聚氨酯板材在建筑外墙保温中的应用前景分析

1.聚氨酯板材外墙保温施工体系的优势分析

1.聚氨酯板材外墙保温施工体系的优势分析 由于聚氨酯硬泡在成型前状态是两种液体，成型时把这两种液体混合，通过 反应成为固体材料，因此施工成型方式比较灵活。从大的方面讲，聚氨酯硬泡外 墙保温施工体系包括现场施工和工厂预制板材两种典型工艺。 现场施工又可分为 喷涂、拆模板浇注和免拆模板浇注三种；预制板材根据施工工艺不同分为连续板 材、模塑板材、大块泡。

聚氨酯硬泡作为一个外墙外保温体系要进行大规模推广应用， 首推预制板材， 因为预制板材具备产品的质量和规格便于控制、生产和施工不受气候影响、能够 保证施工工期、对保温施工人员的聚氨酯硬泡专业技术知识要求低、施工技能容 易获得。这些特点都是现场施工所不具备的。特别是充分利用了聚氨酯自身良好 粘接力的带有软面层或轻质硬面层的亲水泥基面材的预制板材系统， 减少进行墙 体保温施工时比较昂贵的界面剂的大量使用，尽可能直接用水泥沙浆施工，具有 非常好的发展前景。预制板材系统不建议使用的是大块泡，因为该系统不仅没有 利用聚氨酯硬泡自身良好粘接力，而且由于切割成片，增加了开孔，影响保温效 果。

现场施工的喷涂、拆模板浇注和免拆模板浇注三种工艺，只要不破坏聚氨酯 硬泡自结皮层，施工工期要求不苛刻，也是很好的外墙保温施工系统，只是现场 施工对枪手水平要求高，由于技术工人的短缺，可能会给大规模推广应用带来困 难。 需要说明的是聚氨酯喷涂产品的优点是，没有接缝，整体性好，对于平屋顶 来讲，保温防水性能要优于聚氨酯板材。

2.聚氨酯硬泡板材生产应用简介

2.聚氨酯硬泡板材生产应用简介 聚氨酯硬泡板材作为聚氨酯建材的一种，易于成型，生产效率高，能够做到 生产工业化， 产品规格尺寸标准化， 施工装配化， 易于控制产品质量和工程质量、施工效率高、美观等许多优点，广泛应用于工业厂房(车间、办公室)、仓库、集 贸市场、体育场馆、车船等候厅、民用住宅、别墅、活动板房与组合式冷库等建 筑房屋的墙板和屋顶构件，以及船舶、车辆、空调保温、装饰等领域。

连续复合板材的生产线由面料卷材展平及成型机械、聚氨酯发泡机械、双带 式板材成型输送机械、 锯切机械、 堆叠机械等部分组成。 工艺特点是压板、 发泡、 成型、锯切连续完成。可生产各种大、中、小型复合板材。生产效率高、产品质 量稳定，是一种比较先进的生产工艺。产品主要用于建筑、空调风管。非连续复 合板材生产线主要由单层及多层压机和发泡机组成。 工艺特点是先压板， 再发泡。 适用于生产较厚的、体积较大、批量较小、规格尺寸变化较多的板材。与连续复 合板材生产工艺相比，投资相对较少、生产效率低、生产灵活方便。产品主要用 于组装冷库、车库门等。

块状泡沫(俗称大面包)复合板材的生产设备主要是发泡机、 发泡箱和切割机。 工艺特点是先发泡，待泡沫完全熟化后再根据需要进行切割、粘贴面板。生产装 置较简单，能制造曲面形板材，改变板材形状与尺寸均较方便与经济。产品主要 用于建筑物上曲线部分构件、冷藏车、拼装冷库等。也可以以类似聚苯复合板的 生产方式，通过二次加工复合上不同面层，用于厂房、空调风管等行业。缺点是 有边角废料生成，劳动生产率较低、生产复合板还需增加一道粘贴工艺。

