聚氨酯在建筑节能保温材料中应用

第一篇：聚氨酯在建筑节能保温材料中应用

聚氨酯在建筑节能保温材料中应用

上海市聚氨酯产业发展促进中心总工程师 黄茂松研究员 内容摘要：

本文论述了建筑节能在国家能源政策中的地位与作用。介绍了PU硬泡保温材料应用于建筑节能的优点以及和其它有机保温材料和无机保温材料优缺点比较。介绍了TVCC火灾灾情，分析了其内因及其吸取的教训。讨论了PU硬泡和聚苯乙烯泡沫燃烧机理，从理论上阐明了两种保温材料烧燃机理的不同点，讨论了聚苯乙烯快速燃烧的原因。介绍了PU硬泡的防火性能标准，提出了需建立防火安全性能测试方法依据。讨论了建筑节能采用无机保温材料将给国家带来巨大损失的后果。

一、PU硬泡材料在外墙保温建筑节能中应用前景

（一）建筑节能是我国不可动摇的既定国策

在全球金融危机影响下，我国国民经济能否保持持续稳定的高速发展，能源问题已成为一个突出的矛盾，我国目前是世界上最大的建筑市场，我国既有建筑面积400亿m2，每年新增建筑量20亿m2，而目前我国新建筑中95%以上仍是高能耗建筑，建筑能耗已经达到全社会能耗的27%。若不采取节能措施，到2020年将有50%全国能源消耗在建筑上。据有关部门统计，我国建筑围护结构保温性能普遍较低，外墙和窗口的热导率系数为同等发达国家的3-4倍，外墙单位建筑面积耗能要高出4-5倍，我国建筑单位面积总热量为气候条件接近的发达国家高出2-5倍。由此表明我国建筑节能的潜能很大，根据建设部建筑节能的总体目标：到2010年全国城镇新建建筑实现节能50%，对既有建筑节能改造大城市完成25%，中等城市完成15%，小城市完成10%。到2020年北方和沿海经济发达地区新建筑实现节能65%。由此表明建筑节能已成为影响我国能源可持续发展战略决策的关键因素，也是我国持久的不可动摇的国策。

据有关资料报导，欧美等发达国家和建筑保温材料中约有49%采用PU材料，但在我国目前还不到10%。EPS/XPS在欧州和美国建筑节能保温材料中占有率<10%，在中国占80%。据国际板材制造商协会公布的资料表明，PU和PIR（聚异氰尿酸酯）板材在发达国家占建筑节能板材总消费量的73.8%，EPS/XPS只占20.6%。其中有机泡沫塑料板材达到了建筑节能材料消费量的94.4%。

中国塑料加工协会PU专业委员会高级顾问孟扬教授作过粗略计算，按照中国的建筑市场每年新增建筑面积20亿m2,按65%节能标准计算，年需PU保温材料为100万t/a。对400亿m2建筑能耗既有建筑每年也以20亿m2节能改造计算，每年也需100万t/aPU保温材料。

由此可见我国的建筑节能将给我国PU硬泡市场带来巨大市场空间。

（二）PU硬泡与其它保温材料优缺点比较

1、PU硬泡保温材料的主要优点（1）保温性能优越

导热系数可达到0.017-0.025w/m.k是目前有机和无机保温材料导热系收最低的一种材料。在达到同样隔热效果条件下，其使用的保温层厚度最小。计算表明：在达到同样隔热效果条件下，50毫米厚的PU硬泡，相当于80毫米厚的EPS/XPS；90毫米厚的矿物棉和760毫米厚的混凝土结构。（2）力学性能优良

喷涂PU硬泡与基层墙体表面粘结牢固，能在较宽温度范围和较高湿度条件下抵御承受风力、自重及撞击等各种负载时，PU保温层与基层不合产生起鼓而分离。尺寸稳定性小于1%，延伸率大于5%，具有一定的韧性，不易产生开裂。现象耐冲击性能优良，与其它保温材料相比具有较强的抵抗外力的能力。强度是PU硬泡最重要的力学性指标，它的大小直接决定着外墙饰面系统抗风压、抗冲击、抗应变能力，是评估外墙保温系统使用安全性能最重要、最直接的性能指标。

（3）防水性能良好

PU硬泡呈闭孔结构，闭孔率高达95%以上，具有优良的防水、隔汽性能。能阻隔水及水蒸汽渗透，使墙体保持一个良好的稳定的绝热状态，这是目前其它保温材料很难实现的。

2、PU硬泡同EPS、XPS外保温材料相比具有以下优点：

（1）保温性：PU硬泡保温性能明显优于EPX、XPS。（2）密封性：EPS和XPS有缝有空腔结构，外界空气很容易通过缝隙，空腔流通，影响保温性能。（3）抗风揭性：PU硬泡在密度35kg/m3下，抗拉强度为0.3Mpa，完全可以承受高层建筑外墙由于风的负压荷载能力。而EPS抗拉强度在干燥状况下，仅为0.1Mpa，浸水后的抗拉强度则更低，所以一般EPS不能用于高层建筑。（4）抗裂性：PU硬泡力学性能优良，尺寸变化率<1%，有一定韧性，故抗裂性好。而EPS、XPS一般要求存放40天后才能用于施工，而实际应用很难做到，因而EPS保温工程易出现裂缝，墙体透湿和返水现象。（5）防水性：PU硬泡闭孔率达95%，自结皮闭孔率100%。而EPS和XPS为空腔粘贴，水、结露水易透过裂缝及空腔渗入室内。（6）环保性：PU发泡剂可用无氟与半氟发泡，而XPS、EPS较难做到，大都采用氟利昂发泡，破坏臭氧层，造成污染大气层。（7）阻燃性：PU硬泡离火自熄碳化，EPS和XPS遇火高温下产生熔滴，易产生二次燃烧。

3、无机保温材料应用的缺点：

岩棉、玻璃棉和膨胀珍珠岩等无机保温材料存在以下缺点：（1）导热系数大（0.065~0.090w/m.k），保温性能差；（2）密度大：保温层厚度大，占地面积大；（3）材料力学性能差：材料本身呈松散结构，成型板块时需用乳化沥青做粘合剂，抗撞击强度和受压强度等整体力学性能均较差。（4）吸湿性大：此类保温材料在使用过程中易吸湿，致使导热系数大幅升高，保温性能变得更差。（5）环保性能差：此类材料含有大量有害物质，在施工和应用中对人体有害。玻璃棉遇潮后释放有毒气体，一些发达国家已禁止使用此类材料作保温材料。

二、PU硬泡外墙保温材料防火安全性能解析

（一）国内近年来发生的两次火灾案例分析

1、深圳龙岗区火灾案例

2008年9月20日深圳龙岗区文化俱乐部大厅里。演员表演节目用烟火道具枪向天花板打烟火，火花点然天花板，点燃未经阻燃处理的PU材料，引起火灾，烧伤59名，其中48名为烟雾吸入性损伤，由此在社会上对PU材料产生了负面影响，当地公安部为此作出规定，一律不准在当地使用PU泡沫作为室内装饰材料。此次火灾根本原因，采用的PU泡沫塑料，未经阻燃消烟处理，易起火，起火后产生大量浓烟，引起人员伤亡。

2、中央电视台新址北配楼电视文化中心（简称TVCC）火灾案例

2009年2月9日晚TVCC发生大火，燃烧持续时间6小时，过火而积达10万平方米，7人受伤，其中一名消防人员牺牲。TVCC共有30层，高159米，建筑面积103648平方米。主体结构为钢筋混凝土结构，外立面装修材料南北侧为玻璃幕墙；东面立面为钛锌板幕墙，幕墙外层表面保温材料为XPS（聚苯乙烯挤塑板）内层表皮保温材料为防火棉，外层表皮防水材料为三元乙丙防水膜。初步查明火灾系违规燃放烟花爆竹引燃保温材料所致。火灾沿保温材料面上下左右多个方向迅速蔓延到整个大楼。中央电视台2月13日通报专家组对火灾现场进行勘察的初步结果，称这次火灾系新中国成立以来建筑物燃烧最快的一例。

