王穎睿

（南京鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇省南京市 210031）

硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料在建筑保溫節(jié)能中應(yīng)用廣泛［1］。許多國(guó)家明確規(guī)定了房屋的能耗，在建筑節(jié)能領(lǐng)域中，硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料的應(yīng)用得到進(jìn)一步發(fā)展［2-4］。在建筑保溫行業(yè)，硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料因具有優(yōu)異的性能而獲得重視。在我國(guó)，隨著科技水平越來(lái)越高，建筑外墻保溫材料向高強(qiáng)、輕質(zhì)、安全、節(jié)能環(huán)保、裝飾效果好等方向發(fā)展［5］。聚氨酯泡沫塑料保溫裝飾復(fù)合板是集建筑立面裝飾效果、保溫節(jié)能、防雨水滲透、隔音降噪、防火、抗凍融于一身的復(fù)合板材［6］。按照加工生產(chǎn)工藝中所使用的原材料的差異和配方的區(qū)別，聚氨酯泡沫塑料成品又可分為硬質(zhì)、半硬質(zhì)以及軟質(zhì)。聚氨酯泡沫塑料被大量應(yīng)用于建筑工程中（如房屋的墻體結(jié)構(gòu)、天花板結(jié)構(gòu)和地板等），尤其在發(fā)達(dá)國(guó)家中被廣泛使用，起到極佳的保暖效果，通常使用的均為硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料［7］。本文對(duì)聚氨酯泡沫塑料復(fù)合板的生產(chǎn)工藝及其在室內(nèi)外裝飾工程中的應(yīng)用進(jìn)行了綜述。

1 聚氨酯保溫裝飾板及其特點(diǎn)

保溫裝飾一體板是結(jié)合保溫材料、裝飾面板為一體的具有極佳的防火、防水以及環(huán)保性能的新型復(fù)合保溫材料［8］。保溫裝飾一體板主要是通過(guò)將保溫材料與裝飾面板等一起加工壓合，從而得到的復(fù)合面板，一般情況下用于加工的裝飾面板包含石材質(zhì)地、金屬質(zhì)地以及硅酸鹽硅鈣板等，而常用的保溫材料則為聚氨酯保溫板和巖棉板構(gòu)成［9］。這類保溫裝飾一體板最大的優(yōu)勢(shì)在于，其是由保溫材料和裝飾面板共同加工制成，因而可以避免由于加工現(xiàn)場(chǎng)離散技術(shù)的差異從而導(dǎo)致保溫效果難以穩(wěn)定和達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。聚氨酯保溫裝飾復(fù)合塑料板的特點(diǎn)包括：與傳統(tǒng)的保溫薄抹灰系統(tǒng)相比，保溫裝飾復(fù)合塑料板質(zhì)量穩(wěn)定不變形，具備相應(yīng)裝飾面層，用于建筑施工作業(yè)便捷快速；與真石漆和彈性涂料等建筑外墻裝飾面料涂層相比，使用壽命更長(zhǎng)，更節(jié)能環(huán)保，具有極佳的保溫效果；與石材裝飾材料相比，輻射更小、顏色差異程度低、具有更高的性價(jià)比；與木質(zhì)材料相比，防水、防火和保溫性能更佳［10］。

2 聚氨酯泡沫塑料復(fù)合板的制備

2.1 實(shí)驗(yàn)室制備

劉訪藝等［11］在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料的制備。按照配方稱取泡沫穩(wěn)定劑、多元醇、催化劑、助燃劑、物理發(fā)泡劑以及水，放入容器中攪拌均勻，配制成的混合物（記作C1料，即白料）；稱取定量的多異氰酸酯PM400（記作C2料，即黑料）。而后通過(guò)后續(xù)的發(fā)泡工藝，當(dāng)物料溫度為28 ℃時(shí)，在C1料中迅速倒入C2料（C1料與C2料質(zhì)量比為1.00∶1.65），攪拌5.5 s，倒入模具中進(jìn)行發(fā)泡，并測(cè)定了硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料的性能。結(jié)果表明，硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料的氧指數(shù)為30.3%，密度為37.4 kg/m3，導(dǎo)熱系數(shù)為21.6 mW/（m·K）；根據(jù)單體燃燒實(shí)驗(yàn)、氧指數(shù)以及可燃性能實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可判斷該聚氨酯泡沫塑料復(fù)合板基本滿足GB 8624—2012中B1級(jí)阻燃標(biāo)準(zhǔn)的要求；復(fù)合板的拉拔強(qiáng)度、壓縮強(qiáng)度等均滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定要求，復(fù)合板的拉拔強(qiáng)度偏低，但仍大于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中0.1 MPa要求。聚氨酯發(fā)泡密度太高會(huì)增加成本，密度太低或者混合不均勻，產(chǎn)品的外觀會(huì)出現(xiàn)缺陷以及物理性能無(wú)法達(dá)到要求。

