摘要：綜述了以聚氨酯泡沫、聚乙烯泡沫和酚醛泡沫塑料為代表的輕質(zhì)聚合物泡沫保溫材料的發(fā)展?fàn)顩r。
關(guān)鍵詞：保溫材料；泡沫聚合物；聚氨酯泡沫；聚乙烯泡沫；酚醛泡沫
保溫材料是指對(duì)熱流具有顯著阻抗性的材料或材料復(fù)合體。泡沫聚合物是氣體分散于固體聚合物中所形成的聚合體。泡沫聚合物的熱傳遞作用主要是傳導(dǎo)傳遞，不發(fā)生對(duì)流作用，輻射傳遞很小。它的熱導(dǎo)率主要取決于氣泡內(nèi)部氣體的熱導(dǎo)率，在低溫條件下，其熱導(dǎo)率進(jìn)一步降低，因此，它具有很好的保溫隔熱功能。其中硬質(zhì)泡沫塑料以其強(qiáng)度、質(zhì)量輕和閉孔率高的特點(diǎn)特別適合作為冰箱、冷柜、冷庫和冷藏車輛等低溫設(shè)施的保溫材料[1]。各種泡沫塑料通過雙面加貼瀝青紙、鋁箔、彩鋼板制成復(fù)合夾心板材以及加入纖維、填料和空心微球等可制成增強(qiáng)泡沫塑料。泡沫聚合物與其它材質(zhì)所構(gòu)成的復(fù)合材料除具有很好的保溫隔熱功能以外，還表現(xiàn)出多種優(yōu)異的性質(zhì)，它們已經(jīng)被廣泛用于化工生產(chǎn)、房屋建筑、食品工業(yè)、能源輸送等眾多領(lǐng)域。
1 聚氨酯泡沫保溫材料
聚氨酯(PU)樹脂是由異氰酸酯與聚酯樹脂或聚醚樹脂反應(yīng)制成的一種具有氨基甲酸酯鏈段重復(fù)結(jié)構(gòu)單元的聚合物。聚氨酯材料性能優(yōu)異，用途廣泛，制品種類多，其中尤以聚氨酯泡沫塑料的用途最廣。20世紀(jì)中期，德國首先成功研制聚氨酯泡沫塑料，其采用廉價(jià)的石油化工產(chǎn)品環(huán)氧丙烷等作為多元醇的原料，大大降低了聚醚和聚酯的生產(chǎn)成本，使聚氨酯泡沫塑料獲得了飛速發(fā)展[2]。
硬質(zhì)聚氨酯泡沫(簡稱PURF)目前仍然是固體材料中隔熱性能最好的保溫材料之一。其泡孔結(jié)構(gòu)由無數(shù)個(gè)微小的閉孔所組成，這些微孔互不相通，因此該材料不吸水、不透水，帶表皮的PURF的吸水率為零。該材料既保溫又防水，是保溫防水雙全材料，應(yīng)用在屋頂和墻體上，可代替?zhèn)鹘y(tǒng)的防水層和保溫層，具有一材雙用之功效，以下對(duì)其性能和使用效果作簡要論述：
a 優(yōu)良的隔熱保溫性能
因Pu硬泡在成型過程中以氟利昂(F11)為發(fā)泡劑，在形成的均勻致密的封閉孔中充滿了F11氣體，使其具有極低的導(dǎo)熱系數(shù)(0．0077W／m•K)，僅為空氣的1／3。據(jù)測(cè)算，30ram 硬泡的隔熱效果與110ram珍珠石，130mm水泥蛭石，或(165～142)rfUTl泡沫混凝土相當(dāng)。
b 獨(dú)特的抗水滲透性能
PU硬泡是閉孔率高達(dá)92％ 以上的結(jié)構(gòu)致密的微孔泡沫體，吸水率極低(<0．2kg／m2，具有一定的彈性、伸長率和很強(qiáng)的粘接性，能與金屬、木材、水泥等多種材料牢固粘合，在施工中采用直接噴涂或澆鑄成型技術(shù)，沒有拼接縫，保溫層與基層能形成整體，既不會(huì)脫層開裂，也不會(huì)由于基層產(chǎn)生一定的變形、裂紋，造成泡沫體破裂。
c 較高的機(jī)械強(qiáng)度和抗老化、耐用性
因PU硬泡材質(zhì)自身物理強(qiáng)度較高，具有均勻致密的閉孔結(jié)構(gòu)，所以泡沫體具有較高的機(jī)械強(qiáng)度，其抗壓強(qiáng)度相當(dāng)于水泥蛭石。而且PU硬泡具有很好的穩(wěn)定性，在長期使用中不會(huì)發(fā)生體積變形和強(qiáng)度變形，因而Pu硬泡完全可以直接承受坡屋面彩瓦及上人檢修的荷載。同時(shí)，由于PU硬泡物理化學(xué)性能穩(wěn)定，泡沫閉孔結(jié)構(gòu)防止了水分及其它液體、氣體侵透和微生物的滋生，從而延緩了泡沫體的老化。據(jù)測(cè)定其濕抗老化期為l6年，熱老化期為6o年。根據(jù)國外資料表明，用PU硬泡作屋面絕熱層的學(xué)校，使用l0年后，其導(dǎo)熱系數(shù)為0．025W／m•K，水分含量為0．034V，容量為32kg／mL引。
