摘要:聚氨酯作为一种新型的化工建材在建筑领域的应用越来越广泛。分别介绍了聚氨酯塑胶、聚氨酯建筑玻璃密封胶、聚氨酯防水涂料、聚氨酯保温材料、聚氨酯墙地砖陶瓷模具、隔热断桥铝合金门窗、聚氨酯道路嵌缝胶、聚氨酯灌浆材料、艺术地坪模板的性能特点及其应用领域。
关键词:聚氨酯塑胶;玻璃密封胶;防水涂料;保温材料;陶瓷模具
自改革开放以来,我国的国民经济迅猛发展,人民的生活水平也日益提高,建筑业也随之迅速发展,同时也带动了建材工业的发展。建材工业除了传统的钢铁、水泥外,还包括20世纪末兴起的新的建材工业———化学建材,聚氨酯就是其中的一种。它以优异的物理机械性能在建筑领域发挥着重要作用。
1聚氨酯塑胶
聚氨酯塑胶是一种新型的高分子合成材料,该材料具有弹性好、强度高、耐磨、耐低温、抗老化、防滑、防水、整体黏结性强、施工成型方便等特点,是一种非常好的室内铺装和运动场地的铺装材料。聚氨酯塑胶材料主要用于运动跑道、网球场、篮球场、排球场、体操房以及幼儿园活动场地等各类运动设施。聚氨酯作为铺装材料,虽然成本很高,但以其优异的性能和良好的效果在建筑业日益受到重视。
2聚氨酯建筑玻璃密封胶
密封胶主要用于填缝,其使用已遍及建筑、汽车、机床、船舶、飞机等产业领域,但80%用于建筑,每年以2位数的速度增长。建筑用的密封胶主要是聚硫、有机硅以及聚氨酯,而聚氨酯密封胶对各种建筑材料都具有良好的黏合性,可应用于建筑领域的各个部门。并且其价格比有机硅和聚硫密封胶便宜,因此从20世纪90年代开始聚氨酯密封胶的需求量超过有机硅和聚硫密封胶而占主导地位。
聚氨酯密封胶是继聚硫硅橡胶之后又一个无溶剂型密封胶,通常用于中高层的预制构件的建筑,它是以异氰酸酯基(-NCO)为主料与含活泼氢化合物固化剂反应而成的室温固化型聚氨酯密封胶,分为单组分和双组分2种。单组分的有加入筒形管和密封罐2种,通过与空气中的水分反应而固化,因此在保存时要存放在阴冷干燥的地方;双组分是由主料和固化剂组成,使用时需按比例配制,操作比较麻烦。
3聚氨酯防水涂料
聚氨酯防水涂料是为了克服传统的沥青系列防水涂料和防水卷材不足,于20世纪60年代在欧美和日本出现的一种新型防水涂料。由于其整体防水效果优异、性能稳定可靠、施工维修方便,加上其组成调节灵活,适用于建筑物不同部位的防水和堵漏而受到重视。
聚氨酯防水涂料一般有双组分和单组分两种形式,双组分聚氨酯防水涂料的甲组分一般是由聚醚多元醇与异氰酸酯缩聚而成的端异氰酸酯基(NCO)预聚体,乙组分是含有活泼氢交联剂的黏稠状液体,施工时将甲、乙组分按比例混合均匀,涂刷在防水基层上,常温固化成有弹性的涂膜,从而起到防水的作用。单组分聚氨酯防水涂料是含NCO端基的预聚体和空气中的潮气反应,生成脲键而固化成膜。单组分聚氨酯防水涂料克服了双组分聚氨酯防水涂料施工时需要现场调配的缺点,使用方便,已逐渐受到重视。但单组分聚氨酯防水涂料固化速度受温度和空气湿度的影响,冬季固化慢,因此适应性不及双组分防水涂料。
4聚氨酯保温材料
在建筑领域,设计建筑必须考虑绝热保温、提高能源效率和降低能耗等问题,硬质聚氨酯泡沫具有质量轻、导热系数低、耐热性好、耐老化、容易与其他基材黏结、燃烧不产生熔滴等优异性能,被誉为目前国际上性能最好的保温材料,广泛用于建筑物的屋顶、墙体、天花板、地板、门窗等作为保温隔热材料。
5聚氨酯墙地砖陶瓷模具
随着建筑陶瓷产量的迅速增长,墙地砖陶瓷模具也面临着越来越激烈的挑战。现在的模具生产,已不再满足于一般常规制造,而是对模具结构和模具材料的最佳选择,并同时减少和杜绝砖坯缺陷,从而实现整套模具高寿命、高质量、高效率等方面都提出了很高的要求。
近年来,根据模具生产形势,我国用国产设备、国产材料研制开发了聚氨酯橡胶模具,质量已达到进口橡胶模具的水平。
聚氨酯橡胶模具,又叫橡胶模,是在金属钢模的表面覆盖一层有特殊性能的高分子材料的模具,国外从20世纪80年代开始使用,我国虽然起步较晚,但在聚氨酯橡胶模具的研制和制造以及在建筑陶瓷行业的广泛应用,已处于世界领先水平。
