聚氨酯喷涂天花保温材料施工简析

李后福 牛鹏飞 程金荣 中国建筑第八工程局有限公司总承包公司

1 工程概况

阿尔及尔新机场航站楼项目为一栋单体5 层框筒结构航站楼，总建筑面196000m2，其中地下部分1层，设有一夹层，建筑面积41000m2，地上部分建筑面积155000m2。根据工程设计要求，非封闭室外区域吊顶使用聚氨酯喷涂防水保温层，利用其优良保温性能，保证吊顶上方室内温度稳定。

2 聚氨酯性能

聚氨酯属于高分子合成材料，其结构有无数个微小的封闭泡孔，这种新型材料，不仅隔热保温而且还防水。聚氨酯的组成包括异氰酸酯和聚醚多元醇两组液体原料，基于多种助剂如抗老剂、阻燃剂、发泡剂以及改性剂等作用下，利用设备实施多重液体的混合，进而产生热反应出现雾化，形成硬泡体化合物，这种物质的闭孔率要高于95%，能够很好地阻碍水蒸气渗透，具有一定的不透水性，在建筑业中得到了广泛应用，主要用于仓库、宾馆以及一些高层住宅。

主要技术指标：密度≥30kg/m³；热导率≤0.023W/（m·K）；抗压强度≥0.1MPa；闭孔率≥90%；吸水率≤4%；尺寸稳定性：在70℃±1℃温度下照射48h 后，尺寸变化率≤5%。其主要特点如下。

（1）防水性能好。聚氨酯具有95%以上闭孔率与连续致密表皮的互联壁高强度蜂窝结构，能够阻碍水蒸气的渗透，不透水性相对较强，采用了一种现场喷涂技术，能控制吸水率在1%以下，其不透水层能够在建筑屋面以连续性、完整性构成，大大降低了水沿缝隙渗入的概率。不仅如此，其还与基层有十分牢固的粘连，粘连性较强，能够防止水沿层间渗入，不会脱离基层，已远远超出泡沫体的撕裂强度。

（2）保温性能高。聚氨酯具备封闭的非连通孔隙，其结构密度较强，有导热系统较低的发泡剂气体封闭在微孔中，对流作用的影响微乎其微，导热系数明显低于0.022W/（m·K），可以阻断热桥，形成的连续保温层大幅度保障了墙体与保温材料间产生的作用。不但节能效果突出，而且保温隔热性能良好。

（3）粘结性能强。聚氨酯能够很好地粘结纤维、玻璃、砖石、混凝土以及金属等基面，其中在粘结砖与混凝土时能够达到240kPa 的强度，抗风效果较好，作为屋面防水保温层十分理想。

（4）有十分显著的耐化学腐蚀性。基于低浓度盐、碱以及酸等溶液下或者汽油、苯等一般溶剂中，聚氨酯的化学性能较为稳定，通常不会出现腐烂或者霉变的情况。

（5）强度高。在原料、配方、结构及成型工艺等因素相对不变时，密度决定强度，聚氨酯有高于300kPa的抗压强度以及超过55kg/m³的密度，且其抗拉强度不低于500kPa，可见其抗冲击效果较优。

（6）耐候性与防火性较强。聚氨酯在-50℃的低温下，体积收缩率要明显低于1%，不会变脆和开裂；基于120℃前提下，体积与强度变化不突出；在150℃高温时，并未出现降解情况。聚氨酯遇火不会熔化滴落，因为在燃烧时，聚氨酯会形成焦化保护层，其作用就是对燃烧蔓延予以限制。

（7）有较高的断裂延伸率。通过一定的改性处理，聚氨酯延伸率可达13%以上，能克服建筑受环境温差大以及基础不均匀沉降影响后，导致的防水保温层断裂情况。

（8）易施工。聚氨酯可现场喷涂，一次成型，操作方便、快捷；施工速度较快，材料固化十分迅速。

（9）环保。聚氨酯在使用中不会污染周围环境，其并未涉及有害挥发物质，不仅耐蚀性能较好，且化学性较为稳定，能够做到不分解、不霉变。

3 施工准备

3.1 基层条件

基层表面要做到清扫干净，避免油污现象的存在，保持干燥、牢固以及平整。在喷涂聚氨酯保温层前就要进行预埋件、吊顶设备以及管道等安装工作。在喷涂聚氨酯保温层后，要防止凿孔打洞现象。但如果无法避免且已发生这种情况后，需要找到专业的施工队伍对聚氨酯实施修补。

3.2 天气条件

施工场地温度应尽可能保持10℃以上，若低于此温度应采取可行的措施。为了降低施工的固化时间，提升作业效率，不对工程质量造成影响，还要严控空气温度在80%以上。风力不要高于三级，这样才不会导致聚氨酯泡沫受风力影响而出现四处飞扬的现象，以至于影响喷涂效果和施工环境，使得聚氨酯喷涂表面作业出现一种波纹。施工时还要避免在雪天或者雨天进行，从而保证施工作业质量。

3.3 材料机具准备

材料包括：密封桶装A 组分（聚醚多元醇）与B 组分（异氰酸酯），管道密封保护油；如图1 所示，机具主要涉及移动式发泡机、空压机、防护面具和工作服、移动施工平台等。在完成施工作业时，要对管路、泵体以及机具喷头进行立刻清洗。

