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    聚氨酯在建筑領域的應用

    放大字體  縮小字體 發布日期:2012-07-09   來源:地坪網   瀏覽次數:461
    謝紅剛 山西省化工研究所摘要:聚氨酯作為一種新型的化工建材在建筑領域的應用越來越廣泛。分別介紹了聚氨酯塑膠、聚氨酯建筑玻璃
    【地坪網資訊】謝紅剛 山西省化工研究所
    摘要:聚氨酯作為一種新型的化工建材在建筑領域的應用越來越廣泛。分別介紹了聚氨酯塑膠、聚氨酯建筑玻璃密封膠、聚氨酯防水涂料、聚氨酯保溫材料、聚氨酯墻地磚陶瓷模具、隔熱斷橋鋁合金門窗、聚氨酯道路嵌縫膠、聚氨酯灌漿材料、藝術地坪模板的性能特點及其應用領域。
    關鍵詞:聚氨酯塑膠;玻璃密封膠;防水涂料;保溫材料;陶瓷模具

    自改革開放以來,我國的國民經濟迅猛發展,人民的生活水平也日益提高,建筑業也隨之迅速發展,同時也帶動了建材工業的發展。建材工業除了傳統的鋼鐵、水泥外,還包括20世紀末興起的新的建材工業———化學建材,聚氨酯就是其中的一種。它以優異的物理機械性能在建筑領域發揮著重要作用。
    1聚氨酯塑膠
    聚氨酯塑膠是一種新型的高分子合成材料,該材料具有彈性好、強度高、耐磨、耐低溫、抗老化、防滑、防水、整體黏結性強、施工成型方便等特點,是一種非常好的室內鋪裝和運動場地的鋪裝材料。聚氨酯塑膠材料主要用于運動跑道、網球場、籃球場、排球場、體操房以及幼兒園活動場地等各類運動設施。聚氨酯作為鋪裝材料,雖然成本很高,但以其優異的性能和良好的效果在建筑業日益受到重視。
    2聚氨酯建筑玻璃密封膠
    密封膠主要用于填縫,其使用已遍及建筑、汽車、機床、船舶、飛機等產業領域,但80%用于建筑,每年以2位數的速度增長。建筑用的密封膠主要是聚硫、有機硅以及聚氨酯,而聚氨酯密封膠對各種建筑材料都具有良好的黏合性,可應用于建筑領域的各個部門。并且其價格比有機硅和聚硫密封膠便宜,因此從20世紀90年代開始聚氨酯密封膠的需求量超過有機硅和聚硫密封膠而占主導地位。
    聚氨酯密封膠是繼聚硫硅橡膠之后又一個無溶劑型密封膠,通常用于中高層的預制構件的建筑,它是以異氰酸酯基(-NCO)為主料與含活潑氫化合物固化劑反應而成的室溫固化型聚氨酯密封膠,分為單組分和雙組分2種。單組分的有加入筒形管和密封罐2種,通過與空氣中的水分反應而固化,因此在保存時要存放在陰冷干燥的地方;雙組分是由主料和固化劑組成,使用時需按比例配制,操作比較麻煩。
    3聚氨酯防水涂料
    聚氨酯防水涂料是為了克服傳統的瀝青系列防水涂料和防水卷材不足,于20世紀60年代在歐美和日本出現的一種新型防水涂料。由于其整體防水效果優異、性能穩定可靠、施工維修方便,加上其組成調節靈活,適用于建筑物不同部位的防水和堵漏而受到重視。
    聚氨酯防水涂料一般有雙組分和單組分兩種形式,雙組分聚氨酯防水涂料的甲組分一般是由聚醚多元醇與異氰酸酯縮聚而成的端異氰酸酯基(NCO)預聚體,乙組分是含有活潑氫交聯劑的黏稠狀液體,施工時將甲、乙組分按比例混合均勻,涂刷在防水基層上,常溫固化成有彈性的涂膜,從而起到防水的作用。單組分聚氨酯防水涂料是含NCO端基的預聚體和空氣中的潮氣反應,生成脲鍵而固化成膜。單組分聚氨酯防水涂料克服了雙組分聚氨酯防水涂料施工時需要現場調配的缺點,使用方便,已逐漸受到重視。但單組分聚氨酯防水涂料固化速度受溫度和空氣濕度的影響,冬季固化慢,因此適應性不及雙組分防水涂料。
    4聚氨酯保溫材料
    在建筑領域,設計建筑必須考慮絕熱保溫、提高能源效率和降低能耗等問題,硬質聚氨酯泡沫具有質量輕、導熱系數低、耐熱性好、耐老化、容易與其他基材黏結、燃燒不產生熔滴等優異性能,被譽為目前國際上性能最好的保溫材料,廣泛用于建筑物的屋頂、墻體、天花板、地板、門窗等作為保溫隔熱材料。
    5聚氨酯墻地磚陶瓷模具
    隨著建筑陶瓷產量的迅速增長,墻地磚陶瓷模具也面臨著越來越激烈的挑戰,F在的模具生產,已不再滿足于一般常規制造,而是對模具結構和模具材料的最佳選擇,并同時減少和杜絕磚坯缺陷,從而實現整套模具高壽命、高質量、高效率等方面都提出了很高的要求。
    近年來,根據模具生產形勢,我國用國產設備、國產材料研制開發了聚氨酯橡膠模具,質量已達到進口橡膠模具的水平。
    聚氨酯橡膠模具,又叫橡膠模,是在金屬鋼模的表面覆蓋一層有特殊性能的高分子材料的模具,國外從20世紀80年代開始使用,我國雖然起步較晚,但在聚氨酯橡膠模具的研制和制造以及在建筑陶瓷行業的廣泛應用,已處于世界領先水平。