聚氨脂硬質(zhì)泡沫塑料將傳統(tǒng)的絕熱、防水層合二為一，近年來逐步推廣應(yīng)用到房屋建設(shè)中。其以輕質(zhì)、絕熱、防水等方面的優(yōu)異性能，代替了傳統(tǒng)的隔熱、保溫、防水做法，特別適合于現(xiàn)澆混凝土坡屋面。既減輕了屋面荷載，又保障了屋面不滲漏、隔熱、保溫、節(jié)能，為現(xiàn)澆混凝土坡屋面保溫、防水提供了一條可靠的施工方法。發(fā)達(dá)國家(如歐美)的PURF有6o％作為節(jié)能材料用在建筑上，而我國的聚氨脂硬質(zhì)泡沫塑料6o％ 以上主要用于冰箱、冰柜的隔熱保溫 J。近幾年該材料在建筑上開始使用，如：國家大型儲(chǔ)備糧庫的屋頂采用該材料作為防水保溫層。由于PURF的導(dǎo)熱系數(shù)僅為(0．020～0．073)w／(m•K)，因此將該材料應(yīng)用于建筑物的屋頂、墻體、地面作為節(jié)能保溫材料，其節(jié)能效果將非常顯著[5l。
目前，這種保溫材料使用的發(fā)泡劑F11(一氟三氯甲烷)，因其破壞臭氧層和引起溫室效應(yīng)即將被禁用。而尋找經(jīng)濟(jì)適用、環(huán)保型的發(fā)泡劑替代F11早在80年代已成為世界的熱門研究課題。目前，聯(lián)合國環(huán)保署推薦使用的主要是141b和環(huán)戊烷。但141b分子中仍有氟和氯原子，臭氧層潛耗值ODP=0．11，所以只能過渡性的替代F11，最終將和F11一起被禁用。有關(guān)無氟復(fù)合發(fā)泡劑的復(fù)配研究已經(jīng)有了一些進(jìn)展，如：周春雨等開發(fā)的天然高分子與水復(fù)合的發(fā)泡劑。該發(fā)泡劑是一種以水為基的含OH根離子的幾種高分子原料組合，通過一定的比例混合攪拌的一種高分子復(fù)合物。該產(chǎn)品完全無氟，ODP= 0，以它為發(fā)泡劑結(jié)合其它各種復(fù)配材料所產(chǎn)生的聚氨酯硬質(zhì)塑料的保溫性能、表觀密度、壓縮性能、水蒸氣透濕系數(shù)、吸水率等多種物理性能指標(biāo)基本達(dá)到含氟產(chǎn)品的水平[6]。
由于聚氨脂泡沫塑料燃燒產(chǎn)煙量大、煙氣毒性大、產(chǎn)品很難達(dá)到消防安全要求，特別在一些對(duì)消防要求高的場所，其使用受到了一定的限制。在歐美日等發(fā)達(dá)國家其生產(chǎn)和應(yīng)用比例已呈下降趨勢(shì)。
2 聚乙烯(PE)泡沫塑料
1941年，美國杜邦公司首先制成聚乙烯泡沫塑料。隨著工藝技術(shù)和制造設(shè)備的發(fā)展以及聚乙烯泡沫塑料具有良好的物理和化學(xué)性能，目前它已經(jīng)成為一個(gè)產(chǎn)品多樣、生產(chǎn)量大、應(yīng)用面寬的泡沫塑料品種。主要有模壓發(fā)泡、擠出發(fā)泡等生產(chǎn)工藝，又分非交聯(lián)和交聯(lián)兩種。
聚乙烯泡沫塑料具有閉孔結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、熱導(dǎo)率低、吸濕和透濕性小、抗腐蝕、不吸濕、吸收沖擊性好和優(yōu)良的電絕緣性能等，可用于建筑物、冷藏汽車、冷藏火車的保溫隔熱材料以及電子產(chǎn)品。又由于其毒性極低，可直接與食品接觸，應(yīng)用范圍越來越廣。聚乙烯泡沫塑料的最高使用溫度為80℃，根據(jù)有關(guān)資料顯示，經(jīng)交聯(lián)的聚乙烯泡沫塑料最高使用溫度可達(dá)到100oC左右。它可用于空調(diào)系統(tǒng)通風(fēng)管道、工業(yè)管道、容器、房屋建筑等的常溫或低溫下的保溫隔熱。
目前，聚乙烯泡沫塑料的進(jìn)展也是以輕質(zhì)復(fù)合材料的開發(fā)為主，采用聚乙烯為輕骨料，結(jié)合硅酸鹽水泥等材料，可以制備出質(zhì)輕、導(dǎo)熱系數(shù)小、吸水性低、抗凍融性好和膨脹系數(shù)較大的輕型建筑保溫材料，可以滿足冷庫和一般建筑的保溫隔熱需要-7 ；另外，由于聚乙烯具有優(yōu)良的加工性能，以聚乙烯為主料添加其它高分子彈性體制成橡塑復(fù)合泡沫材料，可改善聚乙烯泡沫塑料的柔韌性，通過過融等方式可很輕易地在表面復(fù)合布料、鋁箔等柔性面料等二次加工使其制品更具個(gè)性化和更廣闊的使用領(lǐng)域。由于聚乙烯自身防火性能較差，聚乙烯泡沫塑料要達(dá)到建筑所需要的防火性能要求，須添加大量的阻燃劑，使其各項(xiàng)物理性能大幅下降；同時(shí)因使用溫度較低和原料較貴，其使用領(lǐng)域也受到一定限制。
