聚氨酯硬泡喷涂外墙外保温系统研究报告.docx
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聚氨酯硬泡喷涂外墙外保温系统研究报告
聚氨酯硬泡喷涂外墙外保温系统研究报告
聚氨酯硬泡喷涂外墙外保温系统研究报告聚氨酯硬泡喷涂外墙外保温系统研究报告目录一、聚氨酯与建筑节能%q~1do2gq8H8z7Z（三）硬质聚氨酯泡沫塑料的应用领域d1y:
_7O/w,i）r!
Q（四）硬质聚氨酯泡沫的环保要求（五）硬质聚氨酯泡沫塑料在建筑节能领域中的应用#E1[o:
~6\$T%T*N5_kL二、技术体系构造及工艺说明
（一）体系构造设计
（二）工艺说明三、试验研究分析
（膨胀系数分析1.10使用寿命分析2、配套材料研究与分析:
s*L8B#o:
W1a5F.P2.1基层处理材料的研究与分析2.2聚氨酯表面处理材料研究与分析2.3找平材料的研究与分析
（二）施工过程的研究与分析,~5H（i#V!
iX1NC-y-[5[;_|（九）易于维修性强H/E“W;\,i+X）X!
V（十）环保性能好/?
5G,}/o7y*u一、聚氨酯与建筑节能5q9L0P）J/~/z#M.j0R*e!
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（一）聚氨酯概念聚氨酯（polyureathane,PU）是聚氨基甲酸酯的简称。
凡是在高分子主链上含有许多重复的基团的高分子化合物统称为聚氨基甲酸酯。
一般聚氨酯由多异氰酸酯与多元醇化合物相互作用而成。
由于多异氰酸酯中-NCO-官能团的化学特性，它不但能和多羟基化合物反应，而且还可以和其它具有“活性氢”的化合物反应生成相应的化学链节，从而改变聚氨酯的链节结构和性能。
聚氨酯的可发泡性、弹性、耐磨性、粘结应性强，性能丰富的特点，可通过改变原料组成配方等制得不同特性的泡沫塑料制品。
根据不同的分类标准，聚氨酯泡沫塑料可分为不同类型。
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H7R2te1、最常见的是按性能划分,可分为软质泡沫塑料、硬质泡沫塑料、半硬质泡沫塑料以及特殊泡沫塑料。
1.1软质泡沫塑料。
其特点为：
制品柔软、回弹性好、压缩永久变形小，主要用作衬垫材料；1.2硬质泡沫塑料。
其特点为：
制品质轻、比强度高、导热系数低、隔热性能良好，广泛用作保温隔热材料和夹芯层合板。
特别是阻燃型及现场喷涂发泡工艺的应用，更扩大了硬质泡沫塑料在建筑、冷库、冷藏车辆及船舶等中作为保温隔热层的应用；.m6d6S1s!
Z*X[1.3半硬质泡沫塑料。
其特点是：
制品性能介于硬质与软质之间，具有良好的抗冲击性和缓冲性，适合于做工业防震、缓冲和包装材料；（C,O7M8u.o3]3r4Y4J1.4特殊泡沫塑料。
适用于特殊需要。
2、按所用的多元醇品种，可分为聚酯型聚氨酯泡沫塑料、聚醚型聚氨酯泡沫塑料和蓖麻油型聚氨酯泡沫塑料等。
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i3、按成型方法又可分为块状、模塑和喷涂聚氨酯泡沫等类型。
（三）硬质聚氨酯泡沫塑料的应用领域所谓硬质聚氨酯泡沫塑料是指在一定负荷作用下，不发生明显变形，当负荷过大时发生变形后不能恢复到原来形状的泡沫塑料，具有强度高、重量轻、绝热效果好、施工方便等特点，还具有隔音、防震、电绝缘、耐热、耐寒、耐溶剂等优良特性，40年来在国内外已广泛用于航天，船舶，石油，电子，设备，车辆，食品工业等领域。
聚氨酯硬泡既可工厂化生产，也可现场施工，这些优点是其他材质的泡沫塑料如聚苯乙烯、聚乙烯等并不具备的。
较低密度的聚氨酯硬泡，其导热系数比聚苯乙烯、其它泡沫塑料及天然保温材料低，绝热效果优良，并且可现场浇注或喷涂成型，与被保温材料结合成一体，使得保温效果更好。
因此，在保温隔热领域，聚氨酯硬泡沫塑料是首选材料，应用面大，其主用途以下几个方面：
1、食品等行业冷冻冷藏设备。
冰箱、冷柜之类家用电器是聚氨酯硬质泡沫塑料的主要应用之一。
2、工业设备保温。
如贮罐、管道保温、城市工厂集中供热工程的热水管道等。
3、建筑材料。
房屋建筑的保温节能是聚氨酯硬泡的最重要领域之一。
9d（Q%F#F.n,W“k4、交通运输业。
聚氨酯硬泡目前广泛用于汽车顶蓬、车内侧内饰面、以及火车、船舶等其它交通工具。
5、仿木材。
高密度聚氨酯硬泡或玻璃纤维增强硬泡是结构泡沫塑料，称仿木材料，可替代木材用作各类高档型材、板材、体育用品、装饰材料和家具等。
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N9t二、技术体系构造及工艺说明-p%K+O6h“_$u!
