聚氨酯在建筑業上的開發應用
隨著生活水平的提高，居住條件不斷改善，在寒冷的冬天，房屋需加熱以取暖；在炎熱的夏季，房屋又需冷卻以降溫，住宅的加熱與冷卻都要消耗能量。同時，建筑物的設計與建造必須考慮絕熱保溫，提高能源效率，降低能量消耗。聚氨酯是好的絕熱材料，由于其良好的加工性能，可以制成泡沫，軟、硬等各種不同類型的材料，可以極大地降低各類建筑物的能量消耗。相同條件下使用各種不同絕熱材料的相對厚度如下：聚氨酯50 mm；聚苯乙烯80 mm；礦棉90 mm；軟木100 mm；纖維板130 mm；軟質木材280 mm。聚氨酯硬質泡沫塑料重量輕、比強度大、隔熱、隔音、隔潮、耐腐蝕、防滲漏，具有極佳的粘結性能，既可現場施工、又可預制成構件組裝?？蓾M足建筑物減輕重量，降低造價，節能降耗等諸方面的需要，因而被廣泛地用作工業及民用建筑、商業建筑、冷庫等的墻體、地板、屋面、天花板等結構的建筑材料。因此，建筑業聚氨酯硬泡的發展及應用迅速，1965年用量僅為1萬噸，1975年為18萬噸，1977年為30萬噸，1984年50萬噸，1999年增加到100萬噸以上。
我國1992年建筑用聚氨酯消耗量僅為1萬噸左右，表明聚氨酯在建筑業上的應用剛剛起步。建筑業的節能問題尚未引起重視，我國建筑能耗已占全社會總能耗的25%，是工業結構中的能耗大戶。我國北方現有住宅90%以上為混合結構，其能源效率是極其低下的，與氣候條件相近的美國相比，建筑外墻的能源效率僅為國外先進水平的18%，屋頂的能源效率僅為20%，外窗能源效率僅為35%，門窗的氣密性能為17%，單位建筑面積采暖能耗為國外先進水平的3倍。因此，開發聚氨酯在建筑業上的應用，對提高我國建筑物能源的效率和質量，降低造價都具有極其重要的意義。
一般，聚氨酯在建筑上的應用類別可分為：聚氨酯硬泡建筑結構材料、噴涂聚氨酯絕熱層、聚氨酯膠粘劑和密封劑、聚氨酯涂料等。
1． 聚氨酯硬泡建筑結構材料
美國出現的一種組合式房屋，其建造法是把木制梁裝配成整體式框架，再把墻板敷于其上，這種特制的應力面板是在兩塊厚板膠合板中間夾一層14cm厚的聚氨酯等絕熱材料而制成。這種組合式房屋的優點是其造價僅為傳統梁柱結構的一半，施工期大大縮短，并可有效的節能。因其墻體內充滿了聚氨酯絕熱材料，故其能耗僅為傳統住宅的一半左右。
目前，已開發出的聚氨酯硬泡沫的建筑結構材料主要有以下幾種：復合板材、以聚氨酯硬泡為芯板、薄鋼板、鋁板為面料的夾心板材。其結構強度高、絕熱性好、阻燃性強、使用壽命長。聚氨酯泡沫混凝土，在聚氨酯泡沫中添加陶土、水泥等填料，用于建造外墻、地板、鋪設和修建公路、敷設地下管線。增強型聚氨酯硬泡，由玻璃纖維增強的聚氨酯硬泡層壓板材已用于墻體和屋頂等結構中。聚氨酯瀝青泡沫，由聚氨酯硬泡組分同瀝青乳濁液混合發泡制得，其強度高，隔音效果好、尺寸穩定，可用作建筑物的隔音材料和接縫材料。
其它的聚氨酯硬泡建筑結構材料還有：利用廢舊聚氨酯硬泡再生后制得的用于保溫的夾芯板材；在聚氨酯硬泡上噴涂混凝土制得的復合建筑材料；用于建造外墻的聚氨酯硬泡陶瓷板；具有殺蟲效能的聚氨酯硬泡。
聚氨酯硬泡建筑結構材料常用的加工方法有連續層壓法、壓機注射法、塊狀生產法及垂直層壓法。
2． 噴涂聚氨酯絕熱層
噴涂法是將反應物料直接噴涂于屋頂或外墻，幾秒鐘內泡沫表面即固化。噴涂聚氨酯硬泡的屋頂，能起到良好的絕熱防滲漏的作用。為防止日光直接照射、噴涂的泡沫體表面一般用彈性薄膜、金屬薄板或混凝土層保護。
