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聚合物泡沫保溫材料的發展狀況。關鍵詞：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熱流具有顯著阻抗性的材料或材料復合體。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傳遞，不發生對流作用，輻射傳遞很小。它的熱導率主要取決于氣泡內部氣體的熱導率，在低溫條件下，其熱導率進一步降低，因此，它具有很好的保溫隔熱功能。其中硬質泡沫塑料以其強度、質量輕和閉孔率高的特點特別適合作為冰箱、冷柜、冷庫和冷藏車輛等低溫設施的保溫材料[1]。各種泡沫塑料通過雙面加貼瀝青紙、鋁箔、彩鋼板制成復合夾心板材以及加入纖維、填料和空心微球等可制成增強泡沫塑料。泡沫聚合物與其它材質所構成的復合材料除具有很好的保溫隔熱功能以外，還表現出多種優異的性質，它們已經被廣泛用于化工生產、房屋建筑、食品工業、能源輸送等眾多領域。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制成的一種具有氨基甲酸酯鏈段重復結構單元的聚合物。聚氨酯材料性能優異，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世紀中期，德國首先成功研制聚氨酯泡沫塑料，其采用廉價的石油化工產品環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成本，使聚氨酯泡沫塑料獲得了飛速發展[2]。硬質聚氨酯泡沫(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。其泡孔結構由無數個微小的閉孔所組成，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，應用在屋頂和墻體上，可代替傳統的防水層和保溫層，具有一材雙用之功效，以下對其性能和使用效果作簡要論述：a 優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，使其具有極低的導熱系數(0．0077W／m•K)，僅為空氣的1／3。據測算，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。b 獨特的抗水滲透性能PU硬泡是閉孔率高達92％ 以上的結構致密的微孔泡沫體，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，沒有拼接縫，保溫層與基層能形成整體，既不會脫層開裂，也不會由于基層產生一定的變形、裂紋，造成泡沫體破裂。c 較高的機械強度和抗老化、耐用性因PU硬泡材質自身物理強度較高，具有均勻致密的閉孔結構，所以泡沫體具有較高的機械強度，其抗壓強度相當于水泥蛭石。而且PU硬泡具有很好的穩定性，在長期使用中不會發生體積變形和強度變形，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，由于PU硬泡物理化學性能穩定，泡沫閉孔結構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。據測定其濕抗老化期為l6年，熱老化期為6o年。根據國外資料表明，用PU硬泡作屋面絕熱層的學校，使用l0年后，其導熱系數為0．025W／m•K，水分含量為0．034V，容量為32kg／mL引。聚氨脂硬質泡沫塑料將傳統的絕熱、防水層合二為一，近年來逐步推廣應用到房屋建設中。其以輕質、絕熱、防水等方面的優異性能，代替了傳統的隔熱、保溫、防水做法，特別適合于現澆混凝土坡屋面。既減輕了屋面荷載，又保障了屋面不滲漏、隔熱、保溫、節能，為現澆混凝土坡屋面保溫、防水提供了一條可靠的施工方法。發達國家(如歐美)的PURF有6o％作為節能材料用在建筑上，而我國的聚氨脂硬質泡沫塑料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：國家大型儲備糧庫的屋頂采用該材料作為防水保溫層。由于PURF的導熱系數僅為(0．020～0．073)w／(m•K)，因此將該材料應用于建筑物的屋頂、墻體、地面作為節能保溫材料，其節能效果將非常顯著[5l。目前，這種保溫材料使用的發泡劑F11(一氟三氯甲烷)，因其破壞臭氧層和引起溫室效應即將被禁用。而尋找經濟適用、環保型的發泡劑替代F11早在80年代已成為世界的熱門研究課題。目前，聯合國環保署推薦使用的主要是141b和環戊烷。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。有關無氟復合發泡劑的復配研究已經有了一些進展，如：周春雨等開發的天然高分子與水復合的發泡劑。該發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合物。