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建筑保溫材料行業的寵兒——發泡聚氨酯

更新日期:2020年7月27日 大字 小字
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節約能源是全世界極為關注的課題。從我國的建筑方面來講,隨著住房需求及客戶對整體裝修度的要求上升導致我國建筑能耗逐年大幅度上升,已達全社會能源消耗量的32%,加上每年房屋建筑材料生產能耗約13%,建筑總能耗已達全國能源總消耗量的45%。國家從推行建筑節能以來,建筑節能發展到今天,基本上是50%、65%、75%等多種標準通行了,發達的省市節能率標準都較高。
我國作為發展中國家,開發建設的量持續上升,造成了龐大的建筑能耗,因此也成為了國民經濟的巨大負擔。我國建筑的單位面積采暖能耗仍然是與我國氣候條件相近的發達國家的2~3倍,國家迫切需要進一步提高節能標準來適應國際趨勢。
目前來看,建筑節能是關系到我國完成節能減排目標、建設低碳經濟、保持經濟可持續發展的重要條件之一。因此,建筑節能這一領域是得到了國家及政府的重視和支持的。且在相關政策及國民環保意識逐漸提高的環境下,建筑節能產品的普及率、使用率越來越高,不僅催生了一大批以環保為口號的企業、綠色建筑,甚至普通民用住宅的節能系統使用率也越來越高。各行各業都在說節能,很多企業也都在標榜自己是節能產品或者節能行業。
建筑保溫材料是通過對建筑外圍護結構采取措施,減少建筑物室內熱量向室外散發,從而保持建筑室內溫度。建筑保溫材料在建筑保溫上就起著創造適宜的室內熱環境和節約能源有重要作用。
1   建筑保溫材料行業概況及現狀  
1.1建筑保溫材料行業概況
1937年德國Otto Bayer教授首先發現多異氰酸酯與多元醇化臺物進行加聚反應可制得聚氨酯,并以此為基礎進入工業化應用;1945-1947年英美從德國獲得聚氨酯樹脂的制造技術,于1950年開始工業化;日本1955年從德國Bayer公司及美國DuPont公司引進聚氨酯工業化生產技術。
 我國聚氨酯工業于上個世紀50年代開始起步,發展緩慢。近十幾年隨著我國國民經濟高速發展,我國的聚氨酯行業也獲得了飛躍進步,在原料、制品和機械設備方面等已具有和世界前列相當的技術水平。已發展成為種類繁多、技術構造多樣、產品需求量巨大的一個產業。
在目前的建筑設計施工中,市場運用的保溫材料大致可分為有機和無機兩大類,應用比較普遍的主要有 EPS 板、XPS板、聚氨酯板、酚醛板、巖棉板、發泡水泥板、無機保溫砂漿等,近兩年來,一些通過改性的高性能聚苯板發展迅速,如真金防火保溫板等。
其次,保溫系統運用最多的是聚苯板薄抹灰外墻保溫系統、膠粉聚苯顆粒外墻保溫系統和擠塑聚苯外墻保溫系統,基本上占據國內外外墻保溫市場75%以上的份額。
另外,機械固定發泡聚苯板鋼絲網架板外墻外保溫系統、發泡聚苯板現澆混凝土外墻保溫系統和聚氨酯外墻保溫系統大約占據20%的市場份額,其他系統占總量的5%。
1.2建筑保溫材料行業現狀
據不完全統計,迄今為止,涉及與建筑節能外墻保溫系統產品有關的生產和銷售企業全國達到8000余家(不含原材料供應商),據對2019年全國建筑節能外墻保溫市場情況分析,整個市場形成的總產值在500億—600億元人民幣之間,年產值最大企業的銷售額約3.2億元(其中包含該企業其他輔助產品的銷售);極少數企業的年銷售額達到2億—3億元,年銷售1億—2億元的企業數不到2%,年銷售額5000萬—1億元的企業不到3%,超過80%的企業銷售額在700萬—3000萬元。
