保溫材料介紹

1、1有機(jī)外墻保溫材料建筑領(lǐng)域目前采用的有機(jī)保溫材料主要有模塑聚苯乙烯泡沫塑料（EPS）、擠塑聚苯乙烯泡沫材料（EPS）聚氨酯（PU）和酚醛泡沫（PF）等。這些材料的防火安全性能較差，容易燃燒，均需通過(guò)添加一些阻燃劑以達(dá)到國(guó)家規(guī)范的使用標(biāo)準(zhǔn)。1.1模塑聚苯乙烯泡沫塑料板聚苯乙烯泡沫塑料板（EPS）是一類采用含有揮發(fā)性液體發(fā)泡劑的可發(fā)膨脹性聚苯乙烯顆粒為原料，經(jīng)加熱預(yù)發(fā)泡后，在模具中加壓成型的具有微細(xì)無(wú)孔結(jié)構(gòu)的泡沫塑料板材。EPS質(zhì)量輕，隔熱性好，隔聲性能優(yōu)，具有一定的彈性、低吸水性，耐低溫性，易施工，是一種隔熱保溫性能非常優(yōu)良的材料。EPS膨脹聚苯板薄抹灰外墻外保溫系統(tǒng)是一種常見(jiàn)的外墻保溫系統(tǒng)，具

2、有優(yōu)越的保溫隔熱性能，良好的防水性能及抗風(fēng)壓、抗沖擊性能，能有效解決墻體法人龜裂和滲漏水問(wèn)題。該系統(tǒng)技術(shù)成熟，施工方便，性價(jià)比高，是保溫節(jié)能建筑設(shè)計(jì)和建筑施工單位常用的隔熱體系EPS板薄抹灰外保溫體系在法國(guó)、瑞士、美國(guó)、加拿大等國(guó)家已有30多年的應(yīng)用歷史，從20世紀(jì)89年代未引進(jìn)我國(guó)，目前已在大中城市形成規(guī)模建筑，并取得非常好的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)和經(jīng)濟(jì)效益，獲得了廣泛的推廣應(yīng)用，近期，國(guó)內(nèi)關(guān)于EPS的研究主要集中在通過(guò)添加阻燃劑納米化工藝處理、設(shè)計(jì)聚合物的分子質(zhì)量、選擇特定比例組成的發(fā)泡劑及篩選具有調(diào)節(jié)聚合物分子間作用力的添加劑，將EPS的防火等級(jí)提高到B1級(jí)。1.2擠塑聚苯乙烯泡沫板擠塑聚苯乙烯泡沫

3、板，簡(jiǎn)稱擠塑板（XPS）。XPS是20世紀(jì)60年代研制成功的一種新型絕熱材料，是以聚苯乙烯（PS）樹(shù)脂為原料的連續(xù)性閉孔發(fā)泡的硬質(zhì)泡沫塑料板，具有高抗壓、吸水率低、防潮、不透氣、質(zhì)輕、耐腐蝕、不降解、導(dǎo)熱系數(shù)低等優(yōu)異性能。與EPS聚苯乙烯泡沫塑料板相比，其強(qiáng)度、保溫、防潮處理。廣泛應(yīng)用于干墻體保溫、平面混凝土屋頂及鋼結(jié)構(gòu)屋頂法人保溫，低溫儲(chǔ)能地面、低溫地板輻射采暖、泊車平臺(tái)、機(jī)場(chǎng)跑道、高速公路等領(lǐng)域的防潮保溫級(jí)控制地面凍脹，是目前建筑物美價(jià)廉、品質(zhì)俱佳法人隔熱、防潮材料。我國(guó)的XPS泡沫起步較晚，1999年美國(guó)歐文斯科寧公司在南京投資建立國(guó)內(nèi)第一條XPS生產(chǎn)線。經(jīng)過(guò)10年的發(fā)展，我國(guó)XPS泡沫

4、行業(yè)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)設(shè)備完全國(guó)產(chǎn)化，XPS在我國(guó)建筑保溫材料市場(chǎng)份額已經(jīng)超過(guò)了20%并且呈逐年上升趨勢(shì)，2009年，XPS總產(chǎn)量已達(dá)1000萬(wàn)川，行業(yè)生產(chǎn)線保有量約700條，企業(yè)數(shù)量約500家。生產(chǎn)XPS泡沫常用的發(fā)泡劑主要為HCFC220和HCFC2142b,這2種發(fā)泡劑是消耗臭氧層的物質(zhì)，同時(shí)也是很強(qiáng)的溫室氣體，因此，在XPS泡沫行業(yè)面臨著巨大環(huán)保壓力。1.3聚氨酯聚氨酯（PU）自20世紀(jì)30年代由德國(guó)化學(xué)家0.Bayer發(fā)明以來(lái)，迅速用于制造泡沫塑料、纖維、彈性體、合成革、涂料、膠粘劑、鋪裝材料和醫(yī)用材料等，廣泛應(yīng)用于交通、建筑、輕聚氨酯材料廣泛用于建筑物屋頂、墻體、天花板、地板、門窗等作

