建筑用聚氨酯保溫材料的性能分析

聚氨酯（即聚氨基甲酸酯，英文縮寫(xiě)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(xiàn)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。聚氨栽料在各行業(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曰材料，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)最低（≤0.024，綠色環(huán)保無(wú)氟發(fā)泡技術(shù)）、熱阻值最高的保溫材料，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(kāi)裂；

7.機(jī)械化業(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?chē)h(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（見(jiàn)表）。

區(qū)別之一：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)生永久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材料使用，必須滿(mǎn)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(mǎn)足上述國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)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(lèi)型、泡體的結(jié)構(gòu)、芯材密度、成型工藝及發(fā)泡劑的種類(lèi)等諸多因素有，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(kāi)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(xiàn)型尺寸過(guò)大的收縮和膨脹。尺寸穩(wěn)定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(kāi)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)入屋芑層，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：抗芮慷群妥哉城慷鵲撓跋

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)度的最薄弱環(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)的抗拉拔強(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；如果苤副晗陸滴100kpa，則整個(gè)外墻系統(tǒng)的抗拉拔強(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極艿淖哉辰有閱堋９家建材行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JC/T998-2006和最近通過(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)。值得一提蓯牽強(qiáng)度是聚氨酯硬泡最重要的力學(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)使用安全性的最重要、最直接的性能指標(biāo)。