新型聚氨酯墙体材料开发浅见.pdf

7 8 第十次聚氨酯泡沫塑料生产、科研、技术交流会论文集新型聚氨酯墙体材料开发浅见吴存雷(上海市合成树脂研究所2 0 0 2 3 5)摘要：对新型节能墙体的性能做了简要的归纳提出了喷涂跑问保温聚氨酯硬泡在节能墙体开发中的优势。同时指出在新版的G B 8 6 2 4 标准下所面临的挑战。关键词：新型墙体；聚氨酯硬泡；外喷硬泡聚氨酯；聚苯乙烯泡沫；挤塑式聚苯乙烯聚氨酯作为墙体建材使用的历史较早。早在2 0 世纪6 0 年代初，英国就开始将聚氨酯泡沫夹心板用于建筑物的保温和密封。在2 0 世纪8 0 年代初，聚氨酯改性密封胶开始在门窗玻璃等方面的密封获得大量的应用。据1 9 9 6 年的一份统计数据美国建筑用聚氨酯硬泡(P U R F)达2 8 9 万以。而在我国，聚氨酯硬泡主要用在冰箱柜的冷藏保温，而在建材行业的应用还刚处于起步阶段，在北方，主要是用于蒸汽管道的保温。在南方，主要用于冷库的建设，在我国的甘肃、辽宁和山东，聚氨酯硬泡(P U R F)用于建筑物的保温已有了一些基础，但在华东地区，还缺乏这方面的实践经验。在2 0 0 1 年，国家建设部发布了夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准，提出了在长江以南地区(如上海)的居住建筑也必须采取必要的节能设计，上海市建筑和管理委员会依照上述行业标准和上海的国际化大都市定位重点发展适应建筑功能改善和节能要求的新型墙体材料在2 0 0 3 和2 0 0 5 年住宅商品房面积已分别达3 2 0 万m：和1 6 0 0 万m 2。规划在”十一五”末期，非粘土类新型墙材占墙材总产量比例达到9 6，新型墙材使用比例达到9 8 以上。新建公共建筑节能全面实现5 0 的目标，新建住宅建筑从5 0 的节能过渡到6 5 的节能目标水平。2 0 0 6 年8 月，国家标准化管理委员会批准发布了公共场所阻燃制品及组件燃烧性能要求和标识(G B 2 0 2 8 6)及建筑材料及制品燃烧性能分级(G B 8 6 2 4-2 0 0 6)，并于2 0 0 7 年3 月11 3 开始实施。这两个标准都涉及聚氨酯软硬泡和聚苯乙烯发泡产品，因此开发符合上述新的阻燃标准科技含量高、绿色环保的新产品，使整个聚氨酯泡沫制品行业得到提升，摆脱低档次无序竞争的恶性循环稳定地推进住宅产业节能和环保。适时地推进新型安全节能的聚氨酯墙体材料领域具有十分重要的意义。1 墙体的变革与节能表1常见的墙体保温材料第十次聚氨酯泡沫塑料生产、科研、技术交流会论文集7 9 我国墙体材料以实心粘土砖为主的状态还没有根本性改变，尽管利用工业的烧结砖、混凝土空心砌块和板材有一定的发展，但随着政府对建筑物节能政策的落实，各种新型节能的墙体取代传统的墙体已是近在眼前，各类新型保温材料也不断出现。主要有聚苯乙烯泡沫板(E P s)、外贴挤塑式聚苯乙烯板(X P S)、聚氨酯喷涂和板材、酚醛泡沫板等等。(见上表1)现以粘土砖为主体比较的4 类墙体。1 1 单纯粘土砖墙体墙体采用了3 7 0 m m 粘土砖，内处墙分别抹2 0m m 的混合砂浆和水泥砂浆，墙体的总传热系数为1 5 3 0 m W(m 2 K)。1 2 外贴聚苯乙烯泡沫板(简称E P S)墙体采用3 7 0 m m 粘土砖，厚5 0 m m E P S 发泡板(外挂玻璃布或网丝)构成的墙体，内外墙各抹2 0m m 厚的混合砂浆和水泥砂浆，它的传热系数为6 1 0 m W，(m z K)。1 3 外贴挤塑式聚苯乙烯板(简称X P S)墙体采用3 7 0 m m 粘土砖，厚3 3 m mX P S 挤塑板。