硬泡聚氨酯喷涂施工关键技术的控制

硬泡聚氨酯（PU）保温材料是由异氰酸酯与多元醇反应制成的一种具有氨基甲酸酯链段重复结构单元的聚合物。由于其保温性能良好，防水性能优异，广泛应用于外墙保温、屋顶保温以及冷库、粮库、档案室、管道、门窗口等特殊部位的保温。聚氨酯硬泡在国外被大量应用于屋面和墙体保温，主要应用形式有复合板材、现场喷涂两类。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％，家用、商用冰箱等设备仅占23.5％。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。   

    在我国，聚氨酯硬质泡沫在建筑外墙外保温领域的应用技术研究于10年前才开始起步。目前，其应用除屋面保温隔热防水之外，还有冷库、大中型化工设施、粮库等方面。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。   

    硬泡聚氨酯喷涂施工关键技术   

    硬泡聚氨酯喷涂技术较难掌握，易产生喷涂的聚氨酯泡孔不均匀等问题。应加强喷涂施工人员的培训工作，使其熟练掌握喷涂技术，能够独立解决喷涂施工中遇到的技术问题。喷涂施工中需要解决的关键技术问题主要有以下几个方面。   

    乳白时间和雾化效果的控制   

    聚氨酯泡沫的形成需经历发泡和熟化两个阶段。从黑、白料混合开始到泡沫体积膨胀停止，这个过程称为发泡。发泡过程中，体系释放出大量的反应热硬泡聚氨酯（PU）保温材料是由异氰酸酯与多元醇反应制成的一种具有氨基甲酸酯链段重复结构单元的聚合物。由于其保温性能良好，防水性能优异，广泛应用于外墙保温、屋顶保温以及冷库、粮库、档案室、管道、门窗口等特殊部位的保温。聚氨酯硬泡在国外被大量应用于屋面和墙体保温，主要应用形式有复合板材、现场喷涂两类。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％，家用、商用冰箱等设备仅占23.5％。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。   

    在我国，聚氨酯硬质泡沫在建筑外墙外保温领域的应用技术研究于10年前才开始起步。目前，其应用除屋面保温隔热防水之外，还有冷库、大中型化工设施、粮库等方面。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。  

    硬泡聚氨酯喷涂施工关键技术   

    硬泡聚氨酯喷涂技术较难掌握，易产生喷涂的聚氨酯泡孔不均匀等问题。应加强喷涂施工人员的培训工作，使其熟练掌握喷涂技术，能够独立解决喷涂施工中遇到的技术问题。喷涂施工中需要解决的关键技术问题主要有以下几个方面。   

    乳白时间和雾化效果的控制   

    聚氨酯泡沫的形成需经历发泡和熟化两个阶段。   

    从黑、白料混合开始到泡沫体积膨胀停止，这个过程称为发泡。发泡过程中，体系释放出大量的反应热酯喷涂工艺时，应考虑泡孔的均匀性。泡孔均匀性主   

    要受以下因素影响：   

    （1）料比偏差   

    机器泡与手工泡密度的差别较大。通常，机器的固定料比为1∶1，但由于各厂家白料的粘度差别较大，造成实际料比与机器固定料比不符。当白料过量时表现为泡沫密度低，颜色发白，泡沫强度下降，手感软，气温低时易收缩；当黑料过量时表现为泡沫密度高，颜色深，泡沫强度高，手感硬而脆。这些情况下应立即核对料比，查看过滤器是否堵塞，压力、温度指示是否正常，以确保黑、白料比例的准确性。   

    （2）环境温度   

    聚氨酯发泡受温度的影响很大。发泡依靠热量而进行，如果没有热量，体系中的发泡剂就无法蒸发，从而无法生成泡沫塑料。热量来自化学反应产生和环境提供两个方面。化学反应热不受外界因素的影响，环境提供的热量则随环境温度的变化而变化。当环境温度高时，环境能给反应体系提供热量，可增加反应速度，缩短反应时间。表现为泡沫发泡充分，泡沫表层和芯部密度接近。当环境温度低（如18℃以下），部分反应热就会散发到环境中。热量的损失，一方面造成泡沫熟化期延长，增大了泡沫成型收缩率（温度越低，成型收缩率越高）；另一方面增加了泡沫材料的用量。实验表明：同一发泡材料，环境温度15℃时的发泡体积比25℃时的发泡体积小25%，从而提高了泡沫的生产成本。   

    （3）风力   

    喷涂作业时，要求风速在5m/s以下。风速超过5m/s，将吹失反应产生的热量，影响聚氨酯泡沫的快速发泡反应，使产品表面变脆。同时，由于喷涂发泡机将原料混合后，以雾化状态喷出，如风速过大，将会吹走雾化颗粒，增加原料损耗，污染环境。   