該產品完全無氟，ODP= 0，以它為發泡劑結合其它各種復配材料所產生的聚氨酯硬質塑料的保溫性能、表觀密度、壓縮性能、水蒸氣透濕系數、吸水率等多種物理性能指標基本達到含氟產品的水平[6]。由于聚氨脂泡沫塑料燃燒產煙量大、煙氣毒性大、產品很難達到消防安全要求，特別在一些對消防要求高的場所，其使用受到了一定的限制。在歐美日等發達國家其生產和應用比例已呈下降趨勢。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。隨著工藝技術和制造設備的發展以及聚乙烯泡沫塑料具有良好的物理和化學性能，目前它已經成為一個產品多樣、生產量大、應用面寬的泡沫塑料品種。主要有模壓發泡、擠出發泡等生產工藝，又分非交聯和交聯兩種。聚乙烯泡沫塑料具有閉孔結構特點、熱導率低、吸濕和透濕性小、抗腐蝕、不吸濕、吸收沖擊性好和優良的電絕緣性能等，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品。又由于其毒性極低，可直接與食品接觸，應用范圍越來越廣。聚乙烯泡沫塑料的最高使用溫度為80℃，根據有關資料顯示，經交聯的聚乙烯泡沫塑料最高使用溫度可達到100oC左右。它可用于空調系統通風管道、工業管道、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展也是以輕質復合材料的開發為主，采用聚乙烯為輕骨料，結合硅酸鹽水泥等材料，可以制備出質輕、導熱系數小、吸水性低、抗凍融性好和膨脹系數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合布料、鋁箔等柔性面料等二次加工使其制品更具個性化和更廣闊的使用領域。由于聚乙烯自身防火性能較差，聚乙烯泡沫塑料要達到建筑所需要的防火性能要求，須添加大量的阻燃劑，使其各項物理性能大幅下降；同時因使用溫度較低和原料較貴，其使用領域也受到一定限制。
摘要： 本文就當前我國常用的外墻保溫技術及節能材料加以論述。在大力推廣外墻保溫技術的同時，要加強新型節能材料的開發和利用，從而使建筑節能真正得以實施。關鍵詞： 建筑材料 建筑節能 建筑節能是執行國家環境保護和節約能源政策的主要內容，是貫徹國民經濟可持續發展的重要組成部分。國家建設部在1995年頒布了《城市建筑節能實施細則》等文件，把《民用建筑節能設計標準〈采暖居住建筑部分〉》JGJ26-95列為強制性標準，同時建設部又于2000年10月1日發布了第76號令《民用建筑節能管理規定》，對不符合節能標準的項目，不得批準建設。在這樣一系列的節能政策、法規、標準和強制性條文的指導下，我國住宅建設的節能工作不斷深入，節能標準不斷提高，引進開發了許多新型的節能技術和材料，在住宅建筑中大力推廣使用。但我國目前的建筑節能水平，還遠低于發達國家，我國建筑單位面積能耗仍是氣候相近的發達國家的3倍~5倍。北方寒冷地區的建筑采暖能耗已占當地全社會能耗的20%以上，且絕大部分都是采用火力發電和燃煤鍋爐，同時給環境帶來嚴重的污染。所以建筑節能還是本世紀我國建筑業的一個重要的課題?！ ≡诮ㄖ?，外圍護結構的熱損耗較大，外圍護結構中墻體又占了很大份額。所以建筑墻體改革與墻體節能技術的發展是建筑節能技術的一個最重要的環節，發展外墻保溫技術及節能材料則是建筑節能的主要實現方式。1 外墻保溫技術 節能保溫墻體施工技術主要分為外墻內保溫和外墻外保溫兩大類?！ ?.1 內保溫技術及其特點 外墻內保溫施工，是在外墻結構的內部加做保溫層。內保溫施工速度快，操作方便靈活，可以保證施工進度。內保溫應用時間較長，技術成熟，施工技術及檢驗標準是比較完善的。在2001年外墻保溫施工中約有90%以上的工程應用內保溫技術。被大面積推廣的內保溫技術有：增強石膏復合聚苯保溫板、聚合物砂漿復合聚苯保溫板、增強水泥復合聚苯保溫板、內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格布的做法?！ 〉珒缺貢嗾加檬褂妹娣e，“熱橋”問題不易解決，容易引起開裂，還會影響施工速度，影響居民的二次裝修，且內墻懸掛和固定物件也容易破壞內保溫結構。內保溫在技術上的不合理性，決定了其必然要被外保溫所替代?！ ?.2 外保溫技術及其特點 外保溫是目前大力推廣的一種建筑保溫節能技術。外保溫與內保溫相比，技術合理，有其明顯的優越性，使用同樣規格、同樣尺寸和性能的保溫材料，外保溫比內保溫的效果好。外保溫技術不僅適用于新建的結構工程，也適用于舊樓改造，適用于范圍廣，技術含量高；外保溫包在主體結構的外側，能夠保護主體結構，延長建筑物的壽命；有效減少了建筑結構的熱橋，增加建筑的有效空間；同時消除了冷凝，提高了居住的舒適度?！ ∧壳氨容^成熟的外墻保溫技術主要有以下幾種?！ ?.2.1外掛式外保溫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?