内外墙各抹2 0 m m 厚的混合砂浆和水泥砂浆，它的传热系数为6 1 0 m W(m 2 K)。1 4 外喷硬泡聚氨酯墙体采用3 7 0 m m 粘土砖，外喷2 0 m m P U R F 泡沫，内外墙处理同传统粘土砖墙，所构成墙体的总传热系数为6 0 0 m W(m 2 K)。上述3 类墙体的特点、成本的比较见表2。表23 类墙体的特点及成本比较注：采用辽宁建材价格一级取费计量。此外，与同样保温节能的X P S、E P S 板贴合墙相比，采用P U R F 喷涂墙体能有效地增加住宅的实面积。并且尤其适合复杂的墙体和屋面。如果采用新型加气混凝土砌块，要达到同样的节能效果，泡沫层的厚度会有所减少。2 喷涂P U R F 墙体的特点2 1 导热系数低密度为3 5 4 0 k g m s 的聚氨酯喷涂硬泡(P U R F)，导热系数为2 3 m W(m K)；X P S 发泡板和E P S发泡板的导热系数分别为2 9m W(m K)和4 1m W(m K)，考虑到施工时存在热桥，X P S 发泡板和实际E P S 板的导热系数分别为3 9m W(m K)和5 l m W(m K)，即要达到同样的节能效果，P U R F 发泡层的厚度将为发泡层厚度的4 5-6 0。2 2 质轻低负荷喷涂P U R F 具有质轻低负荷，成本低，其对比见表3 08 0 第十次聚氨酯泡沫塑料生产、科研、技术交流会论文集表3 喷涂P U R F 与水泥珍珠岩、水泥石保温造价比较如果P U R F 用于屋面的防水保温，不仅施工性好，而且荷载比传统材料减少1 0 0k g m ，毋需传统的隔气层，只需表面保护层。可见，P U 涂喷屋面无论在性能或造价方面有独特优势。2 3 防渗性能突出喷涂聚氨酯硬泡(P U R F)对墙体或屋面基层具有极好的粘结性，同时具有良好的独立结构，具有一定的弹性，能够适应复杂的曲面，从根本上杜绝屋面水沿缝隙漏的可能。其优异防渗性能是许多传统卷材所不能比拟的。2。4 施工简易聚氨酯喷涂硬泡在施工后1 0 3 0 r a i n 后即可走人，2 4 h 后可进行下一工序的操作，由于本身不吸水，施工简单灵活。此外。P U R F 墙体(屋面)还有良好的化学耐性和老化耐性，在保护层的支持下，也有很好的耐紫外光老化性，并且使用寿命在1 5 3 0 年，是传统防水卷材的三倍以上。P U 喷涂墙体性好，特别适宜于高层建筑剪刀墙结构外墙保温。3 喷涂聚氨酯泡沫的基本特性和施工方法P U 喷涂泡沫用于墙体，根据J C T 9 9 8-2 0 0 6 的推荐标准，基本上应满足以下要求：密度(k g C m 3)3 0 4 0(墙体)、5 0-5 5(屋面)压缩强度(M P a)0 2 0延长率()1 0弯曲强度(M P a)0 3 5阻燃等级B 1 B 2闭孔率()9 2不透水性3 0 m i n(O 3M P a 水压)尺寸稳定性()0 2 0施工方法则大致如下：(1)填洞并吹除墙面的污灰(2)喷涂施工，可用打点法控制厚度(3)局部找平(4)喷刷一定厚度的保护层在一般情况下，由4。6 人使用一台发泡机(具运输、发电、空压功能)每天可施工3 0 0 m z 以上。4 社会效益和经济效益4 1 节能保温效果明显在甘肃，采用2 4 0 m m 厚加气泥凝块墙体，外喷2 5 m mP U R F，屋面采用4 5 m mP U R F，在同等条件下，冬天室内温度可提高5-6。C。在一般条件下，可使室内温度在冬天提高3 5。