硬泡聚氨酯（PU）保溫材料是由異氰酸酯與多元醇反應(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。由于其保溫性能良好，防水性能優(yōu)異，廣泛應(yīng)用于外墻保溫、屋頂保溫以及冷庫(kù)、糧庫(kù)、檔案室、管道、門窗口等特殊部位的保溫。聚氨酯硬泡在國(guó)外被大量應(yīng)用于屋面和墻體保溫，主要應(yīng)用形式有復(fù)合板材、現(xiàn)場(chǎng)噴涂?jī)深?。英?guó)早在上世紀(jì)60年代就已將聚氨酯硬泡應(yīng)用于墻體和屋面。美國(guó)1996年建筑用硬泡占硬泡總耗用量的49％，家用、商用冰箱等設(shè)備僅占23.5％。另?yè)?jù)美國(guó)聚氨酯工業(yè)協(xié)會(huì)信息，為了達(dá)到節(jié)能50％～70％的目標(biāo)，美國(guó)房屋保溫系統(tǒng)所采用的保溫材料由玻璃纖維普遍轉(zhuǎn)向聚氨酯保溫材料，以充分利用聚氨酯保溫材料良好的保溫性能和防水性。

在我國(guó)，聚氨酯硬質(zhì)泡沫在建筑外墻外保溫領(lǐng)域的應(yīng)用技術(shù)研究于10年前才開始起步。目前，其應(yīng)用除屋面保溫隔熱防水之外，還有冷庫(kù)、大中型化工設(shè)施、糧庫(kù)等方面。由于我國(guó)建筑節(jié)能事業(yè)的迅猛發(fā)展，預(yù)計(jì)用于建筑保溫隔熱的硬泡聚氨酯材料市場(chǎng)將會(huì)呈現(xiàn)跨越式的發(fā)展。

1、硬泡聚氨酯噴涂施工關(guān)鍵技術(shù)

硬泡聚氨酯噴涂技術(shù)較難掌握，易產(chǎn)生噴涂的聚氨酯泡孔不均勻等問題。應(yīng)加強(qiáng)噴涂施工人員的培訓(xùn)工作，使其熟練掌握噴涂技術(shù)，能夠獨(dú)立解決噴涂施工中遇到的技術(shù)問題。噴涂施工中需要解決的關(guān)鍵技術(shù)問題主要有以下幾個(gè)方面。

1.1乳白時(shí)間和霧化效果的控制

聚氨酯泡沫的形成需經(jīng)歷發(fā)泡和熟化兩個(gè)階段。從黑、白料混合開始到泡沫體積膨脹停止，這個(gè)過程稱為發(fā)泡。發(fā)泡過程中，體系釋放出大量的反應(yīng)熱酯噴涂工藝時(shí)，應(yīng)考慮泡孔的均勻性。泡孔均勻性主要受以下因素影響：

（1）料比偏差

機(jī)器泡與手工泡密度的差別較大。通常，機(jī)器的固定料比為1∶1，但由于各廠家白料的粘度差別較大，造成實(shí)際料比與機(jī)器固定料比不符。當(dāng)白料過量時(shí)表現(xiàn)為泡沫密度低，顏色發(fā)白，泡沫強(qiáng)度下降，手感軟，氣溫低時(shí)易收縮；當(dāng)黑料過量時(shí)表現(xiàn)為泡沫密度高，顏色深，泡沫強(qiáng)度高，手感硬而脆。這些情況下應(yīng)立即核對(duì)料比，查看過濾器是否堵塞，壓力、溫度指示是否正常，以確保黑、白料比例的準(zhǔn)確性。

（2）環(huán)境溫度

聚氨酯發(fā)泡受溫度的影響很大。發(fā)泡依靠熱量而進(jìn)行，如果沒有熱量，體系中的發(fā)泡劑就無(wú)法蒸發(fā)，從而無(wú)法生成泡沫塑料。熱量來自化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生和環(huán)境提供兩個(gè)方面?；瘜W(xué)反應(yīng)熱不受外界因素的影響，環(huán)境提供的熱量則隨環(huán)境溫度的變化而變化。當(dāng)環(huán)境溫度高時(shí)，環(huán)境能給反應(yīng)體系提供熱量，可增加反應(yīng)速度，縮短反應(yīng)時(shí)間。表現(xiàn)為泡沫發(fā)泡充分，泡沫表層和芯部密度接近。當(dāng)環(huán)境溫度低（如18℃以下），部分反應(yīng)熱就會(huì)散發(fā)到環(huán)境中。熱量的損失，一方面造成泡沫熟化期延長(zhǎng)，增大了泡沫成型收縮率（溫度越低，成型收縮率越高）；另一方面增加了泡沫材料的用量。實(shí)驗(yàn)表明：同一發(fā)泡材料，環(huán)境溫度15℃時(shí)的發(fā)泡體積比25℃時(shí)的發(fā)泡體積小25%，從而提高了泡沫的生產(chǎn)成本。

（3）風(fēng)力

噴涂作業(yè)時(shí)，要求風(fēng)速在5m/s以下。風(fēng)速超過5m/s，將吹失反應(yīng)產(chǎn)生的熱量，影響聚氨酯泡沫的快速發(fā)泡反應(yīng)，使產(chǎn)品表面變脆。同時(shí)，由于噴涂發(fā)泡機(jī)將原料混合后，以霧化狀態(tài)噴出，如風(fēng)速過大，將會(huì)吹走霧化顆粒，增加原料損耗，污染環(huán)境。

