建筑用聚氨酯硬泡材料是什么?

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建筑业用聚氨酯硬泡体保温材料是聚氨酯工业的一个重要分支,其特点是一材多用,同时具备保温、防水等功能。自上世纪60年代在欧洲建筑业应用以来已有40年历史,一些国家还通过立法把聚氨酯作为建筑业指定的保温防水用材。随着我国建筑节能市场的迅速发展,聚氨酯硬泡体保温产品在建筑保温防水领域将成为主导市场的保温节能产品之一。

一. 聚氨酯硬泡体的性能.

。承担保温防水双功能的聚氨酯硬泡(SPF)也完全不同于用于冰箱、冷库仅起保温作用的聚氨酯(PUR),尽管它们外观结构看似非常相像,但作为建筑保温防水一体化材料,聚氨酯硬泡打破了传统建材功能单一、防水的不保温、保温的不防水、防水层一旦出现渗漏、保温层随即失保温功能的通病。与其它单功能保温或防水材料相比,聚氨酯硬泡具有明显的优势:

1.聚氨酯硬泡具有一材多用的功能,同时具备保温、防水、隔音、吸振等诸多功能;

2.保温性能卓越,是目前国内所有建材中导热系数最低(≤0.024,绿色环保无氟发泡技术)、热阻值最高的保温材料,导热系数仅为EPS发泡聚苯板的一半;

3.聚氨酯硬泡体连续致密的表皮和近于100%的高强度互联壁闭孔,具有理想的不透水性。采用喷涂法施工达到防水保温层连续无接缝,形成无缝屋盖和整体外墙保温壳体,防水抗渗性能优异;

4.施工快周期短;.化学性质稳定,使用寿命长,对周围环境不构成污染;

硬质聚氨酯泡沫熟化一周后进行泡沫性能检

测,泡沫性能如表1

5.超强的自粘性能,与屋面及外墙粘结牢固;硬质聚氨酯泡沫塑料和面材的粘接强度表2

6.离明火自熄,且燃烧时只炭化不滴淌,炭化层尺寸和外形基本不变,能有效隔断空气的进入阻止火势的蔓延,防火安全性能好。

7..柔性渐变技术可有效阻止防水层开裂

二.聚氨酯硬泡体材料本身性能的优劣,对建筑物的使用安全性、保温功能、防水功能有着重大的影响,在选材时必须引起高度重视。建筑业用聚氨酯硬泡体防水保温材料与冷库、冰箱用聚氨酯质泡沫保温材料在性能上的极大差别,主要反映在断裂延伸率、闭孔率、尺寸变化率、粘接强度四项性能指标上。

1.抗拉强度和自粘强度的影响

聚氨酯硬泡外墙外保温系统的整体强度取决于聚氨酯母材的抗拉强度(系统强度的最薄弱环节),因此聚氨酯硬泡本身的抗拉强度实际上就是整个外墙饰面系统的抗拉拔强度。例如:聚氨酯硬泡的抗拉强度是200kpa,整个外墙系统的抗拉拔强度就是200kpa;如果此指标下降为100kpa,则整个外墙系统的抗拉拔强度会随之降低为原来的一半,安全系数也必然会骤降为原来的一半。另外,建筑业用喷涂聚氨酯硬泡在材料配制时还应充分地考虑外墙外保温系统使用时的粘接强度要求,因此要求其对金属、混凝土、砖石、木材、玻璃等建筑材料具有极好的自粘接性能。国家建材行业标准JC/T998-2006和最近通过的《聚氨酯硬泡外墙外保温工程技术导则》,都对聚氨酯硬泡的自粘接强度规定了强制性指标,这也是喷涂聚氨酯硬泡相对于发泡聚苯板(EPS)和挤塑保温板(XPS)外墙外保温系统安全性具有明显优势的一个重要指标。值得一提的是,强度是氨酯硬泡最重要的力学性能,它的大小直接决定着外墙饰面系统的抗风压、抗冲击、抗应变能力以及承载总重量的能力,是评估外墙外保温系统使用安全性的最重要、最直接的性能指标。

2.断裂延伸率

断裂延伸率是衡量聚氨酯硬泡抗拒应力作用不产生永久变形的重要性能指标,而仅起保温作用,无防水功能的冷库冰箱用聚氨酯硬质泡沫对此项关键的性能指标并无任何要求。国家建材行业标准(JC/T998-2006)中明确规定:聚氨酯硬泡如果作为屋面和墙体防水保温一体化材料使用,必须满足延伸率大于10%的基本要求,才能保证因使用环境温度变化、屋面及墙体的干缩湿胀、严冬冻融破坏以及建筑物基础不均匀沉降造成的防水层断裂、起鼓和龟裂。使聚氨酯硬泡在发挥优异保温功能的同时,充分展示其可靠的防水功能,只有延伸率满足上述国家行业标准的聚氨酯硬泡才能保证建筑物冬暖夏凉,环境舒适,屋面滴水不漏,外墙永无返潮之虑。

3.闭孔率

闭孔率是衡量材料吸水率和导热系数的重要指标,闭孔率低的硬泡吸水率和导热系数都较高,对材料的保温功能和抗冻融性能都有着至关重要的影响。建筑用聚氨酯硬泡作为屋面防水保温材使用时,其泡沫闭孔率至少应大于95%,当闭孔率低于70%时,短时大雨并不会造成屋面渗漏,但在多日连续阴雨的季节,由于硬泡长期浸泡在雨水中,开孔泡中吸水较多,渗入泡中的雨水,在重力作用下会透过串孔进入屋面基层,并被封存在基层和硬泡之间,即使雨过天晴,在烈日照射下短期内也很难经过硬泡保温层和保护层向上排出。相反,由于屋面受阳光照射,上层温度高,下层温度低,水分反而向屋面下层迁移,造成雨天不漏、晴天渗漏的反常现象,这种现象在南方黄梅季节尤甚

