建筑外墻聚氨酯保溫板制備工藝和應(yīng)用研究

吳凱麗（紅寶麗集團(tuán)股份有限公司，江蘇 南京 211300）

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建筑外墻聚氨酯保溫板制備工藝和應(yīng)用研究

吳凱麗
（紅寶麗集團(tuán)股份有限公司，江蘇 南京 211300）

摘要：聚氨酯作為優(yōu)良的防火保溫隔熱材料，在建筑節(jié)能中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。本文描述了聚氨酯保溫板國(guó)內(nèi)外發(fā)展趨勢(shì)，改性聚氨酯保溫板的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)聚氨酯保溫板制備技術(shù)、工藝流程、施工工藝進(jìn)行了介紹。

關(guān)鍵詞：建筑節(jié)能；保溫材料；聚氨酯；結(jié)構(gòu)阻燃

聚氨酯保溫板是由聚異氰脲酸酯和雜環(huán)類阻燃多元醇經(jīng)特定條件反應(yīng)制作而成的閉孔結(jié)構(gòu)高分子板材。作為優(yōu)良的防火保溫隔熱材料，主要用于建筑物節(jié)能和大型冷庫(kù)、冷鏈保溫領(lǐng)域。同時(shí)，可用于工業(yè)廠房、船舶、車輛、軍工、水利建設(shè)等領(lǐng)域的防火保溫隔熱。

1　國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)

在歐美國(guó)家建筑節(jié)能用聚氨酯硬泡占總消費(fèi)量的比例達(dá)50%以上，我國(guó)用于建筑節(jié)能的聚氨酯硬泡比例不足1/4，發(fā)展的空間巨大。

1.1聚氨酯與其他主要建筑保溫材料對(duì)比

目前常用的建筑保溫材料主要分為有機(jī)材料和無(wú)機(jī)材料，有機(jī)材料包括聚氨酯、酚醛、發(fā)泡基苯乙烯等，無(wú)機(jī)材料包括發(fā)泡陶瓷、發(fā)泡水泥、巖棉和玻璃棉。聚氨酯是目前保溫效果最好的有機(jī)材料，同時(shí)具有質(zhì)輕、耐水耐溶劑性能好、使用壽命高的特點(diǎn)，經(jīng)過(guò)改性的聚氨酯材料阻燃性能得到很大提高，是我國(guó)建筑節(jié)能首選保溫材料，詳見(jiàn)表1。

1.2阻燃型聚氨酯硬質(zhì)泡沫塑料技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

聚氨酯泡沫實(shí)現(xiàn)阻燃主要通過(guò)兩種方式：添加阻燃劑阻燃和結(jié)構(gòu)型阻燃。結(jié)構(gòu)型阻燃技術(shù)通過(guò)對(duì)聚氨酯材料的結(jié)構(gòu)改性，遇火燃燒時(shí)材料表面上形成致密碳化層，有效阻止火焰的繼續(xù)蔓延，具有以下優(yōu)勢(shì)特征：

（1）連續(xù)法制備的產(chǎn)品燃燒性能高；

（2）保持了聚氨酯硬泡優(yōu)異的保溫性能；

（3）改善了聚氨酯硬泡的物理性能；

（4）實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品阻燃性能的長(zhǎng)期穩(wěn)定。阻燃型聚氨酯硬質(zhì)泡沫塑料技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)見(jiàn)表2。

2　結(jié)構(gòu)型阻燃聚氨酯材料制備技術(shù)

結(jié)構(gòu)型阻燃聚氨酯硬泡保溫板的阻燃機(jī)理為：在材料遇火燃燒時(shí)表面形成一層碳化絕熱層，阻止火焰的繼續(xù)蔓延，在不外加阻燃劑的條件下，聚氨酯材料改性實(shí)現(xiàn)難燃級(jí)，制備步驟如下：

（1）采用具有α活潑氫的含磷化合物如亞磷酸、亞磷酸二甲酯為主要原料，與醛、醇胺、氧化乙烯或氧化丙烯等反應(yīng)合成含磷、氮元素的聚醚多元醇。

（2）選擇催化劑與泡沫穩(wěn)定劑，使之與P、N雜環(huán)聚醚多元醇、普通聚醚多元醇、聚酯多元醇、異氰酸酯、發(fā)泡劑等原料化學(xué)性質(zhì)相匹配，通過(guò)不同配方、優(yōu)化試驗(yàn)及高壓機(jī)放大試驗(yàn)，制成一種具有氨基甲酸酯鏈段重復(fù)結(jié)構(gòu)單元的本質(zhì)阻燃聚氨酯，具備阻燃性能高、隔熱保溫性能好以及物理機(jī)械強(qiáng)度高、經(jīng)久耐用的特點(diǎn)，達(dá)到保溫板用聚氨酯泡沫的阻燃性能指標(biāo)。

（3）選擇聚氨酯保溫板覆面用軟面材料，并通過(guò)連續(xù)線生產(chǎn)過(guò)程條件控制、生產(chǎn)現(xiàn)象觀察、工藝參數(shù)控制、成品檢驗(yàn)，對(duì)連續(xù)線生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行分析、討論、改進(jìn)，確保產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性。

