CN101956429A - 一种高阻燃性聚氨酯硬质泡沫外墙保温系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高阻燃性聚氨酯硬泡外墙保温系统，从安装有龙骨及连接件的基层墙体开始，依次包括底涂增粘层、聚氨酯硬泡层、界面层和软瓷砖、轻瓷砖或反射涂层。本发明系统中底涂增粘层对基层墙体和聚氨酯硬泡都具有非常高的附着力和良好的湿粘接强度；本发明采用纯水发泡，无卤阻燃，安全环保。本发明成功实现墙面立面在位发泡，聚氨酯硬泡可以直接在底涂增粘层处理的基层墙头上喷涂发泡，发泡24～48小时后对基层墙体可以达到很高附着力，导热系数低于0.03W/(m·K)，垂直燃烧达到V-0级，吸水率低于2.5％。

Description

一种高阻燃性聚氨酯硬质泡沫外墙保温系统

技术领域

本发明属于保温材料技术领域，涉及一种建筑外墙保温材料，具体是指一种环保的高阻燃性聚氨酯硬质泡沫外墙保温系统。

背景技术

目前，我国建筑能耗已经超过一次能源消费总量的四分之一，达到27％左右，是世界同纬度国家的3倍。节能减排是我国当前科技发展的一项重要任务。

目前建筑物节能方法主要有内墙保温、墙体保温和外墙保温，在我国比较普遍采用外墙保温。外墙保温是通过在外墙表面附上一层隔热材料来实现，在现有建筑工地上最常见的隔热保温材料是珍珠岩和聚苯乙烯板，这两类材料的导热系数分别大于0.07和0.04W/(m·K)，隔热效果不理想。而采用在外墙挂聚苯乙烯板方法的话，在聚苯乙烯板接缝处容易形成热桥，也会降低保温效果。从技术上讲，在墙体表面一次性直接发泡能克服这一问题，聚氨酯硬质泡沫(硬泡)能满足这一要求，将成为建筑节能保温的首选材料。

聚氨酯硬质泡沫作为建筑节能保温材料用于外墙表面，需要满足以下要求：(1)聚氨酯硬质泡沫能牢固粘附在外墙表面；(2)聚氨酯硬质泡沫外表面需要进行美化和修饰，装饰材料也要能牢固粘附在外墙表面；或者，聚氨酯硬质泡沫外表面需要涂覆能保持较低表面温度的装饰材料；(3)聚氨酯硬质泡沫必须具有很好的阻燃性能。

公开号为CN 101435254A、CN 100363578C和CN 100443683C等文献都报道了聚氨酯硬质泡沫外墙保温系统，基本上都包括基体墙面、防潮层、聚氨酯硬质泡沫保温层、界面层和修饰层，其关键技术都是变换界面层材料，以增强修饰层在聚氨酯硬质泡沫外表面的附着力。包括上述文献在内的现有聚氨酯硬质泡沫外墙保温系统都存在以下问题：(1)防潮层与基体墙面之间附着力不佳，特别是潮湿墙体，容易出现脱落问题；(2)对聚氨酯硬质泡沫外表面进行修饰的材料都只能采用一般性外墙涂料，不能采用瓷砖等美化和修饰用的装饰材料，而在我国，特别是南方地区建筑物外墙修饰绝大多数采用瓷砖来美化建筑物外墙。(3)因此，根据建筑物节能的要求，其外墙保温系统中保温材料表面温度的有效降低没有相关解决技术方案。

综上所述，现有聚氨酯硬质泡沫外墙保温系统很难满足我国建筑外墙表面修饰和保温节能的实际需要。

发明内容

本发明的第一个目的在于克服现有建筑外墙保温技术的不足，提供一种综合性能优良的高阻燃性聚氨酯硬质泡沫外墙保温系统。

本发明的另一个目的是提供所述高阻燃性聚氨酯硬质泡沫外墙保温系统的施工方法，操作简单，适合实际推广应用。

本发明的第一个目的通过以下两种技术方案予以实现：

方案之一，本发明提供一种高阻燃性聚氨酯硬质泡沫外墙保温系统，从安装有龙骨及连接件的基层墙体开始，向外依次包括底涂增粘层、聚氨酯硬质泡沫层、界面层和软瓷砖或轻瓷砖层。其重要的有益效果是可以满足建筑外墙需要用瓷砖等装饰材料美化的需求。

方案之二，本发明提供一种高阻燃性聚氨酯硬质泡沫外墙保温系统，从安装有龙骨及连接件的基层墙体开始，向外依次包括防底涂增粘层、聚氨酯硬质泡沫层、界面层和反射涂层，其重要的有益效果是采用反射涂层进一步降低保温材料表面温度。

