聚氨酯外保温材料性能与应用.pdf

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1、聚氨酯外保温材料性能与应用陈文(东曹(上海)聚氨酯科技有限公司，上海201613)摘要：聚氨酯材料在建筑、交通、家具制造等行业应用广泛，本文通过对聚氨酯结构和特性的分析，对其在建筑工程中的应用及强阻燃性聚氨酯建筑保温材料的发展．应用做了相关讨论。关键词：聚氨酯；强阻燃性聚氨酯；建筑行业聚氨酯在当前人们的日常生活中应用非常广泛，在当前我国城镇化进程不断加快、人们对住宅舒适度和节能环保要求不断提高的背景下，在建筑施工中应用不断增加。有机高分子材料的易燃性在建筑行业中的应用需要着重加强防火性能研究。因此，有必要对其在建筑行业中的应用进行探究。

2、1聚氨酯简述聚氨酯是聚氨基甲酸酯的简称，指在高分子主键上存在多种重复“-NHCOO一”基团的高分子化学物，是由多元醇与多异氰酸酯反应生成网状结构高分子化合物，通过改变原料的化学组成与结构、各种组分的配比、添加各种助剂、合成条件和工艺方法可制得软质、半硬质及硬质泡沫三类塑料。目前主要应用于聚氨酯硬质泡沫塑料、聚氨酯软质泡沫塑料、弹性体、涂料、粘合剂、合成革等方面。高分子材料性能由其结构决定，聚氨酯材料性能主要受软段和硬段影响，软段主要包括聚醚、聚酯等低聚物多元醇材料，是聚氨酯主要成分，强聚酯作用可增强聚氨酯材料的弹性和泡沫材料的力学特征；

3、在分子量一定的情况下，聚酯类软段可提升聚氨酯强度，其二醇分子量越高，聚氨酯强度越高，聚醚对聚氨酯材料强度的影响刚好相反；软段结晶性会提升聚氨酯链段结晶性，但个别情况下会降低材料低温条件下韧性。硬段主要是异氰酸酯、多异氰酸酯和扩链剂，包含芳基、氨基甲酸酯基等强极性基团，对聚氨酯的软化熔融温度和高温性能产生影响。2聚氨酯材料在建筑施工中的应用在建筑施工领域，聚氨酯材料多以硬质发泡泡沫的形式应用，与传统只具备简单保温、防水性的建筑材料相比，具有以下应用优势：一是保温性较高。聚氨酯发泡硬质泡沫材料导热系数在0．017—0．025w／m．k范围内

4、，导热系数极低，热阻值较高，可实现最小厚度的保温层获取最佳保温效果，经过实验测试，50mm的聚氨酯硬质泡沫材料保温性与80mm的EPS／XPS、90mm的矿物棉和800mm的混凝土相当。同时，经过墙体整体喷涂，可有效杜绝墙体上“热节”和“冷桥”。二是防水性较强。聚氨酯硬质发泡材料整体呈闭孔结构，其连续性致密表皮结果近似于100％的互联闭孔，可实现水蒸气和水分的有效隔绝，使墙体处于良好的防水状态，通过喷涂施工可形成无缝隙防水层。同时，其具有柔性渐变特性，尺寸稳定性在l％以下、延伸率在5％以上，可防止后期使用中防水层裂缝产生。传统的EPS、

5、XPS等材料一般需要存放40天后方可施工，实际应用中往往会在间隔时间上难以达到规范要求，墙体易出现渗水、返水等问题。三是力学性能优良。聚氨酯硬质泡沫材料具备较强的自粘性，不需要添加中间粘结材料就可实现与外墙的牢固粘结，可承受自重、撞击和风力侵蚀，一般不存在保温层与墙体基层起鼓、分离等问题。在密度35千克／立方米条件下抗拉强度为0．3MPa，可承受较强的风力和外力冲击，而传统保温材料一般只有0．1MPa左右，浸水后更低，所以EPS等材料不能用于高层建筑。四是化学性质方面。聚氨酯硬质发泡材料化学性质较为稳定，不会产生污染，兼具隔音、吸振等多

6、种功能。在燃烧中炭化而不滴趟，炭化后外形基本不变，且离开明火后可以自动熄灭，可有效地阻止火势蔓延。但是，聚氨酯外墙保温材料应用也经历了一个发展历程，从开始用于建筑领域的可燃c类材料，逐步发展到难燃B2级和难燃B1级材料。2010年上海静安区高层建筑大火造成巨大损失，正是源于施工现场大量聚氨酯泡沫材料与尼龙网交织使用。因此，现代建筑用聚氨酯材料对防火性要求更高，逐步应用了阻燃等级更高的难燃A级材料。3聚氨酯阻燃材料的改性技术基于聚氨酯材料本身易燃性，要加强改性技术研究，提升聚氨酯建筑外墙保温材料的阻燃性。一是改进阻燃剂添加技术。可通过阻燃

7、剂微胶囊化、纳米科技、表面架桥和复配等技术，在材料生产中添加磷、硼、氮等阻燃材料。二是通过反应提升材料阻燃性。可利用芳香异氰酸酯侧链卤化、添加含磷含卤组分、利用阻燃扩链剂等手段，利用三磷酸酯、三亚磷酸酯等作为反应阻燃剂，通过聚合、缩聚作用，使阻燃元素参与材料聚合物主链或侧链，达到阻燃改性目的。三是利用特殊结构进行改性。可通过聚硅氧烷改性技术，聚氨酯中的硅氧基团是阻燃高聚物，可通过技术手段将有机硅引入材料主链或侧链，形成硅氧烷基团，使材料兼具硅氧烷和聚氨酯材料特性。4聚氨酯材料在建筑业的发展前景随着各类生产工艺的改进，硬质泡沫聚氨酯保温材

8、料在建筑外墙保温中的应用不断增加。经过改性技术处理达到Bl级、A级防火材料标准的硬泡聚氨酯外墙保温材料除本身具有保温性、密封性、抗风性、抗裂性和防水性等应用优势，还可有效降低火灾发生概率。在建筑发生火灾时其