CN100453755C - 一种聚氨酯合成板及其应用 - Google Patents

Abstract

一种聚氨酯合成板，属于由两层或更多层材料构成的绝热、防水的板材技术领域，从里到外依次由界面层、聚氨酯保温层、专用板构成，其特征在于，所述的专用板是水泥基或硅钙质的中密度压力型板材、高密度压力型板材或非压力型板材；所述中密度压力型板材、高密度压力型板材或非压力型板材添加有石棉类无机纤维和/或硅质材料或者所述中密度压力型板材、高密度压力型板材或非压力型板材添加有非石棉类无机纤维和/或硅质材料；所述的界面层材料与聚氨酯保温层表面的粘结强度≥100kPa。本发明的聚氨酯合成板，具有保温、防水、阻燃的作用，应用于建筑节能，具有施工操作简便、工序少，一次成型的特点；且本发明的板材安装后可以无板缝也可以有板缝，施工过程无污染。

Description

一种聚氨酯合成板及其应用

技术领域

本发明属于由两层或更多层材料构成的绝热、防水的板材技术领域，具体涉及一种聚氨酯合成板及其在建筑节能中的应用。

背景技术

随着全球工业化进程和发展，能源危机日渐显现，尤其是我国，严峻的能源形式和高出发达国家数倍的单位产值能源消耗凸现严重性，在我国的能源消耗中，建筑能耗占总能耗的40％以上。我国是世界上最大的建筑市场，每年净增建筑量近20亿平方米，建筑节能必然且已经成为我国节能的重点。我国已发布对建筑节能强制实行50％，推广应用65％的标准，今后此标准还将进一步提高，在十一五期间新建筑要严格执行节能标准，现有建筑要逐步实施节能改造。

随着建筑节能标准的提高，保温系统材料的选择和保温体系的应用成为重点。作为建筑节能保温应用先锋的保温浆料做法因为较低的导热系数和施工质量难以保证，目前已被淘汰，现有的建筑保温市场由发泡聚苯乙烯板占领主导地位，但是，因为其导热系数较大(是聚氨酯产品的两倍以上)、生产熟化期较长(需在生产工厂陈化42天以上)等问题，在应用中又因其厚度过大(需≥7cm)，造成建筑外围护系统安全性、稳定性等均有不利影响，同样也在建筑节能标准提高后其市场应用前景和在建筑节能应用方面受到了限制。而聚氨酯产品因其优异的保温性能(目前已知保温材料中最低的导热系数)、较低的吸水率、抗压强度等特质，可以以较低的厚度达到保温、防潮、防水等多位一体的效果满足建筑节能要求，因此其在建筑节能上得到越来越广泛的应用。

聚氨酯保温材料目前在建筑节能的保温应用技术主要是喷涂法，施工原理是利用专用设备将异氰酸酯(俗称黑料)和聚醚多元醇(俗称白料)按一定比例从喷枪口喷出后瞬间均匀混合，喷涂到墙体上之后迅速发泡，在墙体基层上形成无接缝的聚氨酯体保温防水层。

公告号为CN1177115C的中国专利公开了一种聚氨酯外保温墙体，其特征在于：在墙体基层涂刷一层聚氨酯底漆，在聚氨酯底漆上外挂一层经纬方格线，在经纬方格线中现场喷涂聚氨酯硬质泡沫塑料保温层，保温层外是轻质抹面砂浆找平层、找平层外再抹聚合物抗裂砂浆，并压入耐碱玻纤网格布，饰面层是柔性耐水腻子、平壁状涂料或浮雕涂料。

由于建筑物外墙垂直设置的特性，聚氨酯采用喷涂做法需要使用专用的外墙喷涂材料，对喷涂料分层粘结性、防水性等材料的要求和施工作业的围护、喷涂方式等工艺的要求均有更高的标准。喷涂施工存在喷涂后各层密度不一致的问题，直接或间接影响了系统安全性能；喷涂过程中材料浪费较严重，造成成本居高不下，由于喷涂过程中喷枪距离墙面较远(500～900mm)，风力超过3级就会造成喷涂材料四处飘散，污染环境，另外喷涂作业后表面很难达到平整因此需要人工找平，保温层表面不能采用重质砂浆抹面以防止砂浆自重拉伤泡沫，而且保温层表面需要做抗裂砂浆复合网格布抹面处理，以作为保温层的外保护层作用，喷涂作业受到环境和天气影响非常严重，种种不利因素，均不利于聚氨酯建筑保温节能技术的深入推广。