摘要： 本文就當(dāng)前我國常用的外墻保溫技術(shù)及節(jié)能材料加以論述。在大力推廣外墻保溫技術(shù)的同時(shí)，要加強(qiáng)新型節(jié)能材料的開發(fā)和利用，從而使建筑節(jié)能真正得以實(shí)施。
關(guān)鍵詞： 建筑材料 建筑節(jié)能
建筑節(jié)能是執(zhí)行國家環(huán)境保護(hù)和節(jié)約能源政策的主要內(nèi)容，是貫徹國民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重要組成部分。國家建設(shè)部在1995年頒布了《城市建筑節(jié)能實(shí)施細(xì)則》等文件，把《民用建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)〈采暖居住建筑部分〉》JGJ26-95列為強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)建設(shè)部又于2000年10月1日發(fā)布了第76號(hào)令《民用建筑節(jié)能管理規(guī)定》，對(duì)不符合節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的項(xiàng)目，不得批準(zhǔn)建設(shè)。
在這樣一系列的節(jié)能政策、法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)和強(qiáng)制性條文的指導(dǎo)下，我國住宅建設(shè)的節(jié)能工作不斷深入，節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)不斷提高，引進(jìn)開發(fā)了許多新型的節(jié)能技術(shù)和材料，在住宅建筑中大力推廣使用。但我國目前的建筑節(jié)能水平，還遠(yuǎn)低于發(fā)達(dá)國家，我國建筑單位面積能耗仍是氣候相近的發(fā)達(dá)國家的3倍~5倍。北方寒冷地區(qū)的建筑采暖能耗已占當(dāng)?shù)厝鐣?huì)能耗的20%以上，且絕大部分都是采用火力發(fā)電和燃煤鍋爐，同時(shí)給環(huán)境帶來嚴(yán)重的污染。所以建筑節(jié)能還是本世紀(jì)我國建筑業(yè)的一個(gè)重要的課題。
在建筑中，外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱損耗較大，外圍護(hù)結(jié)構(gòu)中墻體又占了很大份額。所以建筑墻體改革與墻體節(jié)能技術(shù)的發(fā)展是建筑節(jié)能技術(shù)的一個(gè)最重要的環(huán)節(jié)，發(fā)展外墻保溫技術(shù)及節(jié)能材料則是建筑節(jié)能的主要實(shí)現(xiàn)方式。
1 外墻保溫技術(shù)
節(jié)能保溫墻體施工技術(shù)主要分為外墻內(nèi)保溫和外墻外保溫兩大類。
1.1 內(nèi)保溫技術(shù)及其特點(diǎn)
外墻內(nèi)保溫施工，是在外墻結(jié)構(gòu)的內(nèi)部加做保溫層。內(nèi)保溫施工速度快，操作方便靈活，可以保證施工進(jìn)度。內(nèi)保溫應(yīng)用時(shí)間較長，技術(shù)成熟，施工技術(shù)及檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)是比較完善的。在2001年外墻保溫施工中約有90%以上的工程應(yīng)用內(nèi)保溫技術(shù)。
