑、抗老化劑等多種助劑的作用下, 通過專用設(shè)備按照特定比例均勻混合、高壓噴涂、現(xiàn)場無氟發(fā)泡形成的高分子聚合物新型防水保溫材料。聲學(xué)性能，化學(xué)性能和電學(xué)性能，其導(dǎo)熱率僅為聚苯乙烯泡沫塑料,且具有足夠的強度和粘結(jié)性能，是優(yōu)良的隔熱材料，再之硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料的施工成型極為方便，價格亦便宜，它擁有連續(xù)致密的表層及閉孔率高達 95%以上的互聯(lián)壁高強度蜂窩結(jié)構(gòu), 是集防水、保溫、隔熱、隔聲、防腐等多種功能于一體的新型節(jié)能材料。硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料在歐美發(fā)達國家已經(jīng)使用三十多年, 應(yīng)用相當(dāng)普及,我國建設(shè)部也非常重視硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料在建筑節(jié)能領(lǐng)域的應(yīng)用, 為此專門成立了建設(shè)部聚氨酯建筑節(jié)能應(yīng)用推廣工作組。2005 年 10 月 10 日建設(shè)部在北京召開了“聚氨酯墻體節(jié)能應(yīng)用技術(shù)國際交流會”。

我國2002 年各類聚氨酯制品產(chǎn)量總計為135萬噸左右，硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料消耗量大約為26萬噸按IAL報告估計30萬噸，用于建筑和工程保溫估計占30%，也就是不超過10萬噸硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料，占整個中國聚氨酯產(chǎn)品市場的7%。而國外發(fā)達國家如美國硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料在建筑工業(yè)上的應(yīng)用占55%，制冷設(shè)備占17.6%，工業(yè)絕熱設(shè)備占9.6%，包裝和運輸業(yè)分別占7.6% 和5.2%，因此國內(nèi)建筑領(lǐng)域市場還有待進一步開發(fā)。在建筑領(lǐng)域，設(shè)計建筑時必須考慮絕熱保溫、提高能源效率和降低能耗等問題。硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料不僅具有質(zhì)輕、比強度大、隔音、隔潮、耐腐蝕和防滲漏等性能，同時還具有良好的粘接性和加工性能，可現(xiàn)場施工，又可預(yù)制成構(gòu)件組裝，滿足建筑物輕量化、降低造價節(jié)能等要求。因此，硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料可作為墻體、屋面和地板等結(jié)構(gòu)的建筑材料，廣泛應(yīng)用于工業(yè)及民用建筑、商業(yè)建筑和冷庫等。

三、硬質(zhì)聚氨酯泡沫材料的特點

1、導(dǎo)熱系數(shù)低

保溫隔熱效果好硬質(zhì)聚氨酯發(fā)泡時閉孔率高，在同樣保溫效果下，保溫層厚約相當(dāng)于 2.Z 的一半，在目前所有保溫材料中導(dǎo)熱系數(shù)最低，熱工性能優(yōu)越。

2、粘結(jié)性能

硬質(zhì)聚氨酯泡沫直接噴涂于墻體，通過噴槍形成混合物發(fā)泡成型，液體物料具有滲透性、流動性，可進入到墻面基層空隙中發(fā)泡，與基層牢固地粘合并起到密封空隙的作用防水性能好。

3、硬質(zhì)聚氨酯泡沫吸水率

抗水蒸氣滲透性好，是結(jié)構(gòu)致密的微孔泡沫材料，不易透水，施工連續(xù)，整體性能好，因此防水效果好，且不會因吸潮而增大導(dǎo)熱系數(shù)，防水性能可靠，密度低硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料中有大量氣泡存在，為非發(fā)泡塑料的幾分之一至幾十分之一減震性好$硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料在受到?jīng)_擊載荷時，泡孔中的氣住受載荷作用而壓縮，外力消失而回彈，這種壓縮回彈會消耗掉沖擊載荷能量隔音效果好$硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料隔音效果是通過吸收聲波能量，使聲波不能反射傳遞而達到的現(xiàn)場噴涂或澆筑施工，整體性好硬質(zhì)聚氨酯泡沫采用噴涂或澆筑施工，施工具有連續(xù)性，獨特的施工技術(shù)使整個保溫層無接縫，具有整體性，墻體形成無接縫連續(xù)殼體，有利于整體的保溫效果和防水性能。

四、建筑工業(yè)中開發(fā)應(yīng)用

1、建筑物屋頂保溫

（1）坡屋頂

如今人們把坡屋頂空間也作為居住空間，坡屋頂?shù)谋匾簿惋@得越來越重要。坡屋頂保溫技術(shù)一般是在屋椽上方鋪設(shè)硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料板材來阻斷熱橋，同時可提高屋頂結(jié)構(gòu)的不透風(fēng)性和隔聲效果。目前國內(nèi)對坡屋頂保溫措施還未開展，大部分城市房屋的平屋頂改坡屋頂主要是解決美觀問題，其次有一定的隔熱作用。