PUR 和 PIR 是指聚氨酯硬泡的化学组成结构而言的。无论 PUR 还是 PIR 都可 以作为芯材与各种刚性或柔性材料为面材通过各种加工方法复合而成。PUR 复合 板材是指作为芯材的聚氨酯硬泡一般采用的是聚醚多元醇、 较低的异氰酸酯指数 和阻燃剂的配方体系，泡沫的骨架结构是由氨基甲酸酯链段组成的，产品只能于 100 摄氏度以下使用。PIR 复合板材是指作为芯材的聚氨酯硬泡一般采用的是聚 酯多元醇、高异氰酸酯指数(250 以上)、不用或少用阻燃剂的配方体系，泡沫的 骨架结构是由氨基甲酸酯链段和氨基甲酸酯改性异氰脲酸酯链段共同组成的， 产 品可于 l50 摄氏度以下使用。

目前全国各种聚氨酯连续板材生产厂约有 50 家，生产线近 60 条；生产厂家 主要集中在华南、华东、华北、华中、东北；其中 80％的生产设备都是 2000 年后建成投产的，特别 2002 年后，随着国产线的投入使用，投资大幅降低，新增 生产厂家较多。主要产品是双硬面彩钢板、软硬面复合板，以及铝箔复合风管板 材。非连续生间歇模塑生产线和块泡生产厂，由于投资相对低，遍及全国。在建 筑外墙外保温上使用的聚氨酯硬泡板材一般不包括彩钢复合夹芯板、 铝箔复合夹 芯板。

3.关于对聚氨酯硬泡外墙保温系统成本认识的误区分析
3.关于对聚氨酯硬泡外墙保温系统成本认识的误区分析 关于对聚氨酯硬泡外墙保温 聚氨酯板材与膨胀(或可发)聚苯乙烯(EPS) (EPS)的成本认识
3．1 聚氨酯板材与膨胀(或可发)聚苯乙烯(EPS)的成本认识 目前大众普遍认为 EPS 保温系统成本低，让我们来做个分析看看成本情况。 聚氨酯板材成本价在 l000 元／立方米左右， 密度符合建筑要求的 EPS 产品成 本价在 350 元／立方米左右。 但是 EPS 保温板在自然环境中的自身收缩变形时间 长，通常在自然环境条件下存放 42 天或 60 摄氏度蒸汽养护条件下 5 天，才能完 成其自身收缩变形。 因此要求 EPS 保温板在自然环境条件下存放 42 天或 60 摄氏 度蒸汽养护条件下 5 天后才能上墙。 这样不仅 EPS 保温板长时间的养护需要占用 大量的场地，而且占用生产企业资金。实际工程应用中考虑成本控制等因素，通 常是以销定产，大量工程是 EPS 保温板养护不到一星期就上墙。可见符合建筑要 求的 EPS 实际成本应该远大于 350 元／立方米左右。未完成其自身收缩变形的 EPS 板材上墙后继续收缩，收缩应力均集中在板缝处，导致该类保温体系形成比 较常见的板间裂缝现象。 即大量 EPS 保温系统使用的 EPS 板材不符合建筑使用规 范，实现低成本的同时，一定程度上降低了工程质量。 此外达到同样保温效果，目前大家公认的数据是聚氨酯硬泡材料的厚度比 EPS 板薄 40％。保温层的减薄不仅带来成本的降低，更重要的是在一些寒冷地区 进行保温施工时，要达到国家规定的 50％或 65％的建筑节能标准，甚至要满足 75％的第三步建筑节能标准，由于 EPS 板太厚(超过 lOcm)，施工可能很难进行 或工程的使用安全性可能很难保证。与 EPS 相比，用聚氨酯硬泡做保温材料，墙体的保温层变的更薄，房屋的居 住面积增大了。 增加的居住面积使得聚氨酯硬泡材料本身高于 EPS 的材料造价差 距进一步缩小。 聚氨酯板材与非再生挤塑聚苯乙烯(XPS) (XPS)的成本认识