被大面積推廣的內(nèi)保溫技術(shù)有：增強(qiáng)石膏復(fù)合聚苯保溫板、聚合物砂漿復(fù)合聚苯保溫板、增強(qiáng)水泥復(fù)合聚苯保溫板、內(nèi)墻貼聚苯板抹粉刷石膏及抹聚苯顆粒保溫料漿加抗裂砂漿壓入網(wǎng)格布的做法。
但內(nèi)保溫會(huì)多占用使用面積，“熱橋”問題不易解決，容易引起開裂，還會(huì)影響施工速度，影響居民的二次裝修，且內(nèi)墻懸掛和固定物件也容易破壞內(nèi)保溫結(jié)構(gòu)。內(nèi)保溫在技術(shù)上的不合理性，決定了其必然要被外保溫所替代。
1.2 外保溫技術(shù)及其特點(diǎn)
外保溫是目前大力推廣的一種建筑保溫節(jié)能技術(shù)。外保溫與內(nèi)保溫相比，技術(shù)合理，有其明顯的優(yōu)越性，使用同樣規(guī)格、同樣尺寸和性能的保溫材料，外保溫比內(nèi)保溫的效果好。外保溫技術(shù)不僅適用于新建的結(jié)構(gòu)工程，也適用于舊樓改造，適用于范圍廣，技術(shù)含量高；外保溫包在主體結(jié)構(gòu)的外側(cè)，能夠保護(hù)主體結(jié)構(gòu)，延長建筑物的壽命；有效減少了建筑結(jié)構(gòu)的熱橋，增加建筑的有效空間；同時(shí)消除了冷凝，提高了居住的舒適度。
目前比較成熟的外墻保溫技術(shù)主要有以下幾種。
外掛的保溫材料有巖（礦）棉、玻璃棉
氈、聚苯乙烯泡沫板（簡稱聚苯板，EPS、XPS）、陶?；炷翉?fù)合聚苯仿石裝飾保溫板、鋼絲網(wǎng)架夾芯墻板等。其中聚苯板因具有優(yōu)良的物理性能和廉價(jià)的成本，已經(jīng)在全世界范圍內(nèi)的外墻保溫外掛技術(shù)中被廣泛應(yīng)用。
該外掛技術(shù)是采用粘接砂漿或者是專用的固定件將保溫材料貼、掛在外墻上，然后抹抗裂砂漿，壓入玻璃纖維網(wǎng)格布形成保護(hù)層，最后加做裝飾面。
還有一種做法是用專用的固定件將不易吸水的各種保溫板固定在外墻上，然后將鋁板、天然石材、彩色玻璃等外掛在預(yù)先制作的龍骨上，直接形成裝飾面。由貝聿銘先生設(shè)計(jì)的中國銀行總行辦公樓的外保溫就是采用的這種設(shè)計(jì)。
這種外掛式的外保溫安裝費(fèi)時(shí)，施工難度大，且施工占用主導(dǎo)工期，待主體驗(yàn)收完后才可以進(jìn)行施工。在進(jìn)行高層施工時(shí)，施工人員的安全不易得到保障。
該技術(shù)是在混凝土框—剪體系中將聚苯板內(nèi)置于建筑模板內(nèi)，在即將澆注的墻體外側(cè)，然后澆注混凝土，混凝土與聚苯板一次澆注成型為復(fù)合墻體。該技術(shù)解決了外掛式外保溫的主要問題，其優(yōu)勢(shì)是很明顯的。由于外墻主體與保溫層一次成活，工效提高，工期大大縮短，且施工人員的安全性得到了保證。而且在冬季施工時(shí)，聚苯板起保溫的作用，可減少外圍圍護(hù)保溫措施。但在澆注混凝土?xí)r要注意均勻、連續(xù)澆注，否則由于混凝土側(cè)壓力的影響會(huì)造成聚苯板在拆模后出現(xiàn)變形和錯(cuò)茬，影響后序施工。
其中內(nèi)置的聚苯板可以是雙面鋼絲網(wǎng)的，也可以是單面鋼絲網(wǎng)的。雙面鋼絲網(wǎng)聚苯板與混凝土的連接，主要是依靠內(nèi)側(cè)鋼絲網(wǎng)架與墻體外側(cè)配筋相綁扎及混凝土與聚苯板的粘接力，其結(jié)合性能良好，具有較高的安全度。單面鋼絲網(wǎng)聚苯板與混凝土的連接，主要依靠混凝土與聚苯板的粘接力以及斜插鋼筋、L型鋼等與混凝土墻體的錨固力，結(jié)合性能也較好。與雙鋼絲網(wǎng)相比較，單面鋼絲網(wǎng)技術(shù)因取消了內(nèi)側(cè)鋼絲網(wǎng)和安裝保溫板前的板外側(cè)抹灰，節(jié)省了工時(shí)和材料。
其造價(jià)可降低10%左右。
但此兩種做法都采用了鋼絲網(wǎng)架，造價(jià)較高，且鋼材是熱的良導(dǎo)體，直接傳熱，會(huì)降低墻體的保溫效果。