TVCC火灾案例原因分析：建筑部幕墙门窗标准化技术专家组组长龙文志教授，对此次火灾原因、教训和对策作了精辟分析。龙教授观点概括如下：

（1）火灾的内因是采用了防火性能差的XPS（聚苯乙烯挤塑板）复合板：该复合板材采用由德国进口的2毫米厚钛锌板作屋架幕墙。采用直立锁边结构的铝镁锰合金板（板厚小于1毫米）作层面防水层。钛锌板熔点4180C左右，燃放烟火的礼炮及礼花弹其燃烧温度高达17000C。燃烧的礼花一旦落在钛锌合金板上面，熔融的钛合金向下流淌，引燃下层XPS保温材料，从而形成XPS大面积闷烧，使连结一起的钛锌板产生“烟囱”效应，进而火焰迅速蔓延和积累，最终引发TVCC整体轰燃而产生轰爆效应。

（2）深刻吸取教训，防止此类案例重演：龙教授认为此次火灾燃放烟火只是外因，该建筑幕墙及屋面的XPS保温材料造就了火灾隐患存在必然性。龙文志教授特别指出：“这次不出现火灾可能在今后别的大楼使用过程中也要出现火灾，而那时的危害性要比现在严重上百倍”。TVCC火灾案例要从中深刻吸取其教训，XPS材料由于温度超过800C产生熔滴，引发燃烧后极易诱发二次燃烧，且具有极快的火焰传插速度。由此，公共建筑和超高层建筑采用此类保温材料必须慎之又慎。在美国有20多个州禁止使用聚苯乙烯泡沫用于建筑保温；在英国，18米以上建筑不允许使用EPS板薄抹灰外墙保温系统；在德国，22米以上建筑不充许使用EPS板薄材灰外墙保温体系。在欧洲许多夹心板材厂不再生产防火性能差的EPS板，许多保险公司已禁止给EPS板作保温建筑保险。同样在韩国和澳洲等地的建筑保温市场EPS和XPS泡沫也被禁止使用。

（3）建立符合中国国情的建筑外墙屋面保温防火节能体系：近年来重大恶性建筑火灾和外墙屋面火灾事故频频发生，不能机械地套用国外一些方法。龙教授认为建筑火灾和外墙防火要结合我国的实际情况出发，做到安全与节能，防火与保温并重。建立符合中国国情的建筑幕墙屋面保温防火节能体系。针对中国新时期防火、消防工作规律，突破制约外墙层面防火的关键技术，形成具有强制力的、科学性的技术标准和工程规范。

（二）PU硬泡外墙保温材料防火安全性能最新技术进展

1、上海精洽科贸公司杨宗琨教授的重大科技成果

杨教授积20多年PU硬泡防火安全性能研究经验，研制成氧指数高、火焰传播性小、烟雾小、毒性小、耐燃性好、抗火焰贯穿力强的难燃PU硬泡。其核心技术是发明了经化学结构改性的无卤阻燃聚醚多元醇，即在易燃的氨基甲酸酯分子结构中，引入了耐高温、难燃、低发烟、低毒性的环状结构化合物（异氰脲酸脂环、哑唑烷酮、芳香族环、碳化亚二胺结构）并选择了先进的无卤、膨胀性阻燃技术。研制成的板材经国家建筑工程材料监督检验中心上海建材及构件质量监督站检测，氧指数为32.7，烟密度等级SDR为61，达到了B1难燃等级。该项成果需尽快推动其实现产业化和市场化。

2、南京四环研究所朱吕民教授的重大科技成果：朱教授也研制成了一种无卤阻燃聚醚，并成功地应用于PU软泡和硬泡，已实现产业化和市场化。

亨斯迈上海研发中心与山东一家公司联合研制成了环保型双面彩钢PU夹心板，达到B1等级。韩国一山上海有限公司也研制成了PU难燃PU硬泡，经四川消防所检测达到了B1级难燃等级。

3、江苏化工研究所研制成了阻燃PU硬泡和松香油聚酯多元醇；南京康塑德公司已实现了芳香族聚酯多元醇系列化；广州朗腾PU公司已研制了阻燃PU硬泡组合料。此外跨国公司HUMTSMAN、BASF、Bayer也有多个品种的阻燃级PU硬泡。

4、我国阻燃剂、抑烟剂已有空前发展，为我国阻燃PU硬泡研发和生产基定了坚实基础。

5、中国科大、北京理工大、四川大学在高分子阻燃和火灾科学研究方面已取得了令人瞩目的成果。

（三）对PU硬泡保温材料防火安全性能的讨论

1、PU硬泡与聚苯乙烯泡沫燃烧机理分析（1）PU硬泡的燃烧机理

PU硬泡是一种交联热固性材料，燃烧机理以凝聚相燃烧为主要控制区。其燃烧过程：点火→凝聚相发生热分解反应→凝聚相表面形成碳化层→凝聚相热分解产物进入气相燃烧区→气相反应区完成燃烧反应释放大量热量。

PU硬泡燃烧机理特点是在凝聚相表面形成一个碳化层，此碳化层可有效起到阻碍燃气气相反应区热量和高温反应产物向固相的传递，对热量传递起到屏蔽作用，从而起到降低火焰的传播速率。因此对PU硬泡采取的阻燃措施，主要是降低凝聚相分解反应速率，提高碳化层的致密性和厚度，以及采用PIR（聚异氰尿酸酯结构）泡沫和化学或物理膨胀型阻燃剂以及具有阻燃分子结构的PU硬泡，均能起到提高表面碳化层的阻燃效果。

（2）聚苯乙烯（EPS/XPS）泡沫的燃烧机理

聚苯乙烯泡沫是一种热塑性材料，其燃烧机理主要以气相燃烧为主要控制区，无阻燃剂条件下，一般表面不形成碳化层。其燃烧过程：点火→固相发生热分解反应→固相分解产物直接进入气相区→气相区完成燃烧反应释放大量热量。由于聚苯乙烯燃烧过程中燃烧表面无碳化层结构，所以聚苯乙烯热释放速率一般要比PU硬泡要大。聚苯乙烯燃烧的另一个特点就是，在燃烧过程中会产生熔滴，熔滴易扩大燃烧面，导致二次燃烧，这也是聚苯乙烯火焰传递速率快的一个重要原因。TVCC火灾实情，验证了聚苯乙烯存在快速传递火焰速率的致命缺点。

2、关于PU防火安全性能阻燃等级标准

（1）GB8624-1997《建筑材料燃烧性能分级方法》规定用氧指数（着火性）、垂直（水平）燃烧法（火焰传播性）和烟密度三项指标作为衡量材料的阻燃性能标准。

按照GB8624-1977标准，PU硬泡B1级阻燃指标是：1）氧指数大于32%。2）平均燃烧时间30秒，平均燃烧高度小于250毫米。3）烟密度SDR<75。

（2）GB8624-2006标准采用燃烧热释放速率、燃烧热释放量、燃烧烟密度和燃烧产物毒性四项指标作为材料阻燃性能分级标准。把建材燃烧性能分级为A1、A2、B、C、D、E、F共7级。其中A1、A2级PU硬泡难以达到，建材用PU主要分B、C、D三种级别。

GB8624-2006 B级和C级对应于8624-1997 B1级 GB8624-2006 D级和C级对应于8624-1997 B2级

新标准申引入了SBI测试（建筑材料或制品单体燃烧实验GB/T20264）。SBI测试和以往阻燃测试最大区别是不再单独测试泡沫的阻燃能力，而是测试包括面层在内的整体燃烧与热释放速率。

