摘要:泡沫塑料作為一種優(yōu)質(zhì)高效保溫材料在我國建筑與工業(yè)保溫中已逐步推廣應用。本文較全面地介紹了國內外建筑與工業(yè)保溫用有機泡沫材料的發(fā)展概況及材料性能,并著(zhù)重介紹了泡沫塑料在我國建筑與工業(yè)保溫中的生產(chǎn)與應用情況及存在問(wèn)題,
關(guān)鍵詞:泡沫塑料建筑保溫工業(yè)保溫
一、泡沫塑料的發(fā)展概況
1.聚氮酉旨泡沫塑料
聚氨醋(PU )是世界六大發(fā)展的合成材料之一,就其應用廣度而言,它已躍為諸種合成材料的首位。聚氨酷泡沫塑料可分為軟質(zhì)、半硬質(zhì)和硬質(zhì)三類(lèi)。軟質(zhì)聚氨醋泡沫塑料大多用于日用品中,在建筑中,僅用于要求嚴格隔音的場(chǎng)合以及管道彎頭等處的保溫隔熱;半硬質(zhì)制品主要用于車(chē)輛,建筑中可用于填塞波紋板屋面及用作填充外墻板端部空隙的芯材,用量不大;硬質(zhì)聚氨醋泡沫塑料作為一種新型優(yōu)質(zhì)隔熱保溫材料,在建筑上得到了越來(lái)越廣泛的應用。
聚氨酷材料自30年代問(wèn)世以來(lái),至今已有60余年。近年來(lái)世界聚氨醋的消費量穩定增長(cháng),年增長(cháng)率約3% ^-4000 1987年世界聚氨醋的消費量為425萬(wàn)t,1991年達到450萬(wàn)t,預測到1995年將達到500萬(wàn)t。美國、西歐和日本聚氨醋工業(yè)的發(fā)展尤為突出,美國1988年聚氨酷的銷(xiāo)售量為132. 2萬(wàn)t,1991年約為151. 4萬(wàn)t,到2000年的需求量將達到204. 3萬(wàn)to國外聚氨醋主要用于發(fā)泡材料,非發(fā)泡材料占聚氨醋總銷(xiāo)售量的25%左右。西方國家和地區聚氮酷泡沫塑料的銷(xiāo)售量如表1所示。
隨著(zhù)建筑業(yè)要求材料向輕量化發(fā)展,硬質(zhì)聚氨醋泡沫塑料的需求量增大,年增長(cháng)速度約1000。例如,1988年美國總消費量42. 9萬(wàn)t,其中建筑用25. 9萬(wàn)t,約占硬泡消費的60寫(xiě);西歐總銷(xiāo)售量為37. 1萬(wàn)t,其中建筑用約占6000;日本聚氨醋硬泡在建筑中的應用比例約占4000 0建筑業(yè)需求的增長(cháng),大大促進(jìn)了聚氨醋工業(yè)特別是硬質(zhì)泡沫制品的發(fā)展。
我國聚氨酷泡沫塑料生產(chǎn)始于50年代末,直到70年代中期,發(fā)展還十分緩慢,當時(shí)生產(chǎn)工廠(chǎng)有10余家,設計生產(chǎn)能力約1. 1一1. 5萬(wàn)t/年,實(shí)際年產(chǎn)量約3 000 t o 80年代以來(lái),聚氨醋泡沫工業(yè)得到了迅速發(fā)展,從80年代初期到中期,設計生產(chǎn)能力躍增到約18萬(wàn)t/年,90年代初已達20萬(wàn)t/年以上,1985年實(shí)際產(chǎn)量約6萬(wàn)t。爾后數年,由于原材料、市場(chǎng)需求等方面的影響,聚氨酷泡沫塑料的年產(chǎn)量徘徊在6萬(wàn)t左右。1992年以來(lái),有明顯上升勢頭。