    （4）基层温度和湿度   

    从工程实践可以看出，基层墙体温度对聚氨酯的发泡效率也有很大的影响。喷涂过程中，如果环境温度和建筑物基层墙体温度都非常低，硬泡聚氨酯第一遍喷涂完后，反应热量会迅速被基层吸收，从而减少了材料的发泡量。因此，在施工时应尽量缩短中午休息时间，在施工安排过程中宜合理安排工序，以保证硬泡聚氨酯的发泡率。硬质聚氨酯泡沫是异氰酸酯和组合聚醚双组分混合反应生成的高分子产品。其中异氰酸酯组分很容易和水反应生成脲，如果聚氨酯中脲键含量升高，则泡沫塑料将变脆，泡沫与基材的粘结力降低。因此，要求待喷基材表面清洁干燥，相对湿度小于80％，且无锈、无粉尘、无污染、无潮气，雨天不得施工。若有露或霜，应予以去除和干燥。   

    现场发泡喷涂量的控制   

    在施工过程中应尽量避免硬泡聚氨酯喷涂污染。聚氨酯材料在高压作用下以雾状液滴的形式从喷枪喷出，加之材料密度小，质量轻，很容易被风带走，造成材料浪费和环境污染。聚氨酯喷涂施工中在建筑角线、装饰线等施工中材料浪费极其严重。在建筑大角施工时，有近1/2的材料不能被喷涂到墙体上，材料浪费严重。在施工过程中，还应有效控制基层平整度。基层墙体平整度太差，也造成一定的材料浪费。此外，如果聚氨酯喷涂过程中基层墙体的平整度误差太大，则需要把局部正偏差太大的部分锯掉，这样就浪费了聚氨酯材料和人力成本，还会给后续施工带来难度。  
   
    施工现场材料的管理   

    聚氨酯发泡的原理是依靠发泡剂受热汽化进入泡沫泡孔内产生泡孔内外压力差从而完成发泡过程，所以发泡剂的含量和有效利用程度也是发泡效率的关键。在施工前，发泡剂按一定的比例掺和在白料中。由于发泡剂是一种极易挥发的物质，施工过程中，如果容器受环境影响其内部温度过高，就会使容器内的发泡剂部分开始汽化，变成气体存在于容器上部中空的空间或通过容器上的孔洞挥发到环境大气中，造成材料中发泡剂的含量减少，或是低于预定的配比。此时泡沫发泡不充分，泡沫密度变大，从而同量的材料就不能产生预计体积的泡沫。因此，聚氨酯黑、白料在技术培训和安全教育。喷涂操作周围应作围挡遮蔽，以免对环境造成污染。采用脚手架施工时要用小眼安全网遮盖严密；采   

    用吊篮施工时，吊篮四周应做高度不低于1.8m、宽度不小于喷涂范围的防飞溅物，以免聚氨酯颗粒随风吹走污染环境。严禁电焊等明火操作施工，施工时要备足灭火器，防止出现现场火灾。喷涂电气设备的安装操作人员要持证上岗，用电贮存过程中要注意密封，严禁暴晒。   

    硬泡聚氨酯喷涂过程中的安全保障措施   

    喷涂前充分做好遮挡工作。一般门窗用塑料彩条布裁成与门窗口面积相当的布块进行遮挡。对于架子管、铁艺等不规则需防护部位，应采用聚乙烯保鲜膜进行缠绕防护。喷涂时易产生聚氨酯泡沫飞溅，施工人员要做好劳动保护。严格遵循高空作业安全法则，必须佩戴安全帽、安全带，特别是吊篮施工更要采取有效的防护措施，防止吊篮坠落。新工人上岗前必须接受严格的技术培训和安全教育。喷涂操作周围应作围挡遮蔽，以免对环境造成染。采用脚手架施工时要用小眼安全网遮盖严密；用吊篮施工时，吊篮四周应做高度不低于1.8m、宽不小于喷涂范围的防飞溅物，以免聚氨酯颗粒随风吹   

    走污染环境严禁电焊等明火操作施工，施工时要备足灭火器，防止出现现场火灾。喷涂电气设备的安装操作人员要持证上岗，用电要严格按照工地现场管理规定执行。喷涂后及时涂刷聚氨酯界面砂浆，起到有效的防火作用。

很重要，聚氨酯的制造特点是需要在化学品（原料）——设备——方法（工艺）之间有正确的相互影响。
在施工中往往因为人员因素（使用不恰当的原料、在不符合施工要求的条件下施工、操作人员技能达不到要求等）造成人们对聚氨酯产品质量的误解。从业人员的综合素质水平是聚氨酯硬泡能否充分发挥其功效的重要环节。提高是开展工作的首要任务。
建筑保温节能是一门专业性强、涉及面广、系统性强、科学严谨的行业。我国的建筑外墙保温节能技术在推广与应用方面，已取得了成效，但在工程实践中，外墙外保温系统包括材料体系、工艺体系、标准体系、应用技术等科学研究方面，还存在不少需要解决的问题，如材料科学技术、保温节能效率、工艺技术水平、质量保障与保温层的寿命问题，保温层的安全与承重问题，生态环境问题，以及标准体系问题。对我们从事外保温领域的工作人员来说，还有很长的路要走。

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