我們對(duì)于混凝土與無網(wǎng)架聚苯板一次成型復(fù)合墻體進(jìn)行了試驗(yàn)研究。試驗(yàn)結(jié)果表明，在混凝土中水泥漿量合適的條件下，直接利用混凝土作為粘接劑來粘貼聚苯板，是完全可能的。當(dāng)我們對(duì)聚苯板的背面進(jìn)行處理之后，其與混凝土的粘接力進(jìn)一步提高（其平均粘接強(qiáng)度可以達(dá)到0.07Mpa，而且破壞均發(fā)生在聚苯板內(nèi)）。此技術(shù)取消了鋼絲網(wǎng)架，其保溫性能提高，而且板的成本再次降低。在經(jīng)過對(duì)其長期耐久性論證之后，工程中可以推廣使用。
將廢棄的聚苯乙烯塑料（簡稱為EPS）加工破碎成為0.5~4mm的顆粒，作為輕集料來配制保溫砂漿。該技術(shù)包含保溫層、抗裂防護(hù)層和抗?jié)B保護(hù)面層（或是面層防滲抗裂二合一砂漿層）。其中ZL膠粉聚苯顆粒保溫材料及技術(shù)在1998年就被建設(shè)部列為國家級(jí)工法。這種工法是目前被廣泛認(rèn)可的外墻保溫技術(shù)。
該施工技術(shù)簡便，可以減少勞動(dòng)強(qiáng)度，提高工作效率；不受結(jié)構(gòu)質(zhì)量差異的影響，對(duì)有缺陷的墻體施工時(shí)墻面不需修補(bǔ)找平，直接用保溫料漿找補(bǔ)即可，避免了別的保溫施工技術(shù)因找平抹灰過厚而脫落的現(xiàn)象。同時(shí)該技術(shù)解決了外墻保溫工程中因使用條件惡劣造成界面層易脫粘空鼓、面層易開裂等問題，從而實(shí)現(xiàn)外墻外保溫技術(shù)的重要突破。與別的外保溫相比較，在達(dá)到同樣保溫效果的情況下，其成本較低，可降低房屋建筑造價(jià)。例如與聚苯板外保溫相比較，每平方米可降低25元左右。在天津云瑯新居高層外墻保溫工程中采用的就是此種技術(shù)。
此外，節(jié)能保溫墻體技術(shù)中還有將墻體做成夾層，把珍珠巖、木屑、礦棉、玻璃棉、聚苯乙烯泡沫塑料、聚氨酯泡沫塑料（也可以現(xiàn)場發(fā)泡）等填入夾層中，形成保溫層。
2 外墻保溫節(jié)能材料
節(jié)能材料屬于保溫絕熱材料。絕熱材料是指用于建筑圍護(hù)或者熱工設(shè)備、阻抗熱流傳遞的材料或者材料復(fù)合體，既包括保溫材料，也包括保冷材料。絕熱材料的意義，一方面是為了滿足建筑空間或熱工設(shè)備的熱環(huán)境，另一方面是為了節(jié)約能源。隨著世界范圍內(nèi)能源的日趨緊張，絕熱材料在節(jié)能方面的意義日顯突出。僅就一般的居民采暖的空調(diào)而言，通過使用絕熱圍護(hù)材料，可在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上節(jié)能50% ~80%。據(jù)日本的節(jié)能實(shí)踐證明，每使用1噸絕熱材料，可節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤3噸/年，其節(jié)能效益是材料生產(chǎn)成本的10倍。因此，有些國家將絕熱材料看作是繼煤炭、石油、天然氣、核能之后的第五大“能源”。
外墻保溫主要是靠保溫絕熱材料作為建筑圍護(hù)，開發(fā)和應(yīng)用高效的保溫絕熱材料是保證建筑節(jié)能的有效措施。目前世界各發(fā)達(dá)國家，均對(duì)絕熱材料的生產(chǎn)和應(yīng)用十分重視，之所以建筑節(jié)能工作做得好，與他們重視和發(fā)展保溫材料是分不開的。
2.1 絕熱材料的性能
絕熱，就是要最大限度地阻抗熱流的傳遞，因此要求絕熱材料必須具有大的熱阻和小的導(dǎo)熱系數(shù)。
從材料的組成上看，一般有機(jī)高分子的導(dǎo)熱系數(shù)都小于無機(jī)材料；非金屬的導(dǎo)熱系數(shù)小于金屬材料；氣態(tài)物質(zhì)的導(dǎo)熱系數(shù)小于液態(tài)物質(zhì)，液態(tài)物質(zhì)小于固體。所以在條件允許的情況下，應(yīng)盡量使用有機(jī)高分子材料或無定形的無機(jī)材料，這對(duì)于保溫絕熱是有利的。
從材料的結(jié)構(gòu)上看，當(dāng)材料的表觀密度降低、孔隙率增大，材料內(nèi)部的孔隙為大量封閉的微小孔時(shí)，材料的導(dǎo)熱系數(shù)是比較小的。對(duì)于泡沫塑料制品，要滿足保溫絕熱材料的要求其最佳的表觀密度為16~40kg/m3。