對我國現有建筑物的節能改造，若將北向、西向的窗戶更換為單框雙玻璃，將周邊外墻直接噴涂30 mm厚板硬質聚氨酯泡沫絕熱層。經這樣處理的建筑物，其能源效率等有可從原來的2.4~2.9提高到5.8~6.0。這種噴涂的硬質聚氨酯泡沫塑料絕熱層目前我國技術已比較成熟。
3． 聚氨酯膠粘劑和密封劑
聚氨酯密封劑主要有單組分和雙組分兩種類型，單組分施工方便，雙組分交聯快，性能較好。1990年美國聚氨酯密封劑的單、雙組分類型之比接近1。1990年~1999年美國聚氨酯密封劑的銷售量由2.8萬噸增加到4萬噸左右，平均增率約7%。我國的聚氨酯密封劑尚處于試生產及應用階段，其市場主要在建筑部門，如建筑物的嵌縫，在裝配建筑物外墻壁材、內飾材和天花板等時，為了達到結合縫的防水、防塵的目的，需要涂布密封劑、混凝土構件連接密封，高速公路和機場跑道伸縮縫的嵌填亦用密封劑。
國外開發的一種濕固化聚氨酯膠粘劑用于生產石棉――水泥/聚苯乙烯泡沫層板，還用于建筑木結構和門窗件粘接，未充分干燥的木材亦能粘接。該膠系中性，不浸蝕木組織，膠不含填料，涂層薄，可取代間苯二酚甲醛樹脂。
4． 聚氨酯涂料
聚氨酯丙烯酸溶液型涂料，用于外墻面涂裝，系雙組分涂料，聚氨酯組分作為固化劑，可分為脂肪族聚氨酯和芒香族聚氨酯兩種。前者比后者有更好的保光保色性和耐發黃性。經聚氨酯固化的丙烯酸溶劑漆比一般的丙烯酸溶劑漆有更高的硬度，不易玷污，保光保色性更好。
水性聚氨酯涂料：常溫下干燥快、對各種底材附著性好，具有優異的光澤、耐水性和耐候性等。國外水性聚氨酯涂料的研究和應用已形成高潮，已在建筑涂料中被廣泛的應用。
仿瓷聚氨酯涂料：目前美國已開發出一種聚氨酯高效地板涂料，用于保護混凝土地面，耐酸、堿、鹽、有機溶劑以及油和化學試劑的腐蝕，具有極其良好的裝飾、耐沖擊性能，容易清洗，因而能減少維修和維護的費用。
防水聚氨酯涂料：用于防止浴廁間，外墻板板縫以及地下室等工程的滲漏水。
單組分聚氨酯清漆：用于涂覆水泥地面作裝飾保護涂層。
我國聚氨酯工業還是一個剛剛興起的新型工業，尚有許多新技術、新產品急需開發，有許多迅速發展的應用市場急待開發開拓，經濟效益與市場發展前景均十分看好。
我國1992年建筑用聚氨酯消耗量僅為1萬噸左右，表明聚氨酯在建筑業上的應用剛剛起步。建筑業的節能問題尚未引起重視，我國建筑能耗已占全社會總能耗的25%，是工業結構中的能耗大戶。我國北方現有住宅90%以上為混合結構，其能源效率是極其低下的，與氣候條件相近的美國相比，建筑外墻的能源效率僅為國外先進水平的18%，屋頂的能源效率僅為20%，外窗能源效率僅為35%，門窗的氣密性能為17%，單位建筑面積采暖能耗為國外先進水平的3倍。因此，開發聚氨酯在建筑業上的應用，對提高我國建筑物能源的效率和質量，降低造價都具有極其重要的意義。
一般，聚氨酯在建筑上的應用類別可分為：聚氨酯硬泡建筑結構材料、噴涂聚氨酯絕熱層、聚氨酯膠粘劑和密封劑、聚氨酯涂料等。
1． 聚氨酯硬泡建筑結構材料
美國出現的一種組合式房屋，其建造法是把木制梁裝配成整體式框架，再把墻板敷于其上，這種特制的應力面板是在兩塊厚板膠合板中間夾一層14cm厚的聚氨酯等絕熱材料而制成。這種組合式房屋的優點是其造價僅為傳統梁柱結構的一半，施工期大大縮短，并可有效的節能。因其墻體內充滿了聚氨酯絕熱材料，故其能耗僅為傳統住宅的一半左右。