（3）GB862-2006标准中增加了燃烧产物毒性一项。GB8624-2006比欧美国家对PU硬泡达到的标准要高得多，欧美国家只要达到其中二项就可以了，而我国必须四个指标全部要达到标准。这是根据中国国情出发必须制定严格的防火性能标准。

3、关于安全防火性能的测试方法

PU硬泡保温材料安全防火性能测试方法应涵盖三个方面内容：

1）建立性能化、标准化、科学试验方法：主要建在国家级、省市级消防和质量研究单位。主要任务：制定标准、质量监督、产品等级判断和防火性能研究。2）建立真实火灾模拟试验方法：主要建在国家级研究和高校单位，如国家级火灾重点实验室。主任任务：模拟材料的真实火灾下燃烧特征。与材料的防火安全性能建立相关关系，是判断防火安全性能的终裁手段。

3）建立简易、易以推广的常规测试方法：主要针对大量产品生产单位使用。作为检验产品防火安全性能的常规检测方法。

以上三种试验方法均需具有与材料真实火灾燃烧性能有较好的相关性。

4、关于PU硬泡毒性气体问题

目前国内对PU硬泡产生一种误解，认为PU硬泡燃烧后必定产生大量毒性气体，由此提出此种材料不能作为建筑的内保温和外保温材料，这种见解带有一定的偏面性。PU泡沫燃烧产物毒性气体的成分不是不可以改变的，更不是必然的，这主要取决于PU泡沫的结构，以及采取何种阻燃剂和抑烟剂，通过科学的研究方法，完全可以研制成燃烧产物烟密度小，毒性低的PU泡沫产品。在中国PU工业协会2008年第十四次年会上，日本三村成利作了“日本聚氨工业协会就火灾问题的对策——有关PU泡沫的火灾安全”报告，在报告中日本PU工业协会系统地对PU泡沫燃烧气体毒性组份组成及对老鼠作了毒性试验。得出的结论是：PU泡沫燃烧产物毒性气体组成与木材燃烧产物相近。相信日本PU工业协会是以一种负责任的态度公布其研究结果。国内相关单位应认真对待此研究结论，切勿轻易否定。

5、将建筑节能有机保温材料一律拒之门外 据悉最近国家有关部门试图作出规定：公共建筑和超高层建筑一律不准使用有机保温材料，提倡采用无机保温材料。这种片面规定，值得国家能源部和建设部深思。此种规定一旦实施将会带来以下恶果：

（1）国家建筑节能任务将付之东流：若建筑节能采用无机保温材料则无法完成50%和65%节能目标。也无法完成未来国家节能减排的艰巨任务。将会造成对国家经济和能源巨大损失。根据建筑体系围护结构传热系数的要求，要实现节能率65%，墙传热系数必须达到0.4~0.6，要达到此要求，无机保温材料难以达到必然被淘汰。

（2）采用无机保温材料是历史倒退：欧美经济发达国家建筑节能材料发展历史是无机保温材料→聚苯乙烯有机保温材料→PU有机保温材料。正由于有机保温材料在建筑节能等方面比无机材料具有综合优势，而被这些经济发达国家广泛采用。若采取这种因噎废食作法，片面认为有机保温材料防火安全性能达不到要求干脆一律加以否决，这种做法是建筑保温材料发展史上一种倒退。

（3）无机材料绝非理想选择：无机保温材料除防火性能占有一定优势外，本身存在环保性能差，吸湿性大，占地面积大，自重量大和含有危害人体毒性等缺点。从综合性能和综合经济效益评价无机保温材料并非建筑保温材料的理想选择。

三、几点看法

1、我国巨大的建筑节能市场是拉动我国未来PU发展的主要因素，也是国际跨国公司瞄准的重点目标市场。

建筑节能是国家不可动摇的既定国策。也是国家实现节能减排的一项重要举措。是确保我国国民经济持续平稳增长，人民生活水平不断提高，能源得到充分利用和保护地球环境的一项极为重要的政策。

2、PU硬泡具有优越的保温性能、优良的力学性能和防水性能，是实现国家建筑节能目标不可缺少的一种理想建筑保温材料。国外发达国家甘多年在建筑节能上成功应用，充分表明PU硬泡作为建筑节能保温材料，技术上是可行的，也是可靠的。

3、PU硬泡作为外墙保温材料，必须做到节能与安全，保温与防火两者并重，两者缺一不可。

PU硬泡用于建筑保温材料，其防火安全性能在技术是可以达到的。国内PU硬泡保温材料今后努力方向是：提供生产出符合建筑节能要求，防火安全性能达标，性价比优良的产品。并尽早实现产品产业化、市场化和系列化。

4、尽快建立符合中国国情的建筑外墙保温防火节能体系的评估办法。包括制订标准（符合科学性、合理性、可操作性）建立测试方法（符合客观性和可操作性），制订现场检测和监督管理办法等。

5、建筑节能保温材料采用无机保温材料，并将有机保温材料一律拒之门外的作法值得有关部门深思。此种作法不符合建筑节能保温材料的科学发展规律，极大地限制了有机保温材料的合理发展，严重阻碍了国家节能减排的国策实施，将对国家能源、建筑和经济造成巨大损失。

6、TVCC火灾案例有关专家已得出明确结论：TVCC火灾是建国以来建筑物火焰传播速度最快的案例，其内因是采用了具有快速火焰传播速度的XPS有机保温材料。TVCC火灾应引起国家相关部门深思。

目前我国已有高层建筑近10万幢，其中100米以上的超高层建筑几千幢，未来30年，估计我国新建高层建筑近10万幢。在公用建筑高层建筑和超高层建筑保温材料应用上，必须深刻吸取TVCC惨痛教训，防止类似恶性事故重演。

第二篇：聚氨酯弹性体在工业上的应用及其他发展方向

聚氨酯弹性体在工业上的应用及其他发展方向

聚氨酯弹性体因其卓越的性能被广泛的应用于众多的领域当中。以下是专注于聚氨酯材料研发与生产的上海垚屹总结的聚氨酯弹性体的具体应用与未来的发展方向。

一、聚氨酯弹性体在工业上的应用 １、胶轮

聚氨酯弹性体的承载能力大、撕裂强度高、耐磨、耐油、与金属材料粘结好，是制造各种胶轮的理想材料，如输送带用的托轮和导轮、车辆和电梯用的实芯轮、各种导轮和传动轮、缆车用的滑轮、扫雪机用的链轮以及摩擦轮、齿轮等，其一般要求运行速度不要超过50Km/h。２、胶辊

有印刷胶辊、印染胶辊、造纸胶辊、粮食加工胶辊、金属冷轧用传动辊、纺织行业的拉丝辊和切割辊等。３、传动带

聚氨酯传动带主要有同步带、多楔带和平胶带，广泛应用于纺织机械、机床、仪表、汽车、缝纫机、计算机、打字机、复印机和电影机等，可在1.47~5.88KW、线速度5~24m/s的条件下正常工作。４、联轴节

弹性联轴节在扭转角度大，承受冲击负荷的场合下，能均匀地传递动力，减少震动噪音。聚氨酯弹性体不仅强度高、耐磨、耐油性能好，而且具有很好的吸收震动和冲击的能力，是制造弹性联轴节的理想材料。５、密封制品

基于聚氨酯弹性体的硬度变化范围大、耐磨、耐油、模量高等特点，它是生产各种机械液压系统使用的密封圈的理想材料，如O型、U型、V型、Y型圈等。６、灌封和包覆产品

基于聚氨酯弹性体的绝缘性好、吸水率低、吸震性好、与金属等材料粘合牢固、无腐蚀、可以常温操作等优点，聚氨酯弹性体是理想的电气灌封、设备衬里和包覆材料。７、旋流器

聚氨酯弹性体强度高、耐磨和耐油性能杰出，可用于生产石油开采、洗煤、洗矿等场所需要的旋流器。８、其他

基于耐磨性好、减震性能好、筛孔不易堵塞、自清洁效果好等性能，聚氨酯弹性体可用于生产选矿、分级、分离和清洗用筛网；基于成型工艺简单的优点，聚氨酯弹性体可生产各种机械设备用胶板、胶片、棒材等。