（4）基層溫度和濕度

從工程實(shí)踐可以看出，基層墻體溫度對(duì)聚氨酯的發(fā)泡效率也有很大的影響。噴涂過程中，如果環(huán)境溫度和建筑物基層墻體溫度都非常低，硬泡聚氨酯第一遍噴涂完后，反應(yīng)熱量會(huì)迅速被基層吸收，從而減少了材料的發(fā)泡量。因此，在施工時(shí)應(yīng)盡量縮短中午休息時(shí)間，在施工安排過程中宜合理安排工序，以保證硬泡聚氨酯的發(fā)泡率。硬質(zhì)聚氨酯泡沫是異氰酸酯和組合聚醚雙組分混合反應(yīng)生成的高分子產(chǎn)品。其中異氰酸酯組分很容易和水反應(yīng)生成脲，如果聚氨酯中脲鍵含量升高，則泡沫塑料將變脆，泡沫與基材的粘結(jié)力降低。因此，要求待噴基材表面清潔干燥，相對(duì)濕度小于80％，且無(wú)銹、無(wú)粉塵、無(wú)污染、無(wú)潮氣，雨天不得施工。若有露或霜，應(yīng)予以去除和干燥。

1.2現(xiàn)場(chǎng)發(fā)泡噴涂量的控制

在施工過程中應(yīng)盡量避免硬泡聚氨酯噴涂污染。聚氨酯材料在高壓作用下以霧狀液滴的形式從噴槍噴出，加之材料密度小，質(zhì)量輕，很容易被風(fēng)帶走，造成材料浪費(fèi)和環(huán)境污染。聚氨酯噴涂施工中在建筑角線、裝飾線等施工中材料浪費(fèi)極其嚴(yán)重。在建筑大角施工時(shí)，有近1/2的材料不能被噴涂到墻體上，材料浪費(fèi)嚴(yán)重。在施工過程中，還應(yīng)有效控制基層平整度。基層墻體平整度太差，也造成一定的材料浪費(fèi)。此外，如果聚氨酯噴涂過程中基層墻體的平整度誤差太大，則需要把局部正偏差太大的部分鋸掉，這樣就浪費(fèi)了聚氨酯材料和人力成本，還會(huì)給后續(xù)施工帶來難度。

1.3施工現(xiàn)場(chǎng)材料的管理

聚氨酯發(fā)泡的原理是依靠發(fā)泡劑受熱汽化進(jìn)入泡沫泡孔內(nèi)產(chǎn)生泡孔內(nèi)外壓力差從而完成發(fā)泡過程，所以發(fā)泡劑的含量和有效利用程度也是發(fā)泡效率的關(guān)鍵。

在施工前，發(fā)泡劑按一定的比例摻和在白料中。由于發(fā)泡劑是一種極易揮發(fā)的物質(zhì)，施工過程中，如果容器受環(huán)境影響其內(nèi)部溫度過高，就會(huì)使容器內(nèi)的發(fā)泡劑部分開始汽化，變成氣體存在于容器上部中空的空間或通過容器上的孔洞揮發(fā)到環(huán)境大氣中，造成材料中發(fā)泡劑的含量減少，或是低于預(yù)定的配比。此時(shí)泡沫發(fā)泡不充分，泡沫密度變大，從而同量的材料就不能產(chǎn)生預(yù)計(jì)體積的泡沫。因此，聚氨酯黑、白料在技術(shù)培訓(xùn)和安全教育。噴涂操作周圍應(yīng)作圍擋遮蔽，以免對(duì)環(huán)境造成污染。采用腳手架施工時(shí)要用小眼安全網(wǎng)遮蓋嚴(yán)密；采用吊籃施工時(shí)，吊籃四周應(yīng)做高度不低于1.8m、寬度不小于噴涂范圍的防飛濺物，以免聚氨酯顆粒隨風(fēng)吹走污染環(huán)境。嚴(yán)禁電焊等明火操作施工，施工時(shí)要備足滅火器，防止出現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)火災(zāi)。噴涂電氣設(shè)備的安裝操作人員要持證上崗，用電貯存過程中要注意密封，嚴(yán)禁暴曬。

2、硬泡聚氨酯噴涂過程中的安全保障措施

噴涂前充分做好遮擋工作。一般門窗用塑料彩條布裁成與門窗口面積相當(dāng)?shù)牟級(jí)K進(jìn)行遮擋。對(duì)于架子管、鐵藝等不規(guī)則需防護(hù)部位，應(yīng)采用聚乙烯保鮮膜進(jìn)行纏繞防護(hù)。噴涂時(shí)易產(chǎn)生聚氨酯泡沫飛濺，施工人員要做好勞動(dòng)保護(hù)。嚴(yán)格遵循高空作業(yè)安全法則，必須佩戴安全帽、安全帶，特別是吊籃施工更要采取有效的防護(hù)措施，防止吊籃墜落。新工人上崗前必須接受嚴(yán)格的技術(shù)培訓(xùn)和安全教育。噴涂操作周圍應(yīng)作圍擋遮蔽，以免對(duì)環(huán)境造成染。采用腳手架施工時(shí)要用小眼安全網(wǎng)遮蓋嚴(yán)密；用吊籃施工時(shí)，吊籃四周應(yīng)做高度不低于1.8m、寬不小于噴涂范圍的防飛濺物，以免聚氨酯顆粒隨風(fēng)吹走污染環(huán)境嚴(yán)禁電焊等明火操作施工，施工時(shí)要備足滅火器，防止出現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)火災(zāi)。噴涂電氣設(shè)備的安裝操作人員要持證上崗，用電要嚴(yán)格按照工地現(xiàn)場(chǎng)管理規(guī)定執(zhí)行。噴涂后及時(shí)涂刷聚氨酯界面砂漿，起到有效的防火作用。