上述方案一和方案二的重要的共同技术特征是本发明保温系统中的底涂增粘层。目前现有的防潮层，无法解决同时牢固黏结墙体与聚氨酯硬质泡沫层，遇水容易出现脱落问题。本发明所述底涂增粘层有效解决了与墙体和聚氨酯硬质泡沫层的黏结性能，特别是湿粘接强度问题，克服了遇水脱落的技术难题。

本发明所述底涂增粘层为现有技术所生产的溶剂型涂层、高固含量涂层、无溶剂涂层或水性涂层，可以用作底涂增粘层的材料体系包括但不仅限于聚丙烯酸酯涂料、环氧树脂涂料、聚氨酯涂料或它们任意比例的复合物，本发明在上述用作底涂增粘层的材料体系中添加占材料体系质量分数为0.1～5％的反应性偶联剂，其中反应性偶联剂具有式(I)所示结构：

其中，a取值为1或2；b取值为1、2或3，优选取值2或3；c取值为0、1或2，优选取值为0或1；d取值为1、2或3；且b+c+d＝4；

Y基团的特征是能与羟基或羧基反应，包括但不仅限于羟基、环氧基、异氰酸酯基或胺基的反应性基团；M优选Si或Ti原子；X为羟基、含1～4个碳原子的烷氧基或酯基；Z为烃基。

所述反应性偶联剂特征是含有能与羧基或多异氰酸酯反应的基团，包括但不限于羟基、环氧基、异氰酸酯基和胺基。反应性偶联剂的一种或多种混合使用(混合比例不做严格限定)，可显著提高底涂增粘层的粘接强度，不仅提高了与墙体的粘合力，也显著改善与聚氨酯硬质泡沫层的粘接强度，特别是湿粘接强度得到显著提高。

根据a、b、c、d取值和M、X、Y、Z变化，反应性偶联剂组分可以包括但不限于以下化合物：羟乙基三甲氧基硅烷、(3，4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、(3，4-环氧环己基)乙基三乙氧基硅烷、缩水甘油醚基丙基三甲氧基硅烷、缩水甘油醚基丙基三乙氧基硅烷、缩水甘油醚基丙基甲基二甲氧基硅烷、缩水甘油醚基丙基三丙氧基硅烷、缩水甘油醚基丙基三异丙氧基硅烷、缩水甘油醚基丙基三丁氧基硅烷、异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷、异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷、胺基丙基三甲氧基硅烷、胺基丙基三乙氧基硅烷、N-苯基胺基丙基三甲氧基硅烷、N-(2-氨乙基)-3-氨丙基三甲氧基硅烷、N-(2-氨乙基)-3-氨丙基三乙氧基硅烷、N-(6-氨己基)-3-氨丙基三乙氧基硅烷、N-(2-氨乙基)-11-氨十一烷基三甲氧基硅烷、氨乙基-氨甲基-苯乙基-三甲氧基硅烷、N-3-[氨基(聚氧化丙烯基)]-氨丙基三甲氧基硅烷、N-(6-氨己基)-氨甲基三乙氧基硅烷、N-(2-氨乙基)-3-氨丙基硅三醇、N-(2-氨乙基)-3-氨丙基-甲基-二甲氧基硅烷、N-(2-氨乙基)-3-氨异丁基-二甲基-甲氧基硅烷、(3-三甲氧基硅烷基丙基)-二乙烯三胺、异丙氧基-三(2-乙二胺基乙氧基)-钛(IV)。