3．2 聚氨酯板材与非再生挤塑聚苯乙烯(XPS)的成本认识 密度符合建筑要求的非再生 XPS 成本价在 650 元／立方米左右，聚氨酯板材 成本价在 1000 元／立方米左右，单单从原料成本看聚氨酯价格比较高。但是保 温是一个系统工程，保温材料价格只是保温系统成本的工程的耐久性、安全性、 居住的舒适性等因素，只有这样进行综合评价，才能最终得到科学理性的结果。 简单的说，利用聚氨酯的自粘接性，人们生产出了保温装饰一体化的板材， 这就减少了 XPS 需要的上网格布、抹界面剂等立面施工工序，有效的减少了材料 成本和施工成本。 此外，由于两种材料保温效果的差异，达到同样的节能效果，XPS 的厚度要 大于聚氨酯材料的厚度，因此同样立方的聚氨酯和 XPS，XPS 的保温施工面积比 聚氨酯的少，从而增加了 XPS 的用料量，即提高了 XPS 保温系统的成本。 因此对于建筑外墙保温体系的成本而言，聚氨酯硬泡保温体系并不比 XPS 的 保温体系成本高，只是近几年全球聚氨酯硬泡市场发展速度超过产能，导致市场 价格波动大，给人们一个简单的从保温材料价格来比较保温系统成本，得出聚氨 酯硬泡成本高的错误认识。再加上聚苯乙烯保温体系工作在国内开展的早，施工 工法、标准建立的早，而聚氨酯硬泡保温体系在国内开展的早,标准建立的早, 而聚氨酯硬泡保温体系在国内刚刚起步，施工工法、标准刚刚建立，人们认识不 够。

3．3 聚氨酯保温系统中喷涂、浇注和板材不同施工工艺的成本分析 喷涂由于是自由发泡，泡孔的各向异性比较小，达到相同性能的聚氨酯喷涂 产品的密度，要比半自由发泡的浇注和模塑板材的密度低，因此人们往往认为， 喷涂的出方率最高。但是在聚氨酯硬泡外墙保温的实际施工过程中发现，并非如此。原因是，聚氨酯硬泡外墙保温的厚度在大部分地区一般不超过 5cm，通常在 2～3．5cm 之间，如此薄的厚度，再加上施工一般不能少于三枪，导致发泡密度 容易偏高，且由于室外风大，施工浪费也大，和喷冷库施工的厚度、环境完全不 同，导致最终喷涂施工的出方率并不比聚氨酯板材生产的出方率高。浇注施工也 存在同样的问题。因此从出方率讲喷涂、浇注和板材三者应该是基本接近。

4．聚氨酯硬泡板材和聚苯乙烯泡沫建筑外保温体系构造防火安全性能实验 研究 聚氨酯硬泡具有良好的防火耐温性能，是比较安全的保温材料。通过调整配 方，聚氨酯硬泡材料可以满足国内及国际上对建筑保温材料较高的防火性能要 求，并且能用于比较宽温度的环境下做保温材料。因为普通聚氨酯硬泡(PUR)材 料可以长期经受从 40℃到+90℃之间的考验，聚氨酯改性聚异氰脲酸酯泡沫(PIR) 材料能在+120℃到+150℃的高温条件下可长期使用。 聚氨酯硬泡的燃点高于木材。虽然聚氨酯硬泡是聚合物，但它是热固性材料， 在燃烧中呈现惰性，不会产生熔融的燃烧性火焰滴落物，而是形成一个焦化的保 护层。这一特性有效抑制了熔融导致火势蔓延的危险。聚氨酯硬泡能够抵抗飞溅 的火星和辐射热。对于有金属板、纤维水泥板或石膏板等无机材料贴面的聚氨酯 夹芯复合板材或做了水泥罩面材料的聚氨酯保温墙体系而言， 不燃面层进一步增 强其阻燃性能，它阻止氧气进入板材、或墙体保温层内部与泡沫塑料芯材接触， 因而不会引起芯材的直接燃烧，能够保证建筑的完整性，对于消防人员没有额外 增加的危险。 而聚苯乙烯泡沫(EPS 或 XPS)由于是热塑性材料，在火灾中的表现就差多了。 着火时先软化(软化温度与其密度有关)变形，然后伴随着燃烧发生熔化(熔化温 度与其密度有关)收缩，并会有非常灼热的液体滴落或流下。这使火势得到进一 步的蔓延，加重了火灾的灾情。燃烧到一定程度，整个保温结构系统倒塌。

5．聚氨酯硬泡外墙保温系统的市场前景展望
英国 IAL(Istituto Addestramento Lavoratori)咨询调研机构的最新分析报 告指出，建材在全球聚氨酯应用领域中占据了 15％的市场份额，欧美等发达国 家的建筑保温材料中约有 49％为聚氨酯材料，但在我国这一比例尚不足 10％。 该机构预计，全球聚氨酯建筑材料的份额仍将提升，到 2010 年将达到聚氨酯总 量的 24％。而 2005 年全球聚氨酯总产量达到 1375 万吨，产能年平均增长率 4．4％，消耗量年平均增长 3．4％。中国作为亚洲地区聚氨酯行业最大的生产 基地和消费市场，聚氨酯产品的消耗增长率约 20％左右。

