聚氨酯技术

关于硬泡聚氨酯保温板的技术研究报告

目录

一、项目研发背景.

二、技术路线.

三、生产工艺.

四、技术特点.

五、科技创新.

六、技术成熟程度.

七、对社会经济发展和科技进步意义.

八、推广应用的条件和前景.

九、存在的问题.

十、知识产权情况.

一、项目研发背景

随着全球经济一体化的发展，我国建筑业的国际化程度不断提高，中国已然成为世界上建筑业发展最快的国家之一。据市场调查报告显示，建筑业的高速发展带动了保温材料行业的进步，全球对保温材料的需求将以每年5%的速度增长。预计到2014年，中国将占有全球保温材料新需求的29%，是世界上保温材料需求量最大的国家。

1.1 外墙保温材料行业概况

近15年来，我国保温材料行业实现了全面、快速、可持续的发展，取得了举世瞩目的成就。目前，建筑保温材料可简单划分为无机型、有机型和复合型三类。常用的无机类轻体、复合膏（浆）状外墙外保温材料主要包含如下几种：建筑保温砂浆、发泡水泥（混凝土）、膨胀珍珠岩（蛭石）板、聚苯颗粒水泥复合板、泡沫玻璃板（块）、喷涂岩棉、珍珠岩、无机轻质（硅藻土、珍珠岩、玻化微珠）保温材料、胶粉聚苯颗粒复合保温浆料等。

有机类外墙保温材料包括普通聚氨酯硬质泡沫（喷涂、浇注和板材）、聚苯乙烯泡沫板（EPS板、XPS板）及脲醛泡沫板等。

复合型保温材料包括矿（岩）棉夹芯板、聚氨酯（或聚异氰脲酸酯）硬质夹芯板、聚苯乙烯泡沫夹芯板等。

各类保温材料性能和应用各有利弊，单从保温材料防火性能比较，无机类轻体状保温材（浆）料防火性能出众（燃烧等级为A级），但因导热系数偏高，应用厚度必然加大，施工中一般需多次涂抹才能达到设计厚度，绝热性能不理想且增加了建筑荷载。因此，如不在建筑保温的构造上采取措施，无机类轻体状保温材（浆）料便仅可在我国南方地区作为外墙外保温材料使用，而按北方地区现有65-75%建筑节能率和防火要求，无机类轻体状保温材（浆）料仅适用于不采暖楼梯间、分户间隔墙、地下室顶棚保温或个别外保温、热桥等部位修补。

无机纤维类保温板（如玻璃棉、岩棉等）燃烧等级为A级（不燃），虽有憎水性能，但施工涉及保护层处理和基层固定等技术问题，因而用于公共节能建筑的填塞式施工较多，较少在民用节能建筑领域应用。

有机类保温材料具有密度小、导热系数低和施工方便等诸多优点，但同时也存在致命缺陷。聚苯乙烯泡沫（EPS、XPS）受热（≥80℃）后易出现软化、收缩现象，外墙保温工程存在脱落等质量隐患。此外，未添加阻燃剂的聚苯乙烯泡沫板与普通聚氨酯泡沫板等常用有机泡沫类保温材料极易燃烧，且燃烧产物有剧毒。上述保温材料虽然经阻燃剂改性后，燃烧性能级别可达到B1级（难燃）。但是，国内的阻燃剂价格昂贵（一般高于每吨5万元人民币），大部分生产企业难以按照标准要求在板材中添加足量的阻燃剂，一旦发生火灾，阻燃剂可在高温下分解逃逸，无法真正起到阻燃的作用。

据不完全统计，2008年以来，济南奥体中心、哈尔滨经纬360度双子星大厦、央视新主楼配楼、中央美院、中国科技馆新馆、南京中环国际广场、上海胶州路高层公寓、沈阳皇朝万鑫国际大厦、北京首都机场等建筑物相继发生火灾事故，造成近百人死亡，经济损失巨大。调查显示，上述火灾事故皆因在建设或使用过程中引燃保温材料所致。

为有效防止建筑外保温系统火灾事故频发，2009年9月，公安部、住房和城乡建设部联合发布了《民用建筑外保温系统及外墙装饰防火暂行规定》[2009]46号文件。

2011年3月，公安部消防局下发65号文件通知，对建筑防火提出严格要求，明确将民用建筑外保温材料纳入建筑工程消防设计审核、消防验收和备案抽查范围，并要求各地公安消防部门加强对民用建筑外保温材料的监督管理，各地受理的建筑工程消防设计审核和消防验收申报项目，要求严格执行通知要求。

1.2 应用前景

国家现行标准、规范和有关规定的发布，体现了我国政府对建筑物的保温效果和耐火等级两手齐抓的决心和战略。

我公司以国家政策为导向，针对市场需求，自主研发出兼备保温和防火双重性能的无机混合硬泡聚氨酯复合保温板。

无机混合硬泡聚氨酯复合保温板本身具备有机类保温材料基本优点的同时，还具有无机类保温材料突出的防火性能。它在高温明火直接接触下，只在表面产生炭化而无融熔滴落物，具有耐火焰穿透性能，从源头上杜绝了建筑外保温施工过程中或施工验收后出现火灾事故。

无机混合硬泡聚氨酯复合保温板适用于全国所有气候模式区域的各类新建、扩建及改建的工业与民用建筑。已在我国寒冷地区、严寒地区和夏热冬冷地区大面积推广应用，取得了可喜的节能效益。

我国建筑年竣工面积超过所有发达国家之和，在既有建筑中，超过95%以上是高耗能建筑，至少有1/3既有建筑需要进行节能改造。从全国范围看，普通聚氨酯泡沫建筑保温已诞生很大的市场，必然会在节能建筑保温系统中继续扩大使用。此外，无机混合硬泡聚氨酯复合保温板上下游产业链的相关生产企业也将迎来新一轮发展契机。

1.3 研究目的及意义

随着不可再生能源被不断开采和利用，新的替代能源尚无法补足缺口，我国能源必将捉襟见肘，价格也会随之高涨。因而，节能是国家可持续发展的必由之路。

据统计，建筑耗能约占社会总能耗的28%。国际上普遍采用外墙外保温技术来降低建筑能耗，外墙外保温系统采用的保温材料主要为膨胀聚苯乙烯泡沫板、挤塑聚苯乙烯泡沫板、普通聚氨酯泡沫板等有机保温材料，这些保温材料对我国建筑节能做出了巨大的贡献。同时，由这些保温材料引发的火灾事故也造成了极其恶劣的影响。

无机混合硬泡聚氨酯复合保温板项目的研究目的在于，为社会提供一种兼顾保温和防火双重功效的外墙保温板。

无机混合硬泡聚氨酯复合保温板项目的研究意义在于，解决了外墙保温材料防火性能与保温性能之间的矛盾，从源头上遏制了火灾事故的发生，保障了人民的生命和财产安全，丰富了我国外墙保温材料的种类，必将为我国建筑节能工作做出积极的贡献。

二、技术路线

2.1 无机混合硬泡聚氨酯复合保温板研制技术路线图如下所示：

本章将从聚氨酯组合原料的合成原理出发，详细阐述无机混合硬泡聚氨酯复合保温板的研制技术路线。2.2 无机硬泡聚氨酯的合成原理

聚氨酯树脂（polyurethane）是一种多元异氰酸酯化合物与多元羟基类化合物作用而成的高分子化合物。

①.――所用的多异氰酸酯类化学反应是：RNCO + R′OH → RNHCOOR′

这个反应属于二级反应，反应速度随着羟基含量而变化，不随异氰酸酯浓度而改变。