让我国建筑围护结构由“棉大衣”变“太空衣”

住建部全国外墙保温与新型墙体应用交流会大会讲稿

我国聚氨酯行业供给侧结构性改革势在必行

――让我国建筑围护结构由“棉大衣”变“太空衣”

我受杨宗焜教授的委托作今天的大会发言。

讲演标题是《我国聚氨酯行业供给侧结构性改革势在必行――让我国建筑围护结构由“棉大衣”变“太空衣”》。内容已在大会会刊全文发表，现作简要提示演讲。

一、我国聚氨酯保温材料存在供给侧结构性短板问题

聚氨酯是当代最佳节能有机保温材料，欧美建筑保温市场49%是选用聚氨酯,而我国不到10%，真正能上墙的比例又仅5%。而同为有机保温材料的聚苯板已占据中国保温材料市场的大半江山。很多人对此纳闷，无论从材料的保温性能、物理综合性能来看，聚氨酯都远比聚苯板优越，但聚氨酯就是叫好不叫座。原因何在？有人说，主要是聚氨酯成本价太高，没有竞争优势。

聚氨酯没有价格竞争优势是事实，从目前状况看，制备聚氨酯的原料成本价降不下来，制备的工艺成本降不下来，更困难的是制备新国标的难燃B1级聚氨酯的技术门槛远远高于高聚苯板，许多聚氨酯产业大多只能生产易燃可燃产品，无法给社会提供有效的有价值的供给，企业仓库里堆积着大量难销的滞销产品，但企业要生存，要去库存，有些企业只能将易燃可燃产品以假乱真方法，在易燃可燃材料两面涂上水泥，求得一张合格报告，忽悠客户。但纸终究包不住火，2009年2月9日中央电视台北配楼文化中心大火，2010年11月15日，上海胶州路教师公寓特大火灾，2011年2月3日，沈阳皇朝万鑫酒店大楼大火，直至去年河南平顶山养老院大火，酿成重大伤亡事故。重大责任事故国家要问责，有些当事人被判刑，他们喊冤，但我们要反问你当初为什么不睁睁眼选好材料。但我们专业人员还是从爱护企业家、任职领导人的安危出发，提个醒，建议国家检测部门一定要坚决贯彻和执行国家强制以芯材的检测，住建部最近也下文，一定要以芯材检验，这样可补上执法不严的短板，让人少一点受骗上当。

我国制定的保温材料防火标准确实高于国外，由于技术要求门槛高，成了许多企业难以生产难燃B1级聚氨酯泡沫的短板，现在连一些国外大公司也在叫喊，中国标准太高，国外产品也难以进入中国市场。其实，只要坚持科技创新，这个问题是不难解决的。本团队专家们经过30多年对聚氨酯易燃问题的研究、探索，至今已成功开发聚氨酯芯材的新型难燃B1級、耐温、低烟、低毒材料，可广泛应用于高效节能防火安全的空调、建筑外墙护卫结构中，其原理和内容请见我们在大会会刊中发表的论文，这里不予展开。

现今我国大批新建和既有建筑雨后春笋涌现，已号称世界最大的建筑大市场。但令人揪心的是到处出现建筑外墙墙面材料的膨胀、收缩、开裂、脱落问题，有地方已砸死人，已成了严重影响社会安定的大问题。

我国传统的建筑外墙保温体系，尤其我国聚氨酯保温材料行业因聚氨酯的易燃问题已经给一些企业带来焦头烂额的困境，现在又冒出大面积墙面材料开裂和脱落问题，更是雪上加霜，难以应对。现在看来，小修小补无济于事，我们需要换位思考，剖析我国聚氨酯保温材料根本问题究竟出在哪儿，我们要以博取全球新时代科技革命的新视野，补上我国聚氨酯发展供给侧结构性改革应采取哪些新观点、新技术、新办法。

二、我国要创新建筑外墙外保温薄层化“太空衣”新体系。

我国现今建筑外墙保温是薄抹灰体系，它源自20世纪40年代的欧美， 80年代引入中国，并形成一个庞大产业群，有机保温材料聚苯板和聚氨酯大显了身手。但是，现今愈演愈烈的保温材料防火安全问题，大量墙面保温材料的开裂和脱落问题，已对原有的薄抹灰体系发起新的挑战，必须要有新的体系代替老体系，才能从源头上解决越来越多的棘手问题。

上世纪90年代，美国国家航空航天局为解决宇航服隔绝外界高低温而研发制成了新型纳米高科技材料，它以增强材料反射、辐射功能原理，研制了新型“太空衣”，并将这个原理沿用到建筑外墙围护结构中。本团队也在与我国一些航天航空专家的共同努力下，研制了无机改性聚氨酯新材料。原曾被誉为“中国高温合金之父”的中国科学院、中国工程院的两院院士师昌绪教授闻讯我们的成果，他亲自到我们团队专家的实验基地考察和指导，他以太空飞船材料抗烧蚀碳化原理勉励我们坚持下去。现在师老院士已经病故了，但我们仍在按师老未竟的托付继续在奋斗，这就是我们要树立一个新的发展理念，即聚氨酯保温材料不能只有单一的保温功能，还要让聚氨酯新增加反射、辐射的隔热功能，不仅高效节能，防火安全，还要化解热应力的破坏，解决上墙后的开裂、脱落问题，更重要的是通过对聚氨酯泡沫的改制，创建我国外墙外保温新体系。

