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1、摘要聚氨酯泡沫是目前保温性能最好的泡沫塑料，由于优良的性能将在保温领域有广阔的市场。本文主要阐述聚氨酯泡沫的组分、发泡工艺和发泡工艺控制、聚氨酯的成型设备介绍以及聚氨酯泡沫在墙体保温中的应用关键词：聚氨酯 发泡 保温AbstractPolyurethane foam is the best performance of the foam insulation, due to excellent performance in the insulation field, there is a vast market. This article discusses the component pol
2、yurethane foam, foam craft and foaming process control, polyurethane and polyurethane foam molding equipment introduction of insulation in the wallKeywords: Polyurethane Foam Insulation目录摘要IAbstractII第一章 绪论11.1建筑节能的必要性与形势11.2常见外墙保温体系21.2.1浆料类外墙外保温体系21.2.3聚氨酯（PU）硬泡外墙外保温系统31.2.4各种复合外墙外保温系统41.3聚氨酯的现状及发
3、展51.4研究意义6第二章 聚氨酯成型工艺及设备72.1原料72.2发泡原理92.3发泡成型方法102.3.1一步法发泡工艺102.3.2 两步法发泡工艺132.4常用成型设备介绍152.4.1设备概述152.4.2聚氨酯高压发泡机结构、工作原理及特点162.5喷涂成型172.5.1喷涂成型概述172.5.1 配方及性能182.5.3喷涂发泡方法192.5.4喷涂成型设备及改进22第三章 聚氨酯外墙保温工程具体应用现状及分析243.1应用进展243.2具体应用及分析243.3存在的问题263.4聚氮酯外墙保温未来发展设想27第四章 总结28致谢29参考文献30第一章 绪论1.1建筑节能的必要性
4、与形势建筑节能是指在建筑物的设计、建造和使用过程中，执行建筑节能的标准和政策，使用节能型的建材、器具和产品，提高建筑物的保温隔热性能和气密性能，提高暖通、空调系统的运行效率，以减少能源消耗。 当前，随着经济社会的高速发展，节能已成为世界性的话题。建筑是耗能大户，不仅生产建材要耗能，更大量地是每年经常性地使用能耗，而且，随着生活水平的不断提高，人们对居住条件舒适性的要求也越来越高，这必然会更大的增加能耗。我国目前房屋单位面积的采暖能耗是同等条件下发达国家的3倍，能耗较高的原因，除了我国能源利用效益较低以外，主要是因为建筑外围护结构的保温性能较差。这不仅会长期大量地浪费珍贵的能源，关键会造成严重的
5、环境污染。恶化了的环境反过来使资源质量变劣，生产能力降低，从而形成资源环境双向恶性循环。从这里看，建筑节能是缓解我国能源紧缺矛盾，减轻环境污染，促进经济持续发展的一项最直接、最有效的根本措施。建设节约型社会，全面落实科学发展观是当今中国的重大战略决策之一。建筑节能由于在节约能源、减少污染排放、改善环境、创造就业机会、促进传统产业升级、推动科技进步、带动经济发展等方面具有重要意义，成为建设节约型社会的突破口。它的实现，将极大的改善人民生活工作条件，实现人与自然的和谐共存。自1980年至2008年间，我国的年GDP增长速度已经超过了9%，虽然我国的经济增长速度非常迅速，但有2/3是在对资源和生态环