二、聚氨酯弹性体发展方向 １、汽车

现今的汽车正在向高性能、低重量、舒适与安全的方向发展，橡塑合成材料正在逐步取代金属材料，这就为聚氨酯弹性体的应用开辟了极为广阔的前景。在汽车上安装安全气囊，是现代汽车工业发展的需要，对保护驾驶员的生命安全有重大作用。这种气囊必须具备一定强度才能经受高速冲击，还要有较好的低温柔性，适宜用聚氨酯制作，每个气囊用胶量约300克。我国大部分汽车尚都需要安装气囊，市场需求量很大。

利用聚氨酯弹性体的高强度和高承载能力，可制造中低速载重车辆用轮胎，强度和高承载能力，可制造中低速载重车辆用轮胎，其承载能力是用天然胶制造的同规格轮胎的7倍。近年来，一种新型绿色聚氨酯复合轮胎正在研究开发之中，它是以新旧橡胶光胎为基体，浇注上一定厚度的高耐磨、耐刺扎的聚氨酯橡胶胶面层。２、建筑

传统的沥青油毡防水材料已逐步被坚固耐用、整体施工的聚氨酯防水材料所替代；运动场的跑道在10年前只有国家级的正式比赛场地才用聚氨酯铺装材料，而现在大部分省市体育场、大中专院校，甚至一些中小学也都铺上了聚氨酯塑胶跑道；大型桥梁的伸缩缝、飞机场跑道及高速公路的嵌缝也开始采用常温固化的聚氯酯弹性体制作高速铁路的轨枕是十分理想的材料，日本新干线铁路通过的隧道和桥梁上所铺的轨枕就是采用了聚氯酯弹性体材料。这一新的应用充分发挥了聚氯酸弹性体质轻、吸震性好、耐老化等特点，很好推广价值。３、矿山

煤矿、金属及非金属矿山对高耐磨、高强度而又富有弹性的非金属材料需求量很大。近10年来，许多选择煤厂用聚氯酯弹性筛选板取代了笨重的金属筛板，不仅大大延长了筛板的使用寿命，而且明显降低了操作环境的噪音，节能降耗效果明显。其它如用于制作固体分离的旋流器、阻燃抗静电的耐磨运输带、矿用单轨吊车的实芯轮、煤矿喷浆机用结合板、万吨电动轮自卸车上的油密封圈、高压电缆护套的冷补胶等也都为矿山建设发挥了巨大作用。目前还有许多矿山用耐磨弹性制品正等待我们去开发和推广。４、制鞋

聚氯酯弹性具有缓冲性能好、质轻、耐磨、防滑等优点，现已成为制鞋工业中一种重要的配套材料，高尔夫球鞋、棒球鞋、足球鞋、滑雪鞋、旅游鞋、安全鞋等许多鞋的鞋底、鞋跟、鞋头、鞋垫等重要配件都是用聚氯酯弹性体制成的，不仅美观大方，而且舒适耐用，还能提高运动成绩。５、医用

聚氨酯弹性体具有良好的生物相容性、血液相容性、无各种添加剂，因而在医疗领域获得应用。目前已开发成功的医用弹性体制品有：气管套管、假肢、计划生育用的栓堵剂、颅骨缺损修补材料、安全套等等，其在医疗卫生领域应用的前景还十分广阔。可以预想，随着聚氨酯材料的不断研发，聚氨酯材料将会深入大众生活的方方面面，为人们带来更多实际的便利。上海垚屹将会继续努力为聚氨酯领域的快速发展贡献自己的一份力量。

第三篇：水性聚氨酯在皮革涂饰中的应用

水性聚氨酯在皮革涂饰中的应用*

李书卿，罗建勋，韩茂清,申屠勇敢,单志华12131**

（1皮革化学与工程教育部重点实验室(四川大学)，成都 610065；

2中科院成都有机化学研究所，成都 610041；3金华保捷尔科技有限公司，金华 321110）

摘要采用了对比的方法将几种水性聚氨酯涂饰剂在绵羊皮服装革、水牛皮沙发革和黄牛

皮鞋面革中进行了应用，并对其在涂饰过程中涂层的性能进行了检测。根据检测结果更好得了解了这些水性聚氨酯涂饰剂的优缺点，这有利于其在涂饰中得到更好的应用，在市场中得到更好的推广。

关键词水性聚氨酯；皮革涂饰；应用性能

Application of Queous Polyurethane in

Leather Finishing

Li Shuqing1, Shan Zhi-hua1*, Han Maoqing1

(1 Key Lab.of Leather Chemistry and Engineering, Ministry of Education(Sichuan university)

Chengdu 610065；2 Chengdu Organic Chemicals CO．，LTD ,Chengdu 610041；Jinhua Poje Technology CO．，LTD，Jinhua 321110)

AbstactA series of queous polyurethane finishing agents were applied in the finishing of sheep

garment leather、cattle upper leather and water buffalo sofa leather, and the properties

of finishing coats were measured.The results show the advantages and the

disadvantages of these queous polyurethanes, and this makes them be used better in

leather finishing process and get better promotation in leather market.Keywordsqueous polyurethane；leather finishing； properties

前言

涂饰在皮革生产中是一个非常重要的工段，能显著提高成革的质量和档次，增加革的品种和商业价值，是制革生产中的最后一道“生命线”。而聚氨酯（PU）皮革涂饰剂因具有光亮、丰满、耐磨耗，成膜性能好、富有弹性、耐低温、耐曲挠、手感好等优点，已成为一个重要的皮革涂饰剂体系。尤其是水性PU涂饰剂因其以水为介质，具有不燃、气味小、不污染环境、节能、操作加工方便等优点，在很大的程度上取代了溶剂型PU涂饰剂,成为一种极具潜力的“绿色材料”，尤其与清洁工艺配套进行皮革产品生产。

从目前的市场情况来看，国外水性PU涂饰剂由于具有品种配套齐全、产品综合性能好、对应用基础研究重视等特点，在市场中占有很大的分额。而国内水性PU涂饰剂因研究起步较晚，规模比较小，发展也比较缓慢，同国外同类产品相比还具有一定的差距，故缺乏竞争力，在市场只占有很小的分额。所以国产水性PU皮革涂饰剂要想参与市场竞争，需要开发和研制高技术、多功能、高性价比的产品。

本文将金华保捷尔（美国Poje公司）科技有限公司最新研制的系列水性PU涂饰剂在服装革、沙发革和鞋面革涂饰中进行了应用，同时与德国LANXESS公司和西班牙Pielcolor 公司的同类型水性PU涂饰剂在应用中进行了对比。分析测定了涂饰中涂层和成革的粘结牢度、成革的耐擦性和耐溶剂性等应用性能，并将三家公司产品的应用性能的测定结果进行了比 *浙江省重大科技项目（2004C1106111062）

第一作者简介：李书卿，女，1979年生，00年本科毕业从事企业制革工艺生产实践，05硕士研究生，进行制革工艺项目研究；**为通讯联系人

较，同时也与成品革物化指标进行了对比，以更好地了解各水性PU涂饰剂应用于涂饰中的 优缺点，有益于此系列水性PU涂饰剂性能的改进和在市场中的推广和应用。

1.试验主要材料和仪器 1.1 试验主要材料

系列水性PU涂饰剂Magifeel 501、Magifeel 505-20、Magifeel 516-30、Magifeel 603和Magifeel 515，金华Poje科技有限公司；手感剂、颜料膏、优登柔软助剂S-C、伊素坦光亮剂LA83N-C、拜新酪素KS-C、优登蜡E-C、优登蜡Cl-C、优登消光剂SN-C、拜登底涂50UD、拜登树脂60UD、拜登树脂10UD、拜登聚氨酯树脂DLV，德国LANXESS公司；Primal ST-

