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建筑保温用有机泡沫材料的发展与应用
作者:高压发泡机    来源:    发布时间:2016-09-09 11:57
  摘要:泡沫塑料作为一种优质高效保温材料在我国建筑与工业保温中已逐步推广应用。本文较全面地介绍了国内外建筑与工业保温用有机泡沫材料的发展概况及材料性能,并着重介绍了泡沫塑料在我国建筑与工业保温中的生产与应用情况及存在问题,
 
  关键词:泡沫塑料建筑保温工业保温
 
 
  一、泡沫塑料的发展概况
 
 
  1.聚氮酉旨泡沫塑料
 
 
  聚氨醋(PU )是世界六大发展的合成材料之一,就其应用广度而言,它已跃为诸种合成材料的首位。聚氨酷泡沫塑料可分为软质、半硬质和硬质三类。软质聚氨醋泡沫塑料大多用于日用品中,在建筑中,仅用于要求严格隔音的场合以及管道弯头等处的保温隔热;半硬质制品主要用于车辆,建筑中可用于填塞波纹板屋面及用作填充外墙板端部空隙的芯材,用量不大;硬质聚氨醋泡沫塑料作为一种新型优质隔热保温材料,在建筑上得到了越来越广泛的应用。
 
 
  聚氨酷材料自30年代问世以来,至今已有60余年。近年来世界聚氨醋的消费量稳定增长,年增长率约3% ^-4000 1987年世界聚氨醋的消费量为425万t,1991年达到450万t,预测到1995年将达到500万t。美国、西欧和日本聚氨醋工业的发展尤为突出,美国1988年聚氨酷的销售量为132. 2万t,1991年约为151. 4万t,到2000年的需求量将达到204. 3万to国外聚氨醋主要用于发泡材料,非发泡材料占聚氨醋总销售量的25%左右。西方国家和地区聚氮酷泡沫塑料的销售量如表1所示。
 
 
  随着建筑业要求材料向轻量化发展,硬质聚氨醋泡沫塑料的需求量增大,年增长速度约1000。例如,1988年美国总消费量42. 9万t,其中建筑用25. 9万t,约占硬泡消费的60写;西欧总销售量为37. 1万t,其中建筑用约占6000;日本聚氨醋硬泡在建筑中的应用比例约占4000 0建筑业需求的增长,大大促进了聚氨醋工业特别是硬质泡沫制品的发展。
 
 
  我国聚氨酷泡沫塑料生产始于50年代末,直到70年代中期,发展还十分缓慢,当时生产工厂有10余家,设计生产能力约1. 1一1. 5万t/年,实际年产量约3 000 t o 80年代以来,聚氨醋泡沫工业得到了迅速发展,从80年代初期到中期,设计生产能力跃增到约18万t/年,90年代初已达20万t/年以上,1985年实际产量约6万t。尔后数年,由于原材料、市场需求等方面的影响,聚氨酷泡沫塑料的年产量徘徊在6万t左右。1992年以来,有明显上升势头。
 
 
  80年代中期到目前,我国主要建立大吨位原料生产线和开发助剂新品种,力求使制品与原料生产能力和助剂配套,同时品种也获得了较快开发。“七五”期间,我国引进的四套大型原料生产装置陆续投产,使国内原料生产能力大大增加。80年代以来,引进的发泡设备达180多套(台),
 
 
  这些设备和技术的引进,提高了国内聚氨醋泡沫塑料的生产工艺水平,有些生产工艺与装备已接近或达到国际先进水平。如硬泡生产采用现场浇注与喷涂、层压及模塑四种工艺等。
 
 
  我国生产的聚氨醋泡沫塑料中硬质泡沫占半数。约3万t左右,主要用在冰箱生产中,建筑上的应用才刚刚开始,以聚氨醋夹芯板为主,部分产品用在地下管道、输油管道等的保温隔热。
 
 
  2.聚苯乙烯泡沫塑料
 
 
  聚苯乙烯泡沫塑料具有表观密度小、导热系数低、吸水率小、隔音性好、机械强度和耐冲击性能高等优点,因此,在世界各国的应用较普遍,目前每年消耗量约160万t左右,仅次于聚氨醋泡沫塑料。聚苯乙烯泡沫与聚氨醋泡沫性能相近,聚氨酷的绝热性能更佳,但聚苯的价格较低,因此广泛用作保温节能材料,特别是用于建筑保温。
 
 
  美国、西欧、日本、加拿大等国家和地区聚苯乙烯泡沫塑料制品的生产与消耗较大,如表3所示:
 
 
  表3各国聚苯乙烯泡沫制品年消费f(万t)国家或地区{美国}西欧I日本…力口拿大1987年1988黔
 
 
  国外聚苯乙烯泡沫塑料在建筑中应用的比例较大,如欧州共同体1988年聚苯乙烯泡沫塑料总消费量为49. 3万t,其中建筑用达31. 2万t,占63.300。国外聚苯乙烯泡沫在建筑上主要用于屋面和墙体的保温。
 