M%V2IZL聚氨酯硬泡喷涂外墙外保温技术是北京振利高新技术公司为适应节能50%深入普及和三步节能已提上部分建设行政主管部门议事日程的新形势而自主开发的、性价比优异的一种外墙外保温技术。
该技术采用现场聚氨酯硬泡喷涂进行主体保温，采取ZL胶粉聚苯颗粒保温浆料找平和补充保温，充分利用了聚氨酯优异的保温和防水性能以及ZL胶粉聚苯颗粒外墙外保温体系的柔性抗裂性能，是技术先进、保温性能优良的外墙外保温体系。
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（一）体系构造设计:
b）[2i/s/x（L:
l,Bbb-O4f“q1、施工工艺流程基层墙体清理——吊大墙垂直线——垂直偏差大于1.0cm时用1：
3水泥砂浆找平——拉水平线（墙面宽度≥2m时、水平线间距1～1.5m）——涂刷聚氨酯防潮底漆——由下向上支阳角、阴角模或窗口模，浇注阳角、阴角或窗口——窗、门、脚手架等非涂物遮挡、保护——墙面喷涂PU保温材料0.5～1.0cm厚——按50cm间要点2.1基层处理喷涂施工前，应首先吊大墙垂直线，若墙体垂直偏差大于1.0cm，则应用1：
3水泥砂浆进行找平。
干燥7天后，涂刷ZL聚氨酯防潮底漆，厚度约为15um左右。
墙体垂直偏差小于1.0cm时，剔除墙面上残留的灰渣等凸出物后，直接涂刷ZL聚氨酯防潮底漆。
2.2做PU喷涂标线1F!
m3]8E$F.`r阳角、阴角处吊垂直厚度控制线，对于墙面宽度≥2m处，拉水平厚度控制线，水平线间距为1～1.5m2.3预制阳角、阴角或窗口由下向上支阳角、阴角模或窗口模，用聚氨酯保温材料浇注阳角、阴角或窗口。
C0~）E9Ha6N3w7d2.4非涂物遮挡、保护,h+n!
\,W0w2K喷涂聚氨酯保温料前，用塑料薄膜、废报纸、塑料板或木板、三合板等将窗、门、脚手架等非涂物遮挡、保护起来。
2.5墙面聚氨酯保温层施工开启PU喷涂机将保温涂料均匀地喷涂于墙面之上，当厚度达到0.5～1.0cm厚时，按50cm间距、梅花状分布插定厚度标杆，然后继续喷涂聚氨酯保温料。
每次喷涂面挂线铁丝的垂挂点，用经纬仪打点，用紧线器安装钢垂线。
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g+d3l2.9抹保温浆料找平和补充保温在保温浆料和抗裂砂浆配制时，搅拌需设专人专职进行，以保证搅拌时间和加水量的准确。
在施工现场搅拌质量可以通过观察其可操作性、抗滑坠性、膏料状态以及其湿表观密度等方法判断。
抹灰时，其平整度偏差不应大于±4mm，不宜抹太厚，以找平为主，抹灰厚度应略高于灰饼的厚度，而后用杠尺刮平，用抹子局部修补平整；待抹完找平面层30min后，用抹子再赶抹墙面，用托线尺检测后达到验收标准。
2.10抗裂层施工保温浆料固化干燥（用手按不动表面为宜，一般约3-7天）且保温层施工质量验收以后，方可进行抗裂保护层施工。
，抹抗裂砂浆时，将3－4mm厚抗裂砂浆均匀地抹在保温层表面，立即将裁好的耐碱网格布用铁抹子压入抗裂砂浆内。
相邻网格布之间搭接宽度不应小于50mm，并不得使网格布皱褶、空鼓、翘边。
首层应铺贴双层网格布，第一层铺贴加强型网格布，加强型网格布应对接，然后进行第二层普通网格布的铺贴，两层网格布之间抗裂砂浆必须饱满。
在首层墙面阳角处设2m高的专用金属护角，护角应夹在两层网格布之间。
其余楼层阳角处两侧网格布双向绕角相互搭接，各侧搭接宽度不小于200mm。
门窗洞口四角应增加300mm×400mm的附加网格布，铺贴方向45°。
+i+b$S6B/G2y2.11涂刷高分子乳液弹性底层涂料在抗裂层施工完后2h后即可涂刷高分子乳液弹性底层涂料。
2.12刮柔性耐水腻子当饰面为凹凸型涂料时，待基层干燥后，对一些重点部位刮柔性耐水腻子找补，这些部位包括：