按照行业标准JGJ144-2004《外墙外保温工程技术规程》的要求，对于具有薄抹面层的系统，保护层厚度应不小于3mm并且不宜大于6mm。对于具有厚抹面层的系统，厚抹面层厚度应为25mm至30mm。但是由于喷涂聚氨酯层的表面平整度，虽人工修整，但仍然达不到薄抹面的要求，而厚抹灰带来的直接后果就是抹灰层重量超标，容易拉伤破坏保温层。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的问题，提供了一种新型的聚氨酯合成板，具有保温、防水、阻燃的作用，应用于建筑节能施工，具有施工操作简便、工序少，一次成型的特点；且本发明的板材安装后可以无板缝也可以有板缝，施工过程无污染。

本发明具体采用如下的技术方案：

一种聚氨酯合成板，从里到外依次由界面层、聚氨酯保温层、专用板构成，其特征在于，所述的专用板是水泥基或硅钙质的中密度压力型板材、高密度压力型板材或非压力型板材；所述中密度压力型板材、高密度压力型板材或非压力型板材添加有石棉类无机纤维和/或硅质材料或者所述中密度压力型板材、高密度压力型板材或非压力型板材添加有非石棉类无机纤维和/或硅质材料；所述的专用板厚度为4～12mm；所述的界面层材料与聚氨酯保温层表面的粘结强度≥100kpa。

所述的专用板是纤维水泥板、无机纤维增强平板、硅酸钙板的一种，所述的纤维水泥板包括纤维水泥压力板。

所述聚氨酯合成板由工厂化预制加工或施工现场加工而成，制法包括下列步骤：

使用专用设备采取喷涂或浇注的方法将聚氨酯原料混合并在专用板表面发泡成型或使用成品聚氨酯板材利用胶粘剂使其与专用板复合在一起，发泡过程控制聚氨酯保温层成型后的表面平整度和厚度，如有偏差，采取机械切割或人工裁切、削磨的方式进行修整，清理后在聚氨酯保温层表面使用涂刷或喷涂的方式附加界面层，最终在各层干燥并达到各层材料性能指标后经修整成型为聚氨酯合成板。

本发明的板材待泡沫稳定后修整合成保温板边角，使其成品尺寸符合标准规格(可根据订单直接加工裁切成所需规格尺寸，也可以施工现场加工)，然后打包运输至施工现场，按照操作规程施工作业，并在工程结束后成为建筑节能应用的保温体系。

所述的界面层可以是双组分材料或单组分材料，市场流通的双组分或单组分界面处理剂与聚氨酯表面粘结强度符合大于100kpa指标的均可以作为界面处理材料，界面层是为了更好的解决聚氨酯与聚合物粘结砂浆或粘结胶水之间的粘结效果。

所述的聚氨酯保温层是由石油类聚醚多元醇或/和植物类聚醚多元醇与多异氰酸酯反应而成的硬质聚氨酯泡沫。

一般来说，使用浇注或喷涂的方式成型的聚氨酯表面有一层光滑的自结皮，如果不处理掉自结皮或不在自结皮上附加界面处理有可能造成聚氨酯合成板与建筑基墙粘结不良的问题，而去除自结皮增加了工艺步骤和成本，因此本发明的界面层对改善粘结效果会起到很好的作用。

但是，在某些实际情况下，也可以省略界面层。

例如：利用胶粘剂也可以达到粘结的目的或者采取了去皮工艺或切割的板材表面不会很光滑也可以使用砂浆达到粘结的目的。

本发明所述的聚氨酯合成板在建筑节能施工中的应用，其特征在于，包括下列步骤：

1)工厂化或施工现场预制加工聚氨酯合成板；

2)建筑基层的预处理、水泥砂浆找平(必要时)；

3)根据建筑投影尺寸制作聚氨酯合成板放样布板图，并放样至建筑基层，按照布板图工厂化或现场裁切加工非标准聚氨酯合成板；

4)在聚氨酯合成板界面防水层一面采取点粘法或条粘法抹聚合物粘结砂浆或其他粘结材料(例如具有粘结作用的胶水)，按照错缝拼接的方式依据建筑基层放样位置安装聚氨酯合成板；

