目前,全球聚氨酯總產(chǎn)量已超過每年一千萬噸,產(chǎn)能年平均增長率百分之四點四,消耗量年平均增長百分之三點四,中國作為亞洲地區(qū)聚氨酯行業(yè)最大的生產(chǎn)基地和消費市場,聚氨酯產(chǎn)品的消耗增長率約百分之二十左右??梢娫谖磥斫ㄖ?jié)能領域的應用中,聚氨酯硬泡的應用前景相當廣闊。
作為目前保溫節(jié)能市場上的一類最優(yōu)異保溫材料,聚氨酯硬泡產(chǎn)品在建筑節(jié)能保溫上的應用越來越廣泛。有研究表明,聚氨酯類產(chǎn)品在全球建材應用領域中占據(jù)有百分之十五的市場份額,歐美等發(fā)達國家的建筑保溫材料中約有百分之四十九為聚氨酯材料,在我國這一比例尚不足百分之十。
一、聚氨酯硬泡性能分析聚氨酯硬泡超低的導熱系數(shù)
聚氨酯硬泡具有優(yōu)異的熱學性能,它的導熱系數(shù)比空氣的導熱系數(shù)還低,是目前工程上常用的保溫隔熱材料無法與之比擬的。因此,若用聚氨酯硬泡做保溫材料,墻體的保溫層將變薄,建筑物的自重將減輕,房屋的居住面積也將增大。
1、聚氨酯硬泡良好的防火耐溫性能
雖然聚氨酯硬泡是聚合物,但它是熱固性材料,在燃燒中呈現(xiàn)惰性,不會產(chǎn)生熔融的燃燒性火焰滴落物,而是將形成一個焦化的保護層,這一特性有效抑制了熔融導致火勢蔓延的危險。同時,聚氨酯硬泡能夠抵抗飛濺的火星和輻射熱,它還可以阻止氧氣進入板材、或墻體保溫層內(nèi)部與泡沫塑料芯材接觸,因而不會引起芯材的直接燃燒,能夠保證建筑的完整性。同時通過調(diào)整配方,聚氨酯硬泡材料完全可以滿足建筑保溫材料較高的防火性能要求。
聚苯乙烯泡沫是熱塑性材料,在火災發(fā)生時,會首先軟化變形,然后伴隨著燃燒熔化收縮,并會有灼熱的液體滴落或流淌。燃燒到一定程度后,整個保溫結構系統(tǒng)將會倒塌。
2、聚氨酯硬泡與墻體基材優(yōu)良的自黏接性能
聚氨酯硬泡材料與砌塊、磚石等各種材料均能牢固黏結,其黏結強度大于其自身的抗拉強度,能夠很好地抗風壓。作為外墻保溫系統(tǒng)材料,它適用于多種施工工法,施工時,可以充分利用其優(yōu)良的自黏接性能,使得聚氨酯硬泡外保溫飾面系統(tǒng)與外墻面更好地結合,并由此節(jié)省了材料及人工損耗。
3、聚氨酯硬泡優(yōu)良的機械性能和加工性能
聚氨酯硬泡具有優(yōu)良的物理機械性能,它重量輕,具有較高的壓縮強度、剪切強度,它是閉孔率達百分之九十以上的憎水材料,具有卓越的防潮防水、隔音抗震功能;聚氨酯硬泡具有加工多樣性,可以根據(jù)不同的使用方式來選擇現(xiàn)場噴涂、現(xiàn)場澆注、預制板材等不同形式來進行設計、加工;此外,聚氨酯硬泡還具有良好的聲學性能、電學性能和耐弱酸、弱堿等化學物質侵蝕、無毒性、無刺激性以及無生物寄生性。
二、聚氨酯硬泡產(chǎn)品應用的分析
1、對聚氨酯硬泡外墻保溫體系造價的認識
建筑物作為一個耐久性消費品,對于應用外墻保溫體系的成本而言,應該從一個完整的、長期的實用系統(tǒng)來考慮。保溫材料價格只是保溫系統(tǒng)成本的一個部分,還要考慮施工工序的多少、施工程度的難易、施工耗材的消耗程度、工程的耐久性、安全性、居住的舒適性等因素。但從上面的性能來分析,應用聚氨酯硬泡保溫體系后的綜合成本價格是非常適宜的。 2、對聚氨酯硬泡外墻保溫各施工體系優(yōu)劣勢分析
從大的方面講,聚氨酯硬泡外墻保溫施工體系包括現(xiàn)場施工和工廠預制板材兩種典型工藝。現(xiàn)場施工又可分為噴涂、拆模板澆注和免拆模板澆注三種;預制板材根據(jù)施工工藝不同分為連續(xù)板材、模塑板材、大塊泡。聚氨酯硬泡作為一個外墻外保溫體系要進行大規(guī)模推廣應用,應首推預制板材,因為預制板材產(chǎn)品的質量和規(guī)格便于控制,生產(chǎn)和施工不受氣候影響,能夠保證施工工期,對保溫施工人員的聚氨酯硬泡專業(yè)技術知識要求低,施工技能容易獲得。預制板材系統(tǒng)不建議使用大塊泡,因為該系統(tǒng)不僅沒有利用聚氨酯硬泡自身良好的黏接力,而且由于切割成片,增加了開孔,影響保溫效果。
聚氨酯材料的主要優(yōu)勢