28、Primal Bottom 25A，美国ROHM＆HAAS公司；Penetant S 渗透剂，大日本油墨公司；URETHANES 1413-UR、URETHANES 1439-UR、URETHANES 1441-UR、ACRYLIC 2915-RE，上海Pielcolor福益化工有限公司；鱼油，美国ATLAS公司；甲苯（分析纯），成都科龙化工试剂；烷基磺酰胺，工业品；磺化油，浙江赞成科技有限公司；水牛皮坯、绵羊皮坯和黄牛皮坯；四川大学生物质与皮革工程系制备。

1.2 试验主要仪器

iwata W-77-2S型自动喷枪，日本岩田涂装机工业（株）；GJ-5E2 180型通过式滚筒熨平机，连云港皮革机械有限公司；皮革颜色摩擦牢度测试仪，浙江余姚轻工机械厂；BS110S电子天平，北京赛多利斯天平有限公司。试验部分

试验部分包括Poje公司系列水性PU涂饰剂的单组分的应用和Poje公司、LANXESS公司和Pielcolor公司的水性PU涂饰剂在服装革、鞋面革和沙发革涂饰中的应用以及涂饰中涂层和成品革的性能测定三方面的内容。

2.1 涂饰工艺配方

在以下涂饰配方中每种PU涂饰剂和丙烯酸树脂的用量均换算为30%的固含量来计算。

2.1.1 单组分涂层配方

颜料膏100份 水100份 水性PU涂饰剂200份

揩涂1次，充分干燥后再揩涂1次，干燥。2.1.2 服装革涂饰配方

在服装革涂饰中用的是绵羊革坯，根据服装革的成品理化指标和所用绵羊革坯的状态制定了涂饰工艺配方。

表1 服装革涂饰工艺配方

材料 水 S-C 底层树脂 KS-C E-C Cl-C 中层树脂

底层 400 100 300100

中层 300 10050100 300

顶层 4507070

操作

底层：1次，干燥。

中层：1次,干燥 熨平(60kg、70℃、2s)喷2次，干燥 摔软（60℃，顶层树脂 SN-C AKU LA83N-C 手感剂

20

120400 10

至预期效果）

顶层：1次

服装革涂饰工艺配方中Poje公司的底层树脂的组成为200份的Magifeel 515和100份的ST-28，中层树脂的组成为150份的Magifeel 516-30和150份的Magifeel 501，顶层树脂为120份的Magifeel 501；LANXESS公司的底层树脂组成为100份的ST-28和200份的10UD，中层树脂组成为150份的10UD和150份的DLV，顶层树脂为120份的50UD；Pielcolor公司的底层树脂组成为100份的2915-RE和200份的1413-UR，中层树脂组成为150份的1413-UR和150份的1439-UR，顶层树脂为120份的1439-UR。

2.1.3 鞋面革涂饰配方

在鞋面革涂饰中应用的皮坯为牛皮，根据鞋面革的成品理化指标和所用牛皮的状态制定了涂饰配方。

表2 鞋面革涂饰工艺配方

材料 水 颜料膏 E-C KS-C Cl-C 底层树脂 中层树脂 顶层树脂 0570A-FX LA83N-C 手感剂

鞋面革涂饰工艺配方中Poje科技有限公司的底层树脂的组成为100份的Magifeel 515、100

底层 400 100 100 100300

中层 400 100100 5035020

顶层 400120400 20

操作 底层：2次，熨平（120kg、80℃、3s）

中层：3次 压花（120kg、90℃、4s）摔软（60℃，至预期效果）

顶层：1次

份的Magifeel 603和100份的Magifeel 501，中层树脂的组成为200份的Magifeel 603、100份的Magifeel 516-30和50份的Magifeel 501，顶层树脂为120份的Magifeel 603；LANXESS公司的底层树脂组成为100份的50UD、100份的60UD和100份的10UD，中层树脂组成为200份的60UD、100份的50UD和50份的10UD，顶层树脂为120份的60UD；Pielcolor公司的底层树脂组成为200份的1441-UR和100份的1413-UR，中层树脂组成为50份的1413-UR、100份的1441-UR和200份的1439-UR，顶层树脂为120份的1439-UR。2.1.4 汽车沙发革涂饰配方

在汽车沙发革涂饰中应用的黄牛革坯，根据沙发革的成品理化指标和黄牛革坯的状态制 定了涂饰配方。

表3 沙发革涂饰工艺配方

材料 水 颜料膏 底层 250 100

中层 400 100

顶层 450

操作 底层：1次

熨平（120kg、80℃、3s）

SN-C S-C 底层树脂 中层树脂 顶层树脂 AKU 手感剂

500

50350

100350 10 50

中层：2次 顶层：2次

压花（120ba、90℃、4s）摔软（60℃，至预期效果）

沙发革涂饰工艺配方中金华Poje科技有限公司的底层树脂的组成为150份的Magifeel 515、200份的Magifeel 603和150份的Primal Bottom 25A，中层树脂的组成为150份的Magifeel 603、100份的Magifeel 501和100份的Primal Bottom 25A，顶层树脂为200份的Magifeel 603和150份的Magifeel 516-30；LANXESS公司的底层树脂组成为200份的50UD、150份DLV和150份的Primal Bottom 25A，中层树脂组成为150份的50UD、100份的Primal Bottom 25A和100份的DLV，顶层树脂为200份的60UD和150份的50UD；Pielcolor公司的底层树脂组成为200份的1439-UR、150份的1413-UR和150份的2915-RE，中层树脂组成为150份的1439-UR、100份的1441-UR和100份的2915-RE，顶层树脂为200份的1441-UR和150份的1439-UR。

2.2 性能的测定

性能的测定包括涂饰过程中各涂层的粘接牢度，各成品革的耐擦性和耐溶剂性三方面的内容，鞋面革还对成革的耐曲折牢度进行了检测。2.2.1 粘接牢度的测定

本文测检测涂层粘接牢度的方法是用同样的力量将长2㎝、宽1㎝的胶带粘接在各涂层上，然后用力快速揭下，根据胶带粘走涂层量的多少来判断涂层的粘接牢度。2.2.2 耐擦性的测定

涂层的耐擦性能的测试方法为：在温度20℃，湿度80%的条件下，用皮革表面颜色摩擦牢度测试仪按国家标准测试方法要求对各成革涂层的耐干湿擦进行测试，然后用灰色样卡按规定判定其等级。2.2.3 耐溶剂性的检测

将各种溶剂滴于成革涂层的表面，置于温度20℃，湿度80%的条件下，1h观察甲苯作用后涂层的变化情况，24h后观察其它溶剂作用后涂层的变化。2.2.4 耐曲折牢度的测定

将试样夹在折裂仪中进行测试，经过20000次曲折后，用六倍放大镜观察受折涂层有无变色、起毛、裂纹、起壳、掉浆、破裂等变化情况。试验结果与分析

3.1 单组分涂层的感观

表4 单组分涂层的外观和触感

外观 触感

Magifeel 501 较亮、纹路较清晰 涩、潮润、有橡胶感

Magifeel 505-20 透亮、纹路清晰 干爽、光滑

Magifeel 516-20 亮、纹路清晰 略涩、潮润

Magifeel 515 暗、纹路稍模糊 稍涩、稍潮润

Magifeel 603 亮、纹路清晰 干爽、光滑

从表4中可以得出各PU涂饰剂单组分涂层的外观和触感，根据这些性质可以将PU更好

地应用于涂饰中的，而且根据成品革的对感观要求能够更好的选择其他助剂，制定出好的工

艺配方。

3.2 涂层的粘结牢度

表5 涂层粘结牢度

革类 服装 鞋面 沙发

底层

Poje 强 强 较强

LANXESS Pielcolor 较强 较强 较强

强 较强 较强

Poje 强 强 强

中层

LANXESS Pielcolor 差 强 强

差 较强 强

Poje 强 强 强

顶层

LANXESS Pielcolor 强 强 强

强 较强 强

从表5中可以看出，Poje公司的水性PU涂饰剂在三种类型皮革的涂饰中各涂层都有好的粘结牢度，能够和LANXESS公司和Piecolor公司的同类型产品在涂饰中赋予各涂层的粘接牢度相比，说明Poje公司的几种水性PU应用于涂饰中时能赋予涂层好的粘结牢度，使革制品在使用过程中在外界环境的作用下不易脱落。从表5中还可以得知Poje公司的汽车沙发革的底层的粘结牢度不如服装革和鞋面革底层的粘结牢度强，对比三种涂饰工艺的底层配方得知，沙发革底涂中PU涂饰剂Magifeel 603的用量比较大，出现上层粘性太强，渗透性较弱，说明这种PU涂饰剂在用于底涂中时用量不易太大。

