我國(guó)作為發(fā)展中國(guó)家，開(kāi)發(fā)建設(shè)的量持續(xù)上升，造成了龐大的建筑能耗，因此也成為了國(guó)民經(jīng)濟(jì)的巨大負(fù)擔(dān)。我國(guó)建筑的單位面積采暖能耗仍然是與我國(guó)氣候條件相近的發(fā)達(dá)國(guó)家的2~3倍，國(guó)家迫切需要進(jìn)一步提高節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)來(lái)適應(yīng)國(guó)際趨勢(shì)。

目前來(lái)看，建筑節(jié)能是關(guān)系到我國(guó)完成節(jié)能減排目標(biāo)、建設(shè)低碳經(jīng)濟(jì)、保持經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重要條件之一。因此，建筑節(jié)能這一領(lǐng)域是得到了國(guó)家及政府的重視和支持的。且在相關(guān)政策及國(guó)民環(huán)保意識(shí)逐漸提高的環(huán)境下，建筑節(jié)能產(chǎn)品的普及率、使用率越來(lái)越高，不僅催生了一大批以環(huán)保為口號(hào)的企業(yè)、綠色建筑，甚至普通民用住宅的節(jié)能系統(tǒng)使用率也越來(lái)越高。各行各業(yè)都在說(shuō)節(jié)能，很多企業(yè)也都在標(biāo)榜自己是節(jié)能產(chǎn)品或者節(jié)能行業(yè)。

建筑保溫材料是通過(guò)對(duì)建筑外圍護(hù)結(jié)構(gòu)采取措施，減少建筑物室內(nèi)熱量向室外散發(fā)，從而保持建筑室內(nèi)溫度。建筑保溫材料在建筑保溫上就起著創(chuàng)造適宜的室內(nèi)熱環(huán)境和節(jié)約能源有重要作用。

1   建筑保溫材料行業(yè)概況及現(xiàn)狀  

1.1建筑保溫材料行業(yè)概況

1937年德國(guó)Otto Bayer教授首先發(fā)現(xiàn)多異氰酸酯與多元醇化臺(tái)物進(jìn)行加聚反應(yīng)可制得聚氨酯，并以此為基礎(chǔ)進(jìn)入工業(yè)化應(yīng)用；1945-1947年英美從德國(guó)獲得聚氨酯樹(shù)脂的制造技術(shù)，于1950年開(kāi)始工業(yè)化；日本1955年從德國(guó)Bayer公司及美國(guó)DuPont公司引進(jìn)聚氨酯工業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)。

 我國(guó)聚氨酯工業(yè)于上個(gè)世紀(jì)50年代開(kāi)始起步，發(fā)展緩慢。近十幾年隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，我國(guó)的聚氨酯行業(yè)也獲得了飛躍進(jìn)步，在原料、制品和機(jī)械設(shè)備方面等已具有和世界前列相當(dāng)?shù)募夹g(shù)水平。已發(fā)展成為種類(lèi)繁多、技術(shù)構(gòu)造多樣、產(chǎn)品需求量巨大的一個(gè)產(chǎn)業(yè)。

在目前的建筑設(shè)計(jì)施工中，市場(chǎng)運(yùn)用的保溫材料大致可分為有機(jī)和無(wú)機(jī)兩大類(lèi)，應(yīng)用比較普遍的主要有 EPS 板、XPS板、聚氨酯板、酚醛板、巖棉板、發(fā)泡水泥板、無(wú)機(jī)保溫砂漿等，近兩年來(lái)，一些通過(guò)改性的高性能聚苯板發(fā)展迅速，如真金防火保溫板等。

其次，保溫系統(tǒng)運(yùn)用最多的是聚苯板薄抹灰外墻保溫系統(tǒng)、膠粉聚苯顆粒外墻保溫系統(tǒng)和擠塑聚苯外墻保溫系統(tǒng)，基本上占據(jù)國(guó)內(nèi)外外墻保溫市場(chǎng)75%以上的份額。

另外，機(jī)械固定發(fā)泡聚苯板鋼絲網(wǎng)架板外墻外保溫系統(tǒng)、發(fā)泡聚苯板現(xiàn)澆混凝土外墻保溫系統(tǒng)和聚氨酯外墻保溫系統(tǒng)大約占據(jù)20%的市場(chǎng)份額，其他系統(tǒng)占總量的5%。