5、為保溫隔熱材料，占建筑保溫材料法人49%，而在我國(guó)這一比例尚不足10%.建筑部從2006年起全面推廣新型建筑節(jié)能技術(shù)，將聚氨酯材料作為傳統(tǒng)建筑保溫材料的替代品進(jìn)行推廣，并專門成立了聚氨酯硬泡建筑節(jié)能應(yīng)用推廣工作組。1.4酚醛泡沫（phenolicFoams，簡(jiǎn)稱PF）被譽(yù)為保溫之王，酚醛泡沫作為建筑節(jié)能保溫材料，具有導(dǎo)熱系數(shù)低、保溫隔熱效果好、不燃防火、防水透氣粘結(jié)性良好、剛性好、抗剝離強(qiáng)度高、耐候性及化學(xué)穩(wěn)定性好、無(wú)毒、無(wú)味、無(wú)害、無(wú)刺激性等優(yōu)點(diǎn)。使用酚醛泡沫作為建筑外墻保溫材料，可以實(shí)現(xiàn)安全與節(jié)能“雙保險(xiǎn)”效果。目前，酚醛泡沫建材作為封閉與控制火勢(shì)的建筑外墻保溫材料，已在國(guó)內(nèi)廣泛投入使用。

6、法國(guó)馬賽、里昂等城市建造的許多大型公寓，已將酚醛泡沫板安裝在外墻上，再涂上保護(hù)層以阻止大火燃燒蔓延。日本政府出臺(tái)法規(guī)，將酚醛泡沫生產(chǎn)的保溫空調(diào)風(fēng)管系統(tǒng)已經(jīng)在水立方、北京地鐵等高檔公共建筑施工中得到運(yùn)用，但因?yàn)樯形闯雠_(tái)采用酚醛泡沫作為建筑外墻保溫材料的規(guī)范，目前酚醛泡沫在我國(guó)民用建筑外墻中還鮮有應(yīng)用為進(jìn)一步提高環(huán)保性，目前，無(wú)毒、不含破壞大氣臭氧層的（缺）里昂的酚醛泡沫保溫建材得到了研究。對(duì)酚醛泡沫進(jìn)行改性處理可有效解決其脆性大、易粉化等問(wèn)題。采用外加纖維改性，提高了酚醛泡沫的剝離強(qiáng)度，其脆性也得到改善。采用環(huán)氧樹(shù)脂改性酚醛泡沫，可以提高其撓度和韌性，但環(huán)氧樹(shù)脂黏度大，發(fā)泡工藝操作困難。用聚醚改

7、性，其壓縮強(qiáng)度可得到提高。采用聚氨酯改性，酚醛泡沫的沖擊強(qiáng)度和壓縮強(qiáng)度，韌性、粉化程序、彈性等可以得到相應(yīng)的改善。EPS、XPS、PU等有機(jī)材料耐熱差、易燃燒，而且在燃燒時(shí)釋放大量熱量、產(chǎn)生大量有毒煙氣，不僅會(huì)加速大火蔓延、而且容易造成被困人員及救援人員傷亡，因此這些材料在建筑外墻保溫技術(shù)中應(yīng)用收到了一定限制，在國(guó)內(nèi)發(fā)達(dá)國(guó)家已明令限制或禁止使用。PF密度大、整體強(qiáng)度差，而且成型條件要求較高，現(xiàn)場(chǎng)發(fā)泡困難，少量噴射成型設(shè)備為國(guó)外高價(jià)進(jìn)口，目前還難以形成商業(yè)化生產(chǎn)。2無(wú)機(jī)外墻保溫材料無(wú)機(jī)外墻保溫材料主要有巖（礦）棉、玻璃棉、膨脹珍珠巖、硅酸鈣等，此類材料屬于不燃性材料。自身不存在防火安全性問(wèn)題，但