；炷翉秃暇郾椒率b飾保溫板、鋼絲網架夾芯墻板等。其中聚苯板因具有優良的物理性能和廉價的成本，已經在全世界范圍內的外墻保溫外掛技術中被廣泛應用。該外掛技術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，壓入玻璃纖維網格布形成保護層，最后加做裝飾面?！ ∵€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先制作的龍骨上，直接形成裝飾面。由貝聿銘先生設計的中國銀行總行辦公樓的外保溫就是采用的這種設計?！ ∵@種外掛式的外保溫安裝費時，施工難度大，且施工占用主導工期，待主體驗收完后才可以進行施工。在進行高層施工時，施工人員的安全不易得到保障?！ ?.2.2聚苯板與墻體一次澆注成型 該技術是在混凝土框—剪體系中將聚苯板內置于建筑模板內，在即將澆注的墻體外側，然后澆注混凝土，混凝土與聚苯板一次澆注成型為復合墻體。該技術解決了外掛式外保溫的主要問題，其優勢是很明顯的。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，聚苯板起保溫的作用，可減少外圍圍護保溫措施。但在澆注混凝土時要注意均勻、連續澆注，否則由于混凝土側壓力的影響會造成聚苯板在拆模后出現變形和錯茬，影響后序施工?！ ∑渲袃戎玫木郾桨蹇梢允请p面鋼絲網的，也可以是單面鋼絲網的。雙面鋼絲網聚苯板與混凝土的連接，主要是依靠內側鋼絲網架與墻體外側配筋相綁扎及混凝土與聚苯板的粘接力，其結合性能良好，具有較高的安全度。單面鋼絲網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，結合性能也較好。與雙鋼絲網相比較，單面鋼絲網技術因取消了內側鋼絲網和安裝保溫板前的板外側抹灰，節省了工時和材料?！ ∑湓靸r可降低10%左右?！ 〉藘煞N做法都采用了鋼絲網架，造價較高，且鋼材是熱的良導體，直接傳熱，會降低墻體的保溫效果?！ ∥覀儗τ诨炷僚c無網架聚苯板一次成型復合墻體進行了試驗研究。試驗結果表明，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。當我們對聚苯板的背面進行處理之后，其與混凝土的粘接力進一步提高（其平均粘接強度可以達到0.07Mpa，而且破壞均發生在聚苯板內）。此技術取消了鋼絲網架，其保溫性能提高，而且板的成本再次降低。在經過對其長期耐久性論證之后，工程中可以推廣使用?！ ?.2.3聚苯顆粒保溫料漿外墻保溫 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。該技術包含保溫層、抗裂防護層和抗滲保護面層（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在1998年就被建設部列為國家級工法。這種工法是目前被廣泛認可的外墻保溫技術?！ ≡撌┕ぜ夹g簡便，可以減少勞動強度，提高工作效率；不受結構質量差異的影響，對有缺陷的墻體施工時墻面不需修補找平，直接用保溫料漿找補即可，避免了別的保溫施工技術因找平抹灰過厚而脫落的現象。同時該技術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，從而實現外墻外保溫技術的重要突破。與別的外保溫相比較，在達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。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。此外，節能保溫墻體技術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（也可以現場發泡）等填入夾層中，形成保溫層。2 外墻保溫節能材料 節能材料屬于保溫絕熱材料。絕熱材料是指用于建筑圍護或者熱工設備、阻抗熱流傳遞的材料或者材料復合體，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備的熱環境，另一方面是為了節約能源。隨著世界范圍內能源的日趨緊張，絕熱材料在節能方面的意義日顯突出。僅就一般的居民采暖的空調而言，通過使用絕熱圍護材料，可在現有的基礎上節能50% ~80%。據日本的節能實踐證明，每使用1噸絕熱材料，可節約標準煤3噸/年，其節能效益是材料生產成本的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”?！ ⊥鈮Ρ刂饕强勘亟^熱材料作為建筑圍護，開發和應用高效的保溫絕熱材料是保證建筑節能的有效措施。目前世界各發達國家，均對絕熱材料的生產和應用十分重視，之所以建筑節能工作做得好，與他們重視和發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熱系數?！ 