硬质聚氨酯泡沫塑料在建筑中的应用

胡蓓蓓

【摘要】本文介绍硬质聚氨酯泡沫塑料的特性，并详细介绍了硬质聚氨酯泡沫塑料在建筑中的应用。

【关键词】硬质聚氨酯泡沫塑料建筑应用

中图分类号：O434文献标识码： A

一、前言

硬质聚氨酯泡沫塑料是现代建筑外墙保温体系走向高性能物质，在本文我们了解硬质聚氨酯泡沫塑料的技术指标，硬质聚氨酯泡沫材料的特点，并详细介绍了硬质聚氨酯泡沫塑料在现在建筑中的应用。

二、硬质聚氨酯泡沫塑料的技术指标

硬质聚氨酯泡沫塑料是以异氰酸酯( MDI)和多元醇( polyol) 两组份液体为主要原料, 在发泡剂、催化剂、改性剂、阻燃剂、抗老化剂等多种助剂的作用下, 通过专用设备按照特定比例均匀混合、高压喷涂、现场无氟发泡形成的高分子聚合物新型防水保温材料。声学性能，化学性能和电学性能，其导热率仅为聚苯乙烯泡沫塑料,且具有足够的强度和粘结性能，是优良的隔热材料，再之硬质聚氨酯泡沫塑料的施工成型极为方便，价格亦便宜，它拥有连续致密的表层及闭孔率高达 95%以上的互联壁高强度蜂窝结构, 是集防水、保温、隔热、隔声、防腐等多种功能于一体的新型节能材料。硬质聚氨酯泡沫塑料在欧美发达国家已经使用三十多年, 应用相当普及,我国建设部也非常重视硬质聚氨酯泡沫塑料在建筑节能领域的应用, 为此专门成立了建设部聚氨酯建筑节能应用推广工作组。2005 年 10 月 10 日建设部在北京召开了“聚氨酯墙体节能应用技术国际交流会”。

我国2002 年各类聚氨酯制品产量总计为135万吨左右，硬质聚氨酯泡沫塑料消耗量大约为26万吨按IAL报告估计30万吨，用于建筑和工程保温估计占30%，也就是不超过10万吨硬质聚氨酯泡沫塑料，占整个中国聚氨酯产品市场的7%。而国外发达国家如美国硬质聚氨酯泡沫塑料在建筑工业上的应用占55%，制冷设备占17.6%，工业绝热设备占9.6%，包装和运输业分别占7.6% 和5.2%，因此国内建筑领域市场还有待进一步开发。在建筑领域，设计建筑时必须考虑绝热保温、提高能源效率和降低能耗等问题。硬质聚氨酯泡沫塑料不仅具有质轻、比强度大、隔音、隔潮、耐腐蚀和防渗漏等性能，同时还具有良好的粘接性和加工性能，可现场施工，又可预制成构件组装，满足建筑物轻量化、降低造价节能等要求。因此，硬质聚氨酯泡沫塑料可作为墙体、屋面和地板等结构的建筑材料，广泛应用于工业及民用建筑、商业建筑和冷库等。

三、硬质聚氨酯泡沫材料的特点

1、导热系数低

保温隔热效果好硬质聚氨酯发泡时闭孔率高，在同样保温效果下，保温层厚约相当于 2.Z 的一半，在目前所有保温材料中导热系数最低，热工性能优越。

2、粘结性能

硬质聚氨酯泡沫直接喷涂于墙体，通过喷枪形成混合物发泡成型，液体物料具有渗透性、流动性，可进入到墙面基层空隙中发泡，与基层牢固地粘合并起到密封空隙的作用防水性能好。

3、硬质聚氨酯泡沫吸水率

抗水蒸气渗透性好，是结构致密的微孔泡沫材料，不易透水，施工连续，整体性能好，因此防水效果好，且不会因吸潮而增大导热系数，防水性能可靠，密度低硬质聚氨酯泡沫塑料中有大量气泡存在，为非发泡塑料的几分之一至几十分之一减震性好$硬质聚氨酯泡沫塑料在受到冲击载荷时，泡孔中的气住受载荷作用而压缩，外力消失而回弹，这种压缩回弹会消耗掉冲击载荷能量隔音效果好$硬质聚氨酯泡沫塑料隔音效果是通过吸收声波能量，使声波不能反射传递而达到的现场喷涂或浇筑施工，整体性好硬质聚氨酯泡沫采用喷涂或浇筑施工，施工具有连续性，独特的施工技术使整个保温层无接缝，具有整体性，墙体形成无接缝连续壳体，有利于整体的保温效果和防水性能。

四、建筑工业中开发应用

1、建筑物屋顶保温

（1）坡屋顶

如今人们把坡屋顶空间也作为居住空间，坡屋顶的保温也就显得越来越重要。坡屋顶保温技术一般是在屋椽上方铺设硬质聚氨酯泡沫塑料板材来阻断热桥，同时可提高屋顶结构的不透风性和隔声效果。目前国内对坡屋顶保温措施还未开展，大部分城市房屋的平屋顶改坡屋顶主要是解决美观问题，其次有一定的隔热作用。