表1　主要建筑保溫材料比對(duì)比表

表2　阻燃技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

3　聚氨酯保溫板生產(chǎn)工藝流程

難燃型聚氨酯保溫板是以聚氨酯泡沫為芯材，上下表面以玻纖軟面層為面材的聚氨酯硬泡復(fù)合保溫板，生產(chǎn)流程如下：

將白料、黑料、助劑通過(guò)儲(chǔ)料罐進(jìn)料泵打入高壓發(fā)泡劑料灌內(nèi)，多種組分的原料經(jīng)過(guò)過(guò)濾器、計(jì)量泵和高低壓轉(zhuǎn)換閥后在噴頭位置充分混合；與此同時(shí)，上、下卷開(kāi)卷機(jī)分別放出玻纖軟面層，通過(guò)糾偏、加熱裝置到達(dá)溫度適宜的布料平臺(tái)。

混合后的物料噴灑在下軟面層上，上軟面層覆蓋其上后進(jìn)入雙履帶機(jī)內(nèi)。履帶板沿導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)，通過(guò)小節(jié)距鏈條向前輸送，并利用墊塊調(diào)整上下履帶板間的距離，從而控制復(fù)合板厚度；同時(shí)側(cè)向模塊與履帶機(jī)同步運(yùn)動(dòng)，在復(fù)合板側(cè)面貼上側(cè)封紙，以模塊抵住側(cè)封紙，起到成型固化和密封的作用。

產(chǎn)品從雙履帶機(jī)出來(lái)后經(jīng)過(guò)銑邊裝置進(jìn)行修邊，將寬度調(diào)整到合適尺寸后再通過(guò)涼板進(jìn)入盤鋸切割機(jī)，盤鋸橫向移動(dòng)切斷復(fù)合板，切斷后的復(fù)合板進(jìn)入后輥道，在出口處堆垛、包裝，經(jīng)熟化后成品入庫(kù)儲(chǔ)存。

4　施工工藝流程

硬泡聚氨酯復(fù)合保溫板外墻保溫系統(tǒng)應(yīng)具備良好的承載性和防火性、長(zhǎng)久的使用壽命以及良好的保溫隔熱性能。構(gòu)成外保溫系統(tǒng)的材料要互相配套，保溫材料導(dǎo)熱系數(shù)要低，體系的抗裂、防火、拒水、透氣、黏結(jié)性能、耐候性、耐久性、抗震和抗風(fēng)壓能力則要求盡可能的高。

（1）硬泡聚氨酯外墻保溫系統(tǒng)主要組成部分包括：膠黏劑黏結(jié)層：高強(qiáng)度黏結(jié)砂漿；保溫材料：高阻燃聚氨酯保溫板；加固錨栓：膨脹加固錨栓或旋轉(zhuǎn)錨釘；增強(qiáng)層：多功能抹面膠漿和玻璃纖維耐堿網(wǎng)格布。

（2）施工流程：基層墻面處理→黏結(jié)砂漿拼合→保溫板黏結(jié)→檢查修復(fù)→鉆孔錨固→第一次抹面→網(wǎng)格布鋪設(shè)→第二次抹面→表面處理。

5　結(jié)語(yǔ)

結(jié)構(gòu)型阻燃聚氨酯材料在保持聚氨酯硬泡優(yōu)異的保溫性能和物理力學(xué)強(qiáng)度的前提下，使燃燒性能達(dá)難燃級(jí)，解決了建筑節(jié)能領(lǐng)域聚氨酯材料保溫與防火的突出矛盾，避免了添加型阻燃劑對(duì)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生的破壞，有利于我國(guó)建筑節(jié)能工作的推進(jìn)，確保建筑節(jié)能及消防安全；而且結(jié)構(gòu)型阻燃聚氨酯保溫板性能完全滿足國(guó)家有關(guān)建筑節(jié)能規(guī)范的要求，施工工藝簡(jiǎn)便合理，兼顧保溫和防火功能，對(duì)建設(shè)資源節(jié)約型社會(huì)和有效提高能源利用效率具有重要意義，今后在我國(guó)建筑節(jié)能領(lǐng)域應(yīng)用擁有非常廣闊的前景。

參考文獻(xiàn)：

[1] 任海洋，基于建筑外圍結(jié)構(gòu)的塑料保溫材料應(yīng)用研究[J]. 塑料工業(yè)，2015,43(12):5～8.

[2] 全鵬. 聚氨酯硬泡保溫裝飾一體化復(fù)合板在建筑保溫裝飾中的應(yīng)用[J]. 建設(shè)科技，2014(10):86～87.

[3] 南京紅寶麗新材料有限公司，硬泡聚氨酯保溫板工程應(yīng)用技術(shù)規(guī)程 [M]. 江蘇：江蘇科學(xué)技術(shù)出版社，2014.

(P-01)

Preparation and application of building exterior polyurethane insulation board

中圖分類號(hào)：TQ328.3

文章編號(hào)：1009-797X(2016)12-0033-03

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

DOI：10.13520/j.cnki.rpte.2016.12.014

作者簡(jiǎn)介：吳凱麗（1987-），女，任職于紅寶麗集團(tuán)股份有限公司，主要從事聚氨酯材料相關(guān)信息的采集與研究工作。

收稿日期：2016-05-10