牟牧系慕M成上看，一般有機高分子的導熱系數都小于無機材料；非金屬的導熱系數小于金屬材料；氣態物質的導熱系數小于液態物質，液態物質小于固體。所以在條件允許的情況下，應盡量使用有機高分子材料或無定形的無機材料，這對于保溫絕熱是有利的?！ 牟牧系慕Y構上看，當材料的表觀密度降低、孔隙率增大，材料內部的孔隙為大量封閉的微小孔時，材料的導熱系數是比較小的。對于泡沫塑料制品，要滿足保溫絕熱材料的要求其最佳的表觀密度為16~40kg/m3?！ ∮捎诳紫兜拇嬖?，材料在潮濕的環境下，不可避免地要吸水，而水的導熱系數（0.5815W/m·K）比靜止空氣的導熱系數（0.0233 W/m·K）要大很多，因此，當環境濕度增大時，材料的平衡含水率增大，材料的導熱系數將會降低。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，要對材料進行憎水處理或用防水材料包覆?！ ×硗?，保溫絕熱材料還必須能抵抗一定的沖擊荷載，具有與使用環境相一致的機械強度。其粘結性能要好，還得有小的收縮率及與環境相適應的耐久性?！ ?.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共同的特點就是在材料內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。它們的性能對比見表1?！ r（礦）棉和玻璃棉有時統稱為礦物棉，它們都屬于無機材料。巖棉不燃燒，價格較低，在滿足保溫隔熱性能的同時還能夠具有一定的隔聲效果。但巖棉的質量優劣相差很大，保溫性能好的密度低，其抗拉強度也低，耐久性比較差?！ 〔Ａ夼c巖棉在性能上有很多相似之處，但其手感好于巖棉，可改善工人的勞動條件。但它的價格較巖棉為高?！ 【郾揭蚁┡菽芰鲜且跃郾揭蚁渲瑸橹饕?，經發泡劑發泡而制成的內部具有無數封閉微孔的材料。其表觀密度小，導熱系數小，吸水率低，隔音性能好、機械強度高，而且尺寸精度高，結構均勻。因此在外墻保溫中其占有率很高?！ ∮操|聚氨酯泡沫塑料具有非常優越的絕熱性能，它的導熱系數之低（0.025 W/(m2·K)）是其他材料所無法與之相比的?！ ⊥瑫r其特有的閉孔結構使其具有更優越的耐水汽性能，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。但因其價格較高、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?！ 〕Ｓ帽亟^熱材料的主要性能材料名稱 表觀密度（kg/m3） 最高使用溫度（℃） 抗壓強度（MPa） 導熱系數[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 料采用預混干拌技術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，使用時按配比加水在攪拌機中攪拌成漿體后再加入聚苯顆粒，充分攪拌后形成塑性良好的膏狀體，將其抹于墻體干燥后便形成保溫性能優良的隔熱層。此種材料施工方便，保溫性能良好。其中聚苯顆?？梢圆捎霉I品，也可以采用廢舊聚苯保溫板經機械破碎后的顆粒，這對于防制白色污染、保護環境十分有益的。但此種保溫材料吸水率較其他材料為高，使用時必須加做抗裂防水層?？沽逊浪Ｗo層材料由抗裂水泥砂漿復合玻纖網組成，可長期有效控制防護層裂縫的產生。3 結語目前我國外墻保溫技術發展很快，是節能工作的重點。外墻保溫技術的發展與節能材料的革新是密不可分的，建筑節能必須以發展新型節能材料為前提，必須有足夠的保溫絕熱材料做基礎。節能材料的發展又必須與外墻保溫技術相結合，才能真正發揮其作用。正是由于節能材料的不斷革新，外墻保溫技術的優越性才日益受到人們重視。所以在大力推廣外墻保溫技術的同時，要加強新型節能材料的開發和利用，從而真正地實現建筑節能。參考文獻1. 胡小媛，許琳. 我國建筑絕熱材料的應用現狀及其前景. 保溫材料與節能技術，2002，（6）：2~42. 劉洪濤等. 幾種常見的外墻保溫形式及材料. 建筑技術與應用，2001，（1）：39~403. 郭瑩. 外墻內、外保溫技術在建筑節能住宅中的作用. 建筑技術開發，2002，（2）：46~484. 齊文龍等. 聚苯板外墻保溫技術的應用. 建材·建筑·裝修，2000，（2）：335. 徐惠忠，周明. 絕熱材料生產及應用. 北京：中國建材工業出版社，2001