图1 机具组成

4 施工工艺

（1）工艺流程：施工准备-基层验收-喷涂聚氨酯-检查验收-成品保护。

（2）基层验收：基层表面应平整，同时要求基层干净、干燥，不得有浮灰、油污和灰尘等，因聚氨酯中的异氰酸酯遇水生成含脲的脆性物质，严重影响聚氨酯体与基层的粘结性能，故要求基层必须干燥（含水率小于9%）。

（3）试喷：正式喷涂作业前应先试喷，试喷时应先启动空压机，打开压缩空气开关，打开喷涂机内循环开关，保持内循环状态5min以上，以保证管道内部无空气，循环正常。同时打开喷涂机加热开关，温度达标后再切换到喷涂模式，开始试喷。待喷出的料液正常后再开始正式喷涂施工。

（4）喷涂

1）喷涂作业时，应先通压缩空气，再启动物料泵，开始时的物料应放弃，待料液配比正常后方可正式喷涂。

2）喷枪倾斜角度应保持在80°～60°，喷枪头距作业面的距离不大于500mm，喷枪的移动速度应均匀，移动方向一致。开始喷涂第一层，保证发泡厚度0.5cm～1cm。

3）60s 后，待第一层喷涂完全发泡，沿垂直方向喷涂第二层。第三、四层同理，直到达到目标厚度。

4）在喷涂作业期间需要对发泡质量予以及时检查，有问题出现要马上停机，并探究问题原因，只有解决故障才能再开展工作。当喷涂作业暂停后，首先要将物料泵进行停止，只有全部吹净喷枪中的物料，方可停压缩空气。

5）完成喷涂工作半小时内，聚氨酯区域严禁其他施工。

6）在顺利完成清洗发泡设备喷涂后，要停止送料，将物科泵关闭，将料管中存在的物料用压缩空气吹出，并在丙酮溶剂中放入卸下的喷枪零件，浸泡一定时间，并彻底清洗干净。如果还需要继续使用，时间在24h内，可以不清洗料泵与料桶，但是要保证泵内与外部空气属于隔绝状态。

5 注意要点

（1）保证A，B 组分1∶1 混合，如比例不均，轻则浪费材料，重则损坏机器，影响施工进度。喷涂机上有压力表，在试喷时需要将压力调平。如无法调平，一般为回路中有空气导致，将物料开关单独开启，出料2min 左右即可解决。正式喷涂时定时关注压力示数，如有较大压力差，需及时停机，检查故障。一般为接口处漏气导致，找到漏气点，拧紧螺丝，使用密封油等措施即可解决。

（2）由于向上喷涂，物料可能堵塞出料口，若出现液面不均匀情况，立即停止喷涂，使用透针清洁出料口。

（3）保证喷枪倾斜角度80°～60°，喷枪头距作业面的距离不大于500mm。以保证出料锥形面近端与远端料液密度接近。切勿倾角过小，导致发泡厚度不均匀。

（4）喷枪移动速率与单层发泡厚度挂钩，喷涂后每层泡沫的表面可形成硬皮（结皮），有效提升阻止水汽的渗透效果。但喷涂层数过多，导致材料损耗增加，工效降低。合理的发泡厚度为（1cm～0.5cm）/层。

（5）每24h 需要清洁喷枪一次，使用二甲苯或丁酮清洗残留材料，之后使用密封油保护。

（6）由于风力与操作等因素，会导致聚氨酯污染其他部位，需要提前保护。

（7）天花施工聚氨酯小液滴会由于重力作用飘落，施工区域人员需要佩戴防护眼镜及防护服。非施工人员禁止入内。

（8）额定无损消耗量为：0.45kg/（cm·m2），由于管线、桥架、吊筋、飘落、压力不平和等其他因素，会导致物料消耗增多。试喷一块区域后，需要及时计算实际消耗量，掌握物资采购节奏。

（9）B组分（异氰酸酯）保质期一般为出厂后12个月左右，A 组分（聚醚多元醇）保质期为6 个月，过期产品会逐渐变质，导致桶体肿胀。使用后会损坏喷涂设备。禁止使用过期材料进行施工，材料到位后应在保质期内全部使用完毕。

（10）喷涂机定期检查，一般为3d～5d，检查包括：清洁滤网，更换干燥剂，拧紧接口，检查电路，清洁表面等。喷涂机胶圈、滤网等配件为消耗品，需要提前准备以便及时更换。

（11）B组分（异氰酸酯）遇水自动乳化，更换料桶时需要尽快操作，避免与空气中水分接触，并使用密封油密封物料泵与料桶接口。喷涂机上干燥剂（TSL 油），作用为吸收水分，溶解乳化后的反应产物。需要定期检查，如变色，需要及时更换。

（12）如涉及高空作业，需要配备安装措施，如安全绳，护栏等。

（13）全部施工结束后，若机具长时间不使用（2 个月以上），需要使用惰性防护油进行保护。方法是：管道内物料喷净后，将两个物料泵插入防护油中，开启内循环，5min 后切换喷涂模式喷涂，待喷枪中连续喷出防护油后停止。之后卸下喷枪，清洗后妥善保存。等待下次启用。

6 结束语

综上所述，聚氨酯具有施工周期短、施工便捷、断裂延伸率高、粘结性好、防水性能强以及隔热好等优点，已被广泛应用在我国各大建筑中，例如高层住宅、机场、宾馆、厂房等。保温效果好，造价相对较低，对建筑节能起到良好作用。缺点是施工易污染其他区域，施工机具维护复杂、施工天气要求严格等，但仍不失为一种经济高效的外墙、天花保温处理方式。