聚氨酯硬泡具有优异的热学性能， 它的导热系数比空气的导热系数还低(聚氨 酯导热系数≤0．023W／m．K／25℃；空气导热系数≤0．025 W／m．K／25℃)， 是目前工程上常用的保温隔热材料(比如 XPS 的导热系数≥0． W／m． 028 K／25℃、 EPS 的导热系数≥0．035 W／m．K／25。C)无法与之比拟的。50mm 厚的 PU 硬质 泡沫塑料的保温效果相当于 80mm 厚的 EPS、90mm 厚的矿棉、760mm 厚的混凝土。 随着能源成本的大幅增加以及人们对环保(减少 C02、S02、N02 的排放等)要求越 来越严， 聚氨酯硬泡作为性能最优异的绝热保温材料在全球建筑节能保温上的应 用越来越广泛。

世界上很多国家对建筑设计制定节能标准，提出法规予以强制执行，这起始 于上世纪 70 年代发生的能源危机， 从而促进了聚氨酯硬泡(PUR)这种优良隔热保 温材料在国外建筑节能中的应用。我国建筑墙体保温强制政策执行的晚，再加上 聚氨酯工业在我国发展的晚、原材料国产化更晚，导致其成本一直相对偏高、技 术开发不够，使得聚氨酯硬泡在我国建筑保温材料中的应用比例尚不足 l0％， 而在建筑墙体保温领域的应用才刚刚开始。 建筑用能在我国能源消费总量中的份额已超过 27％，日益凸现的能源危机对 我国经济社会的可持续发展产生了严重制约，能源紧缺，让建筑节能成为坊间与 政府的共识，惟有节能，方能缓解能源危机。因此建筑节能得到了我国各级政府 的高度重视，被视作贯彻科学发展观的重大措施加紧推行。也就是说建筑节能市 场这块“蛋糕”已经由政府做大了。中国仅“十一五”期间建筑节能工作就要实 现累计节能建筑面积 21．46 亿平方米。具体包括：新建节能 50％的建筑 l5．92亿平方米，既有建筑的节能改造要完成 5．54 亿平方米，可再生能源的建筑应用 示范完成 l500 万平方米。 在这样一种市场环境下，根据不同的应用要求，必将是多元化的保温材料与 系统来共同完成历史赋予的时代使命。勿允质疑，象聚氨酯硬泡这样具有良好保 温绝热性能的材料一定会在建筑节能总动员中充当重要角色， 占有相应的市场份 额。建设部已经把聚氨酯硬泡材料列为一种新型外墙保温节能材料，在建设部科 学技术司的指导下、建设部建筑节能中心的支持下，建设部专门成立的聚氨酯建 筑节能应用推广工作组，通过技术应用和工程示范，在全国范围内全面开展聚氨 酯墙体保温的节能课题研究，取得了实质性的进展，已经于 2007 年 5 月 19 日发 布了《聚氨酯硬泡外墙外保温工程技术导则》，并在上海、天津、厦门等地进行 了大型宣贯会，得到了各有关方面的响应。建设部建筑节能中心负责修编的 JGJl44—2004《外墙外保温工程技术规程》，已经将聚氨酯硬泡和 EPS、XPS 放 在一起，预计明年早些时候可以编制完成。目前聚氨酯硬泡外墙外保温市场已经 成功启动，全国各地有许多工程在选用聚氨酯硬泡作为保温材料。 我们希望在建筑保温行业管理部门和标准制定部门的领导和协调下，不同建 筑保温体系的施工企业或研究单位加强沟通， 进行更多的工程实践和基础研究工 作， 兼收并蓄各种保温系统的先进技术， 不断改进完善各种保温体系的施工工法， 建更多让使用者受益和放心的保温精品工程。

6.结论
1)聚氨酯硬泡外墙保温系统未来的主导产品是聚氨酯板材；
2)聚氨酯硬泡外墙保温系统成本不一定比聚苯乙烯保温系统高，需要重新进 行理性认识；
3)聚氨酯硬泡外墙保温系统比聚苯乙烯保温系统具有良好的防火性能；
4)聚氨酯硬泡外墙保温系统的市场已经启动，有良好的发展前景。

应用广泛。。

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