（2）平屋顶

国内目前现有的房屋大多采用平屋顶结构，屋顶长期的温度波动范围为30—90oC，因此采用何种绝热材料变得尤为重要。在铺设平屋顶时，屋面材料的热稳定性是主要因素。硬质聚氨酯泡沫塑料可满足上述要求，能承受阳光长期照射在平屋顶密封层的深色表面所产生的高温，且具有长期的耐老化性。

①温方式:日本普遍采用铺设硬质聚氨酯泡沫塑料板材，欧美普遍采用现场喷涂发泡方式，目前国内对屋顶保温也采用现场喷涂发泡方式。

②喷涂发泡法:由于近20年来发展起来的硬质聚氨酯泡沫采用喷涂工艺施工取得了较好效果。硬质聚氨酯泡沫喷涂工艺是双组分反应物料借助高压空气的作用，将反应物料输送至喷枪，被压缩空气雾化喷射到施工物件表面进行发泡成型技术。硬质聚氨酯泡沫喷涂的屋顶层既可作保温层同时也可作防水层。采用喷涂发泡机可以大面积施工，喷涂泡沫与建筑物建材基层形成一体，不易发生脱层，无拼接缝，从而可避免屋面渗漏。

③屋顶施工:通常在干净干燥的屋面基层上直接喷涂一层30}50mm厚的硬质聚氨酯泡沫材料，再加一层保护层(免受阳光直接照射和外界风化作用;提高屋面刚性强度，硬质聚氨酯泡沫免受机械损伤)。国外采用抗紫外线老化有机涂覆层，国内多采用钢丝网增强水泥砂浆方法。

④现场喷涂硬质聚氨酯泡沫主要性能如下:

项目指标

密度/（kg.m³） ≥35

导热系数/w.（m.k） ≤0.024

抗压强度/Kpa ≥150

拉伸强度/Mpa≥0.1

吸水率/％≤4

尺寸稳定性/％≤2

阻燃性（氧指数）O2％≥26

2、墙体中的应用

传统房屋墙体采用370mm厚的载土砖砌筑而成，由于砖墙的传热系数大，因此能耗相应加大，所以从节能角度考虑这是我们要给予重视并解决的问题。目前使用硬质聚氨酯泡沫塑料作为墙体保温有以下几种办法解决。

（1）金属面夹芯板材作墙体

硬质聚氨酯泡沫金属面夹芯板材作为墙体，其结构强度高、绝热性好、阻燃性好、使用寿命长，目前广泛用于厂房和冷库等的施工建设中。

（2）内外墙之间砌筑夹填浇注硬质聚氨酯泡沫法

把硬质聚氨酯泡沫的反应混合料浇注填入内外墙之间空腔内，物料在腔内发泡，泡沫与墙体结合形成一体。

（3）喷涂聚氨酯硬质泡沫法

喷涂泡沫施工:外墙采用370mm厚载土砖砌筑，堵好墙面洞口，扫净墙面浮灰;喷涂20mm厚的硬质聚氨酯泡沫用打点挂线法进行控制，12h后打磨找平，即可进行20mm厚水泥砂浆涂抹等其他装修施工。

3、窗户保温

建筑物的能量有1/3是从窗户损失，不仅通过窗玻璃，且通过导热的窗框。但是，通过对窗框结构进行妥善合理的设计，可以使能量损失减少到最低限度。采用硬质聚氨醋泡沫塑料窗框芯的窗户，保温性能可达传统木框窗的2倍。若将北向、西向的窗户改为单框双玻璃，周边外墙直接喷涂30 mm厚硬质聚氨醋泡沫绝热层，经这样处理建筑物能源效率可从原来2. 4-2. 9提高到5. 8-6.0。

4、地面保温

在室内地面保温时，相对较薄的硬质聚氨酯泡沫塑料保温层即可满足要求，无论是地面上进行保温，还是在楼板下铺设保温层，都特别有用。一般地面保温层只需20-40mm厚的硬质聚氨酯泡沫塑料板块就足够;如果要敷设地面采暖管线，则可采用经特殊发泡或钻孔的板材。硬质聚氨酯泡沫塑料在长期压力荷载下仍能保持较好的稳定性，当地面采暖、温度升到4 0 oC时也能保持相同的稳定性。

四、结束语

综上所述，聚氨酯泡沫塑料是公认的最佳节能保温材料，已广泛应用于建筑工程中。实践证明,硬质聚氨酯泡沫塑料是值得推广应用的一种屋面防水保温材料。

参考文献:

[1]QB/T3806- 1999,建筑物隔热用硬质聚氨酯泡沫塑料[S].

[2]国家建筑标准设计图集06J121- 3，外墙外保温建筑构(三)[S].

[3]JGJ144- 2004，外墙外保温工程技术规程[S].