淺談聚氨酯硬泡與建筑屋面節(jié)能

楊宏江

【摘要】聚氨酯硬泡是一種高性能的保溫材料，聚氨酯硬泡外墻外保溫系統(tǒng)作為一種綜合性能良好的新型外墻保溫體系，在我國建筑節(jié)能領(lǐng)域具有良好的發(fā)展前景。

【關(guān)鍵詞】聚氨酯硬泡；防水：保溫隔熱

一、聚氨酯硬泡材料的性能特點

（1）防水功能強。聚氨酯硬泡是一種結(jié)構(gòu)致密的微孔泡沫體，閉孔率達92%以上。它與基層粘結(jié)牢固，粘結(jié)強度可超過泡沫體本身的撕裂強度，不會與基層脫離。避免了水沿層間滲漏的現(xiàn)象。（2）保溫節(jié)能效率高。聚氨酯硬泡材料是結(jié)構(gòu)致密、封閉的非連通孔隙，材料的孔隙率較大，幾乎沒有對流作用的影響，所以導熱系數(shù)低，保溫隔熱性能佳，節(jié)能效果明顯。據(jù)測算，聚氨酯硬泡防水保溫一體化材料厚度為25 mm時，可達到節(jié)能50%的要求；當施工厚度達40mm時，可達到國家規(guī)定節(jié)能65%的要求。在實際工程應(yīng)用中，相同的建筑，與傳統(tǒng)作法的屋面相比，聚氨酯硬泡防水保溫復合屋面室內(nèi)溫度冬季可提高5℃～60℃。夏季可降低4℃～50℃。（3）可靠性高。聚氨酯硬泡是一體化材料，由于功能可以兼顧互補，防水和保溫性能同時得到保證。大大增強了系統(tǒng)的可靠性。（4）力學性能好。聚氨酯硬泡表觀密度小，強度高，延伸率大，抗沖擊性好，不開裂，適應(yīng)基材變形能力強。例如表觀密度為35kg/m3～40kg/m3，抗壓強度在0.2MPa～0.3MPa之間，伸長率平均在10%～14%之間。（5）耐化學腐蝕性強。在苯、汽油等一般溶劑和稀濃度的酸、堿、鹽溶液等環(huán)境的作用下，聚氨酯硬泡具有良好的化學穩(wěn)定性，也不會發(fā)生霉變和腐爛。（6）無毒性，無生物寄生性。聚氨酯硬泡泡沫無毒，無刺激性，操作安全便捷，更不會像玻璃棉那樣在作業(yè)時使人產(chǎn)生瘙癢，不會寄生細菌或者菌類，也不會滋養(yǎng)寄生蟲。（7）耐溫性和防火性。在-500℃的低溫下，聚氨酯硬泡體積收縮率小于l%，也不會發(fā)生變脆和開裂等現(xiàn)象；在1200℃條件下，體積和強度無明顯變化；在1500℃較高溫度下，聚合體不會發(fā)生降解，因此可供高溫下使用。它不會像EPS或XPS材料那樣發(fā)生熔化滴落現(xiàn)象。而且聚氯酯硬泡材料在燃燒的過程中。會形成一個焦化的保護層來抑制燃燒的蔓延。（8）使用壽命長。為確保聚氨酯硬泡長期發(fā)揮防水保溫作用，使其外表面不受陽光、大氣侵蝕和外力損壞，在外表面層上涂覆一層厚3.5mm的防水、防紫外線聚合物砂漿保護層，保護層與防水保溫層材料相溶，不僅保護了防水保溫層而且本身具有很強的防水性能，將兩種材料粘結(jié)在一起，共同擔負屋面的防水任務(wù)，提高了防水保溫材料的耐久性。（9）施工簡便。聚氨酯硬泡采用澆注發(fā)泡和噴涂發(fā)泡等成型技術(shù)，工藝、設(shè)備簡單，操作方便；材料固化速度很快，簡化了整體施工工序。縮短了施工周期；適用于任何形狀的屋面工程。如平面、立面、波紋狀等結(jié)構(gòu)，適用于地下室保溫防潮、舊屋面翻新維修和改造等；尤其適合形狀復雜、管道縱橫的基層表面施工，易于保證工程質(zhì)量。聚氨酯硬泡屋面施工時不需大型吊裝設(shè)備。一套設(shè)備在良好條件下每天可完成屋面1000m2左右。

二、聚氨酯硬泡防水保溫復合屋面施工工藝

（1）基層處理。先清除原有屋面上殘破部分，局部修補。必須清除基層表面浮灰和油污，使基層表面平整、干凈，含水率不大于9%。（2）施工工藝將兩組分液體原料（異氰酸酯為主的A組分和多元醇為主的B組分）分別注入料桶。按所需比例調(diào)試比例泵，校準計量泵流量，利用移動式高壓噴射設(shè)備將兩種組分通過泵沿加熱的高壓管道至噴槍。在槍頭內(nèi)完全混合后直接噴涂在干燥無塵土的任意形狀表面上。以40mm厚的防水保溫層為例，至少噴涂三遍，每遍按10mm～15mm厚噴涂。屋面上的異型部位應(yīng)按細部構(gòu)造做法進行噴涂施工，噴涂半小時后即可固化上人行走，24h可完全固化，達到設(shè)計強度。施工環(huán)境溫度為15℃～350℃，要求風速不超過5m/s，相對濕度不大于85%。（3）防水抗裂保護層施工工藝。聚氨酯硬泡防水保溫層經(jīng)檢驗、測試合格后，方可進行抗裂保護層施工。將原材料按配合比計量，充分攪拌均勻后，按“先高后低．先遠后近”的順序施工。防水抗裂保護層厚度為5mm左右。最薄處不低于3mm，用橡皮刮板分三道刮涂，每遍間隔24h，最后一道刮涂完畢硬化時間不少于24h。未達到硬化狀態(tài)不得澆水養(yǎng)護，硬化后進行噴水養(yǎng)護。養(yǎng)護時間不少于72h。聚合物砂漿抗裂保護層已在國內(nèi)外工程中成功應(yīng)用，可使屋面具有較高的強度、抗裂性、耐穿刺和一定的延伸性，不需設(shè)分格縫，目前已形成一整套配方和施工工藝。

總之，由于硬泡聚氨酯保溫材料的保溫性能良好，防水性能優(yōu)異，已廣泛應(yīng)用于外墻保溫、屋頂保溫以及冷庫、糧庫、檔案室、管道、門窗口等特殊部位的保溫。英國早在上世紀60年代就已將聚氨酯硬泡應(yīng)用于墻體和屋面。美國1996年建筑用硬泡占硬泡總耗用量的49%，家用、商用冰箱等設(shè)備僅占23.5%。另據(jù)美國聚氨酯工業(yè)協(xié)會信息，為了達到節(jié)能50%～70%的目標，美國房屋保溫系統(tǒng)所采用的保溫材料由玻璃纖維普遍轉(zhuǎn)向聚氨酯保溫材料，以充分利用聚氨酯保溫材料良好的保溫性能和防水性。由于我國建筑節(jié)能事業(yè)的迅猛發(fā)展，預計用于建筑保溫隔熱的硬泡聚氨酯材料市場將會呈現(xiàn)跨越式的發(fā)展。