平整度不够的墙面、阴角、阳角、色带以及需要做平涂的部位。
饰面为平涂时，墙面满刮柔性耐水腻子。
三、试验研究分析.v:
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（一）材料试验研究1、聚氨酯硬泡材料的研究1.1导热系数分析作为保温隔热材料的硬质聚氨酯泡沫，导热系数是其一项重要指标，获得较低的导热系数、保持导热系数的稳定是聚氨酯硬泡材料研究中很重要的工作。
实验表明，影响聚氨酯导热系数的因素很多，现就高压无气喷涂CO2时，硬泡的导热系数较高，合理调配CO2与HCPC-141b，可适当调节导热系数大小。
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B1.1.3陈化时间的影响7WI5I0s6]3s8l“M:
cc聚氨酯在发泡过程中，随着物料粘度的增加，泡孔结构会不断加强，直至泡孔完全封闭形成闭孔。
喷涂聚氨酯硬泡甲料与乙料混合后，一般乳白时间2-5秒，不粘时间10-20秒，10-15分钟开始硬化。
对不同陈化时间的试块进行导热系数的检测,其结果如表2。
陈化时间对导热系数的影响配方编号密度（Kg/m3）陈化时间（h）导热系数（W/m•k）PU-01240.520.0225PU-01240.580.0228x9S7d（g:
L）e7H8rW-Rx0N:
Ja6Y/C-D#]由表3可见，当密度值为35kg/m3时，硬泡聚氨酯的导热系数较低。
硬泡聚氨酯比较理想的密度范围为了35—65kg/m3，此时导热系数均可维持在0.18—0.25W/（m•k）范围。
当密度较小时，如小于30kg/m3，导热系数反而增大，这主要是因为泡沫塑料密度过低时开孔结构比例增大，从而导致导热系数增大。
1.2闭孔率对聚氨酯性能的影响2_d:
i4r（q+~聚氨酯泡沫塑料是由无数连续的小泡孔组成。
而泡孔是气相分散于聚合物中形成的无数细小多面体，一般由泡孔壁与腔穴组成，腔穴之间可以是互相联通的即为开孔结构，如果是互不联通的则是闭孔结构。
泡沫塑料的泡孔结构对制品性能有直接影响。
聚氨酯泡沫塑料的许多物理性能都取决于它的泡孔结构。
若是软泡，则需要开孔结构以赋予制品良好的回弹性；对硬质泡沫来说，泡孔以闭孔结构为宜，且闭孔率越高，制品吸水率越低，气密性越好，保温性能越优异。
表4为不同闭孔结构对聚酯硬泡导热系数及尺寸稳定、吸水率的影响。
不同闭孔结构对聚酯硬泡导热系数及尺寸稳定、吸水率的影响闭孔率导热系数尺寸稳定性吸水率78.3%0.0331.35%4.23%7D0F+X0o6]4q$L90.4%0.0240.68%2.94%/@3B3l.d（oz9k$s+|表4*U2W/p9V3L（r:
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“w3Y8V3y）I@1.3尺寸稳定性分析（i5?
+Y1`:
s硬质聚氨酯泡沫尺寸稳定性是指材料在特定环境（受热或受冻）放置一定时间后，互相垂直的三维方向上产生不可逆尺寸变化，这种变化的大小与硬质聚氨酯泡沫的原料种类、结构、密度、成型条件等因素有关。
#[8@中完全不燃烧是不可能的，所谓阻燃是指达到某种规范或某个试验方法的一个具体标准。
5K.u8c,v;vs1.4.1燃烧过程分析硬质聚氨酯泡沫的燃烧过程和一般高分子物质的燃烧过程相似。
硬质聚氨酯泡沫与火源接触，温度升高，达到分解温度时产生可燃气体，这种气体与空气中氧气发生化学反应，达到比较激烈的程度，这就是燃烧。
燃烧过程产生的热量，继续促使其分解，这样一直循环下去，直到硬质聚氨酯泡沫烧完为止。
1.4.2阻燃方法及原理_+`/o#+Q4o4u5~-Uj注：
系列1为去掉表面结皮的聚氨酯硬泡的吸水率测试值；（L;a/I7{2F*g!
