硬質聚氨酯外墻保溫技術及發展前景

  【摘 要】硬泡聚氨酯噴涂用于外墻保溫有其不可比擬的優點,在我國建筑節能領域具有廣闊的發展前景。重點對聚氨酯噴涂硬泡優勢進行分析,展望前景。
  【關鍵詞】建筑節能;外墻保溫;硬泡聚氨酯噴涂
  有數據顯示,建筑能耗占社會總能耗的比重已經達到30%左右,在未來節能市場潛力巨大。隨著我國節能減排工作走向深入,建筑領域的節能工作逐步推開,住建部專門制定了《“十二五”建筑節能專項規劃》,對建筑節能作出系統部署。
  建筑節能既是執行環境保護和節約環境能源政策的主要內容,也是貫徹國民經濟可持續發展的重要組成部分。建筑節能的主要任務之一就是增強建筑的外墻保溫水平,對新建建筑施行強制性節能標準,對既有建筑進行節能改造,從而提高建筑的用能效率。
  聚氨酯工業協會副秘書長李建波曾講過“不管是新增建筑還是既有建筑改造,大量的外墻外保溫需求都將造就一個巨大的外墻外保溫材料市場。在目前幾種主要的外墻外保溫材料中,聚氨酯具有很明顯的優勢?!?
  聚氨酯噴涂硬泡外墻外保溫由聚氨酯防潮底漆層、聚氨酯保溫層(聚氨酯泡沫塑料板)聚氨酯界面層膠粉聚苯顆粒漿料找平層玻璃纖維網格布層抗裂砂漿保護層涂料飾面層。
  噴涂硬泡聚氨酯外墻外保溫技術采用現場聚氨酯硬泡噴涂進行主體保溫,采取膠粉聚苯顆粒保溫漿料找平和補充保溫,充分利用了聚氨酯優異的保溫和防水性能以及膠粉聚苯顆粒外墻外保溫的柔性抗裂性能。
  聚氨酯硬質泡沫塑料簡稱聚氨酯硬泡,即PU。是由異氰酸酯和聚合物多元醇等經專用雙組分發泡機加壓、加溫,經設備管道輸送到噴槍內高速混合,用壓縮空氣噴涂于保溫物體表面瞬間發泡形成硬泡體。
  聚氨酯硬泡的以下性能決定其不可比擬的優勢:
 ?。?)粘結力極強:永久性的機械錨固、臨時性的固定、穿墻管道、或者外墻上的附著物的固定,往往會造成局部熱橋,而采取聚氨酯噴涂工藝,無須任何膠粘劑和錨固件,由于硬泡體噴涂聚氨酯與一般墻體材料粘結強度高,是一種天然的膠粘材料,能在混凝土、木材、鋼材、瀝青、橡膠等表面粘結牢固。
  (2)保溫隔熱性好:硬泡體噴涂聚氨酯是一種高分熱固型聚合物,是優良的保溫材料,其導熱系數可以達到0.015-0.025W/(m?k),每公分厚度相當于40cm紅磚保溫效果。由于硬泡體噴涂聚氨酯與一般墻體材料粘結強度高,能形成連續的保溫層,保證了保溫材料與墻體的共同作用并有效阻斷熱橋。
  (3)防水性能好:由于閉孔率大于90%以上,從而具有優異的防水功能。硬泡聚氨酯材料有優良的防水、隔汽性能,材料不含水,吸水率又很低,能很好地阻斷水和水蒸汽的滲透,使墻體保持一個良好、穩定的絕熱狀況,是目前其他保溫材料很難實現的。硬泡聚氨酯噴涂外保溫墻體的表面無接縫處、孔洞周邊、門窗洞口周圍等處嚴密,使其具有良好的防水性能,避免雨水進入內部造成危險。
 ?。?)整體密封、無空腔無縫粘結,適應各種形狀基面;有效提高了保溫效果。
  (5)尺寸穩定性小于1%,具有一定的韌性,延伸率大于5%,不會開裂。硬泡聚氨酯噴涂外保溫體系能在當地不利的溫度與濕度條件下,承受風力、自重以及正常碰撞等各種內外相結合的負載,保溫層仍不與基層底分離、脫落以及在潮濕狀態下保持穩定。能耐受當地嚴酷的氣候及其變化。無論是高溫還是嚴寒的氣候,都不會使外保溫體系產生不可逆的損害或變形,外墻外表面溫度的劇烈變化(達50度),例如在經過較長時間的曝曬后突然降下陣雨,或者在曝曬后進行遮陰,產生類似上述溫差時,對外墻表面都不會造成損害。如此就避免了表面溫度變化產生的表面變形使表面出現裂縫。