这里要解释什么叫“热应力”。从物理性能来说，构件受热不均匀会造成内外温度差异,而这种温差会使材料出现膨胀变形或收缩变形而产生热应力（内应力）。我们发现聚氨酯保温材料上墙后，会受气候昼夜和四季温差受热不均而产生热应力的影响，当温差悬殊达到一定临界点，热应力会破坏墙面原有结构的平衡，出现开裂等系列问题。

现在，我们引入具有红外辐射功能的无机金属离子材料，通过与有机高分子聚氨酯杂化反应的机理，使聚氨酯泡沫增添辐射功能，直接将积聚在保温层内的过高热量辐射出去，将热应力的反应控制在安全范围内。

这项科研成果，不仅能解决材料的开裂、脱落问题，而且可以实现薄型化，外墙保温可由单一保温功能的“棉大衣”变为具有反射、辐射、隔热保温多功能的“太空衣”，美国专家说这是21世纪建筑节能的新方向。本团队提出，今后我国外墙外保温要向高效节能、防火安全、薄层化多功能隔热、防水为一体化的方向发展，它还可以充分利用太阳能，以达到建筑零能耗、被动式建筑外墙保温新体系。

我国著名涂料专家陆丕禾先生利用卫星热控技术研发建筑用保温隔热涂料，这是是利用红外热控原理来降低墙体的传热系数，实现对建筑的保温隔热功效的新涂料。它的优点是将建筑物内部物体产生的能量保持在室内而不会轻易散发到室外；而对于建筑物外部的过高能量也会被隔热。现在我们双方达成共识，要优势互补，共同创建外墙外保温安全高效节能新体系。

三、以矿物聚合物替代制备聚氨酯部份石油化工原料

我国目前制备建筑保温材料无论是有无机保温材料还是有机保温材料均是高能耗产品。如聚氨酯保温材料的原料是石化产品，制备聚氨酯要高能耗，高成本。现在，我们要颠覆这种模式，要以矿物聚合物取代制备聚氨酯部份石油原料，以研制新型的保温材料来最大限度实现零能耗，创建新的绿色建材。

矿物聚合物是自然界的天然产物，不需要石油化工原料那样重新复杂的再加工，可避免环境污染。矿物聚合物可在低能耗下、常温下制备，又可在高温下应用，它不污染环境，是真正绿色环保产品。矿物聚合物是铝硅酸盐组成的四面体、八面体胶联成的三维网络体系，具有高强度、硬度、韧性、高温下的稳定性、抗冻性，由于三维网络体系的存在，它在高温下的1000℃－1200℃间，也能保持稳定，保温性能好，同时不氧化，不燃、隔热，可替代金属、陶瓷和水泥。矿物聚合物已经在国内外成功地应用于航天、航空、建材、土木工程、铸造工程、装饰工程等领域。

矿物聚合物还可与制备水泥的比较中显示其巨大的优越性。水泥在全世界都在大量应用，但水泥没有三维网络体系结构，存在许多缺陷，易老化，不耐高温，400℃开始分解，制备水泥需要高能耗，生产一吨水泥会产生将近一吨二氧化碳、二氧化氮、二氧化硫，所以，水泥不是绿色产品。现改用矿物聚合物来替代国内高能耗的石油化工，才是真正符合走国家绿色建材的道路。

现在，我们非常高兴地看到，我国当前正处于城镇化快速发展进程中，城乡建设规模持续扩大，我国建筑节能与绿色建筑发展大政方针已经确定，全国十二届四次人大正式通过的 “十三五”规划纲要，这都已为我国聚氨酯行业供给侧结构性改革吹响了冲锋号。

本团队坚决响应住建部的号召，要在住建部的职能部门领导下，要在住建部授权我们为总工专家的创新服务平台上，为中国聚氨酯行业供给侧结构性改革服务，为企业科技创新服务。江苏博超新材料技术有限公司、张家港迪蒙德节能科技有限公司等企业已经积极表示，要从企业现有科研成果出发，努力研制新材料，并创造条件，要成为杨宗焜专家团队聚氨酯新材料的研发基地和生产基地。本团队愿意将自己的智慧贡献给国家，要以创新理念的“太空衣”新材料科技成果为更多企业服务，我们要与更多企业一起共推我国外墙建筑向高效节能、防火安全、薄层化多功能隔热、防水为一体化的方向发展，大家一起来补好聚氨酯保温材料开发的短板，以打造互利共赢的命运共同体，为构建中国建筑护围结构由“棉大衣”变“太空衣”事业做出积极贡献。

谢谢大家！

杨宗焜多功能聚氨酯新材料研发专家团队华校生

2016年5月，于安徽合肥