5)粘结砂浆或粘结胶水固化后在合成保温板上钻孔，孔深至建筑基层内，安装塑料膨胀螺栓(辅助加固措施)；

6)安装完毕，在拼板板缝处灌注聚氨酯，使其与聚氨酯合成板融为一体；当拼板板缝小于1mm，则省略板缝灌注聚氨酯步骤；

7)板缝使用纤维网格布粘结遮盖；

8)聚氨酯合成板表面修整清理后直接进行涂料、面砖或其他饰面处理。

本发明也可以采用浇注法将聚氨酯专用板粘结在建筑基层，具体采用下述步骤：

1)安装聚氨酯合成板，并在聚氨酯合成板与建筑基层之间预留空隙；

2)在预留的空隙内浇注有粘结材料，使合成板与建筑基层成为一体，所述的粘结材料是聚氨酯、粘结胶水的一种。

本发明还可以采用干挂法将聚氨酯专用板钉挂在建筑基层，具体采用下述步骤：

1)在建筑基层安装龙骨；

2)采用膨胀锚固栓或铆钉将聚氨酯合成板固定在龙骨上；

3)勾缝处理。

本发明具有如下有益的效果：

1)本发明的聚氨酯合成板已经经过抗渗处理，再加上聚氨酯本身具良好的保温、防水性能，因此板材整体具备保温防水的特点；

2)本发明所使用的专用板防火阻燃，聚氨酯层亦可以达到B2级以上的防火标准，因此合成板能够达到建筑防火等级要求；

3)本发明的聚氨酯合成板各层粘结强度高，整体变形小，稳定性好，可以满足建筑围护结构保温系统的各项性能要求，其外表面可以直接刮腻子、刷涂料或贴面砖等外饰面施工；

4)本发明的聚氨酯合成板应用于建筑节能施工，其施工简单、周期短，大大减少了工艺步骤，消除了薄抹灰工艺带来的施工难度，降低了人工及材料消耗，且施工过程可以免除现场喷涂施工带来的污染。

5)本发明的产品是工厂化将界面层、保温层、保护层一体化成型的，其保护层采用特殊材质的板材，厚度只有4-12mm，但板材整体具有较强的抗冲击性。

6)本发明进一步可采用植物类聚醚多元醇聚氨酯，更加环保。

附图说明

图1是本发明实施例聚氨酯合成板在在建筑围护中墙体的剖面示意图；

图2是本发明实施例墙体错缝拼接的示意图；

图3是现有技术聚氨酯喷涂法在建筑围护中墙体的剖面示意图。

具体实施方式

图中，1是基层墙体，2是水泥砂浆找平层，3是界面层，4是聚氨酯保温层，5是专用板层，6是饰面层；2-1是聚氨酯合成板；3-1是基层墙体，3-2是聚氨酯底漆层，3-3是聚氨酯泡沫保温层，3-4是界面层，3-5是找平层，3-6是耐碱玻纤网格布，3-7是轻质抹面砂浆，3-8是饰面层。

实施例1

1)采用的原料：异氰酸酯、植物类聚醚多元醇或/和石油类聚醚多元醇、纤维水泥板、塑料膨胀螺栓、耐碱玻璃纤维网格布及自粘带、抗裂粘结砂浆、抗裂抹面砂浆、界面材料。

以上原料皆市售商品，其中，纤维水泥加压板也可以采用纤维水泥压力板、FC板、纤维水泥板、无机纤维增强平板、硅酸钙板等水泥基或硅钙质的材料制成的板材代替。专用板的厚度为4-12mm。本发明所述的专用板符合行业标准：J/CT412-1991、J/CT564-1994、J/CT626-1996、J/CT671-1997。

2)聚氨酯合成板的制备

使用专用设备(市售商品)采取喷涂或浇注的方法将聚氨酯原料混合并在专用板表面发泡成型，发泡过程控制聚氨酯保温层成型后的表面平整度和厚度，如有偏差，采取机械切割或人工裁切、削磨的方式进行修整，清理后在聚氨酯保温层表面使用涂刷或喷涂的方式附加界面防水层，最终在各层干燥后并达到强度后经修整成型聚氨酯合成板。

3)聚氨酯合成板在建筑节能保温防水工程施工中的应用(如图1、2所示)

a、工厂化或施工现场预制加工标准规格尺寸聚氨酯合成板：长×宽×厚＝2400×1200×4～12(单位：mm)和长×宽×厚＝1200×600×4～12(单位：mm)，其他特殊规格也可定制加工；

b.建筑基层的预处理、水泥砂浆找平(必要时)；

c.根据建筑投影尺寸制作聚氨酯合成板放样布板图，并放样至建筑基层，按照布板图工厂化或现场裁切加工非标准尺寸聚氨酯合成板；

d.在聚氨酯合成板界面防水层一面采取点粘法或条粘法抹聚合物粘结砂浆，按照错缝拼接的方式(如图2)依据建筑基层放样位置安装聚氨酯合成板，使用基准线或控制靠尺揉动合成板使其专用板安装后尺寸满足建筑的垂直度、水平度要求；