本发明所述聚氨酯硬质泡沫由组合料A组分和多异氰酸酯B组分混合化学发泡得到，其中组合料A组分包括以下原料：

组分                质量份数

聚醚或聚酯多元醇    60～95；

油脂改性多元醇      40～5；

改性空心微珠        2～20；

水                  2～6；

阻燃剂              5～35；

匀泡剂              1～3；

催化剂              0～1。

组合料A组分与多异氰酸酯B混合的异氰酸酯指数为1.0～1.1；

优选的方案，组合料A组分包括以下原料：

组分                质量份数

聚醚或聚酯多元醇    70～95；

油脂改性多元醇      40～5；

改性空心微珠        3～15；

水                  3～5；

阻燃剂              7～30；

匀泡剂              1～3；

催化剂              0～1。

组合料A组分与多异氰酸酯B混合的异氰酸酯指数为1.0～1.1。

所述匀泡剂优选聚醚改性有机硅氧烷。

本发明所述的聚醚或聚酯多元醇特征是羟基官能度2～8之间，羟值在150～800mgKOH/g之间，优选羟基官能度2～6之间，羟值在200～500mgKOH/g聚醚或聚酯多元醇。合适的聚醚多元醇可以由含2～8个羟基的小分子醇在催化剂(如KOH)存在下引发环氧化合物聚合制得，例如可以选择乙二醇、丁二醇、二甘醇、甘油、三羟甲基丙烷和季戊四醇引发环氧乙烷、环氧丙烷或四氢呋喃的聚合物中的一种或它们任意比例的混合物，还可以选择甘油、三羟甲基丙烷、季戊四醇、木糖醇、甘露醇或山梨醇混合作起始剂引发环氧乙烷、环氧丙烷或四氢呋喃的聚合物中的一种或它们任意比例的混合物，具体包括聚乙二醇、聚氧化丙烯三醇、季戊四醇引发的聚氧化丙烯四醇中的一种或它们的混合物，优选甘油和三羟甲基丙烷作起始剂引发的环氧丙烷聚合物。所述的聚醚多元醇不包括由蔗糖作起始剂引发环氧丙烷的聚合物。

本发明所述聚醚多元醇还包括含叔胺基聚醚多元醇，可以由多元伯或仲胺与环氧化合物开环反应制得，多元胺的碳原子数在2～18之间，具体包括乙二胺聚氧化丙烯四醇或二乙烯三胺聚氧化丙烯五醇。

本发明中所述聚酯多元醇为任意的官能度在2～3之间并且碳原子数在2～18之间的酸或酸酐与官能度在2～6之间并且碳原子数在2～18之间的醇通过缩聚反应得到，其中合适的酸或酸酐可以包括乙二酸、丁二酸、顺丁二烯酸(酐)、富马酸、己二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、十二碳酸、1，4-环己烷二甲酸、邻苯二甲酸(酐)、间苯二甲酸、对苯二甲酸、四氢邻苯二甲酸(酐)、六氢邻本二甲酸(酐)和偏苯三甲酸(酐)。合适的多元醇包括乙二醇、1，2-丙二醇、1，3-丙二醇、1，4-丁二醇、1，3-丁二醇、2-甲基-1，3-丙二醇、新戊二醇、1，6-己二醇、1，8-辛二醇、1，4-环己烷二醇、1，4-二羟甲基环己烷、己三醇、丙三醇、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷、季戊四醇、木糖醇、甘露醇、山梨醇、一缩二乙二醇、二缩三乙二醇、一缩二丙二醇或二缩三丙二醇。多元酸优选含芳香环的酸、酸酐或烷基酯，多元醇优选官能度2～4之间，碳原子数在2～8之间的醇，例如乙二醇、1，2-丙二醇、1，3-丙二醇、1，4-丁二醇、新戊二醇、一缩二乙二醇、二缩三乙二醇、一缩二丙二醇、二缩三丙二醇、丙三醇、三羟甲基丙烷或季戊四醇。

本发明中所述油脂改性多元醇特征是可以用天然油脂与多元醇经过醇解反应制备，或者将醇解的天然油脂与小分子多元醇和小分子多元酸经过缩聚反应制得，又或者将天然油脂直接与多元醇和多元酸经过酯化反应制得。适合用于制备油脂改性多元醇的天然油脂包括：花生油、菜籽油、梓油、亚麻油、豆油、蓖麻油、葵花籽油、茶油、椰子油、棕榈油、桐油、猪油、牛油或羊油，此外，天然油脂经过催化反应氢化后的产物也包括在本发明技术方案中。所选的小分子多元醇包括乙二醇、1，3-丙二醇、1，2-丙二醇、1，4-丁二醇、1，3-丁二醇、1，5-戊二醇、新戊二醇、2-甲基-1，3-丙二醇、1，6-己二醇、1，4-二羟基环己烷、1，3-二羟基环己烷、1，4-二羟甲基环己烷或1，2-环戊二醇等；二醇缩合物优选一缩二乙二醇、二缩三乙二醇或一缩二丙二醇等。所选的小分子多元酸包括乙二酸、丙二酸、丁二酸、己二酸、壬二酸、葵二酸、1，2-环己二酸、1，4-环己二酸、四氢苯二甲酸、对苯二甲酸、邻苯二甲酸或间苯二甲酸等，优选的酸酐包括丁二酸酐、马来酸酐、邻苯二甲酸酐或偏苯三甲酸酐等。

本发明采用空心陶瓷或玻璃微珠，有效改善隔热层收缩塌陷的问题，从而良好改善隔热效果。普通空心微珠主要成分为SiO₂和Al₂O₃，堆积密度在0.85～1.25g/cm³之间，真实密度为1.9～2.4g/cm³，球体粒径在2.0～500微米范围内，球型率□93％，有坚硬的外壳，壳内为真空或者包含氮气、氦气、氖气和二氧化碳等惰性气体，材料抗压强度550～750MPa，耐火度达1450℃以上，耐磨性好，化学稳定性优良，能耐常见的酸、碱和盐溶液，隔音，隔热(导热系数为0.09～0.13W/m·K)。上海汇精亚纳米新材料有限公司、青岛海化阻燃材料有限公司和河南省信阳市平桥区华豫矿业有限公司等都能提供合适的空心微珠。