1.2建筑保溫材料行業(yè)現(xiàn)狀

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，迄今為止，涉及與建筑節(jié)能外墻保溫系統(tǒng)產(chǎn)品有關(guān)的生產(chǎn)和銷(xiāo)售企業(yè)全國(guó)達(dá)到8000余家（不含原材料供應(yīng)商），據(jù)對(duì)2019年全國(guó)建筑節(jié)能外墻保溫市場(chǎng)情況分析，整個(gè)市場(chǎng)形成的總產(chǎn)值在500億—600億元人民幣之間，年產(chǎn)值最大企業(yè)的銷(xiāo)售額約3.2億元（其中包含該企業(yè)其他輔助產(chǎn)品的銷(xiāo)售）；極少數(shù)企業(yè)的年銷(xiāo)售額達(dá)到2億—3億元，年銷(xiāo)售1億—2億元的企業(yè)數(shù)不到2%，年銷(xiāo)售額5000萬(wàn)—1億元的企業(yè)不到3%，超過(guò)80%的企業(yè)銷(xiāo)售額在700萬(wàn)—3000萬(wàn)元。

按照區(qū)域劃分，我國(guó)華南、華東、華北地區(qū)企業(yè)和產(chǎn)能相對(duì)集中，如下圖，而西北、西南、東北地區(qū)企業(yè)數(shù)量和產(chǎn)能相對(duì)較少。從市場(chǎng)的供應(yīng)情況調(diào)查，我國(guó)生產(chǎn)外墻保溫材料在這些廠商中，既有專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)一種保溫板的廠商，又有混合生產(chǎn)多種保溫材料廠商；基友年產(chǎn)幾十萬(wàn)立方米的大廠，也有僅有2—3萬(wàn)立方米的小作坊，而廠商的供貨也已打破了原有的地理界限，從上海、杭州、南京等地遠(yuǎn)銷(xiāo)到東北三省及西北五省區(qū)的比比皆是。

擠塑型聚苯乙烯泡沫塑料（擠塑板）、模壓型聚苯乙烯泡沫塑料（普通泡沫板）、現(xiàn)噴硬泡聚氨酯、硬泡聚氨酯保溫板（制品）、泡沫玻璃、泡沫混凝土（泡沫砂漿）、化學(xué)發(fā)泡水泥板、輕骨料保溫混凝土（陶粒混凝土等）、無(wú)機(jī)保溫砂漿（玻化微珠保溫砂漿）、聚苯顆粒保溫砂漿、礦棉（巖棉）、酚醛樹(shù)脂板、膨脹珍珠巖保溫砂漿無(wú)機(jī)活性墻體保溫隔熱材料等。

2  發(fā)泡聚氨酯產(chǎn)品介紹、優(yōu)點(diǎn)及應(yīng)用場(chǎng)景

2.1發(fā)泡聚氨酯產(chǎn)品介紹

聚氨酯可以說(shuō)是目前節(jié)能改造和建筑保溫方面最好的材料，它是一種新興的有機(jī)高分子材料，主要由多異氰酸酯（其中二異氰酸酯應(yīng)用較多）與多元醇加成聚合而成。反應(yīng)過(guò)程中不產(chǎn)生副產(chǎn)物，因而體積收縮較小，膠層固化后產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力也比較小。因而被譽(yù)為“第五大塑料”，因其卓越的性能而被廣泛應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)眾多領(lǐng)域。

聚氨酯硬泡是聚氨酯材料在建筑保溫領(lǐng)域比較常見(jiàn)的一種方式。也是應(yīng)用最廣泛的墻體保溫材料，它的全稱(chēng)是聚氨酯硬質(zhì)泡沫塑料。它主要是兩種化工原料（A料、B料）的混合，經(jīng)化學(xué)反應(yīng)形成硬質(zhì)泡沫體。A、B料經(jīng)發(fā)泡機(jī)加壓、加溫，經(jīng)保溫管道送到噴槍混合室內(nèi)混合，用壓縮空氣噴涂于需保溫的表面瞬間發(fā)炮形成硬泡體。

2.2發(fā)泡聚氨酯產(chǎn)品優(yōu)點(diǎn)

在建筑領(lǐng)域，設(shè)計(jì)建筑時(shí)必須考慮絕熱保溫、提高能源效率和降低能耗等問(wèn)題。硬質(zhì)聚氨酯泡沬塑料不僅具有質(zhì)輕、比強(qiáng)度大、隔熱、隔音、隔潮、耐腐蝕和防滲漏等性能，同時(shí)還具有良好的粘接性和加工性能，可現(xiàn)場(chǎng)施工，又可預(yù)制成構(gòu)件組裝，滿足建筑物輕量化、降低造價(jià)節(jié)能等要求。在各類(lèi)聚氨酯制品中，聚氨酯泡沬塑料是最重要的一部分，它的主要特征是具有多孔性，因而相對(duì)密度小，比強(qiáng)度高。