    6隔熱斷橋鋁合金門窗
    隨著經濟發展,符合消費者要求的新型門窗幕墻結構陸續出現,從國外引進的節能門窗在國內已經被多數門窗公司及鋁型材生產廠接受并采用,國內投入大量的人力、物力進行研制,已經取得較大的進展。目前節能窗種類有塑鋼窗、鋁塑復合窗、雙層窗、鋁包木窗、鋁合金隔熱斷橋窗等。這幾種窗用玻璃主要為中空玻璃,也有用玻璃貼膜的。行內人士比較看好鋁合金隔熱斷橋窗,中國建筑標準設計研究所和鋁門窗幕墻委員會編制的隔熱條與隔熱鋁型材標準,已于2002年完成。不難看出,鋁合金隔熱斷橋窗是個發展方向。隔熱斷橋窗用鋁型材主要生產工藝有2種:注膠式和穿條式。注膠式斷熱冷橋為亞洲鋁廠所采用,是美國亞松公司的技術。其基本原理是將鋁合金型材分成內外2個整體,兩者之間利用一種特殊配方的高分子絕緣聚合物“斷熱膠”進行連接,從而使鋁型材扇料和框料達到有效斷熱的目的。這里提到的“斷熱膠”是一種特殊的聚氨酯樹脂。山西省化工研究所合成材料廠研制開發成功了隔熱斷橋鋁合金門窗用GR-1聚氨酯樹脂,主要用于鋁合金門窗的灌注與隔斷熱量的散發。工業試驗表明,該樹脂各項物理性能、工藝性能和機械性能均達到了美國亞松公司的聚氨酯樹脂的水平。GR-1聚氨酯樹脂采用一步法反應體系,甲組分由低聚物多元醇和功能助劑混合而成,乙組分為多異氰酸酯或改性多異氰酸酯,室溫下均為低黏度液體。該體系凝膠時間為60s~180s,硬度大于邵D80,彎曲強度大于60 MPa,拉伸強度大于50 MPa,導熱系數小于0.23 W(/m·K),阻燃性能達到FV-0,熱形變溫度為50℃~60℃。
    7聚氨酯道路嵌縫膠
    聚氨酯道路嵌縫膠是一種新型雙組分常溫固化嵌縫材料,甲組分為多異氰酸酯預聚體,乙組分為低聚物多元醇和功能助劑的混合物,其產品具有黏結強度好、強度高、彈性好、抗老化、延伸率好、固含量高、使用壽命長、操作方便等特點,并不含焦油和石油樹脂及瀝青等對人體有害的溶劑,廣泛用于高速公路接縫、機場停機坪及跑道、橋面的伸縮縫、地下隧道、水庫堤壩等接縫施工。
    8聚氨酯灌漿材料
    聚氨酯灌漿材料是應用于巖上、土木建筑工程中起堵水、防滲、加固作用的一種新型灌漿材料。它遇水后立即反應,體積迅速膨脹,生成一種不溶于水、有較高強度和彈性的凝膠體,廣泛應用于地下工程的防水堵漏、建筑物地基加固、復雜地層的穩固、大壩基礎加固、隧道防止滴水、破碎體加固、地下鐵道基礎加固、橋基加固和裂縫補強、礦井建設中的止水和加固等方面。
    聚氨酯灌漿材料分水溶性和油溶性兩種,兩者都能防水、堵漏、加固地基。水溶性聚氨酯灌漿材料包水量大、滲透半徑大。油溶性聚氨酯灌漿材料形成的固結體強度大、抗滲好,適用于加固地表和防水兼備的工程,適用于堵填動水層的涌水和土質表面層的防護。
    9藝術地坪模板
    藝術地坪模板主要應用于廣場、公園、住宅小區的道路美化和藝術化,有各種仿真花紋,相對以前的拼磚工藝它具有施工速度快,整體性能好,修補方便等特點。
    藝術地坪模板是由雙組分聚氨酯組合料在室溫下混合澆注而成,該種組合料是由山西省化工研究所最早研制出來的,其目的是將現有的進口模板國產化。性能和國外進口模板性能差別不大。該組合料是由甲乙兩組分組成,其甲組分是由聚醚多元醇和異氰酸酯反應而成的預聚體,常溫下是淡黃色黏稠液體,乙組分是固化劑、填料和功能助劑混合物。在室溫下將甲、乙組分按比例混合攪拌均勻,然后澆注到提前翻制好的母模中,3 h~4 h即可脫模,放置7 d性能達最佳。
    聚氨酯彈性體作為一種新型的材料已逐漸應用到了各行各業中,發揮的作用也愈來愈大,隨著建筑業的發展、人們對環境保護意識的逐漸提高、聚氨酯新技術的不斷出現,聚氨酯在建筑中的應用會愈來愈廣。
    參考文獻
    [1]趙守佳.淺談國內聚氨酯防水涂料的現狀和趨勢[J].聚氨酯工業,2000,15(3):9.
    [2]徐歸德.應用于建筑工業的硬質聚氨酯泡沫塑料[J].化學推進劑與高分子材料,2004(5):1.
    [3]王敏.聚氨酯橡膠在墻地磚陶瓷模具中的應用[J].陶瓷科學與藝術,2004(4):36.(責任編輯:劉翠玲)
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    第一作者簡介:謝紅剛,男,1978年3月生,2001年畢業于太原理工大學,助理工程師,山西省化工研究所,山西省太原市萬柏林區義井,030021.

     
     
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