3.3 成革的耐擦性

表6 成革的耐擦性

耐干擦 耐湿擦

服装革

Poje 5.0 3.5

LANXESS Pielcolor 5.0 4.0

4.5 3.0

Poje 4.5 4.5

鞋面革

LANXESS Pielcolor 4.5 4.5

4.5 3.5

Poje 4.54.0

沙发革

LANXESS Pielcolor 4.5 4.0

4.5 4.0

从表6中可以得知Poje公司的三种类型成品革的耐干湿的性能能够同LANXESS公司和Piecolor公司的成品革的耐干湿擦性能相比，而且能满足轻工业部制定的各类型成品革的耐擦性的行业标准，说明Poje公司的水性PU能赋予成革好的耐擦性，使革制品在使用过程中与外物发生摩擦时颜料等有色物质不会从革面脱落，从而使革制品有一定的使用寿命。

3.4 成革的耐溶剂性

表7 成革的耐溶剂性

水 鱼油 烷基磺酰胺 磺化油 甲苯

服装革

Poje － － － － +++

LANXESS Pielcolor － + + － + +

－ + + － －

Poje － － － － －

鞋面革

LANXESS Pielcolor － + + － －

－ + + + + －

Poje － + + + －

沙发革

LANXESS Pielcolor － + + + －

－ + + + －

注：“－”为无明显变化，“+”为有浸润现象，“+ +”为略有溶涨现象，“+++”有明显溶涨现象。

从表7可以得知Poje公司的成革的耐溶剂性除了服装革涂层在有机溶剂甲苯的作用下有较为明显的溶涨现象外，其他各成革涂层在各溶剂的作用下没有明显的变化，能赋予成革好的耐溶剂性能，均可以与LANXESS公司和Pielcolor公司的成革的耐溶剂性相比。从Poje公司的服装革顶层的涂饰配方中可以得出水性PU涂饰剂Magifeel 501的耐有机溶剂甲苯的性能差，不适于用于顶层的涂饰中。

3.5 鞋面革的耐曲折牢度

经过20000次曲折后，Poje公司和LANXESS公司的受折涂层没有变色、起毛、裂纹、起壳、掉浆、破裂等变化情况，而Pielcolor的受折涂层较其它两个折叠纹明显，说明Poje公司的水性PU涂饰剂能赋予鞋面革涂层有优异的耐曲折牢度，能够满足轻工部制定的对鞋面革耐曲折牢度的要求。结论

由以上实验结果分析可以得出一下结论：（1）Poje系列水性PU涂饰剂应用于涂饰中赋予涂层和成革的性能能够和LANXESS

公司和Pielcolor公司同类型产品赋予涂层和成革的性能相比，能够达到轻工部制定的行业标准。

（2）Magifeel 515为高固含量的软性PU，应用于涂饰的底涂中显示优异的性能，而

且其消光性特别好，故适用于消光革涂饰的底涂中。

（3）软性PU Magifeel 501适合于服装革和手套革的涂饰中，但因其耐有机溶剂的性

能不够好，故不适于用于顶层的涂饰中。

（4）Magifeel 603为中硬PU，成膜特别薄，光泽度高，可用于苯胺革和高光泽的涂

饰中，但应用于底涂中时的用量不宜太大，否则会影响到涂层和革坏表面的粘结牢度。

（5）中软PU Magifeel 516-20和Magifeel 505-20可应用于各类型革的涂饰或涂层中，能够赋予涂层和成革优异的物化性能。

参考文献

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中国标准出版社，1999：415-418

[3] 单志华主编.制革化学与工艺学（下册）[M].北京：科学出版社，2005：226-273 [4] 丁绍兰编.革制品分析检验技术[M].北京：化学工业出版社，2003.4：42-45

[5] 四川大学.西北轻工业学院编.制革化学及工艺学（下册）[M].北京：中国轻工业出版社

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[8] 吴海平，马建明，任志勇等.中国水性PU市场现状与展望[J].PU，2006，（5）：81-83 [9] 栾寿亭.皮革涂饰材料的应用研究[J].中国皮革,1998,27(12):14-17

第四篇：硬质聚氨酯泡沫保温材料的应用

硬质聚氨酯泡沫保温材料的应用

Xxx（北京联合大学 生物化学工程学院 100023）

[摘要] 聚氨酯保温材料是目前国际上性能最好的保温材料。而现在聚氨酯硬泡保温材料在建筑方面的应用日益升温，而且占有很大份额，故主要介绍，其他方面简单介绍。[关键字] 聚氨酯;保温;硬质聚氨酯泡沫保温材料在建筑方面的应用

聚氨酯硬泡体自 20 世纪 60 年代进入建筑市场开始，即在建筑防水保温领域引发了一场防水保温隔热材料及其工艺的变革，其是一种有保温隔热和一定防水功能的新型合成高材料，特点是一材多用，同时具备保温、防水、隔音、吸振、耐油、耐化学腐蚀等功能。由于聚氨酯硬泡体保温材料施工简便、技术性能可靠、质量可靠，是建筑上重点推广的十项新技术之一，适用于各类工业与民用建筑的屋面、墙体、楼面的保温。近年来，随着我国建筑节能市场的迅速发展，聚氨酯硬泡体保温材料在建筑保温防水领域得到了广泛的应用，已成为主导市场的保温节能产品之一。[1] 硬泡聚氨酯材料在屋面上应用时，采用先进的喷涂设备连续喷涂成型，施工中要注意控制作业条件、监理检查点和常见质量通病。施工后实施严格的质量验收，以及做维护管理工作。此施工工艺简便，适用于很多复杂屋面，且施工部位整体性、密封性好，效率高。[2] 英国早在上世纪60年代就已将聚氨酯硬泡应用于墙体和屋面。美国1996年建筑用硬泡占硬泡总耗用量的49％。另据美国聚氨酯工业协会信息，为了达到节能50％～70％的目标，美国房屋保温系统所采用的保温材料由玻璃纤维普遍转向聚氨酯保温材料，以充分利用聚氨酯保温材料良好的保温性能和防水性。我国新建建筑墙体保温从20世纪90年代初至今经历了外墙内保温、夹层(芯)墙保温和外墙外保温的发展历程。迄今由于保温材料大部分(80 %以上)采用EPS(可发性聚苯乙烯发泡板)和XPS(挤出聚苯乙烯发泡板),在施工上和应用中存在保温性差,施工难度大等问题,尤其是外墙内保温和夹层(芯)墙保温目前已较少使用。当前多倾向于采用外墙外保温施工技术。但是如果采用硬质聚氨酯泡沫塑料作为建筑墙体保温材料完全可以克服这些存在的问题。对于不同的建筑可以采用不同的施工方法,发挥聚氨酯硬质泡沫塑料在隔热保温和施工中的优势[3] 目前，其应用除屋面保温隔热防水外，由于我国建筑节能事业的迅猛发展，预计用于建筑保温隔热的硬泡聚氨酯材料市场将会呈现跨越式的发展。