4.尺寸变化率

聚氨酯硬泡受使用环境温度变化的影响,尺寸和体积会发生一定的变化,尺寸变化率的大小与原料的类型、泡体的结构、芯材密度、成型工艺及发泡剂的种类等诸多因素有关,耐温差性能较好的聚氨酯硬泡在-20摄氏度至+80摄氏度的环境温度下,尺寸不应发生明显的变化。聚氨酯硬泡的闭孔率高达95%%以上,封闭在泡孔中的气体压力随环境温度的变化而变化,如果泡壁的结构强度较小,泡沫尺寸就会因闭孔中气体压力的变化而产生低温收缩或高温膨胀的变形,尺寸相对变形量(即尺寸变化率)越大,聚氨酯防水保温层产生断裂或开口的几率就越大。用于建筑的聚氨酯硬泡按国家行业标准JC/T998-006的规定,尺寸变化率应≤1%,以适应建筑物在酷暑及严寒季节因昼夜温差急骤变化造成的外墙饰面系统线型尺寸过大的收缩和膨胀。尺寸稳定性显然与外墙饰面系统安全使用性密切相关,其值越大,安全性越差,尺寸变化率大于1%的聚氨酯硬泡是不符合国家建材行业标准要求的。

三、施工前应注意的事项

1、基材是否符合要求。对于基材(这里指的是混凝土或SBS防水层等)的要求是平整、洁净、干燥。

2.天气情况。屋面喷涂施工受天气影响极大,风、雨、低温都不宜施工。

3.其他问题。首先测一下风向,在下风处有无怕被污染的物品设备的安装除操作方便外还应固定

牢固,施工人员应带安全绳索,避免发生设备和人员摔下现象

四.聚氨酯喷涂施工有哪些常见问题及其原因这里主要指泡沫表现的问题,现分述如下:

1.泡沫的收缩。出现该现象是由于以下原因:泡沫密度过小,其中水含量过大,从而引起黑白料比例失调,应注意这里说的是当量的比失调,另一些原因是由于气温过低造成的;机器的混合不均也是造成局部收缩的一个因素。

2.泡沫表面起泡。这一现象有时在完成喷涂后即可出现,也有的在数小时之后才出现,严重的会凸起一个个较大的“包”,这是由于发泡料中发泡剂种类与体系不相容,在发泡完成后又聚积第二次发泡,应该使发泡剂与聚醚及助剂相配套使用,在施工现场遇到这种现象的权宜之计是适当增加发泡层数,降低热量聚积。

3.泡沫开裂。现场可明显看到裂开的缝隙,这种现象主要是由发泡体系中使用的聚醚支化度和官能度较低而引起的,可适当加入蔗糖、甘露醇及山梨糖醇为起始剂的聚醚。另外在施工时适当增加喷涂层数,避免一遍起发的现象。

4.泡沫酥脆。此时的泡孔一般比较粗大,引起的原因是体系中水分含量过大。如果是仅仅表面部分酥脆,则考虑料温和环境温度差异是否太大,料温高、环境温度低。另一个原因是黑白料黏度差异过大,黑料过量较多。

5.层与层之间脱离。在每一遍喷涂相连接的界面上出现的不粘接现象。这一现象的出现与发泡料的体系有关.另外发泡的时问太快或太慢都可能会引起这种现象。只是程度不至于这么严重而已。还有时是由于发泡体系中加入的硅油表面活性剂过量产生的。

6.泡沫表面粗糙不整。引起这种现象的原因主要是雾化不良.

7.泡沫软。检查一下黑白料比例,一般是白料过多引起的.

8.泡沫与基材的剥离强度低。出现的原因有:基材表面不洁净,有浮灰或油污;基材未于透,这种剥离可见到界面的水分;另外还有基材温度过低,发泡速度太快;喷涂时没有“打底”(即首先快速喷上薄薄底层),而是一次就喷得较厚也会造成张力过大而剥离。

四、聚氨酯保温的问题

成本与市场制约聚氨酯硬泡发展尽管聚氨酯硬泡材料具有科技含量高、资源消耗低、使用寿命长、环境污染少的优势,然而由于成本过高,导致其很难成为市场的宠儿。现在聚氨酯硬泡的使用外墙保温系统中只占不到10%的份额,只有几家注重品牌建设的大型房地产开发企业积极采用聚

氨酯硬泡外墙保温系统。此外,我国多数新型建材企业的竞争集中在中低端产品上,技术含量较高的产品生产较少,竞争不激烈。行业在节约能源、资源方面缺乏科技投入、技术创新不足,影响全行业整体水平的提升。而目前利润率较高的墙体内外保温板、屋顶防水材料等建材品种

中,生产企业存在着急功近利的短视行为,满足于只引进技术进行简单生产的现状,而不开发自己的自有技术和附加值较高的新产品。这为行业的日后发展带来了负面影响.

五.结语

聚氨酯硬泡保温材料性能优异的特点已十分明显,然而由于价格偏高,技术、材料、产品也不够充足,难以形成主流的产品与技术。同时,在施工工艺和以后的维护方面还没有一套完善的措施。要想把聚氨酯更好的利用于建筑保温领域,任重而道远!

注:(聚氨酯保温材料由于成本过高,目前未得到大力发展只有几家注重品牌建设的大型房地产开发企业积极采用聚氨酯硬泡外墙保温系统.)

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