2.2 工業(yè)化生產(chǎn)

聚氨酯保溫裝飾復(fù)合板的加工工藝通常采用板縫冷熱節(jié)點(diǎn)處理技術(shù)，從而最大程度地降低復(fù)合板間的孔隙，保證復(fù)合板可以得到整合。在保溫裝飾復(fù)合板之間的連接部分，使用的補(bǔ)充材料為聚苯乙烯泡沫條，采用耐候膠密封，這樣建筑物防水密封性更好。保溫裝飾復(fù)合板飾面具有良好的耐久性，且經(jīng)濟(jì)性較好，具備較強(qiáng)黏結(jié)力，屬于優(yōu)質(zhì)保溫材料。

2.2.1 手工操作生產(chǎn)

手工操作生產(chǎn)采用普通箱式軟泡生產(chǎn)過(guò)程［12］，按配方將聚醚多元醇、水、發(fā)泡劑、泡沫穩(wěn)定劑、催化劑等放入混合桶中預(yù)混，攪拌1～3 min，然后，將稱量好的異氰酸酯迅速倒入混合桶，高速攪拌20～30 s后，提起攪拌桶，使混合后的料液平穩(wěn)地倒入襯有聚乙烯薄膜或涂有脫模劑的木質(zhì)箱式模具中，放置浮動(dòng)頂板，混合物進(jìn)行發(fā)泡、上升成型。10～15 min后基本完成熟化，即可將木質(zhì)箱體的四邊側(cè)板打開(kāi)，取出制成的硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料。自然熟化24 h后，即可進(jìn)行切割加工。加工出的板材一般要將硬、軟裝飾面材進(jìn)行黏貼處理。這種板材的加工特點(diǎn)是設(shè)備投資很小，但勞動(dòng)強(qiáng)度大，屬勞動(dòng)密集型生產(chǎn)方式。

蘇州宏久航空防熱材料科技有限公司［13］公開(kāi)了一種輕質(zhì)耐高壓聚氨酯泡沫塑料復(fù)合板及其制備方法，由上面板、下面板、上下面板間徑向勾連的纖維束與填充的聚氨酯泡沫塑料構(gòu)成，上面板外側(cè)依次膠黏裝飾層和耐磨層，下面板外側(cè)固定防潮平衡底層，上面板與下面板由纖維整體編織而成復(fù)合板，該復(fù)合板作為整體復(fù)合板的承載結(jié)構(gòu)，并在復(fù)合板空隙中高壓注入聚氨酯泡沫塑料，具有極強(qiáng)的抗壓強(qiáng)度，采用多層結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)承載、隔熱、隔音板材一體化，可用于汽車、高鐵、船舶、飛機(jī)等對(duì)質(zhì)量和強(qiáng)度有要求的領(lǐng)域。

陳雅君［14］公開(kāi)了一種熱塑性聚氨酯泡沫塑料的生產(chǎn)方法，將熱熔膠粉末、組合聚醚多元醇和異氰酸酯在18～30 ℃條件下充分混合，然后注入發(fā)泡箱中進(jìn)行發(fā)泡，拆箱，熟化。采用該方法生產(chǎn)的聚氨酯泡沫塑料中含有熱熔膠粉末，當(dāng)加熱成型時(shí)熱熔膠粉末熔融并具有一定的黏接性，可以提高成型聚氨酯泡沫塑料的尺寸穩(wěn)定性和耐熱性能；同時(shí)，熱熔膠粉末作為聚氨酯泡沫塑料的有機(jī)填充物，可以提高聚氨酯泡沫塑料的力學(xué)性能。該方法生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、易操作，適用于大規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn)，產(chǎn)品主要應(yīng)用于熱成型聚氨酯泡沫塑料復(fù)合板材。

北京市射線應(yīng)用研究中心公開(kāi)了一種聚氨酯泡沫塑料復(fù)合板材生產(chǎn)方法［15］，由面板和復(fù)合芯板組成，兩個(gè)面板包括單面帶不干膠層的光平面阻尼板及按正方形或三角形規(guī)則排列設(shè)置的多孔阻尼板，復(fù)合芯板由開(kāi)孔聚氨酯成型板與多孔阻尼板黏接成單面芯板，單面芯板與光平面阻尼面板在成型模具中經(jīng)聚氨酯泡沫組合料進(jìn)行發(fā)泡熟化黏合成多層結(jié)構(gòu)復(fù)合體，經(jīng)修邊處理后得到聚氨酯泡沫塑料復(fù)合板材。該復(fù)合板材具有阻尼、降噪、隔熱、隔聲和吸聲多功能為一體的綜合性能，且制備方法簡(jiǎn)單，安裝使用方便，利于推廣應(yīng)用。

