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噴涂聚氨酯保溫材料技術(shù)解析
聚氨酯(即聚氨基甲酸酯,英文縮寫PU)是在高分子主鍵上含有許多重復(fù)的-NHCOO-基團(tuán)的高分子化合物。聚氨酯系列產(chǎn)品一般是由二元或多元有機(jī)異氰酸酯和多元醇在多種助劑的作用下,經(jīng)過(guò)聚合反應(yīng)得到的高分子化合物,兩種主材中若都只含兩個(gè)或以下羥基官能團(tuán)時(shí),聚合反應(yīng)得到的是線型結(jié)構(gòu)的化合物,若其中一種或兩種主材中,部分或全部具有三個(gè)或以上官能團(tuán)時(shí),則可得到體型結(jié)構(gòu)的聚合物,由于聚合物的結(jié)構(gòu)不同,性能差異很大。就像鋼材一樣,雖然都是鐵碳合金,但鐵碳配比不同,熱處理工藝不同,其性能截然不同。聚氨酯原料在各行業(yè)應(yīng)用非常廣泛,因應(yīng)用的行業(yè)特性和生產(chǎn)的產(chǎn)品不同,各行業(yè)對(duì)以聚氨酯為主要原料的組合材料的性能要求也不同。承擔(dān)保溫防水雙功能的聚氨酯硬泡(SPF)也完全不同于用于冰箱、冷庫(kù)僅起保溫作用的聚氨酯(PUR),盡管它們外觀結(jié)構(gòu)看似非常相像,但作為建筑保溫防水一體化材料,聚氨酯硬泡打破了傳統(tǒng)建材功能單一、防水的不保溫、保溫的不防水、防水層一旦出現(xiàn)滲漏、保溫層隨即失去保溫功能的通病。與其它單功能保溫或防水材料相比,聚氨酯硬泡具有明顯的優(yōu)勢(shì):
1、聚氨酯硬泡具有一材多用的功能,同時(shí)具備保溫、防水、隔音、吸振等諸多功能;
2、保溫性能卓越,是目前國(guó)內(nèi)所有建材中導(dǎo)熱系數(shù)*低(≤0.024,綠色環(huán)保無(wú)氟發(fā)泡技術(shù))、熱阻值*高的保溫材料,導(dǎo)熱系數(shù)僅為EPS發(fā)泡聚苯板的一半;
3、聚氨酯硬泡體連續(xù)致密的表皮和近于100‰的高強(qiáng)度互聯(lián)壁閉孔,具有理想的不透水性。采用噴涂法施工達(dá)到防水保溫層連續(xù)無(wú)接縫,形成無(wú)縫屋蓋和整體外墻保溫殼體,防水抗?jié)B性能優(yōu)異;
4、超強(qiáng)的自粘性能(無(wú)需任何中間粘結(jié)材料),與屋面及外墻粘結(jié)牢固,抗風(fēng)揭和抗負(fù)風(fēng)壓性能良好;
5、整體噴涂施工,完全消除“熱節(jié)”和“冷橋”;
6、柔性漸變技術(shù)可有效阻止防水層開裂;
7、機(jī)械化作業(yè)、自動(dòng)配料、質(zhì)量均一、施工快、周期短;
8、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,使用壽命長(zhǎng),對(duì)周圍環(huán)境不構(gòu)成污染;
9、離明火自熄,且燃燒時(shí)只炭化不滴淌,炭化層尺寸和外形基本不變,能有效隔斷空氣的進(jìn)入,阻止火勢(shì)的蔓延,防火安全性能好。
聚氨酯硬泡體材料本身性能的優(yōu)劣,對(duì)建筑物的使用安全性、保溫功能、防水功能有著重大的影響,在選材時(shí)必須引起高度重視。
建筑業(yè)用聚氨酯硬泡體防水保溫材料與冷庫(kù)、冰箱用聚氨酯硬質(zhì)泡沫保溫材料在性能上的極大差別,主要反映在斷裂延伸率、閉孔率、尺寸變化率、粘接強(qiáng)度四項(xiàng)性能指標(biāo)上。
區(qū)別之一:斷裂延伸率
斷裂延伸率是衡量聚氨酯硬泡抗拒應(yīng)力作用不產(chǎn)生**變形的重要性能指標(biāo),而僅起保溫作用,無(wú)防水功能的冷庫(kù)冰箱用聚氨酯硬質(zhì)泡沫對(duì)此項(xiàng)關(guān)鍵的性能指標(biāo)并無(wú)任何要求。
國(guó)家建材行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(JC/T998-2006)中明確規(guī)定:聚氨酯硬泡如果作為屋面和墻體防水保溫一體化材料使用,必須滿足延伸率大于10‰的基本要求,才能保證因使用環(huán)境溫度變化、屋面及墻體的干縮濕脹、嚴(yán)冬凍融破壞以及建筑物基礎(chǔ)不均勻沉降造成的防水層斷裂、起鼓和龜裂。使聚氨酯硬泡在發(fā)揮優(yōu)異保溫功能的同時(shí),充分展示其可靠的防水功能,只有延伸率滿足上述國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的聚氨酯硬泡才能保證建筑物冬暖夏涼,環(huán)境舒適,屋面滴水不漏,外墻永無(wú)返潮之慮。
區(qū)別之二:尺寸變化率
聚氨酯硬泡受使用環(huán)境溫度變化的影響,尺寸和體積會(huì)發(fā)生一定的變化,尺寸變化率的大小與原料的類型、泡體的結(jié)構(gòu)、芯材密度、成型工藝及發(fā)泡劑的種類等諸多因素有關(guān),耐溫差性能較好的聚氨酯硬泡在-20攝氏度至+80攝氏度的環(huán)境溫度下,尺寸不應(yīng)發(fā)生明顯的變化。聚氨酯硬泡的閉孔率高達(dá)95‰以上,封閉在泡孔中的氣體壓力隨環(huán)境溫度的變化而變化,如果泡壁的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度較小,泡沫尺寸就會(huì)因閉孔中氣體壓力的變化而產(chǎn)生低溫收縮或高溫膨脹的變形,尺寸相對(duì)變形量(即尺寸變化率)越大,聚氨酯防水保溫層產(chǎn)生斷裂或開口的幾率就越大。