尤其是，本发明采用的改性空心微珠由普通空心微珠再经表面改性处理，使其综合性能得到更好的改善和提高。具体的技术方案是将普通空心微珠表层经过具有式(I)所示结构反应性偶联剂的一种或多种反应性偶联剂的组合物改性，改性剂的结构式表示如下：

其中，a取值为1或2；b取值为1、2或3，优选取值2或3；c取值为0、1或2，优选取值为0或1；d取值为1、2或3；且b+c+d＝4；

Y基团的特征是能与羟基或羧基反应，包括但不仅限于羟基、环氧基、异氰酸酯基或胺基的反应性基团；M优选Si或Ti原子；X为羟基、含1～4个碳原子的烷氧基或酯基；Z为烃基。

所述反应性偶联剂特征是含有能与羧基或多异氰酸酯反应的基团，包括但不限于羟基、环氧基、异氰酸酯基和胺基。根据a、b、c、d取值和M、X、Y、Z变化，反应性偶联剂组分可以包括但不限于以下化合物：羟乙基三甲氧基硅烷、(3，4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、(3，4-环氧环己基)乙基三乙氧基硅烷、缩水甘油醚基丙基三甲氧基硅烷、缩水甘油醚基丙基三乙氧基硅烷、缩水甘油醚基丙基甲基二甲氧基硅烷、缩水甘油醚基丙基三丙氧基硅烷、缩水甘油醚基丙基三异丙氧基硅烷、缩水甘油醚基丙基三丁氧基硅烷、异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷、异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷、胺基丙基三甲氧基硅烷、胺基丙基三乙氧基硅烷、N-苯基胺基丙基三甲氧基硅烷、N-(2-氨乙基)-3-氨丙基三甲氧基硅烷、N-(2-氨乙基)-3-氨丙基三乙氧基硅烷、N-(6-氨己基)-3-氨丙基三乙氧基硅烷、N-(2-氨乙基)-11-氨十一烷基三甲氧基硅烷、氨乙基-氨甲基-苯乙基-三甲氧基硅烷、N-3-[氨基(聚氧化丙烯基)]-氨丙基三甲氧基硅烷、N-(6-氨己基)-氨甲基三乙氧基硅烷、N-(2-氨乙基)-3-氨丙基硅三醇、N-(2-氨乙基)-3-氨丙基-甲基-二甲氧基硅烷、N-(2-氨乙基)-3-氨异丁基-二甲基-甲氧基硅烷、(3-三甲氧基硅烷基丙基)-二乙烯三胺、异丙氧基-三(2-乙二胺基乙氧基)-钛(IV)。

本发明将反应性偶联剂、少量水和空心微珠搅拌混合制备得到所述改性空心微珠；还可以在丙酮、甲醇、乙醇或异丙醇等溶剂中加入反应性偶联剂、少量水和空心微珠反应制备得到所述改性空心微珠。

本发明所述阻燃剂包括不含卤素的有机磷酸酯、三聚氰胺及改性物、磷酸铵、多聚磷酸铵、三聚氰胺、三聚氰胺脲酸酯、三聚氰胺单磷酸盐、聚磷酸三聚氰胺、焦磷酸三聚氰胺、五氧化二锑、三氧化锑、氢氧化镁或三水合氧化铝以及它们任意比例的组合，其中有机磷酸酯可以为甲基膦酸二甲酯、乙基膦酸二乙酯、丙基膦酸二甲酯、磷酸三异丙基苯酯、磷酸三乙酯、磷酸三(丁氧基乙基)酯、磷酸三苯酯、磷酸三甲苯酯、间苯二酚双(二苯基磷酸酯)或低聚磷酸酯。本发明优选不含卤素的有机磷酸酯或不含卤素的有机磷酸酯与无机阻燃剂以任意比例的组合物作为聚氨酯硬质泡沫的阻燃剂，无卤环保阻燃，解决安全、环保问题。