2.2.2 間歇式生產(chǎn)

對(duì)于批量較小、規(guī)格尺寸變化很大的板材，適合采用間歇式生產(chǎn)方式來(lái)降低生產(chǎn)成本，以適應(yīng)市場(chǎng)的需求。對(duì)于非柔性裝飾面板材（如石膏板、石棉水泥板、珍珠巖板、木板和木質(zhì)層壓板、硬質(zhì)塑料板等），實(shí)施連續(xù)化生產(chǎn)較為困難，更適宜間歇式的生產(chǎn)方式。這類間歇式生產(chǎn)方式因其方便、靈活、投資相對(duì)較少而受到中、小型生產(chǎn)企業(yè)的普遍歡迎［16-17］。

多層式板材的間歇式生產(chǎn)，就是用一臺(tái)發(fā)泡機(jī)對(duì)多層式板材模具進(jìn)行澆注發(fā)泡成型?？刹捎玫蛪喊l(fā)泡機(jī)，也可采用高壓發(fā)泡機(jī)進(jìn)行澆注或灌注，這兩種設(shè)備澆注效果相差不大。高壓發(fā)泡機(jī)的設(shè)備投資要大一些。高壓發(fā)泡機(jī)本身的澆注頭可以做到無(wú)殘料、無(wú)需清洗。但在板材生產(chǎn)工藝中很難實(shí)現(xiàn)無(wú)殘料、無(wú)需清洗，因?yàn)榘宀臐沧⒚娣e較大，僅靠澆注頭的一股料液，無(wú)論怎樣運(yùn)動(dòng)，很難將混合液在很短時(shí)間內(nèi)澆注均勻。如果澆注不均勻，發(fā)泡效果會(huì)受影響。為了解決這一問(wèn)題，一般采用一個(gè)噴灑頭，將澆注頭出來(lái)的一股料液，通過(guò)噴灑頭較快、較均勻地噴灑到板材模具上面，從而導(dǎo)致噴灑頭必然有殘料，而且必須清洗［18-19］。

2.3 聚氨酯保溫板裝飾特點(diǎn)分析

從聚氨酯保溫板的應(yīng)用看，聚氨酯泡沫塑料復(fù)合板的綜合效果十分優(yōu)異，可以基本解決保溫問(wèn)題，并可達(dá)到建筑工程的設(shè)計(jì)需求。從建筑材料性價(jià)比的方面考慮，采用內(nèi)置聚苯乙烯板的外墻模板保溫體系造價(jià)為132 元/m2，采用聚氨酯泡沫塑料復(fù)合板造價(jià)為105 元/m2。因聚氨酯泡沫塑料復(fù)合板是在工廠生產(chǎn)，不受氣候、季節(jié)等因素的影響，具有較高的生產(chǎn)勞動(dòng)率。聚氨酯泡沫塑料復(fù)合板適應(yīng)舊樓的改造和新建工程，具有安裝工藝簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，且施工中采用干作業(yè)，安裝施工實(shí)現(xiàn)零污染［20-21］。

3 聚氨酯泡沫塑料復(fù)合板在室內(nèi)外裝飾中的應(yīng)用

硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料復(fù)合板主要用于房屋的絕熱保溫，冷庫(kù)的冷藏冷凍設(shè)備，絕熱板材料，舊樓改造和新建工程的內(nèi)墻體、外墻體保溫，管道保溫，儲(chǔ)罐的絕熱，單組分泡沫填縫材料等。軟質(zhì)聚氨酯泡沫塑料的泡孔結(jié)構(gòu)多為開(kāi)孔型。一般具有密度低、彈性回復(fù)好、吸音、透氣、保溫等性能，主要用作家具墊材、交通工具座椅墊材以及各種軟性層壓復(fù)合墊材（如沙發(fā)和座椅、靠背墊，床墊和枕頭）。

4 結(jié)語(yǔ)

以聚氨酯泡沫塑料復(fù)合板作為主要研究對(duì)象，在其制作工藝配方中適當(dāng)?shù)丶尤攵喾N助劑，可改善和優(yōu)化其各項(xiàng)性能。工程應(yīng)用實(shí)踐表明，聚氨酯泡沫塑料復(fù)合板可使造價(jià)降低，且不受氣候、季節(jié)等因素的影響，具有較高的生產(chǎn)勞動(dòng)率，適應(yīng)舊樓的改造和新建工程，安裝工藝簡(jiǎn)單，施工中采用干作業(yè)實(shí)現(xiàn)了零污染。軟質(zhì)聚氨酯泡沫塑料在室內(nèi)裝飾中主要用于家具的墊材、沙發(fā)座椅、靠背墊等。