按照區域劃分,我國華南、華東、華北地區企業和產能相對集中,如下圖,而西北、西南、東北地區企業數量和產能相對較少。從市場的供應情況調查,我國生產外墻保溫材料在這些廠商中,既有專業生產一種保溫板的廠商,又有混合生產多種保溫材料廠商;基友年產幾十萬立方米的大廠,也有僅有2—3萬立方米的小作坊,而廠商的供貨也已打破了原有的地理界限,從上海、杭州、南京等地遠銷到東北三省及西北五省區的比比皆是。
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)、化學發泡水泥板、輕骨料保溫混凝土(陶?;炷恋龋?、無機保溫砂漿(?;⒅楸厣皾{)、聚苯顆粒保溫砂漿、礦棉(巖棉)、酚醛樹脂板、膨脹珍珠巖保溫砂漿無機活性墻體保溫隔熱材料等。
2  發泡聚氨酯產品介紹、優點及應用場景
2.1發泡聚氨酯產品介紹
聚氨酯可以說是目前節能改造和建筑保溫方面最好的材料,它是一種新興的有機高分子材料,主要由多異氰酸酯(其中二異氰酸酯應用較多)與多元醇加成聚合而成。反應過程中不產生副產物,因而體積收縮較小,膠層固化后產生的內應力也比較小。因而被譽為“第五大塑料”,因其卓越的性能而被廣泛應用于國民經濟眾多領域。
聚氨酯硬泡是聚氨酯材料在建筑保溫領域比較常見的一種方式。也是應用最廣泛的墻體保溫材料,它的全稱是聚氨酯硬質泡沫塑料。它主要是兩種化工原料(A料、B料)的混合,經化學反應形成硬質泡沫體。A、B料經發泡機加壓、加溫,經保溫管道送到噴槍混合室內混合,用壓縮空氣噴涂于需保溫的表面瞬間發炮形成硬泡體。
2.2發泡聚氨酯產品優點
在建筑領域,設計建筑時必須考慮絕熱保溫、提高能源效率和降低能耗等問題。硬質聚氨酯泡沬塑料不僅具有質輕、比強度大、隔熱、隔音、隔潮、耐腐蝕和防滲漏等性能,同時還具有良好的粘接性和加工性能,可現場施工,又可預制成構件組裝,滿足建筑物輕量化、降低造價節能等要求。在各類聚氨酯制品中,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,因而相對密度小,比強度高。
2.3發泡聚氨酯的應用場景
聚氨酯發泡廣泛應用在冰箱,家具等行業,其實在建筑業也有大量應用,比如門窗四周防水。在目前節能領域應用最多的幾種保溫材料中,發泡聚氨酯可以用于外墻、屋面、地面和地下室外墻等領域,還可以與超薄石材復合成為保溫裝飾一體板。
4  發泡聚氨酯的制備及施工工藝 
4.1發泡聚氨酯的制備
聚氨酯泡沫制備過程中主要的反應原料有兩個,一是異氰酸酯(黑料),二是聚醚多元醇(白料)或聚酯多元醇,市場上大部分采用聚醚多元醇。該制備反應非常簡單,將異氰酸酯與聚醚多元醇混合均勻后在室溫下即可自發反應。
聚氨酯泡沫由異氰酸酯和聚醚多元醇的加成聚合反應而成,主要是異氰酸酯的端基-NCO與聚醚多元醇的端基-OH的反應。此外,異氰酸酯與水反應生成二氧化碳氣體,進而使得產物呈現出泡沫結構。
異氰酸酯與水反應生成大量氣體,氣體成核成為泡孔。隨著泡孔增長,整個泡沫開始膨脹。隨著氣體增多,氣泡的孔徑變大,相互融合。當氣泡融合到一定程度之后,反應物會慢慢顯白色。這段時間就叫做“乳白時間”。
隨著異氰酸酯與聚醚多元醇的反應,體系粘度增加,由液相向固相轉變。氣泡合并,氣泡孔壁變薄,形成網絡結構。當液體完全轉化為固相后,氣泡結構即被固定下來,形成硬質泡沫塑料。
 4.2發泡聚氨酯施工工藝
4.2.1施工設備
原料經充分混合后分別由計量泵按比例打入特制的噴槍內,在噴槍內或灌注混合器內充分混合噴涂于管道或設備表面,發生反應,在5-10S內起泡生成泡沫塑料,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料桶中,物料以過濾至計量泵,由風動馬達帶動運轉,將料輸入料管至噴槍體,由壓縮空氣調節閥將物料帶進混合室,混合后通過噴管噴嘴,噴到管道或設備上發泡成型。