2.3發(fā)泡聚氨酯的應(yīng)用場(chǎng)景

聚氨酯發(fā)泡廣泛應(yīng)用在冰箱，家具等行業(yè)，其實(shí)在建筑業(yè)也有大量應(yīng)用，比如門(mén)窗四周防水。在目前節(jié)能領(lǐng)域應(yīng)用最多的幾種保溫材料中，發(fā)泡聚氨酯可以用于外墻、屋面、地面和地下室外墻等領(lǐng)域，還可以與超薄石材復(fù)合成為保溫裝飾一體板。

4  發(fā)泡聚氨酯的制備及施工工藝 

4.1發(fā)泡聚氨酯的制備

聚氨酯泡沫制備過(guò)程中主要的反應(yīng)原料有兩個(gè)，一是異氰酸酯（黑料），二是聚醚多元醇（白料）或聚酯多元醇，市場(chǎng)上大部分采用聚醚多元醇。該制備反應(yīng)非常簡(jiǎn)單，將異氰酸酯與聚醚多元醇混合均勻后在室溫下即可自發(fā)反應(yīng)。

聚氨酯泡沫由異氰酸酯和聚醚多元醇的加成聚合反應(yīng)而成，主要是異氰酸酯的端基-NCO與聚醚多元醇的端基-OH的反應(yīng)。此外，異氰酸酯與水反應(yīng)生成二氧化碳?xì)怏w，進(jìn)而使得產(chǎn)物呈現(xiàn)出泡沫結(jié)構(gòu)。

異氰酸酯與水反應(yīng)生成大量氣體，氣體成核成為泡孔。隨著泡孔增長(zhǎng)，整個(gè)泡沫開(kāi)始膨脹。隨著氣體增多，氣泡的孔徑變大，相互融合。當(dāng)氣泡融合到一定程度之后，反應(yīng)物會(huì)慢慢顯白色。這段時(shí)間就叫做“乳白時(shí)間”。

隨著異氰酸酯與聚醚多元醇的反應(yīng)，體系粘度增加，由液相向固相轉(zhuǎn)變。氣泡合并，氣泡孔壁變薄，形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。當(dāng)液體完全轉(zhuǎn)化為固相后，氣泡結(jié)構(gòu)即被固定下來(lái)，形成硬質(zhì)泡沫塑料。

 4.2發(fā)泡聚氨酯施工工藝

4.2.1施工設(shè)備

原料經(jīng)充分混合后分別由計(jì)量泵按比例打入特制的噴槍內(nèi)，在噴槍內(nèi)或灌注混合器內(nèi)充分混合噴涂于管道或設(shè)備表面，發(fā)生反應(yīng)，在5-10S內(nèi)起泡生成泡沫塑料，并固化成型。

4.2.2施工工藝

1）噴涂法：按本配方將兩組溶液分別貯于兩個(gè)料桶中，物料以過(guò)濾至計(jì)量泵，由風(fēng)動(dòng)馬達(dá)帶動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，將料輸入料管至噴槍體，由壓縮空氣調(diào)節(jié)閥將物料帶進(jìn)混合室，混合后通過(guò)噴管?chē)娮欤瑖姷焦艿阑蛟O(shè)備上發(fā)泡成型。

2）灌注法：將配制好的兩組溶液分別貯于料桶中，以過(guò)濾至計(jì)量泵，由風(fēng)動(dòng)馬達(dá)帶動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，將物料輸入料管至灌注混合器，由一路壓縮空氣通入灌注馬達(dá)，帶動(dòng)攪拌軸使兩組物料混合，然后注入模具發(fā)泡成型。

接下來(lái)就詳細(xì)介紹一下，發(fā)泡聚氨酯保溫材料的施工現(xiàn)場(chǎng)是如何操作的。

使用的是機(jī)械性噴涂方式進(jìn)行演示，40平的房子一天即可完成施工。

首先是外壁面，噴膠合板。

剛一粘上墻面就快速發(fā)泡。

如果用這個(gè)的話，縫隙是沒(méi)有的。

最大的特征是一次可以完成保溫和密封的施工，是非常具有優(yōu)勢(shì)的施工材料。

對(duì)于某些施工不便的小角落，把隔熱材料放進(jìn)去的方法，可能會(huì)存在縫隙，但是選擇聚氨酯即可均勻填滿，不留縫隙。

5 發(fā)泡聚氨酯現(xiàn)場(chǎng)施工注意事項(xiàng) 

在室溫條件下攪拌物料，使其混合反應(yīng)，然后較快的灌注在需要成型的空間，施工時(shí)應(yīng)控制反應(yīng)發(fā)泡時(shí)間，使攪拌后的混合物料呈液態(tài)灌注到空隙中。在發(fā)泡過(guò)程中，將會(huì)產(chǎn)生較大的膨脹力，應(yīng)對(duì)灌注夾層或模型做適當(dāng)?shù)募庸獭?/div>