C，在夏天降低3 4，相当于安装一只小空调，可使能耗下降5 0 驼A _ k，对我国这么一个耗能(低效)大国而言，第十次聚氨酯泡沫塑料生产、科研、技术交流会论文集8 1 将产生巨大的社会效益。4 2 经济效益上海市已在浦东白莲泾用发泡E P S 墙体做了试点，采用的是2 4 3 0 m m 厚的E P S 板。若使用聚氨酯硬泡，只要1 0 一1 2m m 厚能达到相应的节能效果，以5 人操作一台发泡机，每天完成3 0 0 m 2，每月工作2 2 天，全年工作量为5 0，每人工资为4 0 0 0 元月(计四金)，5 0 万元设备按5 年静态折旧，物耗暂定为1 0，保护层成本为1 0 元m：计原料费用1 8 1 5 元m 2(外墙)，2 0 7 2 元m 2(屋面)设备的费用2 5 元m 2人工费用6 0 元m 2据笔者估计，通过挖潜，可使成本控制在2 2 2 5 元m：，如果以最低价4 2 元m：计，可产生1 7。2 0 元m 2 的经济效益。如果以2 0 0 5 年的1 6 0 0 万m 2 计，可产生3 亿元的经济效益。每吨硬泡要消耗0 6 t 粗M D I，如果我国建材用量达美国水平，则每年在建筑行的粗M D I 耗量为1 6 万t 以上。我国已经拥有5 0 万tM D I 生产能力，为新型聚氨酯墙体发展的提供了扎实的基础。5 新型聚氨酯墙体所面临的挑战今年公布的建筑材料及制品燃烧性能分级)(G B 8 6 2 4-2 0 0 6)标准，建筑材料的防火性能也从原来的单一耐火性能指标，变成包括燃烧热释放速率、燃烧热释放量、燃烧烟密度以及燃烧产物毒性等多个性能的系列指标。对保温用聚氨酯的技术提出了更高的要求，原有达标的B 1 级(难燃级)聚氨酯喷涂泡沫，泡沫遇到火灾，就会发出大量的毒烟，即使耐火性能很好，在新的标准下，也可能在产烟量和产烟毒性上被标以较低的等级，如C 级。此外，具有良好保温性能的挤塑式聚苯乙烯板(X P S)的出现，在现有的管理势态下，对喷涂聚氨酯泡沫的发展空间有一定的挤压。所以这一切对于新型聚氨酯保温墙体的技术开发提出了严峻的技术挑战。作者简介：吴存雷高级工程师，1 9 8 9 年获化学工程硕士学位。毕业后一直从事聚合物的研究和开发，1 9 9 4 年起主要从事聚氨酯弹性体、泡沫及导电涂料等的研制，现任上海市合成树脂研究所技术发展部主任。新型聚氨酯墙体材料开发浅见新型聚氨酯墙体材料开发浅见作者：吴存雷作者单位：上海市合成树脂研究所200235 本文读者也读过(7条)本文读者也读过(7条)1.沈春林.李芳.苏立荣.杨炳元 聚氨酯防水保温材料的设计与施工会议论文-20062.冯威.王继辉 蒙脱土增强硬质聚氨酯泡沫塑料的制备及力学性能研究会议论文-20083.张瑞英.梁成刚.ZHANG Rui-ying.LIANG Cheng-gang 纳米改性聚氨酯硬泡的制备期刊论文-内蒙古大学学报（自然科学版）2006,37(6)4.王晓鸣.徐强 酚醛改性聚氨酯硬质泡沫的研究会议论文-20045.Shen Zhaoyong.Gu Mingliang.Yang Yiming GMM TOKENIZATION&CONFIDENCE MEASURE BASED CHINESEDIALECT IDENTIFICATION会议论文-20076.Xu Ying A MULTILEVEL K-NEAREST NEIGHBOUR LEARNING ALGORITHM BASED ON K-MEANS CLUSTERING会议论文-20077.赵秀卫.王志明 聚氨酯硬泡用全水聚醚多元醇的合成会议论文-2003 引用本文格式：吴存雷 新型聚氨酯墙体材料开发浅见会议论文 2007