由于孔隙的存在，材料在潮濕的環(huán)境下，不可避免地要吸水，而水的導(dǎo)熱系數(shù)（0.5815W/m·K）比靜止空氣的導(dǎo)熱系數(shù)（0.0233 W/m·K）要大很多，因此，當(dāng)環(huán)境濕度增大時(shí)，材料的平衡含水率增大，材料的導(dǎo)熱系數(shù)將會(huì)降低。所以作為保溫絕熱材料，材料自身的吸濕率要盡量低，如不可避免時(shí)，要對(duì)材料進(jìn)行憎水處理或用防水材料包覆。
另外，保溫絕熱材料還必須能抵抗一定的沖擊荷載，具有與使用環(huán)境相一致的機(jī)械強(qiáng)度。其粘結(jié)性能要好，還得有小的收縮率及與環(huán)境相適應(yīng)的耐久性。
2.2 常用的保溫絕熱材料
能滿足上述性能要求而用于建筑外保溫的節(jié)能材料主要有：聚苯乙烯泡沫塑料板（EPS及XPS）、巖（礦）棉板、玻璃棉氈以及超輕的聚苯顆粒保溫料漿等。以上各種材料所具有一個(gè)共同的特點(diǎn)就是在材料內(nèi)部都有大量的封閉孔，它們的表觀密度都較小，這也是作為保溫隔熱材料所必備的。它們的性能對(duì)比見表1。
巖（礦）棉和玻璃棉有時(shí)統(tǒng)稱為礦物棉，它們都屬于無機(jī)材料。巖棉不燃燒，價(jià)格較低，在滿足保溫隔熱性能的同時(shí)還能夠具有一定的隔聲效果。但巖棉的質(zhì)量優(yōu)劣相差很大，保溫性能好的密度低，其抗拉強(qiáng)度也低，耐久性比較差。
玻璃棉與巖棉在性能上有很多相似之處，但其手感好于巖棉，可改善工人的勞動(dòng)條件。但它的價(jià)格較巖棉為高。
聚苯乙烯泡沫塑料是以聚苯乙烯樹脂為主要原料，經(jīng)發(fā)泡劑發(fā)泡而制成的內(nèi)部具有無數(shù)封閉微孔的材料。其表觀密度小，導(dǎo)熱系數(shù)小，吸水率低，隔音性能好、機(jī)械強(qiáng)度高，而且尺寸精度高，結(jié)構(gòu)均勻。因此在外墻保溫中其占有率很高。
硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料具有非常優(yōu)越的絕熱性能，它的導(dǎo)熱系數(shù)之低（0.025 W/(m2·K)）是其他材料所無法與之相比的。
同時(shí)其特有的閉孔結(jié)構(gòu)使其具有更優(yōu)越的耐水汽性能，由于不需要額外的絕緣防潮，簡化了施工程序，降低工程造價(jià)。但因其價(jià)格較高、而且易燃，這就限制了它的使用。
聚苯顆粒保溫料漿是由聚苯顆粒和保溫膠粉料分別按配比包裝組成。
常用保溫絕熱材料的主要性能
材料名稱 表觀密度（kg/m3） 最高使用溫度（℃） 抗壓強(qiáng)度（MPa） 導(dǎo)熱系數(shù)[W/(m·K)] 吸水率（%）
巖棉保溫板 80~150, -268~350 ,— ,0.047~0.052, —
玻璃棉氈 40~60, -120~400 ,— ,≤0.035, —
聚苯乙烯泡沫塑料板 16~30, -80~75 ,0.12~0.18, 0.033~0.044, ＜0.1
聚苯顆粒保溫料漿 ≤220 ,-50~75, ≥0.01, ＜0.07
料采用預(yù)混干拌技術(shù)在工廠將水泥與高分子材料、引氣劑等各種添加劑混均后包裝，使用時(shí)按配比加水在攪拌機(jī)中攪拌成漿體后再加入聚苯顆粒，充分?jǐn)嚢韬笮纬伤苄粤己玫母酄铙w，將其抹于墻體干燥后便形成保溫性能優(yōu)良的隔熱層。此種材料施工方便，保溫性能良好。其中聚苯顆?？梢圆捎霉I(yè)品，也可以采用廢舊聚苯保溫板經(jīng)機(jī)械破碎后的顆粒，這對(duì)于防制白色污染、保護(hù)環(huán)境十分有益的。但此種保溫材料吸水率較其他材料為高，使用時(shí)必須加做抗裂防水層。抗裂防水保護(hù)層材料由抗裂水泥砂漿復(fù)合玻纖網(wǎng)組成，可長期有效控制防護(hù)層裂縫的產(chǎn)生。
3 結(jié)語