用于建筑的聚氨酯硬泡按國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JC/T998-2006的規(guī)定,尺寸變化率應(yīng)≤1%,以適應(yīng)建筑物在酷暑及嚴(yán)寒季節(jié)因晝夜溫差急驟變化造成的外墻飾面系統(tǒng)線型尺寸過(guò)大的收縮和膨脹。尺寸穩(wěn)定性顯然與外墻飾面系統(tǒng)安全使用性密切相關(guān),其值越大,安全性越差,尺寸變化率大于1‰的聚氨酯硬泡是不符合國(guó)家建材行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求的
區(qū)別之三:閉孔率
閉孔率是衡量材料吸水率和導(dǎo)熱系數(shù)的重要指標(biāo),閉孔率低的硬泡吸水率和導(dǎo)熱系數(shù)都較高,對(duì)材料的保溫功能和抗凍融性能都有著至關(guān)重要的影響。建筑用聚氨酯硬泡作為屋面防水保溫材料使用時(shí),其泡沫閉孔率至少應(yīng)大于95‰,當(dāng)閉孔率低于70‰時(shí),短時(shí)大雨并不會(huì)造成屋面滲漏,但在多日連續(xù)陰雨的季節(jié),由于硬泡長(zhǎng)期浸泡在雨水中,開孔泡中吸水較多,滲入泡中的雨水,在重力作用下會(huì)透過(guò)串孔進(jìn)入屋面基層,并被封存在基層和硬泡之間,即使雨過(guò)天晴,在烈日照射下短期內(nèi)也很難經(jīng)過(guò)硬泡保溫層和保護(hù)層向上排出。相反,由于屋面受陽(yáng)光照射,上層溫度高,下層溫度低,水分反而向屋面下層遷移,造成雨天不漏、晴天滲漏的反,F(xiàn)象,這種現(xiàn)象在南方黃梅季節(jié)尤甚。
區(qū)別之四:抗拉強(qiáng)度和自粘強(qiáng)度的影響
聚氨酯硬泡外墻外保溫系統(tǒng)的整體強(qiáng)度取決于聚氨酯母材的抗拉強(qiáng)度(系統(tǒng)強(qiáng)度的*薄弱環(huán)節(jié)),因此聚氨酯硬泡本身的抗拉強(qiáng)度實(shí)際上就是整個(gè)外墻飾面系統(tǒng)的抗拉強(qiáng)度。例如:聚氨酯硬泡的抗拉強(qiáng)度是200kpa,整個(gè)外墻系統(tǒng)的抗拉拔強(qiáng)度就是200kpa;如果此指標(biāo)下降為100kpa,則整個(gè)外墻系統(tǒng)的抗拉強(qiáng)度會(huì)隨之降低為原來(lái)的一半,安全系數(shù)也必然會(huì)驟降為原來(lái)的一半。
另外,建筑業(yè)用噴涂聚氨酯硬泡在材料配制時(shí)還應(yīng)充分地考慮外墻外保溫系統(tǒng)使用時(shí)的粘接強(qiáng)度要求,因此要求其對(duì)金屬、混凝土、磚石、木材、玻璃等建筑材料具有很好的自粘接性能。
國(guó)家建材行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JC/T998-2006和*近通過(guò)的《聚氨酯硬泡外墻外保溫工程技術(shù)導(dǎo)則》,都對(duì)聚氨酯硬泡的自粘接強(qiáng)度規(guī)定了強(qiáng)制性指標(biāo),這也是噴涂聚氨酯硬泡相對(duì)于發(fā)泡聚苯板(EPS)和擠塑保溫板(XPS)外墻外保溫系統(tǒng)安全性具有明顯優(yōu)勢(shì)的一個(gè)重要指標(biāo)。值得一提的是,強(qiáng)度是聚氨酯硬泡*重要的力學(xué)性能,它的大小直接決定著外墻飾面系統(tǒng)的抗風(fēng)壓、抗沖擊、抗應(yīng)變能力以及承載總重量的能力,是評(píng)估外墻外保溫系統(tǒng)使用安全性的*重要、*直接的性能指標(biāo)。
綜上所述,用戶在選用聚氨酯硬泡作為建筑保溫防水雙功能材料使用時(shí),必須按國(guó)家建材行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JC/T998-2006的要求,對(duì)材料的密度、強(qiáng)度、斷裂延伸率、尺寸穩(wěn)定性及閉孔率進(jìn)行嚴(yán)格鑒定。作為目前惟一的保溫防水一體化新型建材,聚氨酯硬泡保溫材料在國(guó)內(nèi)建筑業(yè)的應(yīng)用還處于初始階段?上驳氖牵瑸榧涌旖ㄖ夭牧系母镄,促進(jìn)聚氨酯硬泡在建筑節(jié)能領(lǐng)域的推廣應(yīng)用,建設(shè)部還專門成立了“聚氨酯建筑節(jié)能應(yīng)用推廣工作組”,在建設(shè)部的高度重視和全力推動(dòng)下,目前聚氨酯硬泡保溫防水材料在國(guó)內(nèi)建筑節(jié)能行業(yè)的應(yīng)用取得了實(shí)質(zhì)性的進(jìn)展。