 
  我国聚苯乙烯泡沫塑料问世于60年代,1965年上海、北京相继通过技术鉴定并投入工业生产。同聚氨醋泡沫塑料一样,80年代是聚苯乙烯泡沫的高速发展时期,在此期间,我国引进了20条挤出聚苯乙烯片材生产线,生产能力约为15 000 ^'20 000  t/年;同时大板块成型机、预发泡机、包装成型机的生产技术与装备水平有一定程度提高。据统计,我国聚苯乙烯泡沫塑料1988年消耗量约2. 7万t,目前年产量在3万t左右。其中,聚苯板块占53写.5g0o,包装盒占4100^'47000
 
 
  我国聚苯乙烯泡沫生产比较分散,大多生产规模较小,装备水平较低。年产量在1 500 t以上的仅有上海塑料制品七厂、北京泡沫塑料厂、上海塑料制品十四厂等几家企业。
 
 
  3.其它泡沫塑料
 
 
  其它泡沫塑料与前两种泡沫塑料相比,在生产技术、成本、原材料、应用等方面均存在某些差距,因此应用数量相对较小。然而某些泡沫塑料在建筑保温、工业保温或密封等方面有独特作用,开发的潜力和意义较大。
 
 
  (1)聚异氛脉酸酉旨泡沫塑料
 
 
  目前世界上已研究出多种耐高温泡沫塑料,以适应耐热性能要求较高的应用领域。例如,聚有机硅氧烷泡沫、聚酞亚胺泡沫、聚碳酸醋泡沫、环氧泡沫、聚异氰脉酸醋泡沫塑料等,有的zui高使用温度可达300℃以上。但是,除聚异氰脉酸醋泡沫塑料之外,其它几种因原料来源少,价格高及制备工艺复杂,反应难以控制,均不能作为大规模的工程材料。而聚异氰脉酸醋泡沫塑料不仅性能、制备工艺和价格与聚氨醋泡沫塑料相当,而且其耐热性与聚氨醋相比可提高50 ^- 100 "C,长期使用温度为150 ^-180 `C ,短期可用在200℃以上。其阻燃性也优于聚氨醋,是一种耐高温的高效保温材料。
 
建筑保温用有机泡沫材料的发展与应用
  国外60年代已研制出聚异氰脉酸酷泡沫塑料,并投放市场。美、英、日本、原苏联等国家聚异氰脉酸醋泡沫塑料发展迅速,已大规模应用在建筑、石油化工、稠油热采、造船业和军工等部门的隔声、绝热。近几年来,建筑、石油化工等行业已开始逐渐以聚异氰脉酸醋泡沫塑料替代聚氨醋泡沫塑料。据资料介绍,美国建筑业市场聚异氰脉酸醋泡沫塑料的销售量:1974年为3 630 t,1975年为5 550 t,1976年达到12 250t,到了8。年代,增长势头不减,约占建筑用聚氨醋硬泡的1500~2000,预计到1995年美国聚异氰脉酸醋泡沫塑料的总消耗量将超过6万to
 
 
  我国从70年代才开始聚异氰脉酸醋泡沫塑料的研究。近几年来,该泡沫优良的性能和简便的施工工艺,受到人们的重视,并有了相应地发展。目前有10多家研究所、大专院校和生产厂从事这方面的研究与生产,如江苏化工研究所、石油部施工技术研究所、江苏傈阳有机合成化工厂等。聚异氰脉酸醋泡沫塑料已在我国石油化工、建筑、热力工程部门的防腐保温工程上应用,效果良好。
 
 
  (2)聚乙烯泡沫塑料
 
 
  聚乙烯泡沫塑料因其具有柔软、弹性好、不吸水、耐化学腐蚀、耐老化等特点,在建筑物的屋面、墙体、防震、密封、变形缝等处以及交通设施的隔热、保温、吸声方面的应用有其独特的优点。近年来已获得较快发展。
 
 
  我国聚乙烯泡沫塑料的主要生产企业有:北京红星泡沫厂、重庆塑料九厂、成都市七一塑料厂、济南塑料四厂、南京航海仪器厂工程塑料厂等,大多生产规模较小。
 
 
  (3)聚氛乞烯泡沫塑料
 
 
  聚氯乙烯泡沫塑料的特点是质重轻、不吸水、有自熄性能,并且有良好的隔热保温、吸声作用。建筑上主要用作吸声、保温、隔热、防震材料。80年代聚氯乙烯泡沫塑料的发展较快,主要用作吊顶吸声板。由于其它吊顶材料的发展,加之聚氯乙烯泡沫吊顶材料使用中易泛黄,耐老化性较差,近年来应用数量逐年减少。
 
 
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