e.粘结砂浆或粘结胶水固化后在合成保温板上钻孔，孔深至建筑基层内，安装塑料膨胀螺栓；安装完毕，在拼板板缝处灌注聚氨酯，使其与聚氨酯合成板融为一体；

f.板缝使用纤维网格布粘结遮盖；聚氨酯合成板表面修整清理后直接进行涂料、面砖或其他饰面处理。

对比例

如图3所示：现有技术的聚氨酯保温墙体是在基层3-1粘接一层聚氨酯底漆3-2，在聚氨酯底漆上外挂一层经纬方格线3-9，然后现场喷涂的聚氨酯硬质泡沫塑料保温层3-3，保温层外是界面层3-4，找平层是轻质抹面砂浆3-5找平、并抹聚合物抗裂砂浆或轻质抹面砂浆3-7压入耐碱玻纤网格布3-6。

现场喷涂的聚氨酯在外墙施工的步骤如下：

a、基层墙体3-1应干燥、平整、顺直、清洁要求，基层墙体3-1的平整度不符合要求时，凸起、空鼓和疏松的部位应剔除后用1∶3水泥砂浆找平，干燥(其含水率应小于8％)，各种管线固定件安装到位。

b、采用专用的喷涂机将硬泡聚氨酯均匀地喷涂于墙面之上；施工喷涂可多遍完成，每次喷涂厚度宜控制在1cm之内。对大阳角、大阴角或窗口进行保温作业时，应预先由下向上用保温砂浆抹出阴阳角护角。

c.当日的施工作业面必须当日连续喷涂施工完毕，养护24小时以上。

d.硬泡聚氨酯保温层喷涂20min后用裁纸刀、手锯、电动磨削器等工具开始清理、修整遮挡、保护部位以及超过垂线控制厚度的突出部分。专用的硬泡聚氨酯保温层喷涂4小时之内做界面防水材料处理，界面砂浆可用滚子或刷子或喷涂机均匀地涂于硬泡聚氨酯保温层上。

e.吊找平层垂直控制线、窗套线，按设计厚度用聚苯板块或抹面聚合物抗裂砂浆作标准厚度贴饼、冲筋。

f.抗裂聚合物砂浆保护层：(1)抹聚合物抗裂砂浆，铺压耐碱玻纤网格布。耐碱玻纤网格布按楼层间尺寸事先裁好，抹抗裂砂浆时，将3-4mm厚抗裂砂浆均匀地抹在保温层表面，立即将裁好的耐碱网格布用铁抹子压入抗裂砂浆内。相邻网格布之间搭接宽度不应小于50mm，并不得使网格布皱褶、空鼓、翘边。首层应铺贴双层网格布，第一层铺贴加强型网格布，加强型网格布应对接，然后进行第二层普通网格布的铺贴，两层网格布之间抗裂砂浆必须饱满。其余楼层阳角处两侧网格布双向绕角相互搭接，各侧搭接宽度不小于150mm。门窗洞口四角应增加200mm×300mm的附加网格布，铺贴方向45°。(2)刮柔性耐水腻子应在抗裂防护层干燥后施工，做到平整光洁。(3)宜在柔性耐水腻子之后施工弹性涂料。(4)射钉锚固深度不得小于25mm，塑料涨栓锚固深度不得小于25mm。(5)为避免普通水泥砂浆刚性过大造成应力变化、瓷砖开裂，宜采用专用瓷砖粘结砂浆和弹性瓷砖填缝剂勾缝。

g.批嵌聚合物抗裂砂浆3-6mm厚并内设网格布，批嵌分二次完成，养护48小时以上可进行外饰施工。

实施例2

聚氨酯合成板在建筑节能保温防水工程施工中的应用中，采用浇筑法将聚氨酯专用板粘结在建筑基层：1)安装聚氨酯合成板，并在聚氨酯合成板与建筑基层之间预留空隙；2)在预留的空隙内浇注有粘结材料，使合成板与建筑基层成为一体。其余同实施例1。

实施例3

按照布板图工厂化或现场裁切加工非标准尺寸聚氨酯合成板，并放样至建筑基层面层，采用粘结法或者浇注法，并按照错缝拼接的方式依据建筑基层放样位置安装聚氨酯合成板，板缝小于1mm，则省略板缝中浇注聚氨酯步骤，其余同实施例1或者2。