80年代中期到目前,我國主要建立大噸位原料生產(chǎn)線(xiàn)和開(kāi)發(fā)助劑新品種,力求使制品與原料生產(chǎn)能力和助劑配套,同時(shí)品種也獲得了較快開(kāi)發(fā)。“七五”期間,我國引進(jìn)的四套大型原料生產(chǎn)裝置陸續投產(chǎn),使國內原料生產(chǎn)能力大大增加。80年代以來(lái),引進(jìn)的發(fā)泡設備達180多套(臺),
這些設備和技術(shù)的引進(jìn),提高了國內聚氨醋泡沫塑料的生產(chǎn)工藝水平,有些生產(chǎn)工藝與裝備已接近或達到現今水平。如硬泡生產(chǎn)采用現場(chǎng)澆注與噴涂、層壓及模塑四種工藝等。
我國生產(chǎn)的聚氨醋泡沫塑料中硬質(zhì)泡沫占半數。約3萬(wàn)t左右,主要用在冰箱生產(chǎn)中,建筑上的應用才剛剛開(kāi)始,以聚氨醋夾芯板為主,部分產(chǎn)品用在地下管道、輸油管道等的保溫隔熱。
2.聚苯乙烯泡沫塑料
聚苯乙烯泡沫塑料具有表觀(guān)密度小、導熱系數低、吸水率小、隔音性好、機械強度和耐沖擊性能高等優(yōu)點(diǎn),因此,在世界各國的應用較普遍,目前每年消耗量約160萬(wàn)t左右,僅次于聚氨醋泡沫塑料。聚苯乙烯泡沫與聚氨醋泡沫性能相近,聚氨酷的絕熱性能更佳,但聚苯的價(jià)格較低,因此廣泛用作保溫節能材料,特別是用于建筑保溫。
美國、西歐、日本、加拿大等國家和地區聚苯乙烯泡沫塑料制品的生產(chǎn)與消耗較大,如表3所示:
表3各國聚苯乙烯泡沫制品年消費f(萬(wàn)t)國家或地區{美國}西歐I日本…力口拿大1987年1988黔
國外聚苯乙烯泡沫塑料在建筑中應用的比例較大,如歐州共同體1988年聚苯乙烯泡沫塑料總消費量為49. 3萬(wàn)t,其中建筑用達31. 2萬(wàn)t,占63.300。國外聚苯乙烯泡沫在建筑上主要用于屋面和墻體的保溫。
我國聚苯乙烯泡沫塑料問(wèn)世于60年代,1965年上海、北京相繼通過(guò)技術(shù)鑒定并投入工業(yè)生產(chǎn)。同聚氨醋泡沫塑料一樣,80年代是聚苯乙烯泡沫的高速發(fā)展時(shí)期,在此期間,我國引進(jìn)了20條擠出聚苯乙烯片材生產(chǎn)線(xiàn),生產(chǎn)能力約為15 000 ^'20 000 t/年;同時(shí)大板塊成型機、預發(fā)泡機、包裝成型機的生產(chǎn)技術(shù)與裝備水平有一定程度提高。據統計,我國聚苯乙烯泡沫塑料1988年消耗量約2. 7萬(wàn)t,目前年產(chǎn)量在3萬(wàn)t左右。其中,聚苯板塊占53寫(xiě).5g0o,包裝盒占4100^'47000
我國聚苯乙烯泡沫生產(chǎn)比較分散,大多生產(chǎn)規模較小,裝備水平較低。年產(chǎn)量在1 500 t以上的僅有上海塑料制品七廠(chǎng)、北京泡沫塑料廠(chǎng)、上海塑料制品十四廠(chǎng)等幾家企業(yè)。
3.其它泡沫塑料
其它泡沫塑料與前兩種泡沫塑料相比,在生產(chǎn)技術(shù)、成本、原材料、應用等方面均存在某些差距,因此應用數量相對較小。然而某些泡沫塑料在建筑保溫、工業(yè)保溫或密封等方面有獨特作用,開(kāi)發(fā)的潛力和意義較大。