6、境过度透支的基础上实现的，代价巨大。这种粗放型的经济增长显然难以支持我国今后的可持续发展的战略要求。随着城市化进程的加快，建筑耗能逐年大幅度上升，已成为中国能源消费的主体之一。目前，我国建筑能耗已达到全社会能源消费量的32%，成为我国国民经济发展的巨大负担。因此，建筑节能势在必行，刻不容缓。通过建筑节能的发展，一可以缓解能源资源的紧张局面，建筑节能是社会经济发展的需要。二可以减轻大气污染，建筑采暖和饮食用能量是造成大气污染的两个主要因素，如重庆受灰尘和酸雨严重危害，空气污染情况严重。三可以保护生态环境和提高建筑热环境的质量，随着现代化建设的发展和人民生活水平的提高，舒适的建筑热环境日益成为人们
7、生活的需要。四可以实现建筑业更高、更科学、更人性化的需要11.2常见外墙保温体系1.2.1浆料类外墙外保温体系在早期，市面上有一种浆料类外墙外保温体系，但由于此类材料吸水率高，干缩变形大，若达到新的设计标准，计算保温层厚度大，同时施工遍数多、难度大、工期长、费用高，极易造成偷工减料的问题，严重影响工程质量和保温效果，难以达到现行建筑节能设计标准要求。现在国家已经限制使用。1.2.2聚苯板粘贴式外墙外保温体系聚苯板，分为模塑聚苯板（EPS板）和挤塑聚苯板（XPS板）。两者生产原材料、生产工艺基本相似，是由膨胀性聚苯乙烯颗粒通过发泡、熟化、养护等过程，形成的具有微细闭孔结构的泡沫塑料板材。其中，E
8、PS板，其孔结构和空间融合较好，所以其整体尺寸稳定性较好。由于XPS板制作是由高温高压下突然变为常压，发泡过程很难控制，如果后面冷却不好，也会引起局部应力集中；XPS在发泡的同时，又受整平机的挤压，各向受力和膨胀比例相差很大，其内部孔结构不好，应力集中到一定程度会引起变形，所以其尺寸稳定性较差，当XPS的质量差到一定程度，其断裂方式可能会从韧性断裂转为脆性断裂，其工程风险较大。两者性能比较如下：（1）保温隔热性能：相同厚度的EPS与XPS保温性能是逐渐升高的。EPS导热系数为0.041W/(mK)，XPS是0.030 W/(mK)。因此达到相同的保效果的情况下，XPS板材比EPS板材厚度要薄，
9、如全面考虑工艺以及建筑物高度，每平方米的价格XPS比EPS要贵一些。对于隔热来讲，目前的EPS或XPS薄抹灰系统都完全满足要求。（2）抗拉强度：目前XPS板强度在200KPa250KPa，这种强度国内很多XPS板材做不到，EPS板材在100KPa以下。对于外墙贴砖或者高层而言，两种板材均需加固即采用固定件辅助固定。XPS板的强度虽然比EPS板高，但由于XPS板材的性质（脆性），在粘贴面积较大时，外墙饰面层开裂的可能性高，尤其是涂料面层。就材料本身而言，柔韧性EPS板要优于XPS板。（3）耐候性：由于EPS板较高的吸水性，所以EPS耐候性不如XPS系统。但EPS板的延展性较XPS板好，可克服一定
10、的缺陷。就系统来讲，薄抹灰系统外层的抹面胶本身也具有一定的防水能力，除在施工过程外，完好的二种系统的防水性能均可。（4）透气性：就材料本身而言，EPS比XPS要好得多。XPS几乎没有透气性，在室内外温差较大的地区却是很容易使水气在板的两侧结露。（5）粘结强度：对薄抹灰系统而言，EPS板强度低，抗剪切强度也低，板材破坏有可能不是出在粘结面，而是板材中间直接破坏。XPS抗拉强度能达到0.1MPa，但由于XPS板界面光洁度高，除非用聚合物相当高的乳液来做界面处理才能达到，其成本非常高。（6）表面平整度：由于XPS板质较硬，难以保证平整度，此方面EPS板明显优于XPS板。综上所述，如从两者中选择其一，