聚氨酯硬泡体保温材料是聚氨酯工业的一个重要分支,它是一种新型的绝热防腐高分子合成材料,其泡孔结构有无数个闭孔所组成,这些微孔互不相通,因此,它导热系数低、密度小、强度高、吸水性小、绝热、绝缘、化学稳定性能好,作为一种绝热材料,广泛地用于石油、化工、运输、建筑、日常生活等领域。在建筑业中,主要用作屋面防水保温材料;高密度的聚氨酯硬泡体还可以做房屋的支架、窗架、窗扇、窗框、门等;普通密度的可以用作房顶的排水沟、通风口、天花板、积水槽等等[4]。低密度据硬质泡沫塑料最主要的领域建筑墙壁及屋顶保温层、保温夹芯板等[5] 从聚氨酯产业而言，其用于保温行业以及用于塑料行业的产品确实迎来了巨大的商机，以聚氨酯保温板为例，相关业内人士表示，在建筑保温中，使用一立方米的聚氨酯保温板，一年可以减少二氧化碳排放270 kg。虽然从效果上看，聚氨酯材料无疑是目前建筑市场保温最好的材料，但同时作为聚氨酯保温材料供应商，也需冷静对待生产过程中的环保问题。有观点认为，从施工角度而言，聚氨酯保温板较聚氨酯喷涂更具优势。有数据表明，聚氨酯喷涂保温在施工过程中，会产生大量有机颗粒散落到空气中，聚氨酯喷涂保温层最终仅有70%左右的材料被成型。[6]

硬质聚氨酯泡沫保温材料在管路方面的应用

硬质泡沫聚氨酯具有优秀的隔热效果和机械性能,还有高抗热性能和低吸水性,适用于管道保温,特别是直埋式热力管道。聚氨酯保温管道有很多种,如热力管道、石油输送管道、化工管道, 本文所讨论的是直埋式热力管道。由于热力管道直接埋入地下,具有受多种因素影响、介质温度较高、要求服务时间长等特点,普通保温材料难以满足以上要求,泡沫聚氨酯保温管应运而生。聚氨酯保温管道已成功地在世界上应用了三十多年,我国城市热力管线施工应用为时还不长。近几年,随着城市住宅小区建设的加快,开发商对能源节约意识的不断提高,小区集中供热、热电联体得到了快速的发展,尤其是从国外发达国家引进聚氨酯保温直埋管技术后显示了突出的优点,如防水效果好、热损耗能低、占地面积小、设施投资少、环境污染少等。该项技术推动着国内管网敷设技术向更高的层次发展,十几年来的实践,充分证明了它比传统的地沟及架空敷设等具有明显的优势。

管道结构分三层:钢管、保温层、防腐抗压保护层。内层为螺旋缝埋弧焊钢管或无缝钢管,经水压试验合格后,进行除锈处理,外刷防锈防腐材料。中间层为保温层,采用导热系数小、吸湿性小、强度高的硬质泡沫聚氨酯保温材料。外层为保护层,采用强度高、抗剪能力强、耐腐蚀并有良好防水作用的聚乙烯外壳。管道机械性能良好,可按设计要求在工厂集中加工后运到现场,避免管材在运输搬运中损坏。预制管出厂时,管两端预留100 mm未做保温,现场安装时将两端焊接,水压检验合格后,刷防锈防腐沥青,用发泡模具现场发泡成型。[7]

硬质聚氨酯泡沫保温材料在钢板仓方面的应用

中央储备粮海拉尔直属库地处内蒙古自治区呼伦贝尔市海拉尔区,作为内蒙古自治区东部粮食主产区之一,盛产小麦、大豆、玉米、油菜等品种,粮源丰富,地理位置处于我国的东部,属于大陆性气候,处于蒙新干冷储粮区,冬季长夏季短,全年气温较低而且比较干燥,利于低温储粮。呼伦贝尔市的承储库仓储设施较为薄弱,1980年代时利用简易建设费曾建了一批钢板仓。这种仓型的结构为:独立基础毛石底座,圆周方向Z型钢立柱支撑,外圈用镀锌波纹钢板连接,伞盖为钢板咬口成圆锥体。仓容从几百吨到几千吨不等,常见为1250 t/座或1500 t/座,其特点是投资少、见效快、而且能够散存,缺点是由于钢板导热性强造成钢仓保温隔热性能差,仓温随外温变化快,夏季高温季节仓温高于外温,最高可达45℃,秋季气温下降时,粮温下降速度比仓温下降速度慢,致使上层粮面(约30cm)长期(约5个月)处于高温状态,粮食品质易发生劣变,速粮食陈化,而且上下粮层、外圈与里心形成温差,极易造成粮食结露不利于粮食保管储存,所以一般只作为暂存仓或中转仓。为充分利用现有仓容,提高储粮设施的科技含量,达到低温储粮的目的,则需对钢板仓进行保温隔热处理。为此我们对国内粮库使用的保温材料进行了调查研究,通常在粮库中使用的保温材料需具备两个条件:一是导热系数小,一般低温库中使用的隔热材料其导热系数应在0.024 W/m℃~0.14 W/m℃,常规建筑保温材料为导热系数<0.23 W/m℃,容重<1000 kg/m3,二是隔热材料还应不易燃烧或可自燃。目前常用的低温隔热材料主要有消毒砻糠、膨胀珍珠岩、膨胀蛭石、聚苯乙烯泡沫、硬质聚氨酯泡沫、铝箔波纹纸板、稻草板等,而适应钢板仓保温方法为喷粒岩棉或聚氨酯发泡。经过综合考虑我们决定采用聚氨酯发泡对8个1250 t钢板仓进行了保温隔热处理,取得良好效果。[8] 结语

聚氨酯保温材料在国外应用技术已经很成熟,我们国家尤其在建筑方面应用还有很大的发展空间，标准尚不健全，法律不健全，以致出现几次失火事件，我们以后发展走环保、节能、高效的循环路线，这可能不是一个短期任务。

参考文献

[1] 林日有.浅谈建筑用聚氨酯硬泡体保温材料及其应用.中国高新技术企业2010,28:(163)[2] 沈振岳,王光云,马超, 脱红勇,李翔.硬泡聚氨酯保温防水材料在屋面上的应用与质量控

制.2010.5(5)[3] 新节能标准呼唤新外墙外保温体系[DB/OL].[2008-05-22] [4] 吴蓁,郭青.新型环保型发泡剂在聚氨酯硬泡中的应用研究[J].新型建筑材料.2008,1:42-46 [5] 傅旭.树枝与塑料.第四版.北京.化学工业出版社,2004.11 [6] 聚氨酯 低碳节能 节能减排两手抓.2010.2;(214)[7] 黄埔海军,周建强.聚氨酯保温直埋管道在热力工程中的应用.华东中路

[B]2010.10.20(185)[8] 丁玉波.钢板仓聚氨酯保温效果浅析.2009.12.5(39)

第五篇：玻璃钢复合材料在建筑节能中的应用

玻璃钢复合材料在建筑节能中的应用

[2009-08-05] 来源于：

当前，节能和环保已成为人类改善生存环境和社会寻求良性发展的主题，因此，推进建筑节能是我国走可持续发展之路的必然趋势，特别是采用节能环保材料对既有建筑的节能改造和新建建筑的节能选材设计是未来一段时间内降低建筑能耗的必由之路。玻璃钢复合材料凭借其优异的性能，在建筑节能方面的应用日益受到人们的青睐。