8、是，普遍存在強(qiáng)度低，整體性差、吸水率高、凍融性差等問(wèn)題，且具備工藝復(fù)雜，生產(chǎn)成本較高。因此，為利用無(wú)機(jī)保溫材料的優(yōu)良防火性能，尚需要對(duì)其進(jìn)一步地探索與研究。2.1巖（礦）棉巖棉是以精選的玄武巖、輝綠巖為主要原料，外加一定數(shù)量的輔助料，經(jīng)高溫熔融離心吹制成纖維狀的松散材料。巖棉纖維在加入適量膠粘劑、防塵劑、憎水劑等外加劑，經(jīng)過(guò)逐層疊鋪、壓輥壓制、固化爐固化等工藝，得到各種系列的巖棉制品。巖棉制品具有良好的絕熱、隔冷、吸聲及穩(wěn)定的化學(xué)性能，有不燃、憎水率高、吸濕率低等特點(diǎn)。因此，巖棉廣泛用于石油、電力、建筑、冶金、紡織、國(guó)防和交通運(yùn)輸?shù)刃袠I(yè)。國(guó)內(nèi)巖棉的主要市場(chǎng)集中在石油、化工和電力3個(gè)部門，在建筑

9、行業(yè)的推廣應(yīng)用還沒(méi)有得到普及和高度重視。而作為外墻外保溫的巖棉要求更高，酸度系數(shù)在1.8以上才能保證巖棉的質(zhì)量和性能。由于產(chǎn)品只來(lái)那個(gè)要求高，市場(chǎng)小，所以沒(méi)有更多的企業(yè)對(duì)巖棉在建筑上的應(yīng)用技術(shù)進(jìn)行深入的研究。巖棉作為A級(jí)防火材料應(yīng)用于外墻外保溫系統(tǒng)，在歐洲已經(jīng)有幾十年的歷史，已形成了成熟的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和系統(tǒng)認(rèn)證指南。在國(guó)外，70%80%巖棉被應(yīng)用在建筑領(lǐng)域。在日本，巖棉制品在建筑上的應(yīng)用占到了95%，工業(yè)設(shè)備僅為5%。國(guó)內(nèi)大多數(shù)巖棉還不到外墻外保溫系統(tǒng)的要求，較國(guó)外產(chǎn)品有很大差距，這主要與國(guó)內(nèi)巖棉的原材料、生產(chǎn)工藝水平相關(guān)。真正使用優(yōu)質(zhì)玄武巖的不多，摻加過(guò)多的礦渣影響了纖維的質(zhì)量。目前，也有少數(shù)廠

10、家已能生產(chǎn)出符合外墻外保溫要求的巖棉，高強(qiáng)度巖棉板的抗拉強(qiáng)度最高可達(dá)到20kPa左右，但是厚度還無(wú)法突破100mm。因此，進(jìn)一步提高巖棉的耐水性與強(qiáng)度是巖棉生產(chǎn)行業(yè)當(dāng)前應(yīng)關(guān)注的關(guān)鍵點(diǎn)與突破口。礦渣棉以高爐渣或其它冶金爐渣為原料，如鐵、磷、鉛、銅、錳、鋅、鈦等礦渣。礦渣棉具有質(zhì)輕、導(dǎo)熱系數(shù)小、不燃燒、防蛀、價(jià)廉、耐腐蝕、化學(xué)穩(wěn)定性好、吸聲性能好等特點(diǎn)。礦渣棉制品主要有粒狀棉、礦棉瀝青氈、礦棉半硬板、礦棉保溫管、礦棉半硬板縫氈、礦棉保溫帶、礦棉吸聲帶以及礦棉裝飾吸聲板等。在建筑物的填充絕熱、吸聲、隔聲、制氧機(jī)和冷庫(kù)保冷以及各種熱力設(shè)備填充隔熱等方面得到了廣泛的應(yīng)用，用于外墻外保溫還有待進(jìn)一步優(yōu)化性

11、能，提高其強(qiáng)度和耐水性能。目前，歐洲和日本是使用巖（礦）棉最多的地區(qū)，我國(guó)占據(jù)比例正在上升，世界巖礦棉總年產(chǎn)量達(dá)800萬(wàn)t以上，我國(guó)產(chǎn)量搞過(guò)世界總產(chǎn)量的10%，突破100萬(wàn)t，產(chǎn)值達(dá)18億人民幣，但絕對(duì)產(chǎn)量和人均用量與先進(jìn)國(guó)家仍有較大差距，人均年礦物棉擁有量都僅為發(fā)達(dá)國(guó)家的幾分之一到幾十分之一。因此，我國(guó)巖（礦）棉產(chǎn)業(yè)正面臨巨大發(fā)展機(jī)遇。隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展，向中等發(fā)達(dá)國(guó)家過(guò)渡，對(duì)節(jié)能、環(huán)境保護(hù)的日益重視，對(duì)舒適、健康、低能耗建筑的不斷追求，作為主要絕熱材料之一的巖（礦）棉材料，必將迎來(lái)高速發(fā)展時(shí)期。2.2玻璃棉玻璃棉源自20世紀(jì)30年代歐文斯科寧公司發(fā)明的玻璃纖維，經(jīng)過(guò)70年代的發(fā)展和推