隨著世界能源的日益減少和需求日益增長,節(jié)能、減排、環(huán)保已成為全球發(fā)展的趨勢,國家和個地方政府也大力提倡節(jié)能、減排、環(huán)保產(chǎn)品的開發(fā)、應用及產(chǎn)業(yè)化,
建筑業(yè)用聚氨酯硬泡體保溫材料是聚氨酯工業(yè)的一個重要分支,其特點是一材多用,同時具備保溫、防水等功能。該類產(chǎn)品自20世紀60年代在歐洲建筑業(yè)應用以來已有40年歷史,一些國家還通過立法把聚氨酯作為建筑業(yè)指定的保溫防水用材。近年來,隨著我國建筑節(jié)能市場的迅速發(fā)展,聚氨酯硬泡體保溫產(chǎn)品在建筑保溫防水領域得到了廣泛的應用,已成為主導市場的保溫節(jié)能產(chǎn)品之一。
作為建筑保溫防水一體化材料,聚氨酯硬泡打破了傳統(tǒng)建材功能單一——防水的不保溫、保溫的不防水,防水層一旦出現(xiàn)滲漏保溫層隨即失去保溫功能的通病。與其他單功能保溫或防水材料相比,聚氨酯硬泡具有明顯的優(yōu)勢:
1.聚氨酯硬泡具有一材多用的功能,同時具備保溫、防水、隔音、吸振等諸多功能。
2.保溫性能卓越,是目前國內(nèi)所有建材中導熱系數(shù)最低(≤0.024)、熱阻值最高的保溫材料,導熱系數(shù)僅為EPS發(fā)泡聚苯板的一半。
3.聚氨酯硬泡體連續(xù)致密的表皮和近于100%的高強度互聯(lián)壁閉孔,具有理想的不透水性。采用噴涂法施工達到防水保溫層連續(xù)無接縫,形成無縫屋蓋和整體外墻保溫殼體,防水抗?jié)B性能優(yōu)異。
4.超強的自黏性能(無需任何中間黏結材料),與屋面及外墻黏結牢固,抗風揭和抗負風壓性能良好;整體噴涂施工,完全消除“熱節(jié)”和“冷橋”;柔性漸變技術可有效阻止防水層開裂;機械化作業(yè)、自動配料、質量均一、施工快、周期短。
5.化學性質穩(wěn)定,使用壽命長,對周圍環(huán)境不構成污染;離明火自熄,且燃燒時只炭化不滴淌,炭化層尺寸和外形基本不變,能有效隔斷空氣的進入,阻止火勢的蔓延,防火安全性能好。
作為目前唯一的保溫防水一體化新型建材,聚氨酯硬泡保溫材料在國內(nèi)建筑業(yè)的應用尚處于初始階段。可喜的是,為加快建筑保溫材料的革新,促進聚氨酯硬泡在建筑節(jié)能領域的推廣應用,建設部專門成立了“聚氨酯建筑節(jié)能應用推廣工作組”,以推進聚氨酯保溫防水材料在國內(nèi)建筑節(jié)能行業(yè)的應用。
依國策提供策建筑節(jié)能保溫材料
墻體保溫行業(yè)現(xiàn)狀:
1.有機保溫材料保溫效果好,阻燃性差。
以十一五期間我國大量的實際火災為案例,大規(guī)模使用的是熱塑性有機保溫材料EPS、XPS與熱固性有機保溫材料聚氨酯(PU)、酚醛(PF),按目前國家標準GB8624-1997和GB8624-2012中測試方法相對比,熱塑性有機保溫材料EPS、XPS較容易達到難燃級別B1或B、C難燃級別,但在真實火災中,卻是“火災性能”極差的保溫材料,決不是什么難燃材料。在真實火災中它們不會形成抗火災功能碳化層結構,出現(xiàn)熔融滴落,熔融滴落物會引發(fā)火災蔓延。央視大災、沈陽第一高樓大火充分說明了XPS熱塑性保溫材料是建國以來在真實火災中,決不是什么難燃材料,而是火災蔓延速度最快的一種易燃材料。熱固性保溫材料聚氨酯(PU),如不經(jīng)過分子結構改性,其碳化層功能微乎其微,在火攻擊下,同樣難以生成抗火災功能的碳化層結構,同樣是“火災性能”極差的保溫材料,上海11.15火災充分說明了熱固性B3級聚氨酯材料,仍是火災蔓延極快的易燃材料。
2.無機材料防火性能好,保溫效果差。
無機保溫材料玻璃棉、巖棉、防火棉屬不燃A材,但保溫效果差,容重大,易吸水,耐侯性差,很難達到節(jié)能75%,在央視大火災中考察,這種無機保溫材料在火災初始階段不燃燒、不蔓延,但同樣是經(jīng)不住高溫火攻擊,玻璃棉350℃以上脆化、粉化,巖棉在650℃以上開始粉化,在真實大火中均燒成一把粉,不能有效地保護建筑物。無機保溫材料容重較大,發(fā)泡水泥在200公斤每立方,巖棉100-180公斤每立方,如果不處理好防水和重量問題后期問題較多。