（2）平屋頂

國內(nèi)目前現(xiàn)有的房屋大多采用平屋頂結(jié)構(gòu)，屋頂長期的溫度波動范圍為30—90oC，因此采用何種絕熱材料變得尤為重要。在鋪設(shè)平屋頂時，屋面材料的熱穩(wěn)定性是主要因素。硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料可滿足上述要求，能承受陽光長期照射在平屋頂密封層的深色表面所產(chǎn)生的高溫，且具有長期的耐老化性。

①溫方式:日本普遍采用鋪設(shè)硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料板材，歐美普遍采用現(xiàn)場噴涂發(fā)泡方式，目前國內(nèi)對屋頂保溫也采用現(xiàn)場噴涂發(fā)泡方式。

②噴涂發(fā)泡法:由于近20年來發(fā)展起來的硬質(zhì)聚氨酯泡沫采用噴涂工藝施工取得了較好效果。硬質(zhì)聚氨酯泡沫噴涂工藝是雙組分反應(yīng)物料借助高壓空氣的作用，將反應(yīng)物料輸送至噴槍，被壓縮空氣霧化噴射到施工物件表面進行發(fā)泡成型技術(shù)。硬質(zhì)聚氨酯泡沫噴涂的屋頂層既可作保溫層同時也可作防水層。采用噴涂發(fā)泡機可以大面積施工，噴涂泡沫與建筑物建材基層形成一體，不易發(fā)生脫層，無拼接縫，從而可避免屋面滲漏。

③屋頂施工:通常在干凈干燥的屋面基層上直接噴涂一層30}50mm厚的硬質(zhì)聚氨酯泡沫材料，再加一層保護層(免受陽光直接照射和外界風(fēng)化作用;提高屋面剛性強度，硬質(zhì)聚氨酯泡沫免受機械損傷)。國外采用抗紫外線老化有機涂覆層，國內(nèi)多采用鋼絲網(wǎng)增強水泥砂漿方法。

④現(xiàn)場噴涂硬質(zhì)聚氨酯泡沫主要性能如下:

項目指標

密度/（kg.m3） ≥35

導(dǎo)熱系數(shù)/w.（m.k） ≤0.024

抗壓強度/Kpa ≥150

拉伸強度/Mpa≥0.1

吸水率/％≤4

尺寸穩(wěn)定性/％≤2

阻燃性（氧指數(shù)）O2％≥26

2、墻體中的應(yīng)用

傳統(tǒng)房屋墻體采用370mm厚的載土磚砌筑而成，由于磚墻的傳熱系數(shù)大，因此能耗相應(yīng)加大，所以從節(jié)能角度考慮這是我們要給予重視并解決的問題。目前使用硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料作為墻體保溫有以下幾種辦法解決。

（1）金屬面夾芯板材作墻體

硬質(zhì)聚氨酯泡沫金屬面夾芯板材作為墻體，其結(jié)構(gòu)強度高、絕熱性好、阻燃性好、使用壽命長，目前廣泛用于廠房和冷庫等的施工建設(shè)中。

（2）內(nèi)外墻之間砌筑夾填澆注硬質(zhì)聚氨酯泡沫法

把硬質(zhì)聚氨酯泡沫的反應(yīng)混合料澆注填入內(nèi)外墻之間空腔內(nèi)，物料在腔內(nèi)發(fā)泡，泡沫與墻體結(jié)合形成一體。

（3）噴涂聚氨酯硬質(zhì)泡沫法

噴涂泡沫施工:外墻采用370mm厚載土磚砌筑，堵好墻面洞口，掃凈墻面浮灰;噴涂20mm厚的硬質(zhì)聚氨酯泡沫用打點掛線法進行控制，12h后打磨找平，即可進行20mm厚水泥砂漿涂抹等其他裝修施工。

3、窗戶保溫

建筑物的能量有1/3是從窗戶損失，不僅通過窗玻璃，且通過導(dǎo)熱的窗框。但是，通過對窗框結(jié)構(gòu)進行妥善合理的設(shè)計，可以使能量損失減少到最低限度。采用硬質(zhì)聚氨醋泡沫塑料窗框芯的窗戶，保溫性能可達傳統(tǒng)木框窗的2倍。若將北向、西向的窗戶改為單框雙玻璃，周邊外墻直接噴涂30 mm厚硬質(zhì)聚氨醋泡沫絕熱層，經(jīng)這樣處理建筑物能源效率可從原來2. 4-2. 9提高到5. 8-6.0。

4、地面保溫

在室內(nèi)地面保溫時，相對較薄的硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料保溫層即可滿足要求，無論是地面上進行保溫，還是在樓板下鋪設(shè)保溫層，都特別有用。一般地面保溫層只需20-40mm厚的硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料板塊就足夠;如果要敷設(shè)地面采暖管線，則可采用經(jīng)特殊發(fā)泡或鉆孔的板材。硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料在長期壓力荷載下仍能保持較好的穩(wěn)定性，當(dāng)?shù)孛娌膳囟壬? 0 oC時也能保持相同的穩(wěn)定性。

四、結(jié)束語

綜上所述，聚氨酯泡沫塑料是公認的最佳節(jié)能保溫材料，已廣泛應(yīng)用于建筑工程中。實踐證明,硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料是值得推廣應(yīng)用的一種屋面防水保溫材料。

參考文獻:

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[2]國家建筑標準設(shè)計圖集06J121- 3，外墻外保溫建筑構(gòu)(三)[S].

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