  (6)密度≥35kg/m3,抗壓強度>300Kpa,抗拉強度>400Kpa,有很強的抗風揭性,可承受外飾面30kg/m2的重量不會脫落。另外,硬泡聚氨酯是一種強度比(材料強度與體積密度比)較高的材料,作為保溫材料其性能優于發泡聚苯、巖錦等材料,抵抗外力的能力也較強。
 ?。?)阻燃性好:離火3S自熄碳化,不會熔化。盡管硬泡體聚氨酯噴涂保溫層處于外墻外側,防火處理仍不容忽視,聚氨酯在添加阻燃劑后,是一種難燃自熄性的材料,它與專用聚合物砂漿復合,組成一個防火體系,能有效地防止火災蔓延。
  噴涂硬泡聚氨酯外墻外保溫系統采用現場機械噴涂作業施工,施工速度快、效率高,可用于不同氣候區、不同建筑節能標準的建筑保溫工程,可用于混凝土、各種砌體材料。適合于節能標準和防火等級要求較高的建筑使用。目前,聚氨酯硬泡保溫材料已應用在北京體育館,電視臺,青藏鐵路,及多地的儲備糧庫等市政工程和建筑物,且效果良好。
  目前EPS和XPS是我國建筑外墻保溫的主流產品,兩者約占市場總量的70%。自2006年開始,聚氨酯工業協會配合建筑科學研究院、公安部天津消防研究所、公安部四川消防研究所對聚氨酯硬泡外墻外保溫系統進行模型火實驗研究。在系統防火安全實驗中,同是B1級,聚氨酯的表現要比EPS好得多。EPS保溫墻體燃燒十幾分鐘后出現轟燃現象,必須強制滅火。通過大量的研究和實踐,業內已經形成共識,聚氨酯硬泡等熱固性保溫材料在防火性能方面優于EPS、XPS等熱塑性保溫材料。近兩年社會上發生了幾起影響較為惡劣的火災事故后,公安部下發應急性政策,對建筑外墻保溫材料使用及管理提出了強制要求,規定民用建筑外保溫材料應采用燃燒性能為A級的材料,否則不予驗收通過。同時《建筑設計防火規范》中,節能標準更為嚴格,除了關注材料的燃燒性能等級,還關注保溫系統的安全性。建設部科技司已成立了聚氨酯建筑節約應用推廣工作組國際建筑節能專家大衛.艾文斯博士告訴記者,聚氨酯材料是目前國際上性能好的保溫材料,歐美等發達在建筑保溫材料中約49%為聚氨酯材料,而我國這一比例尚不足10%,為此建設部將把聚氨酯材料作為傳統建筑保溫材料的替代品在我國建筑保溫材料領域廣泛推廣。
  “聚氨酯是建筑節能優良的材料,但人們對其的認知程度非常有限?;馂氖鹿实陌l生、政策標準的不完善、設計單位和施工單位對聚氨酯保溫材料不了解、低價假冒偽劣產品充斥市場,這些因素導致相關政府部門和老百姓對聚氨酯還存在很大的誤解,阻礙了聚氨酯保溫材料的良性發展。”在“聚氨酯外墻保溫應用推廣會”上,聚氨酯工業協會理事長李志強說到。
  聚氨酯工業協會副秘書長、異氰酸酯專業委員會主任李建波認為,隨著建筑節能標準和防火要求的提高、聚氨酯建筑保溫標準的編制完成,聚氨酯硬泡將成為我國建筑保溫材料的重要組成部分。在我國高層建筑多、密度大的情況下,建筑保溫防火面臨的挑戰將會比國外更高。業內已經形成共識,聚氨酯硬泡等熱固性保溫材料在燃燒性能方面優于熱塑保溫材料,將迎來很好的發展機遇。
  建筑節能政策的推動急需節能手段與工具上的大力配合與支持,在外墻外保溫施工技術與產品方面,亟待開發符合國內建筑結構特點的、符合國情的成套技術。發展外墻外保溫高效技術,不僅可使居住建筑的熱環境得到明顯改善,而且可以使建筑空調和采暖能耗會有明顯降低,保證在居住舒適水平提高的基礎上,建筑能耗不進一步提高。為建筑節能實現跨越式發展創造條件。因此,大力發展外墻外保溫技術勢在必行。