本发明所述聚氨酯硬质泡沫的制备中所用催化剂为有机锡化合物、有机铋化合物或叔胺化合物中的一种或它们任意比例的混和物，其中有机锡化合物可以为月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、醋酸锡、二乙酸二丁基锡或二乙酸二辛基锡等。有机铋化合物可以选择新癸酸铋或叔碳酸铋。叔胺类化合物可以选择三乙胺、三乙烯二胺、N，N-二乙基乙醇胺、N，N-二甲基乙醇胺、二甲氨基乙氧基乙醇、三乙醇胺、三甲基羟乙基丙二胺、三甲基羟乙基乙二胺、三异丙胺、三异丙醇胺、三丁胺、双(二甲氨基乙基)醚、N，N-二甲基环己胺、N-甲基二环己胺、五甲基二亚乙基三胺、四甲基乙二胺、2，4，6-三(二甲氨基甲基)苯酚、1，3，5-三(二甲氨基丙基)六氢三嗪、二甲基哌嗪、N，N-二甲基苄胺、N-甲基吗啉、N-乙基吗啉、N-甲基哌嗪、N-甲基吡咯烷、N-甲基吡啶、N-甲基咪唑、N，N-二甲基苄胺、三(二甲氨基丙基)胺、伯胺或仲胺与环氧化合物反应生成的叔胺。

本发明所述聚氨酯硬质泡沫B组分多异氰酸酯包括未改性多异氰酸酯、多异氰酸酯预聚物、多异氰酸酯自聚物和改性多异氰酸酯，优选官能度2～8、分子量174～800的多异氰酸酯，可选异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、十亚甲基二异氰酸酯、1，12-十二碳二异氰酸酯、2-甲基-戊烷二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、1，4-环己烷二异氰酸酯、环己烷二亚甲基二异氰酸酯、三甲基-1，6-六亚甲基二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、奈二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯、二甲基联苯二异氰酸酯、降冰片二异氰酸酯或四甲基间苯二亚甲基二异氰酸酯、多苯基-多亚甲基-多异氰酸酯(粗MDI)、三元醇-二异氰酸酯加成体、二异氰酸酯二聚体和二异氰酸酯三聚体，优选三羟甲基丙烷-甲苯二异氰酸酯加成物、多苯基-多亚甲基-多异氰酸酯(粗MDI)、甲苯二异氰酸酯三聚体、六亚甲基二异氰酸酯三聚体或液化二苯基甲烷二异氰酸酯。

本发明方案二中保温体系最外层可以采用反射涂层，进一步降低保温材料表面温度，经本发明长期大量实验总结，本发明反射涂层可降低表面温度7～14℃。本发明所述反射涂层在常规的涂料树脂中添加具有高反射性能的材料。涂料树脂法可以为溶剂型涂料、高固含量涂料、无溶剂涂料或水性涂料，涂料树脂包括但不仅限于丙烯酸酯树脂、环氧树脂和聚氨酯树脂。具有高反射性能的材料包括但不仅限于金属氧化物、金属粉或玻璃微珠等，如三氧化二铝、玻璃微珠、二氧化钛、三氧化二铟或二氧化锡等；优选二氧化钛、折光指数大于1.7的玻璃微珠、铝粉、氧化铟、锌粉或不锈钢粉。上述金属氧化物、金属粉或玻璃微珠等的添加量按照的比例来确定。

本发明所述聚氨酯硬质泡沫厚度优选15mm～150mm，更为优选的厚度为20mm～100mm。

所述龙骨及连接件安装在基层墙体上，安装间隔为0.5～2m，龙骨凸出基层墙体长度3～10cm。安装方法参照现有常规技术。

所述界面层涂覆于聚氨酯硬质泡沫层的外表，主要功能是将软瓷砖、轻瓷砖或红外反射涂层粘附于聚氨酯硬质泡沫外表面，本发明界面层可以为结构胶粘剂、水泥砂浆、水性聚合物乳液改性水泥砂浆或底层涂料。可以用作界面层的结构胶粘剂材料包括但不仅限于聚丙烯酸酯类、环氧树脂类或聚氨酯类，用于改性水泥砂浆的水性聚合物乳液包括水性丙烯酸乳液、水性醋酸乙烯-丙烯酸共聚物乳液、水性丙烯酸-聚苯乙烯共聚乳液、水性聚氨酯乳液或水性丙烯酸-聚氨酯复合乳液，可以用作底层涂料的可采用现有技术能提供的底层涂料，底层涂料可以为溶剂型涂料、高固含量涂料、无溶剂涂料或水性涂料，结构胶粘剂材料包括但不仅限于丙烯酸酯树脂、环氧树脂和聚氨酯树脂。