11、建议使用EPS板粘贴式外墙外保温系统。1.2.3聚氨酯（PU）硬泡外墙外保温系统聚氨酯全称为聚氨基甲酸酯，简称PU，是分子结构中含有HCOO单元的高分子化合物。聚氨酯发泡体在现场采用高压喷涂设备喷涂工，使原料分别喷涂设备内的混合室，在一定压力下（0.5MPa）混合发生热反应后直接喷涂发泡成型。原料混合喷涂后的发泡体内有无数微小孔形成微泡孔结构，能阻隔水分渗透，在其表面形成一层光滑的膜，具有很高的憎水性，由于微泡孔的存在，阻隔内外热交换功效得到提高，从而起到保温及自防水的功能。该材料自重轻，可大大降低外墙面载荷，具有足够的强度和抗冲击性能，与混凝土等基层的粘结力强(100KPa)，能保证自身的稳
12、固性和防止接触面处渗水。根据工程实践，将聚氨酯硬泡外墙外保温系统的施工方法分为四类：(1)喷涂法。优点为现场喷涂施工，保温层无接缝，整体性好，防水性能突出；应用范围广，适用于任何形状和部位的施工，对热桥的保温处理十分方便；与墙体基层粘结强度高，不需要加设锚固等；能连续喷涂，施工速度快。缺点为喷涂技术较难掌握，喷涂不易均匀；喷涂施工对环境温湿度及风力等条件较敏感，湿度不能过高，风力不能过大；喷涂聚氨酯硬泡表面较为光滑，需要专用的粘接材料方能保证与面层的粘接强度等。(2)浇注法。优点为与喷涂法相同，与喷涂法不同，浇注法很容易做到聚氨酯硬泡厚度均匀，表面平整；由于浇注入模不存在泡沫飞溅漂浮问题，从而
13、避免了聚氨酯原料的浪费和对周边环境的影响，施工时对环境的风力限制也比喷涂法宽泛；相对于喷涂法，浇注法操作技术难度大大降低，便于聚氨酯外保温技术的推广。缺点为浇注专用模板的选择要求较高；模板支护方式及安装速度，模板板缝的处理是技术难点；浇注高度、浇注速度控制不合理，会产生浇注不均匀现象；浇注时模板鼓胀控制，需要从模板强度及刚度、模板支护方式、聚氨酯材料本身发泡性能综合入手；浇注法虽然对环境的风力不像喷涂法那样敏感，但是对环境湿度和温度也有较严格的要求。(3)粘贴法。该技术与常见的EPS板外保温粘贴法施工基本相同，即采用专门的粘接材料将聚氨酯硬泡保温板或保温装饰复合板粘贴于外墙基层表面形成保温系统
14、，其优缺点和EPS板及XPS板粘贴施工相同。(4)干挂法。所谓干挂法施工，就是采用专门的挂件将聚氨酯硬泡保温板或保温装饰复合板固定于外墙基层表面形成保温系统。根据板材干挂固定方式分为无龙骨体系和有龙骨体系。前者一般采用锚栓固定，后者则采用龙骨。相比于粘贴法，干挂法的优点主要是干法施工，且一般是采用保温装饰复合预制板，施工效率高，保温装饰复合系统的安装可靠性容易保证。其技术关键点主要是需要加强板缝的接缝处理，以提高系统的严密性，防止在保温层与墙面之间形成空气流动层而降低保温效果。此外，还需要加强系统的抗风载荷性能。1.2.4各种复合外墙外保温系统目前，复合保温系统大多是将保温砂浆、聚苯板、聚氨酯
15、中任意两项结合使用，发挥各自优点，以达到保温的效果。(1)玻化微珠聚合物砂浆复合PU/EPS外墙外保温系统主要采用玻化微珠粘结双面涂刷界面砂浆的聚苯板，表面再抹10mm微珠粘结找平层，形成复合保温层从而达到保温隔热的要求。(2)聚氨酯灌注XPS复合面板外墙外保温系统通过合理的方法把XPS板与聚氨酯泡沫结合使用，以胶结剂把XPS复合面板粘贴于基层上，在面板与基层间预设的空腔内，灌注硬质聚氨酯泡沫塑料溶液，现场发泡形成的一种新型外墙外保温系统。该技术选用XPS挤塑板与硬质聚氨酯泡沫塑料做保温材料，采用科学的系统结合，最大限度减少墙体保温层的厚度，节能效果好，与基层的粘结力强，不渗水。该技术目前在工程中应用还比较少。由于聚氨酯外墙外保温系统各项性能都优于传统的XPS、EPS外保温系统，因此，在我国应该把聚氨酯材料作为传统建筑保温材料的替代品进行大力推广2。1.3聚氨酯的现状及发展聚氨酯泡沫是目前所有的墙体保温材料中保温性能最好的隔热产品，也是世界上最具前瞻性的保温材料。由于聚氨酯具有其它材料不可比拟的性能，至今已在发达国家广泛应用于建筑物的屋顶、墙体、天花板、地板、门窗的保温隔热等关键建筑物部位。我国对硬质聚氨酯泡沫塑料的应用主要在冷库、冰箱、