X系列2为不去结皮的聚氨酯硬泡的吸水率测试值。
从图2可见，去掉表面结皮后，聚氨酯硬泡密度越小、泡孔越大，闭孔率相对较小，因而吸水率较高；而不去结皮的聚氨酯硬泡吸水率随密度的高低变化不大。
这主要是因为去掉结皮的试样表面基本上是开孔结构，因而吸水率略高；而不去结皮的试样，由于结皮致密，表层泡孔未破坏，保持完整的密孔结构，因而吸水率较低。
现场喷涂外墙外保温施工，聚氨酯硬泡表面结皮绝大部分保持完整，对降低保温层的吸水率是大有好处的。
1.6粘结强度试验M聚氨酯硬泡塑料作为聚氨酯材料中的一种，与聚氨酯胶粘剂一样，由于其结构中含有极性基团－NCO-，提高了其对各种材料的粘结性，特别聚氨酯硬泡采用现场喷涂或浇注成型工艺，在混凝土或粘土砖等多孔状极性表面上反应成型，在物理、化学粘结力双重作用下，具有极佳的粘结效果。
表7反映了不同基层墙体/材料与聚氨酯的粘结强度检验实验结果。
不同基层墙体与聚氨酯粘结强度实验值表7墙体粘结强度MPa破坏面2H#`*y“a:
[+u混凝土0.32聚氨酯断裂水泥砂浆0.35聚氨酯断裂实心粘土砖0.30聚氨酯断裂石棉板0.28聚氨酯断裂钢铁0.33聚氨酯断裂,V;@3I/C/`M6J0S铝塑0.32聚氨酯断裂1PZU*m聚氨酯硬泡的强度指标有抗压强度，抗拉强度等。
其强度由其原料、配方、泡沫塑料结构等因素决定。
同一配方条件下，抗压强度和抗拉强度与密度关系密切，随着密度增加显著提高。
2Z:
B）`2W%y0G$D:
k同时硬泡的抗压强度和抗拉强度还与方向有关，表现出明显各向异性，对于泡沫形成时上升方向与垂直于上升方向的强度值是明显不同的。
硬泡塑料的强度还与温度、陈化时间有明显关系，温度升高，强度下降；陈化时间越长，养护温度越高，强度越高。
图3、图4表明了聚氨酯硬泡强度与密度及发泡方向的关系。
9K[5e（M5A（p/m注：
系列1为泡沫上升方向的强度，系列2为垂直于泡沫上升方向的强度。
$z2G+e8X%P“i:
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C3e+c#V*X9k:
q*z）P$o5p注：
系列1为泡沫上升方向的强度，系列2为垂直于泡沫上升方向的强度1.8密度对聚氨酯性能的影响.~*W6w+h0L2_&u2p9D密度是聚氨酯硬泡塑料的一项重要指标，它对硬泡的其他性能有明显影响。
作为外墙外保温的聚氨酯硬泡，特别是现场喷涂型硬泡，考虑到其具有一定的承重性，在不作任何加强措施的情况下，载重量≤60kg/m2，其密度应不少于35kg/m3，兼顾到保温性能，成本方面的因素，其密度上限不应超过60kg/m3。
ZL聚氨酯硬泡材料，不同密度下的硬泡性能如表8。
密度对聚氨酯性能影响的实验值表8密度（kg/m3）抗压强度（KPa）抗拉强度（KPa）导热系数W/（m•k）尺寸稳定性48h后，%353252650.0202-0.5454323100.0193-0.3“Y9_-]:
F:
h554603620.0192-0kg/m3，其线膨胀系数为5.0×10-5/K；密度为30kg/m3左右,则其线膨胀系数为10.0×10-5/K。
1.10使用寿命分析聚氨酯硬泡的使用寿命问题，在硬泡工业化初期刚开始用作保温绝热材料时,尤其受到关注。
经过几十年的实践证明，硬泡的耐老化性是经受得住时间考验的。
冰箱、冰柜等冷冻冷藏设备上所用的硬泡，正常运行下自始自终都能满足保温绝热的需要。
在保温领域，几十年来也积累了宝贵的科学数据。
为了预测硬泡的寿命，Potts•C•G等人进行了研究，通过对几种类型聚氨酯硬质泡沫塑料的研究，发现泡沫塑料使用寿命的对数和温度的倒数大致上呈直线关系，如图5。
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