12、廣，玻璃棉保溫材料正越來(lái)越廣泛的應(yīng)用于住宅、中央空調(diào)系統(tǒng)、鋼結(jié)構(gòu)廠房、家用電器、火車車廂、隔聲屏障等眾多領(lǐng)域，極大地改變著人們的生活。玻璃棉以石英粉、長(zhǎng)石粉、方解石粉、純堿、硼砂等為原料。目前，用火焰噴吹法生產(chǎn)玻璃棉技術(shù)，由于環(huán)保程度低、單位能耗高、渣球含量高，已逐步淘汰。取而代之的是單機(jī)產(chǎn)量高、能耗低、無(wú)渣球的離心抽絲法生產(chǎn)工藝24。玻璃棉是由互相交錯(cuò)的玻璃纖維構(gòu)成的多孔結(jié)構(gòu)材料，具有密度小、導(dǎo)熱系統(tǒng)低、犧牲性能好、吸聲性能好、吸濕率低、過(guò)濾效率高不燃燒、耐腐蝕等特性，是一種優(yōu)良的絕熱、吸聲、過(guò)濾材料。玻璃棉制品品種較多，主要有玻璃棉氈、玻璃棉板、玻璃面帶、玻璃棉毯和玻璃棉保溫管等25。我國(guó)

13、規(guī)?；瘧?yīng)用與開(kāi)發(fā)玻璃棉產(chǎn)品不足，玻璃棉產(chǎn)品品種規(guī)格只有幾十種，應(yīng)用范圍很窄。同國(guó)際80%以上應(yīng)用于建筑領(lǐng)域的狀況相比，國(guó)內(nèi)玻璃棉在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用量差距較大、我國(guó)傳統(tǒng)的玻璃棉市場(chǎng)中，大約90%的玻璃棉制品應(yīng)用于國(guó)防、石油化工、建筑、冶金、冷藏、交通運(yùn)輸?shù)裙I(yè)領(lǐng)域，和各種管道、貯罐、鍋爐、熱交換器、風(fēng)機(jī)和車船等工業(yè)設(shè)備、交通運(yùn)輸設(shè)備上。2.3膨脹珍珠巖膨脹珍珠巖是將天然珍珠巖礦石，經(jīng)過(guò)破碎篩選，高溫煅燒，使其體積幾句膨脹制得的多孔色白的顆粒狀物質(zhì)。膨脹珍珠巖高溫下導(dǎo)熱系數(shù)為0.050.15kcal/m.h.C，耐火力1250C，體積密度為40280kg/m3，是一種傳統(tǒng)的建筑保溫材料，應(yīng)用非常廣泛

14、。膨脹珍珠巖具有質(zhì)量輕、無(wú)毒害、隔熱性能好、抗蝕、不燃等優(yōu)良的物理化學(xué)特性以及使用成本低廉的特點(diǎn)，同時(shí)具備保溫隔熱及吸聲等多重特殊性能，在當(dāng)今社會(huì)節(jié)能型工業(yè)、民用建筑上的應(yīng)用日趨廣泛。膨脹珍珠巖用于建筑保溫材料在歐洲占珍珠巖用途50%，在北美占60%，在日本占55%，在我國(guó)占65%26?，F(xiàn)階段，國(guó)內(nèi)?；蛎泿r均采用電膨脹爐生產(chǎn)，由于存在產(chǎn)量低、生產(chǎn)成本和產(chǎn)品銷價(jià)高等問(wèn)題，很難解決建筑市場(chǎng)目前的供需矛盾。此外，電膨脹爐身背投資高，普通投資者很難承受，市場(chǎng)推廣難度相當(dāng)大。目前，國(guó)外已采用沸騰爐和松脂巖生產(chǎn)?；蛎浾渲閹r，國(guó)內(nèi)在這方面的技術(shù)尚有不足27。為了進(jìn)一步優(yōu)化，拓展膨脹珍珠巖的使用性能，近年利用多孔膨脹巖吸附熔融石蠟而制備石蠟/膨脹珍珠巖相變材料，該種材料具有優(yōu)良的熱物性，是一種性能優(yōu)異的建筑墻膨脹珍珠巖吸水率較高，在墻體溫度變化時(shí)，珍珠巖易因溪水膨脹產(chǎn)生鼓泡、開(kāi)裂現(xiàn)象，吸水還降低了材料的保溫性能。另外，由于膨脹珍珠巖保溫材料多出于珍珠巖與水泥結(jié)合體，存在難以解決的強(qiáng)度與導(dǎo)熱系數(shù)之間的矛盾。這些給其作為建筑保溫材料帶來(lái)了致命的缺陷。3結(jié)語(yǔ)目前世界能源問(wèn)題