目前我國外墻保溫技術(shù)發(fā)展很快，是節(jié)能工作的重點(diǎn)。外墻保溫技術(shù)的發(fā)展與節(jié)能材料的革新是密不可分的，建筑節(jié)能必須以發(fā)展新型節(jié)能材料為前提，必須有足夠的保溫絕熱材料做基礎(chǔ)。節(jié)能材料的發(fā)展又必須與外墻保溫技術(shù)相結(jié)合，才能真正發(fā)揮其作用。正是由于節(jié)能材料的不斷革新，外墻保溫技術(shù)的優(yōu)越性才日益受到人們重視。所以在大力推廣外墻保溫技術(shù)的同時(shí)，要加強(qiáng)新型節(jié)能材料的開發(fā)和利用，從而真正地實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能。
參考文獻(xiàn)
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3 聚苯乙烯泡沫保溫材料
聚苯乙烯泡沫塑料(EPS)是一類使用由懸浮聚合聚苯乙烯樹脂制成的含發(fā)泡劑的可發(fā)性聚苯乙烯珠粒為原料，采用模壓發(fā)泡、擠出發(fā)泡和擠出發(fā)泡吹塑等方法制造的不同品種的泡沫塑料。這類聚苯乙烯泡沫塑料產(chǎn)量大、應(yīng)用范圍廣。它具有密度范圍寬、價(jià)格低、保溫隔熱性優(yōu)良、吸水性小、水蒸氣滲透性低、吸收沖擊性好等優(yōu)點(diǎn)，可制成建筑和冷庫用保溫隔熱泡沫塑料板和泡沫塑科夾心復(fù)合板。目前，聚苯乙烯泡沫板及其復(fù)合材料由于價(jià)格低廉、絕熱性能好而成為外墻絕熱及飾面系統(tǒng)的首選絕熱材料[8l。
真空聚苯乙烯泡沫材料是將氣相泡沫抽真空并密封，真空泡體的熱傳導(dǎo)能力顯著降低，潘曉萍等[9]對(duì)真空聚苯乙烯泡沫與傳統(tǒng)聚苯乙烯發(fā)泡材料進(jìn)行比較。研究表明：(1)真空聚苯乙烯泡沫用于制冷保溫節(jié)能效果明顯，并隨使用的平均溫度降低，保溫節(jié)能效果更好。(2)聚苯乙烯是多孔狀材料，應(yīng)用于制冷保溫時(shí)，隨溫度下降，孔內(nèi)產(chǎn)生結(jié)冰現(xiàn)象，降低保溫效果，抽真空后的聚苯乙烯泡沫孔內(nèi)不存在水蒸氣，就不會(huì)出現(xiàn)結(jié)冰現(xiàn)象。(3)用真空聚苯乙烯泡沫包裝材料價(jià)格便宜，可大大提高經(jīng)濟(jì)效益。(4)真空聚苯乙烯保溫材料的節(jié)能效果與真空度和鉆孔的多少有關(guān)。提高真空度應(yīng)在不影響材料強(qiáng)度的情況下，盡可能多加孔。
我國每年大量廢棄的EPS，因其處理與降解困難而成為危害環(huán)境的白色污染，以廢棄EPS為原料制備出的復(fù)合保溫材料容重小，其保溫隔熱性、耐化學(xué)腐蝕性優(yōu)良，且為閉孔憎水結(jié)構(gòu)，不吸水，其韌性、耐水性、耐候性均優(yōu)于膨脹珍珠巖，因此EPS的回用技術(shù)已經(jīng)成為保溫材料的發(fā)展熱點(diǎn)之一。將廢棄EPS加工成粒徑(O．5～4)toni的顆粒作為輕骨料，配制的保溫砂漿可有效克服珍珠巖保溫砂漿吸水率大、抗裂性差的缺陷，且保溫隔熱性更好。EPS表面為憎水性，與硅酸鹽無機(jī)膠凝材料不相容[10]。以EPS為輕骨料配制保溫砂漿的關(guān)鍵技術(shù)之一，就是對(duì)EPS實(shí)施表面改性，使其由憎水性變?yōu)橛H水性，使之能被新拌硅酸鹽漿體所潤濕，以增強(qiáng)EPS與膠凝材料的結(jié)合。彭家惠等[11]選擇適宜的高分子粘結(jié)劑和偶聯(lián)劑，配制低水灰比的聚合物硅酸鹽膠凝材料，利用粘結(jié)劑和偶聯(lián)劑的雙重作用，實(shí)現(xiàn)復(fù)合膠凝材料對(duì)EPS的表面包裹，使EPS表面由憎水性改變?yōu)橛H水性，成功地解決了無機(jī)膠凝材料與EPS不潤濕、混合料和易性差、粘結(jié)強(qiáng)度低的技術(shù)難題，為EPS保溫砂漿的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。麥?zhǔn)亓x等[12]將EPS破碎成具有粒徑小于20mm的碎顆粒，然后與水泥和膨脹珍珠鹽混合，可用作保溫屋面。王武祥等[13]以廢EPS為基料，添加水泥并加入適量的聚合物乳液、引發(fā)劑、塑化劑、增強(qiáng)纖維等材料，制成輕質(zhì)混凝土，該混凝土具有良好的物理力學(xué)性能，還有極好的保溫性能。
