建筑外墻聚氨酯保溫板制備工藝和應用研究

吳凱麗（紅寶麗集團股份有限公司，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用研究

吳凱麗
（紅寶麗集團股份有限公司，江蘇 南京 211300）

摘要：聚氨酯作為優良的防火保溫隔熱材料，在建筑節能中的應用越來越廣泛。本文描述了聚氨酯保溫板國內外發展趨勢，改性聚氨酯保溫板的技術發展趨勢，對聚氨酯保溫板制備技術、工藝流程、施工工藝進行了介紹。

關鍵詞：建筑節能；保溫材料；聚氨酯；結構阻燃

聚氨酯保溫板是由聚異氰脲酸酯和雜環類阻燃多元醇經特定條件反應制作而成的閉孔結構高分子板材。作為優良的防火保溫隔熱材料，主要用于建筑物節能和大型冷庫、冷鏈保溫領域。同時，可用于工業廠房、船舶、車輛、軍工、水利建設等領域的防火保溫隔熱。

1　國內外發展現狀及趨勢

在歐美國家建筑節能用聚氨酯硬泡占總消費量的比例達50%以上，我國用于建筑節能的聚氨酯硬泡比例不足1/4，發展的空間巨大。

1.1聚氨酯與其他主要建筑保溫材料對比

目前常用的建筑保溫材料主要分為有機材料和無機材料，有機材料包括聚氨酯、酚醛、發泡基苯乙烯等，無機材料包括發泡陶瓷、發泡水泥、巖棉和玻璃棉。聚氨酯是目前保溫效果最好的有機材料，同時具有質輕、耐水耐溶劑性能好、使用壽命高的特點，經過改性的聚氨酯材料阻燃性能得到很大提高，是我國建筑節能首選保溫材料，詳見表1。

1.2阻燃型聚氨酯硬質泡沫塑料技術發展趨勢

聚氨酯泡沫實現阻燃主要通過兩種方式：添加阻燃劑阻燃和結構型阻燃。結構型阻燃技術通過對聚氨酯材料的結構改性，遇火燃燒時材料表面上形成致密碳化層，有效阻止火焰的繼續蔓延，具有以下優勢特征：

（1）連續法制備的產品燃燒性能高；

（2）保持了聚氨酯硬泡優異的保溫性能；

（3）改善了聚氨酯硬泡的物理性能；

（4）實現產品阻燃性能的長期穩定。阻燃型聚氨酯硬質泡沫塑料技術發展趨勢見表2。

2　結構型阻燃聚氨酯材料制備技術

結構型阻燃聚氨酯硬泡保溫板的阻燃機理為：在材料遇火燃燒時表面形成一層碳化絕熱層，阻止火焰的繼續蔓延，在不外加阻燃劑的條件下，聚氨酯材料改性實現難燃級，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合成含磷、氮元素的聚醚多元醇。

（2）選擇催化劑與泡沫穩定劑，使之與P、N雜環聚醚多元醇、普通聚醚多元醇、聚酯多元醇、異氰酸酯、發泡劑等原料化學性質相匹配，通過不同配方、優化試驗及高壓機放大試驗，制成一種具有氨基甲酸酯鏈段重復結構單元的本質阻燃聚氨酯，具備阻燃性能高、隔熱保溫性能好以及物理機械強度高、經久耐用的特點，達到保溫板用聚氨酯泡沫的阻燃性能指標。

（3）選擇聚氨酯保溫板覆面用軟面材料，并通過連續線生產過程條件控制、生產現象觀察、工藝參數控制、成品檢驗，對連續線生產過程進行分析、討論、改進，確保產品質量的穩定性。

表1　主要建筑保溫材料比對比表

表2　阻燃技術發展趨勢

3　聚氨酯保溫板生產工藝流程

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合保溫板，生產流程如下：

將白料、黑料、助劑通過儲料罐進料泵打入高壓發泡劑料灌內，多種組分的原料經過過濾器、計量泵和高低壓轉換閥后在噴頭位置充分混合；與此同時，上、下卷開卷機分別放出玻纖軟面層，通過糾偏、加熱裝置到達溫度適宜的布料平臺。

混合后的物料噴灑在下軟面層上，上軟面層覆蓋其上后進入雙履帶機內。履帶板沿導軌運動，通過小節距鏈條向前輸送，并利用墊塊調整上下履帶板間的距離，從而控制復合板厚度；同時側向模塊與履帶機同步運動，在復合板側面貼上側封紙，以模塊抵住側封紙，起到成型固化和密封的作用。

產品從雙履帶機出來后經過銑邊裝置進行修邊，將寬度調整到合適尺寸后再通過涼板進入盤鋸切割機，盤鋸橫向移動切斷復合板，切斷后的復合板進入后輥道，在出口處堆垛、包裝，經熟化后成品入庫儲存。

4　施工工藝流程

硬泡聚氨酯復合保溫板外墻保溫系統應具備良好的承載性和防火性、長久的使用壽命以及良好的保溫隔熱性能。構成外保溫系統的材料要互相配套，保溫材料導熱系數要低，體系的抗裂、防火、拒水、透氣、黏結性能、耐候性、耐久性、抗震和抗風壓能力則要求盡可能的高。

（1）硬泡聚氨酯外墻保溫系統主要組成部分包括：膠黏劑黏結層：高強度黏結砂漿；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錨釘；增強層：多功能抹面膠漿和玻璃纖維耐堿網格布。

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

5　結語

結構型阻燃聚氨酯材料在保持聚氨酯硬泡優異的保溫性能和物理力學強度的前提下，使燃燒性能達難燃級，解決了建筑節能領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生態環境產生的破壞，有利于我國建筑節能工作的推進，確保建筑節能及消防安全；而且結構型阻燃聚氨酯保溫板性能完全滿足國家有關建筑節能規范的要求，施工工藝簡便合理，兼顧保溫和防火功能，對建設資源節約型社會和有效提高能源利用效率具有重要意義，今后在我國建筑節能領域應用擁有非常廣闊的前景。

參考文獻：

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

[2] 全鵬. 聚氨酯硬泡保溫裝飾一體化復合板在建筑保溫裝飾中的應用[J]. 建設科技，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用技術規程 [M]. 江蘇：江蘇科學技術出版社，2014.

(P-01)

Preparation and application of building exterior polyurethane insulation board

中圖分類號：TQ328.3

文章編號：1009-797X(2016)12-0033-03

文獻標識碼：A

DOI：10.13520/j.cnki.rpte.2016.12.014

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

收稿日期：2016-05-10