本发明采用的软瓷砖，其优选的性能指数是表观密度0.9～1.5g/cm³，拉伸强度4～10Mpa，断裂伸长率30～80％，弯曲180°无裂纹，瓷砖厚度为1～5mm。所述软瓷砖制备方法是将普通土壤经干燥、粉碎、过筛，得到泥粉，然后对泥粉进行动态加热，在其高速动态的状况下，加入适当的表面改性剂，干燥后就得到表面改性土壤。所得到的改性土壤，均匀分散在水介质中，加入水溶性的高分子聚合物乳液，在特定的温度及伽玛射线辐射下使土壤颗粒表面的功能性基因与高分子功能性端基发生反应，形成价键交联，最后生成具有网络链状结构的杂化材料软瓷砖。

本发明若采用轻瓷砖，所述轻瓷砖优选的性能指数是表观密度0.9～1.5g/cm³，拉伸强度4～10Mpa，断裂伸长率30～80％，瓷砖厚度为1～5mm。

本发明同时提供了所述高阻燃性聚氨酯硬质泡沫外墙保温系统的施工方法，包括以下步骤：

(1)在装有龙骨及连接件基层墙体上涂覆底涂增粘层，在基层墙体上安装龙骨及连接件的技术参照现有常规；

(2)经过步骤(1)涂覆底涂增粘层后，在底涂增粘层上直接喷涂聚氨酯硬质泡沫原料发泡，熟化；

(3)将步骤(2)发泡得到的聚氨酯硬质泡沫层修平，在聚氨酯硬质泡沫层上涂刷界面层；

(4)在界面层外表贴上软瓷砖/轻瓷砖或者涂覆红外反射涂料。

上述步骤(2)所述熟化时间优选24～48小时；

上述步骤(3)所述界面层的涂刷可以参照现有常规技术，本发明优选按照水泥砂浆与水性丙烯酸乳液的质量比为70∶30的比例配制好界面层后，将界面层抹到聚氨酯硬质泡沫外表层上。

本发明同时提供了另一施工方法，其中步骤(1)～(3)与上述施工方法相同，步骤(4)改为：

在聚氨酯硬质泡沫外表涂覆水性聚氨酯底部涂层，然后在界面层外表面喷涂反射涂层。

本发明的有益效果是：

本发明提供了一种高阻燃性聚氨酯硬质泡沫外墙保温系统，系统中底涂增粘层对基层墙体和聚氨酯硬泡都具有非常高的附着力，有效解决了与墙体和聚氨酯硬质泡沫层的黏结性能，特别是湿粘接强度问题，克服了现有技术中外墙保温材料遇水脱落的技术难题；本发明的整体技术方案配合催化剂的选用，成功解决了墙面立面在位发泡的技术难题，成功实现墙面立面在位发泡不留挂，聚氨酯硬泡可以直接在底涂增粘层处理的基层墙头上喷涂发泡，发泡24～48小时后对基层墙体可以达到很高附着力，导热系数低于0.03W/(m·K)，垂直燃烧达到V-0级，吸水率低于2.5％。本发明采用纯水发泡，无卤阻燃，解决安全环保问题，符合环保要求。本发明成功实现将软瓷砖或轻瓷砖作为具有保温功能的建筑外墙的装饰材料；本发明技术方案中采用改性微珠，有效增强隔热层防收缩塌陷性能，改善隔热效果；同时提供了在聚氨酯硬质泡沫外表层涂覆反射涂料的技术方案，在装饰美化建筑外墙的同时，进一步显著降低保温层外表温度(7～14℃)，提高保温性能，取得了显著的进步。

附图说明

图1高阻燃性聚氨酯硬质泡沫外墙保温系统

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例进一步详细说明本发明。根据本发明思想，同类物质的简单替代应属于本发明的范围。下述实施例中所使用的试验方法如无特殊说明，均为本技术领域现有常规方法；所使用的材料、试剂等，如无特殊说明，均为可从商业途径得到的试剂和材料。为了清晰说明，在实施例中例举了部分原料出品的厂家，但并不因此将本发明范围限定于所述厂家的产品或者实施例中例举的原料范围，本领域技术人员具体可参见本发明发明内容部分的技术方案之详述。

实施例1

本发明提供一种高阻燃性聚氨酯硬质泡沫外墙保温系统，可以通过如下技术路线实现：

(1)在基层墙面安装龙骨及连接件，如附图1所示，在基层墙面上涂覆聚氨酯基底涂增粘层；

(2)配制聚氨酯硬质泡沫组合料A组分，将组合料A组分和多异氰酸酯B组分通过发泡机喷涂到基层墙体，发泡并熟化24～48小时，将聚氨酯硬质泡沫表面修平整；聚氨酯硬质泡沫配方举例见表1～表3：