2)灌注法:將配制好的兩組溶液分別貯于料桶中,以過濾至計量泵,由風動馬達帶動運轉,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,帶動攪拌軸使兩組物料混合,然后注入模具發泡成型。
接下來就詳細介紹一下,發泡聚氨酯保溫材料的施工現場是如何操作的。
使用的是機械性噴涂方式進行演示,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泡。
如果用這個的話,縫隙是沒有的。
最大的特征是一次可以完成保溫和密封的施工,是非常具有優勢的施工材料。
對于某些施工不便的小角落,把隔熱材料放進去的方法,可能會存在縫隙,但是選擇聚氨酯即可均勻填滿,不留縫隙。
5 發泡聚氨酯現場施工注意事項 
在室溫條件下攪拌物料,使其混合反應,然后較快的灌注在需要成型的空間,施工時應控制反應發泡時間,使攪拌后的混合物料呈液態灌注到空隙中。在發泡過程中,將會產生較大的膨脹力,應對灌注夾層或模型做適當的加固。
發泡聚氨酯的保溫性能、防火性能、粘結性能、防水性能好等優點成為了建材行業的寵兒,將發泡聚氨酯與集成墻面相結合,將這些優點帶給千家萬戶!
6 建筑保溫市場的發展趨勢 
相關數據顯示,墻體保溫材料和建筑節能行業正處在快速發展的時期,近五年來,環保新型墻體材料,尤其是新型墻體保溫材料的產值以每年約20%的速度發展。傳統高能耗建材逐漸被新型建材替代,從而淡出市場。新型建筑節能保溫材料將迎來極佳的發展機遇。目前,我國建筑保溫材料行業根據服務對象與階段,分為面向新建建筑和既有建筑節能改造兩大市場。
河源陽江陽春梅州阻燃型B1級發泡聚氨酯 泡沫聚氨酯 聚氨酯噴涂價格 聚氨酯外墻保溫工程 聚氨酯冷庫噴涂保溫 醫藥冷庫糧庫保溫
其一新建建筑:
①城鎮新建建筑執行不低于65%的建筑節能標準,城鎮新建建筑95%達到建筑節能強制性標準的要求,鼓勵北京等四個直轄市和有條件的地區率先實施節能75%的標準;
②到2020年,在全國新建建筑中,綠色建筑的比重超過30%,建筑建造和使用過程的能源資源消耗水平接近或達到現階段發達國家水平;
③我國2020年城鎮住房需求量將達到200多億平方米,即外墻面積將超過500億平方米,根據“十二五規劃”50%的節能標準,按照平均每平米150元的投入計算,節能建筑需投入7.5萬億元;
④相對于住宅建筑而言,公共建筑的外墻保溫推動進程以及保溫要求更高,從而推動建筑保溫市場快速發展;
⑤未來保障性住房建設也對建筑節能保溫材料的應用提供了廣闊的市場空間。
其二既有建筑:
①“十二五”期間,我國計劃完成北方采暖地區既有居住建筑供熱計量和節能改造4億平方米以上,到2020年末,基本完成北方采暖地區有改造價值的城鎮居住建筑節能改造;
②“十二五”期間,完成夏熱冬冷地區既有居住建筑節能改造5000萬平方米
③2015年,公共建筑節能改造重點城市中公共建筑單位面積能耗將下降20%以上,其中大型公共建筑單位建筑面積能耗將下降30%以上。
目前,中國建筑保溫材料行業的大調整已接近尾聲,建筑保溫發展方向基本確定,一個巨大的建筑節能市場潛力已經扎根,但投資建筑保溫行業的風險系數依然很高,一方面,傳統的保溫材料過?;蛞蚬适艿绞褂孟拗?,產品出現了階段性見頂,另一方面一大批新技術、新材料、新工藝還在不斷培育或完善時期,不能完全滿足新型保溫市場的需求。從“十三五”開始將進入快速發展高峰階段,隨著政策扶持及人們環保意識的提高,也不斷加速行業向“五性五化”即系統“保溫性、裝飾性、安全性、經濟性、耐久性”,產品 “工業化、規范化、多樣化、綠色化、智能化”高品質配套發展。
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