玻璃钢管道。近年来，我国新建城市供水工程所用管材多数为金属管、预应力钢筋混凝土管。由于金属管需做防腐处理，长距离的管道防腐不但增加成本，而且质量难以保证；预应力钢筋混凝土管在运行中易出现爆管、渗漏等质量问题，节能效果较差。而玻璃钢管道由内衬层、结构层和外保护层构成，管道内衬层含有丰富的树脂，耐腐蚀且内壁光滑，输送介质摩阻系数小，结构层用玻璃纤维增强，为承受全部荷载的受力层，使用安全可靠。玻璃钢管道与金属管道等其他管道相比，输送介质时运行阻力小、能耗低。当输水量相同时，所需的玻璃钢管道的管径可至少小一个等级。如用相同管径的管道输送相同的水量，玻璃钢管的用电量可比钢管、铸铁管、水泥管低30%-40%，或在相同输送能耗下输送能力提高20%以上。玻璃钢管道的质量只有相同管径、相同长度钢管1/6—1/3，铸铁管的1/9—1/7，混凝土管的1/15—1/10，因此可大大降低施工费用。玻璃钢管道的生产能耗低，分别为功能相同钢管和铸铁管的66.7%和22.3%。采用玻璃钢管可使整体工程造价降低20%-30%。河南理工大学等研发的高强双抗煤矿玻璃钢管道已在河南平顶山、山东兖州及河北邯郸等较大的煤矿企业推广使用，吨煤成本明显降低。高压玻璃钢管在大庆、胜利等油田得以广泛使用。以武汉理工大学为代表研制的纤维缠绕夹砂玻璃钢管道生产技术装备已达到目前国外同类技术装备水平。

近几年我国城市供水量逐年增加，各项费用也在逐年提高。若修建一个供水量30万t/d的水厂，一般需要2条直径1.6m以上的管道，而修建一个50万t/d的水厂，需要2条直径2m以上的管道，如果用玻璃钢管敷设，可为国家节约大量的能源。玻璃钢管在城市旧排水管道改造工程中有着独特的优越性，根据国外的经验，在要改造的旧排水管断面中可引入小于原管直径的玻璃钢管，这样既不影响排水，又不用拆除管道。目前我国城市有很多排水管道因年久失修需要改造和更换，玻璃钢管道在城市给排水管道改造中将会得到广泛的应用。玻璃钢窗框和门板。从能源流失来看，房屋建筑的能源损失中30%是通过门窗流失的，尤其是公共建筑的窗墙比高达70%，更加大了能源的损失。因此，门窗节能在整个节能建筑中起到至关重要的作用。玻璃钢窗框通过拉挤生产出空腹型材，经过切割、组装、喷涂等工序而制成。玻璃钢窗框既有钢、铝门窗的坚固性，又有一半塑钢窗的耐腐蚀、保温、节能性能，更具有自身独特的隔音、抗老化、尺寸稳定等性能，被誉为21世纪建筑窗框的绿色产品。玻璃钢窗框轻质高强，其拉伸强度为350MPa以上，弯曲强度为260MPa以上，为铝合金的2倍、塑钢的4—5倍，从而弥补了塑钢窗框强度低、易变形的缺点。玻璃钢窗框的热绝缘系数为9.96 ㎡·K/w，远大于塑钢窗框和隔热断桥铝合金窗框的热绝缘系数(分别为

5.93、0.16 ㎡·K/w)。优质玻璃钢窗框的保温性能优于国家标准(GB8484一1987)中规定的保温性能一级指标。玻璃钢窗框尺寸稳定、隔音性好。玻璃钢型材热变形温度为200℃，线胀系数与建筑物和玻璃相当，在冷热温差变化较大环境下，不易与建筑物及玻璃之间产生缝隙，可大大提高玻璃钢窗框的密封性能。据有关部门检测，优质玻璃钢窗框型材符合GB一18584—2001《建筑材料放射性核素限量》规定的各项有害物质限量指标。

我国建筑窗框行业形成了以塑钢窗为主的产品结构体系，也是建筑窗框产量最多的国家。目前全国城镇建筑市场的窗框需求量已经达到2亿㎡，由于玻璃钢窗框特有的保温、节能等优点，目前已得到社会各界的认可和国家有关部门的重视和支持，在国内玻璃钢窗框享有品牌声誉和出口海外可数北京建工茵莱玻璃钢制品有限公司。该公司于2007年前引进了加拿大Inline公司的玻璃钢窗框技术后，一丝不苟、精益求精，达到年产10万平方米的能力，累计出口型材10多万平方米。其高性能玻璃钢窗框落户南极中山站。据茵莱公司提供数据，与金属窗户相比，一套100平方的住宿每年可节省能源费用1600元。

玻璃钢门板在轻质、保温方面优于木门板和金属门板。但从门板的经济性方面来看，作为内门用比木门板价高；作为外门板与金属门相比而不耐冲击，因此在住宅区很难得到推广应用。目前玻璃钢门板制造企业国内不到六家，以SMC模成型工艺为主，出口的形式主要为门片，出口主要厂家有山东淄博超力公司和无锡陆通公司。玻璃钢门板和窗框在国内发展的步伐不快，并不是没有市场。许多企业缺乏扎扎实实的市场调研和深入细致的推广应用工作，导致这一产品长期徘徊不前。八年前，河北近十多家玻璃钢企业投资了数十条拉挤生产线开发窗框，如今荡然无存。其主要教训是市场信息模糊炒概念，急于求成而无论证，影响了玻璃钢窗框的推广应用。

玻璃钢屋面节能。屋面的节能不只是屋面表面的黑与白(反射性)，也不限于选用某个屋面系统的问题，而应当考虑整个屋面系统，其中保温是一个重要的方面。在气候寒冷地区，往往屋面保温产生的节能效果比屋面反射率的作用更加明显。屋面反射只有在夏天有太阳的时候才能发挥作用，而保温则是一年365天始终起作用的。

屋面保温的效果关键取决于保温材料，其保温性能由R值决定；有些材料的R值会随时间而降低，因而还需要知道其长期热阻性能指标LTTR；另外，还要考虑尺寸的稳定性和强度等。过去，聚异氰脲酸酯保温材料在生产中使用的发泡剂CFC和HCFC会对大气臭氧层造成危害，根据蒙特利尔公约，美国规定，到2002年底禁止生产和进口HCFC发泡剂。如今，全美国保温材料制造商已经完成从HCFC向新一代发泡剂戊烷的转变。膨胀聚苯乙烯(EPS)和挤出聚苯乙烯(XPS)保温材料在制造过程中不会向大气散发CFC和HCFC，对环保有利，而且可以重复使用；XPS的吸水速度极低，甚至在使用了几十年以后还可以重新使用，从而费用减少，产生的废物也最少。关于玻璃棉保温材料对健康的影响，总的结论是，这种材料在制造和使用方面是安全的。把玻璃钢材料用于屋面节能仅仅开始。据河北省枣强县科技局提供信息，该局已与河北商祺公司在玻璃钢屋面节能方面开展科技合作和推广应用。其节能保温隔热技术包括抗老化SMC屋瓦和PU保温隔热层及其安装技术。商祺公司经过一年多开发，已批量投放市场。对一些旧房屋面的改造，新型屋面建筑和古建筑修缮上起到了非常好的效果。

玻璃钢复合材料在建筑节能的应用市场十分宽广，采暖通风工程中，玻璃钢已用于制造冷却塔、通风厨、送风管、排气管、栅板、防腐风机罩等；另外，玻璃钢在冷库、活动房屋、岗亭、仿古建筑、移动剧院、透微波塔楼、屏蔽房、水箱、井盖、电缆桥架等领域也得到广泛应用。随着我国城镇化进程的加快，建筑业投资越来越多，我国“十一五”规划中明确指出，从2005年起，新建采暖居住建筑应在此前国家节能要求的基础上再提高30%，建设部在节能专项规划中指出，“十一五”期间25%既有建筑要进行改造。建筑节能改造和供热系统的改造巨大工作量，带来玻璃钢的市场前景广阔，绿色环保、阻燃、节能型的新型建筑材料必将大有作为。