1#表1

原料	质量份	来源
			聚醚多元醇4110	60	抚顺佳化化工有限公司
聚醚多元醇Multranol 9181	10	拜耳材料科学公司
			大豆油多元醇Soyoyl R137	30	美国Urethane Soy Systems Co
空心玻璃微珠	10	广州市海达超细材料有限公司
			水	4	-
阻燃剂FR707	5	青岛联美化工
			氢氧化铝	10	合肥中科阻燃新材料有限公司
聚醚改性聚硅氧烷	2.5	广州霍普化学公司
			氨基丙基三甲氧基硅烷	15	市购
粗MDI	170	烟台万华聚氨酯材料公司

2#表2

3#表3

称取聚酯多元醇、天然油脂多元醇和水搅拌混和均匀，搅拌过程中加入阻燃剂、陶瓷微珠或玻璃微珠、催化剂，上述聚醚改性聚硅氧烷是本发明优选的匀泡剂，匀泡剂还可采用现有常规的非离子表面活性剂，特别是带有亲水和憎水基团的非离子表面活性剂。将所有组分均匀混和后，再与多异氰酸酯混和，将混合物通过发泡机喷涂到基层墙体。聚氨酯硬质泡沫层优选为40～60mm厚。

(3)涂覆界面层

按照水泥砂浆与水性丙烯酸乳液的质量比为70∶30的比例配制界面层，然后将界面层抹到聚氨酯硬质泡沫外表层上。界面层优选2～8mm厚。

(4)在界面层贴上软瓷砖。本实施例采用的软瓷砖采用福美软瓷(广州)有限公司提供的软磁装，但并不因此限定本发明使用的软瓷砖种类。软瓷砖1～5mm厚；2.5～4.0kg/m²。

或者在聚氨酯硬质泡沫外表涂覆一次水性聚氨酯底部涂层，然后在涂层喷涂一层红外反射水性涂料，红外反射水性涂料组成如下(均为质量份数)：水性聚氨酯乳液(固含量35％)68份，增稠剂1.6份，消泡剂0.2份，润湿剂0.2份，具有红外反射功能的二氧化钛包覆玻璃微珠为30份。所述水性聚氨酯乳液为优选，也可以根据具体情况采用其他的聚氨酯乳液。增稠剂、消泡剂、润湿剂参照本领域常规选用。

高阻燃性聚氨酯硬质泡沫外墙保温系统结构示意图见附图1。附图1中，1为基层墙体；2为底涂增粘层；3为龙骨及连接件；4为聚氨酯硬质泡沫层；5为界面层；6为软瓷砖或轻瓷砖或红外反射涂料层。

实施例2性能测试实验

1、聚氨酯硬质泡沫性能测试

对上述实施例1中1#～3#聚氨酯硬质泡沫样品进行性能测试，性能测试方法参照GB/T 3399塑料导热系数试验方法-护热平板法、GB/T 8811硬质泡沫塑料尺寸稳定性试验方法、GB/T 8810硬质泡沫塑料吸水率试验方法进行。测试结果见表4：

表4

样品	阻燃性能	导热系数	闭孔率	吸水率
					1#	自熄，V-0级	0.021W/(m·K)	98.5％	0.3％
2#	自熄，V-0级	0.025W/(m·K)	95.3％	2.1％
					3#	自熄，V-0级	0.017W/(m·K)	96.4％	1.1％
样品	80℃尺寸稳定性	-30℃尺寸稳定性	压缩强度	拉伸强度
					1#	1.52％	0.67％	0.19Mpa	0.23Mpa
2#	1.34％	0.87％	0.30Mpa	0.33Mpa
					3#	1.68％	0.72％	0.24Mpa	0.26Mpa

由表4可见：本发明聚氨酯泡沫阻燃性能全部达到自熄，V-0级；导热系数低于0.03W/(m·K)；闭孔率达95％以上，冷热循环尺寸稳定性小于2％；压缩强度好拉伸强度都较高，吸水率显著降低。

2、拉伸粘结强度测试

混凝土与聚氨酯硬质泡沫之间拉伸粘结强度，聚氨酯硬质泡沫与软瓷砖之间拉伸粘结强度根据《聚氨酯硬质泡沫喷涂外墙外保温施工技术规程》规定的方法进行测试。聚氨酯硬质泡沫采用实施例1中1#～3#样品进行测试。测试结果见表5。

表5

粘合好的样品置于水中浸泡7天后取出，擦干材料表面水分后测试拉伸粘结强度。测试结果见表6。

表6

从测试结果可以看出，本发明提供的聚氨酯硬质泡沫外墙保温体系，混凝土和聚氨酯硬质泡沫之间经过底涂增粘层处理后具有很高的粘结强度，高于《聚氨酯硬质泡沫喷涂外墙外保温施工技术规程》所要求的0.15Mpa，聚氨酯硬质泡沫与软瓷砖之间经过涂覆界面层处理后，它们之间界面拉伸粘结强度也远超过0.15Mpa。