聚苯乙烯泡沫塑料作為保溫材料也有與聚乙烯泡沫塑料相類似的防火性能較差和使用溫度低的缺點(diǎn)。
4 酚醛泡沫塑料
多年來國內(nèi)外的保溫材料絕大部分是泡沫聚氨酯和泡沫聚苯乙烯，由于這兩種產(chǎn)品的耐熱和防火性差、性價(jià)比高，因此開發(fā)出性價(jià)比更低、防火和力學(xué)性能更好的酚醛泡沫塑料。酚醛泡沫塑料不需要添加特種外加劑就具有良好的防火性能，火災(zāi)時(shí)煙霧少，有毒氣體極微，耐火焰穿透，使用溫度可達(dá)150℃ ，炭化后其使用溫度超過1000℃ ，可用于航天材料；其強(qiáng)度和吸濕性較高的弱點(diǎn)可以通過結(jié)構(gòu)措施和添加各種填料來改善，前蘇聯(lián)和東歐的很多國家已經(jīng)廣泛采用酚醛泡沫塑料，特別是最近十幾年，隨著酚醛低溫發(fā)泡技術(shù)的進(jìn)步和成熟，酚醛泡沫塑料得到了飛速地發(fā)展，已逐漸取代泡沫聚氨酯和泡沫聚苯乙烯，成為硬質(zhì)泡沫塑料中的佼佼者。英國、西歐和中東很多國家已經(jīng)規(guī)定新建工程中優(yōu)先采用酚醛泡沫保溫材料[14]。
酚醛樹脂與其它材料共混改性，可以制備出性能極其優(yōu)良的復(fù)合保溫材料。如以酚醛泡沫塑料為膠結(jié)劑，泡沫聚苯乙烯顆粒為填料，結(jié)合其它添加劑合成出具有力學(xué)性能好、難燃、工藝簡單和成本低等優(yōu)良特性的復(fù)合材料，它的耐久系數(shù)可達(dá)到0．82，使用年限可達(dá)20年 。如用聚氨脂預(yù)聚物改性酚醛泡沫可大大降低泡沫的粉化程度[16]，歐美日等國在這方面的研究應(yīng)用已比較成熟。
目前，國內(nèi)酚醛泡沫塑料的低溫連續(xù)發(fā)泡生產(chǎn)技術(shù)已達(dá)到世界先進(jìn)水平，國內(nèi)已基本具備從樹脂合成技術(shù)到低溫連續(xù)發(fā)泡生產(chǎn)線以及各環(huán)節(jié)的生產(chǎn)技術(shù)。在空調(diào)行業(yè)正從管道安裝、管道保溫分步完成向一次完成安裝過渡和國家建筑節(jié)能技術(shù)大力推廣階段，作為最重要的保溫節(jié)能材料，中國有望縮短發(fā)達(dá)國家由使用聚苯乙烯泡沫塑料、聚氨脂泡沫塑料到酚醛泡沫塑料的過程或高起點(diǎn)直接采用酚醛泡沫塑料，預(yù)計(jì)不久的將來酚醛泡沫塑料將成為中國空調(diào)建筑行業(yè)中節(jié)能材料的發(fā)展重點(diǎn)。
5 其它泡沫聚合物保溫材料
5．1 橡膠泡沫保溫材料
以三元乙丙橡膠及丁腈橡膠泡沫保溫材料為代表的橡膠泡沫保溫材料具有比較好的柔韌性和斷裂伸長率，現(xiàn)場施工比較方便。但其抗壓強(qiáng)度較差，表面容易老化龜裂及燃燒產(chǎn)煙量大、毒性高、氣味濃烈，限制了其使用領(lǐng)域，目前呈下降趨勢(shì)。
5．2 橡塑類泡沫聚合物保溫材料
橡膠或彈性體與塑料共混的橡塑泡沫保溫材料，如：NBR／PVC、PE／EPDM等橡塑泡沫保溫材料其各種性能得到互補(bǔ)和中和，使其綜合性能得到一定改善，但并不十分明顯，基本還以其基材性能為主，其使用主要決定于其基材的使用領(lǐng)域。
6 結(jié)論與展望
隨著能源和制冷領(lǐng)域的發(fā)展，對(duì)高性能的保溫材料的需求越來越迫切，保溫材料沿著復(fù)合化、輕型化和低成本方向發(fā)展，使泡沫聚合物保溫材料的應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓寬。但是聚合物泡沫材料與無機(jī)保溫材料相比，其耐熱性、防火性等方面仍有比較大的差距；同時(shí)泡沫聚合物保溫材料本身所帶來的環(huán)境問題也是不容忽視的，性能與環(huán)境安全性的矛盾始終存在，盡管已經(jīng)開發(fā)出各種綠色添加劑，但以環(huán)境和性能雙贏的方式發(fā)展保溫材料產(chǎn)業(yè)仍然任重而道遠(yuǎn)。