目前，已開發出的聚氨酯硬泡沫的建筑結構材料主要有以下幾種：復合板材、以聚氨酯硬泡為芯板、薄鋼板、鋁板為面料的夾心板材。其結構強度高、絕熱性好、阻燃性強、使用壽命長。聚氨酯泡沫混凝土，在聚氨酯泡沫中添加陶土、水泥等填料，用于建造外墻、地板、鋪設和修建公路、敷設地下管線。增強型聚氨酯硬泡，由玻璃纖維增強的聚氨酯硬泡層壓板材已用于墻體和屋頂等結構中。聚氨酯瀝青泡沫，由聚氨酯硬泡組分同瀝青乳濁液混合發泡制得，其強度高，隔音效果好、尺寸穩定，可用作建筑物的隔音材料和接縫材料。
其它的聚氨酯硬泡建筑結構材料還有：利用廢舊聚氨酯硬泡再生后制得的用于保溫的夾芯板材；在聚氨酯硬泡上噴涂混凝土制得的復合建筑材料；用于建造外墻的聚氨酯硬泡陶瓷板；具有殺蟲效能的聚氨酯硬泡。
聚氨酯硬泡建筑結構材料常用的加工方法有連續層壓法、壓機注射法、塊狀生產法及垂直層壓法。
2． 噴涂聚氨酯絕熱層
噴涂法是將反應物料直接噴涂于屋頂或外墻，幾秒鐘內泡沫表面即固化。噴涂聚氨酯硬泡的屋頂，能起到良好的絕熱防滲漏的作用。為防止日光直接照射、噴涂的泡沫體表面一般用彈性薄膜、金屬薄板或混凝土層保護。
對我國現有建筑物的節能改造，若將北向、西向的窗戶更換為單框雙玻璃，將周邊外墻直接噴涂30 mm厚板硬質聚氨酯泡沫絕熱層。經這樣處理的建筑物，其能源效率等有可從原來的2.4~2.9提高到5.8~6.0。這種噴涂的硬質聚氨酯泡沫塑料絕熱層目前我國技術已比較成熟。
3． 聚氨酯膠粘劑和密封劑
聚氨酯密封劑主要有單組分和雙組分兩種類型，單組分施工方便，雙組分交聯快，性能較好。1990年美國聚氨酯密封劑的單、雙組分類型之比接近1。1990年~1999年美國聚氨酯密封劑的銷售量由2.8萬噸增加到4萬噸左右，平均增率約7%。我國的聚氨酯密封劑尚處于試生產及應用階段，其市場主要在建筑部門，如建筑物的嵌縫，在裝配建筑物外墻壁材、內飾材和天花板等時，為了達到結合縫的防水、防塵的目的，需要涂布密封劑、混凝土構件連接密封，高速公路和機場跑道伸縮縫的嵌填亦用密封劑。
國外開發的一種濕固化聚氨酯膠粘劑用于生產石棉――水泥/聚苯乙烯泡沫層板，還用于建筑木結構和門窗件粘接，未充分干燥的木材亦能粘接。該膠系中性，不浸蝕木組織，膠不含填料，涂層薄，可取代間苯二酚甲醛樹脂。
4． 聚氨酯涂料
聚氨酯丙烯酸溶液型涂料，用于外墻面涂裝，系雙組分涂料，聚氨酯組分作為固化劑，可分為脂肪族聚氨酯和芒香族聚氨酯兩種。前者比后者有更好的保光保色性和耐發黃性。經聚氨酯固化的丙烯酸溶劑漆比一般的丙烯酸溶劑漆有更高的硬度，不易玷污，保光保色性更好。
水性聚氨酯涂料：常溫下干燥快、對各種底材附著性好，具有優異的光澤、耐水性和耐候性等。國外水性聚氨酯涂料的研究和應用已形成高潮，已在建筑涂料中被廣泛的應用。
仿瓷聚氨酯涂料：目前美國已開發出一種聚氨酯高效地板涂料，用于保護混凝土地面，耐酸、堿、鹽、有機溶劑以及油和化學試劑的腐蝕，具有極其良好的裝飾、耐沖擊性能，容易清洗，因而能減少維修和維護的費用。
防水聚氨酯涂料：用于防止浴廁間，外墻板板縫以及地下室等工程的滲漏水。
單組分聚氨酯清漆：用于涂覆水泥地面作裝飾保護涂層。
我國聚氨酯工業還是一個剛剛興起的新型工業，尚有許多新技術、新產品急需開發，有許多迅速發展的應用市場急待開發開拓，經濟效益與市場發展前景均十分看好。