3、红外反射涂层反射率测试

采用JF-1型红外反射率测量仪测试，在本发明聚氨酯硬质泡沫外表涂覆的红外反射涂层表面反射率达76％。

Claims (10)

1.一种高阻燃性聚氨酯硬泡外墙保温系统，其特征在于从安装有龙骨及连接件的基层墙体开始，依次包括底涂增粘层、聚氨酯硬泡层、界面层和软瓷砖、轻瓷砖或反射涂层。

2.根据权利要求1所述高阻燃性聚氨酯硬泡外墙保温系统，其特征在于所述底涂增粘层中添加质量百分数为0.1～5％的反应性偶联剂，所述反应性偶联剂具有式(I)所示结构：

其中，a取值为1或2；b取值为1、2或3，优选取值2或3；c取值为0、1或2，优选取值为0或1；d取值为1、2或3；且b+c+d＝4；

Y基团的特征是能与羟基或羧基反应，包括但不仅限于羟基、环氧基、异氰酸酯基或胺基的反应性基团；M为Si或Ti原子；X为羟基、含1～4个碳原子的烷氧基或酯基；Z为烃基。

3.根据权利要求1所述高阻燃性聚氨酯硬泡外墙保温系统，其特征在于所述聚氨酯硬泡由组合料A组分和多异氰酸酯B组分混合化学发泡得到，其中组合料A组分包括以下原料：

组分                质量份

聚醚或聚酯多元醇    60～95；

油脂改性多元醇      40～5；

改性空心微珠        2～20；

水                  2～6；

阻燃剂              5～35；

匀泡剂              1～3；

催化剂              0～1；

所述改性空心微珠是将空心微珠表层经过具有式(I)所示结构的一种反应性偶联剂或多种反应性偶联剂的组合物改性得到：

其中，a取值为1或2；b取值为1、2或3，优选取值2或3；c取值为0、1或2，优选取值为0或1；d取值为1、2或3；且b+c+d＝4；

Y基团的特征是能与羟基或羧基反应，包括但不仅限于羟基、环氧基、异氰酸酯基或胺基的反应性基团；M为Si或Ti原子；X为羟基、含1～4个碳原子的烷氧基或酯基；Z为烃基；

组合料A组分与多异氰酸酯B混合的异氰酸酯指数为1.0～1.1。

4.根据权利要求3所述高阻燃性聚氨酯硬泡外墙保温系统，其特征在于组合料A组分包括以下原料：

组分                质量份

聚醚或聚酯多元醇    70～95；

油脂改性多元醇      5～40；

改性空心微珠        3～15；

水                  3～5；

阻燃剂              7～30；

匀泡剂              1～3；

催化剂              0～1。

5.根据权利要求3或4所述高阻燃性聚氨酯硬泡外墙保温系统，其特征在于所述匀泡剂为聚醚改性有机硅氧烷；所述阻燃剂为无卤有机磷酸酯、氢氧化铝、氢氧化镁、三氧化二锑、三聚氰胺或多聚磷酸铵的一种或它们任意比例的混合物。

6.根据权利要求1所述高阻燃性聚氨酯硬泡外墙保温系统，其特征在于所述聚氨酯硬泡厚度为15mm～150mm，优选厚度为20mm～100mm。

7.根据权利要求1所述高阻燃性聚氨酯硬泡外墙保温系统，其特征在于所述龙骨及连接件的安装间隔为0.5～2m，龙骨凸出基层墙体长度3～10cm。

8.根据权利要求1所述一种高阻燃性聚氨酯硬泡外墙保温系统，其特征在于软瓷砖或轻瓷砖的表观密度0.9～1.5g/cm³，拉伸强度4～10Mpa，断裂伸长率30～80％，瓷砖厚度为1～5mm。

9.根据权利要求1所述一种高阻燃性聚氨酯硬泡外墙保温系统，其特征在于反射涂层包括涂料树脂中和反射材料；所述反射材料包括金属氧化物、金属粉或玻璃微珠；优选二氧化钛、折光指数大于1.7的玻璃微珠、铝粉、氧化铟、锌粉或不锈钢粉。

10.一种权利要求1所述高阻燃性聚氨酯硬泡外墙保温系统的施工方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)在装有龙骨及连接件的基层墙体上涂覆底涂增粘层；

(2)基层墙体经过步骤(1)涂覆底涂增粘层后，在底涂增粘层表面直接喷涂聚氨酯硬泡原料发泡得聚氨酯硬泡层；

(3)将聚氨酯硬泡层修平，涂刷界面层；

(4)在界面层外表贴上软瓷砖或轻瓷砖或在界面层外表涂覆反射涂层。

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