(1)聚異氛脈酸酉旨泡沫塑料
目前世界上已研究出多種耐高溫泡沫塑料,以適應耐熱性能要求較高的應用領(lǐng)域。例如,聚有機硅氧烷泡沫、聚酞亞胺泡沫、聚碳酸醋泡沫、環(huán)氧泡沫、聚異氰脈酸醋泡沫塑料等,有的zui高使用溫度可達300℃以上。但是,除聚異氰脈酸醋泡沫塑料之外,其它幾種因原料來(lái)源少,價(jià)格高及制備工藝復雜,反應難以控制,均不能作為大規模的工程材料。而聚異氰脈酸醋泡沫塑料不僅性能、制備工藝和價(jià)格與聚氨醋泡沫塑料相當,而且其耐熱性與聚氨醋相比可提高50 ^- 100 "C,長(cháng)期使用溫度為150 ^-180 `C ,短期可用在200℃以上。其阻燃性也優(yōu)于聚氨醋,是一種耐高溫的高效保溫材料。
國外60年代已研制出聚異氰脈酸酷泡沫塑料,并投放市場(chǎng)。美、英、日本、原蘇聯(lián)等國家聚異氰脈酸醋泡沫塑料發(fā)展迅速,已大規模應用在建筑、石油化工、稠油熱采、造船業(yè)和軍工等部門(mén)的隔聲、絕熱。近幾年來(lái),建筑、石油化工等行業(yè)已開(kāi)始逐漸以聚異氰脈酸醋泡沫塑料替代聚氨醋泡沫塑料。據資料介紹,美國建筑業(yè)市場(chǎng)聚異氰脈酸醋泡沫塑料的銷(xiāo)售量:1974年為3 630 t,1975年為5 550 t,1976年達到12 250t,到了8。年代,增長(cháng)勢頭不減,約占建筑用聚氨醋硬泡的1500~2000,預計到1995年美國聚異氰脈酸醋泡沫塑料的總消耗量將超過(guò)6萬(wàn)to
我國從70年代才開(kāi)始聚異氰脈酸醋泡沫塑料的研究。近幾年來(lái),該泡沫優(yōu)良的性能和簡(jiǎn)便的施工工藝,受到人們的重視,并有了相應地發(fā)展。目前有10多家研究所、大專(zhuān)院校和生產(chǎn)廠(chǎng)從事這方面的研究與生產(chǎn),如江蘇化工研究所、石油部施工技術(shù)研究所、江蘇傈陽(yáng)有機合成化工廠(chǎng)等。聚異氰脈酸醋泡沫塑料已在我國石油化工、建筑、熱力工程部門(mén)的防腐保溫工程上應用,效果良好。
(2)聚乙烯泡沫塑料
聚乙烯泡沫塑料因其具有柔軟、彈性好、不吸水、耐化學(xué)腐蝕、耐老化等特點(diǎn),在建筑物的屋面、墻體、防震、密封、變形縫等處以及交通設施的隔熱、保溫、吸聲方面的應用有其獨特的優(yōu)點(diǎn)。近年來(lái)已獲得較快發(fā)展。
我國聚乙烯泡沫塑料的主要生產(chǎn)企業(yè)有:北京紅星泡沫廠(chǎng)、重慶塑料九廠(chǎng)、成都市七一塑料廠(chǎng)、濟南塑料四廠(chǎng)、南京航海儀器廠(chǎng)工程塑料廠(chǎng)等,大多生產(chǎn)規模較小。
(3)聚氛乞烯泡沫塑料
聚氯乙烯泡沫塑料的特點(diǎn)是質(zhì)重輕、不吸水、有自熄性能,并且有良好的隔熱保溫、吸聲作用。建筑上主要用作吸聲、保溫、隔熱、防震材料。80年代聚氯乙烯泡沫塑料的發(fā)展較快,主要用作吊頂吸聲板。由于其它吊頂材料的發(fā)展,加之聚氯乙烯泡沫吊頂材料使用中易泛黃,耐老化性較差,近年來(lái)應用數量逐年減少。