实施例4

在建筑基层安装钢制、木质或其他材质龙骨，采用膨胀锚固栓或铆钉将聚氨酯合成板固定在龙骨上，然后对板缝进行勾缝处理。聚氨酯合成墙板的制法同实施例1。

实施例5

聚氨酯板省略了界面层，按照下列步骤工厂化预制或者现场制备：

采取喷涂或浇注的方法将聚氨酯原料在专用板表面发泡成型，或使用成品聚氨酯板材利用胶粘剂使其与专用板复合在一起，然后清理聚氨酯保温层表面，各层干燥并达到材料性能指标后经修整成型为聚氨酯合成板。其余与实施例1相同。

Claims (10)

1.一种聚氨酯合成板，从里到外依次由界面层、聚氨酯保温层、专用板构成，其特征在于，所述的专用板是水泥基或硅钙质的中密度压力型板材、高密度压力型板材或非压力型板材；所述中密度压力型板材、高密度压力型板材或非压力型板材添加有石棉类无机纤维和/或硅质材料或者所述中密度压力型板材、高密度压力型板材或非压力型板材添加有非石棉类无机纤维和/或硅质材料；所述的专用板厚度为4～12mm；所述的界面层材料与聚氨酯保温层表面的粘结强度≥100kpa。

2.根据权利要求1所述的聚氨酯合成板，其特征在于，所述的专用板是纤维水泥板、硅酸钙板的一种，所述的纤维水泥板包括纤维水泥压力板和无机纤维增强平板。

3.根据权利要求1所述的聚氨酯合成板，其特征在于，所述聚氨酯合成板由工厂化预制加工或施工现场加工而成。

4.根据权利要求3所述的聚氨酯合成板，其特征在于，所述聚氨酯合成板的制法包括下列步骤：采取喷涂或浇注的方法将聚氨酯原料在专用板表面发泡成型或使用成品聚氨酯板材利用胶粘剂使其与专用板复合在一起，清理聚氨酯保温层表面，使用涂刷或喷涂的方式附加界面层，干燥后经修整成型为聚氨酯合成板。

5.根据权利要求1所述的聚氨酯合成板，其特征在于，所述的聚氨酯保温层是由石油类聚醚多元醇或/和植物类聚醚多元醇与多异氰酸酯反应而成的硬质聚氨酯泡沫。

6.根据权利要求1至5任一项所述的聚氨酯合成板，其特征在于，省略界面层。

7.权利要求1至6中任一项所述的聚氨酯合成板在建筑节能施工中的应用，其特征在于，包括下列步骤：

1)预制加工聚氨酯合成板；

2)建筑基层的预处理、水泥砂浆找平；

3)根据建筑投影尺寸制作聚氨酯合成板放样布板图，并放样至建筑基层，按照布板图工厂化或现场裁切加工非标准长宽尺寸聚氨酯合成板；

4)采取点粘法或条粘法抹聚合物粘结砂浆或涂抹粘结胶水的方式，按照错缝拼接的方式依据建筑基层放样位置安装聚氨酯合成板；

5)粘结砂浆或粘结胶水固化后在合成保温板上钻孔，孔深至建筑基层内，安装塑料膨胀螺栓这种辅助锚固措施的固定件；

6)安装完毕，在拼板板缝处灌注聚氨酯，使其与聚氨酯合成板融为一体；

7)板缝使用纤维网格布粘结遮盖；

8)聚氨酯合成板表面修整清理后直接进行涂料或面砖。

8.根据权利要求7所述的聚氨酯合成板在建筑节能施工中的应用，其特征在于，采用浇注法将聚氨酯专用板粘结在建筑基层，具体采用下述步骤：

1)安装聚氨酯合成板，并在聚氨酯合成板与建筑基层之间预留空隙；

2)在预留的空隙内浇注有粘结材料，使合成板与建筑基层成为一体；所述的粘结材料是聚氨酯、粘结胶水的一种。

9.根据权利要求7所述的聚氨酯合成板在建筑节能施工中的应用，其特征在于，采用干挂法将聚氨酯合成板钉挂在建筑基层，具体采用下述步骤：

1)在建筑基层安装龙骨；

2)采用膨胀锚固栓或铆钉将聚氨酯合成板固定在龙骨上；

3)勾缝处理。

10.根据权利要求8或9所述的聚氨酯合成板在建筑节能施工中的应用，其特征在于，当拼板板缝小于1mm，省略板缝灌注聚氨酯步骤。

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