建筑外墙聚氨酯保温板制备工艺和应用研究

吴凯丽（红宝丽集团股份有限公司，江苏 南京 211300）



建筑外墙聚氨酯保温板制备工艺和应用研究

吴凯丽
（红宝丽集团股份有限公司，江苏 南京 211300）

摘要：聚氨酯作为优良的防火保温隔热材料，在建筑节能中的应用越来越广泛。本文描述了聚氨酯保温板国内外发展趋势，改性聚氨酯保温板的技术发展趋势，对聚氨酯保温板制备技术、工艺流程、施工工艺进行了介绍。

关键词：建筑节能；保温材料；聚氨酯；结构阻燃

聚氨酯保温板是由聚异氰脲酸酯和杂环类阻燃多元醇经特定条件反应制作而成的闭孔结构高分子板材。作为优良的防火保温隔热材料，主要用于建筑物节能和大型冷库、冷链保温领域。同时，可用于工业厂房、船舶、车辆、军工、水利建设等领域的防火保温隔热。

1　国内外发展现状及趋势

在欧美国家建筑节能用聚氨酯硬泡占总消费量的比例达50%以上，我国用于建筑节能的聚氨酯硬泡比例不足1/4，发展的空间巨大。

1.1聚氨酯与其他主要建筑保温材料对比

目前常用的建筑保温材料主要分为有机材料和无机材料，有机材料包括聚氨酯、酚醛、发泡基苯乙烯等，无机材料包括发泡陶瓷、发泡水泥、岩棉和玻璃棉。聚氨酯是目前保温效果最好的有机材料，同时具有质轻、耐水耐溶剂性能好、使用寿命高的特点，经过改性的聚氨酯材料阻燃性能得到很大提高，是我国建筑节能首选保温材料，详见表1。

1.2阻燃型聚氨酯硬质泡沫塑料技术发展趋势

聚氨酯泡沫实现阻燃主要通过两种方式：添加阻燃剂阻燃和结构型阻燃。结构型阻燃技术通过对聚氨酯材料的结构改性，遇火燃烧时材料表面上形成致密碳化层，有效阻止火焰的继续蔓延，具有以下优势特征：

（1）连续法制备的产品燃烧性能高；

（2）保持了聚氨酯硬泡优异的保温性能；

（3）改善了聚氨酯硬泡的物理性能；

（4）实现产品阻燃性能的长期稳定。阻燃型聚氨酯硬质泡沫塑料技术发展趋势见表2。

2　结构型阻燃聚氨酯材料制备技术

结构型阻燃聚氨酯硬泡保温板的阻燃机理为：在材料遇火燃烧时表面形成一层碳化绝热层，阻止火焰的继续蔓延，在不外加阻燃剂的条件下，聚氨酯材料改性实现难燃级，制备步骤如下：

（1）采用具有α活泼氢的含磷化合物如亚磷酸、亚磷酸二甲酯为主要原料，与醛、醇胺、氧化乙烯或氧化丙烯等反应合成含磷、氮元素的聚醚多元醇。

（2）选择催化剂与泡沫稳定剂，使之与P、N杂环聚醚多元醇、普通聚醚多元醇、聚酯多元醇、异氰酸酯、发泡剂等原料化学性质相匹配，通过不同配方、优化试验及高压机放大试验，制成一种具有氨基甲酸酯链段重复结构单元的本质阻燃聚氨酯，具备阻燃性能高、隔热保温性能好以及物理机械强度高、经久耐用的特点，达到保温板用聚氨酯泡沫的阻燃性能指标。

（3）选择聚氨酯保温板覆面用软面材料，并通过连续线生产过程条件控制、生产现象观察、工艺参数控制、成品检验，对连续线生产过程进行分析、讨论、改进，确保产品质量的稳定性。

表1　主要建筑保温材料比对比表

表2　阻燃技术发展趋势

3　聚氨酯保温板生产工艺流程

难燃型聚氨酯保温板是以聚氨酯泡沫为芯材，上下表面以玻纤软面层为面材的聚氨酯硬泡复合保温板，生产流程如下：

将白料、黑料、助剂通过储料罐进料泵打入高压发泡剂料灌内，多种组分的原料经过过滤器、计量泵和高低压转换阀后在喷头位置充分混合；与此同时，上、下卷开卷机分别放出玻纤软面层，通过纠偏、加热装置到达温度适宜的布料平台。

混合后的物料喷洒在下软面层上，上软面层覆盖其上后进入双履带机内。履带板沿导轨运动，通过小节距链条向前输送，并利用垫块调整上下履带板间的距离，从而控制复合板厚度；同时侧向模块与履带机同步运动，在复合板侧面贴上侧封纸，以模块抵住侧封纸，起到成型固化和密封的作用。

产品从双履带机出来后经过铣边装置进行修边，将宽度调整到合适尺寸后再通过凉板进入盘锯切割机，盘锯横向移动切断复合板，切断后的复合板进入后辊道，在出口处堆垛、包装，经熟化后成品入库储存。

4　施工工艺流程

硬泡聚氨酯复合保温板外墙保温系统应具备良好的承载性和防火性、长久的使用寿命以及良好的保温隔热性能。构成外保温系统的材料要互相配套，保温材料导热系数要低，体系的抗裂、防火、拒水、透气、黏结性能、耐候性、耐久性、抗震和抗风压能力则要求尽可能的高。

（1）硬泡聚氨酯外墙保温系统主要组成部分包括：胶黏剂黏结层：高强度黏结砂浆；保温材料：高阻燃聚氨酯保温板；加固锚栓：膨胀加固锚栓或旋转锚钉；增强层：多功能抹面胶浆和玻璃纤维耐碱网格布。

（2）施工流程：基层墙面处理→黏结砂浆拼合→保温板黏结→检查修复→钻孔锚固→第一次抹面→网格布铺设→第二次抹面→表面处理。

5　结语

结构型阻燃聚氨酯材料在保持聚氨酯硬泡优异的保温性能和物理力学强度的前提下，使燃烧性能达难燃级，解决了建筑节能领域聚氨酯材料保温与防火的突出矛盾，避免了添加型阻燃剂对生态环境产生的破坏，有利于我国建筑节能工作的推进，确保建筑节能及消防安全；而且结构型阻燃聚氨酯保温板性能完全满足国家有关建筑节能规范的要求，施工工艺简便合理，兼顾保温和防火功能，对建设资源节约型社会和有效提高能源利用效率具有重要意义，今后在我国建筑节能领域应用拥有非常广阔的前景。

参考文献：

[1] 任海洋，基于建筑外围结构的塑料保温材料应用研究[J]. 塑料工业，2015,43(12):5～8.

[2] 全鹏. 聚氨酯硬泡保温装饰一体化复合板在建筑保温装饰中的应用[J]. 建设科技，2014(10):86～87.

[3] 南京红宝丽新材料有限公司，硬泡聚氨酯保温板工程应用技术规程 [M]. 江苏：江苏科学技术出版社，2014.

(P-01)

Preparation and application of building exterior polyurethane insulation board

中图分类号：TQ328.3

文章编号：1009-797X(2016)12-0033-03

文献标识码：A

DOI：10.13520/j.cnki.rpte.2016.12.014

作者简介：吴凯丽（1987-），女，任职于红宝丽集团股份有限公司，主要从事聚氨酯材料相关信息的采集与研究工作。

收稿日期：2016-05-10