6隔热断桥铝合金门窗
随着经济发展,符合消费者要求的新型门窗幕墙结构陆续出现,从国外引进的节能门窗在国内已经被多数门窗公司及铝型材生产厂接受并采用,国内投入大量的人力、物力进行研制,已经取得较大的进展。目前节能窗种类有塑钢窗、铝塑复合窗、双层窗、铝包木窗、铝合金隔热断桥窗等。这几种窗用玻璃主要为中空玻璃,也有用玻璃贴膜的。行内人士比较看好铝合金隔热断桥窗,中国建筑标准设计研究所和铝门窗幕墙委员会编制的隔热条与隔热铝型材标准,已于2002年完成。不难看出,铝合金隔热断桥窗是个发展方向。隔热断桥窗用铝型材主要生产工艺有2种:注胶式和穿条式。注胶式断热冷桥为亚洲铝厂所采用,是美国亚松公司的技术。其基本原理是将铝合金型材分成内外2个整体,两者之间利用一种特殊配方的高分子绝缘聚合物“断热胶”进行连接,从而使铝型材扇料和框料达到有效断热的目的。这里提到的“断热胶”是一种特殊的聚氨酯树脂。山西省化工研究所合成材料厂研制开发成功了隔热断桥铝合金门窗用GR-1聚氨酯树脂,主要用于铝合金门窗的灌注与隔断热量的散发。工业试验表明,该树脂各项物理性能、工艺性能和机械性能均达到了美国亚松公司的聚氨酯树脂的水平。GR-1聚氨酯树脂采用一步法反应体系,甲组分由低聚物多元醇和功能助剂混合而成,乙组分为多异氰酸酯或改性多异氰酸酯,室温下均为低黏度液体。该体系凝胶时间为60s～180s,硬度大于邵D80,弯曲强度大于60 MPa,拉伸强度大于50 MPa,导热系数小于0.23 W(/m·K),阻燃性能达到FV-0,热形变温度为50℃～60℃。
7聚氨酯道路嵌缝胶
聚氨酯道路嵌缝胶是一种新型双组分常温固化嵌缝材料,甲组分为多异氰酸酯预聚体,乙组分为低聚物多元醇和功能助剂的混合物,其产品具有黏结强度好、强度高、弹性好、抗老化、延伸率好、固含量高、使用寿命长、操作方便等特点,并不含焦油和石油树脂及沥青等对人体有害的溶剂,广泛用于高速公路接缝、机场停机坪及跑道、桥面的伸缩缝、地下隧道、水库堤坝等接缝施工。
8聚氨酯灌浆材料
聚氨酯灌浆材料是应用于岩上、土木建筑工程中起堵水、防渗、加固作用的一种新型灌浆材料。它遇水后立即反应,体积迅速膨胀,生成一种不溶于水、有较高强度和弹性的凝胶体,广泛应用于地下工程的防水堵漏、建筑物地基加固、复杂地层的稳固、大坝基础加固、隧道防止滴水、破碎体加固、地下铁道基础加固、桥基加固和裂缝补强、矿井建设中的止水和加固等方面。
聚氨酯灌浆材料分水溶性和油溶性两种,两者都能防水、堵漏、加固地基。水溶性聚氨酯灌浆材料包水量大、渗透半径大。油溶性聚氨酯灌浆材料形成的固结体强度大、抗渗好,适用于加固地表和防水兼备的工程,适用于堵填动水层的涌水和土质表面层的防护。
9艺术地坪模板
艺术地坪模板主要应用于广场、公园、住宅小区的道路美化和艺术化,有各种仿真花纹,相对以前的拼砖工艺它具有施工速度快,整体性能好,修补方便等特点。
艺术地坪模板是由双组分聚氨酯组合料在室温下混合浇注而成,该种组合料是由山西省化工研究所最早研制出来的,其目的是将现有的进口模板国产化。性能和国外进口模板性能差别不大。该组合料是由甲乙两组分组成,其甲组分是由聚醚多元醇和异氰酸酯反应而成的预聚体,常温下是淡黄色黏稠液体,乙组分是固化剂、填料和功能助剂混合物。在室温下将甲、乙组分按比例混合搅拌均匀,然后浇注到提前翻制好的母模中,3 h～4 h即可脱模,放置7 d性能达最佳。
聚氨酯弹性体作为一种新型的材料已逐渐应用到了各行各业中,发挥的作用也愈来愈大,随着建筑业的发展、人们对环境保护意识的逐渐提高、聚氨酯新技术的不断出现,聚氨酯在建筑中的应用会愈来愈广。
参考文献
[1]赵守佳.浅谈国内聚氨酯防水涂料的现状和趋势[J].聚氨酯工业,2000,15(3):9.
[2]徐归德.应用于建筑工业的硬质聚氨酯泡沫塑料[J].化学推进剂与高分子材料,2004(5):1.
[3]王敏.聚氨酯橡胶在墙地砖陶瓷模具中的应用[J].陶瓷科学与艺术,2004(4):36.(责任编辑:刘翠玲)