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泡劑的可發性聚苯乙烯珠粒為原料，采用模壓發泡、擠出發泡和擠出發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量大、應用范圍廣。它具有密度范圍寬、價格低、保溫隔熱性優良、吸水性小、水蒸氣滲透性低、吸收沖擊性好等優點，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合板。目前，聚苯乙烯泡沫板及其復合材料由于價格低廉、絕熱性能好而成為外墻絕熱及飾面系統的首選絕熱材料[8l。真空聚苯乙烯泡沫材料是將氣相泡沫抽真空并密封，真空泡體的熱傳導能力顯著降低，潘曉萍等[9]對真空聚苯乙烯泡沫與傳統聚苯乙烯發泡材料進行比較。研究表明：(1)真空聚苯乙烯泡沫用于制冷保溫節能效果明顯，并隨使用的平均溫度降低，保溫節能效果更好。(2)聚苯乙烯是多孔狀材料，應用于制冷保溫時，隨溫度下降，孔內產生結冰現象，降低保溫效果，抽真空后的聚苯乙烯泡沫孔內不存在水蒸氣，就不會出現結冰現象。(3)用真空聚苯乙烯泡沫包裝材料價格便宜，可大大提高經濟效益。(4)真空聚苯乙烯保溫材料的節能效果與真空度和鉆孔的多少有關。提高真空度應在不影響材料強度的情況下，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境的白色污染，以廢棄EPS為原料制備出的復合保溫材料容重小，其保溫隔熱性、耐化學腐蝕性優良，且為閉孔憎水結構，不吸水，其韌性、耐水性、耐候性均優于膨脹珍珠巖，因此EPS的回用技術已經成為保溫材料的發展熱點之一。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，與硅酸鹽無機膠凝材料不相容[10]。以EPS為輕骨料配制保溫砂漿的關鍵技術之一，就是對EPS實施表面改性，使其由憎水性變為親水性，使之能被新拌硅酸鹽漿體所潤濕，以增強EPS與膠凝材料的結合。彭家惠等[11]選擇適宜的高分子粘結劑和偶聯劑，配制低水灰比的聚合物硅酸鹽膠凝材料，利用粘結劑和偶聯劑的雙重作用，實現復合膠凝材料對EPS的表面包裹，使EPS表面由憎水性改變為親水性，成功地解決了無機膠凝材料與EPS不潤濕、混合料和易性差、粘結強度低的技術難題，為EPS保溫砂漿的應用奠定了基礎。麥守義等[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、引發劑、塑化劑、增強纖維等材料，制成輕質混凝土，該混凝土具有良好的物理力學性能，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。4 酚醛泡沫塑料多年來國內外的保溫材料絕大部分是泡沫聚氨酯和泡沫聚苯乙烯，由于這兩種產品的耐熱和防火性差、性價比高，因此開發出性價比更低、防火和力學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，火災時煙霧少，有毒氣體極微，耐火焰穿透，使用溫度可達150℃ ，炭化后其使用溫度超過1000℃ ，可用于航天材料；其強度和吸濕性較高的弱點可以通過結構措施和添加各種填料來改善，前蘇聯和東歐的很多國家已經廣泛采用酚醛泡沫塑料，特別是最近十幾年，隨著酚醛低溫發泡技術的進步和成熟，酚醛泡沫塑料得到了飛速地發展，已逐漸取代泡沫聚氨酯和泡沫聚苯乙烯，成為硬質泡沫塑料中的佼佼者。英國、西歐和中東很多國家已經規定新建工程中優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良的復合保溫材料。如以酚醛泡沫塑料為膠結劑，泡沫聚苯乙烯顆粒為填料，結合其它添加劑合成出具有力學性能好、難燃、工藝簡單和成本低等優良特性的復合材料，它的耐久系數可達到0．82，使用年限可達20年 。如用聚氨脂預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用已比較成熟。目前，國內酚醛泡沫塑料的低溫連續發泡生產技術已達到世界先進水平，國內已基本具備從樹脂合成技術到低溫連續發泡生產線以及各環節的生產技術。在空調行業正從管道安裝、管道保溫分步完成向一次完成安裝過渡和國家建筑節能技術大力推廣階段，作為最重要的保溫節能材料，中國有望縮短發達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直接采用酚醛泡沫塑料，預計不久的將來酚醛泡沫塑料將成為中國空調建筑行業中節能材料的發展重點。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，現場施工比較方便。但其抗壓強度較差，表面容易老化龜裂及燃燒產煙量大、毒性高、氣味濃烈，限制了其使用領域，目前呈下降趨勢。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域。6 結論與展望隨著能源和制冷領域的發展，對高性能的保溫材料的需求越來越迫切，保溫材料沿著復合化、輕型化和低成本方向發展，使泡沫聚合物保溫材料的應用領域不斷拓寬。但是聚合物泡沫材料與無機保溫材料相比，其耐熱性、防火性等方面仍有比較大的差距；同時泡沫聚合物保溫材料本身所帶來的環境問題也是不容忽視的，性能與環境安全性的矛盾始終存在，盡管已經開發出各種綠色添加劑，但以環境和性能雙贏的方式發展保溫材料產業仍然任重而道遠。
標簽： 研究進展
