2022年2022年聚合MDI在建筑节能领域中的应用 .pdf

聚合 MDI 在建筑节能领域中的应用说明聚合 MDI，化学名称为“多亚甲基多苯基异氰酸酯”，是生产聚氨酯硬质泡沫材料的主要原料。聚氨酯硬泡材料以其优异的保温隔热性能，作为新型墙体材料，在欧洲、北美、日本等发达国家的建筑领域广泛应用，发挥着重要的节能作用。由于我国MDI产业起步较晚，聚氨酯硬泡材料在国内节能领域的应用还刚刚起步，正处于替代其他低性能产品的阶段，急需国家的政策支持和引导。聚氨酯硬泡材料是由聚合MDI与相应的组合聚醚多元醇在合适的工艺条件下混合生产而成的，混合过程可以采用简单的手工搅拌，也可以采用高压或低压的机械混拌，同时既可以在施工现场生产应用，也可以在工厂预制后再进行安装，生产应用十分方便。一、聚氨酯硬质泡沫具有优异的节能性能1聚氨酯硬泡具有超低的导热系数聚氨酯硬泡被誉为目前工业保温隔热材料中性能最优异的材料，他拥有超低的导热系数。正常情况下，新生产产品的导热系数为0.017-0.022W/m.K，仅是聚苯乙烯的60。达到相同的保温效果，聚氨酯硬泡比其他材料都要薄很多。如图下表比较：材料名称导热系数（W/m.k）达到相同节能效果需要的厚度(mm)聚氨酯硬质泡沫0.017 0.023 40 聚苯乙烯挤塑板0.031 60 聚苯乙烯板0.041 80 矿棉0.045 90 2闭孔率高，低吸湿性，低气密性、防水性能优异聚氨酯硬泡的闭孔率可以达到95以上，从而使吸水率小于4，保证了其可以长时间保持稳定的隔热性能，具有更长的使用寿命。加拿大一栋大型建筑使用聚氨酯硬泡保温已经40 多年，目前节能效果依然很好。研究表明，玻璃棉保温材料在吸水1%时，其 U值（衡量保温效果的参数）就会降低86%。聚氨酯硬泡的气密性是其它保温材料不具有的，当通过纤维保温材料的气流速度超过1 米/秒时，热量流失就会翻倍增长，聚氨酯硬泡的气密性不会使气流通过，也使其具有优异的隔音性能。3使用范围广，粘结力强名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 1 页，共 6 页 -聚氨酯屋面防水保温聚氨酯外墙保温聚氨酯地面防水保温聚氨酯内墙保温图 1.聚氨酯硬泡在建筑节能领域的应用聚氨酯硬质泡沫可以在 100 150之间长期使用，而且聚氨酯具有很强的自粘贴性，可以与水泥、纤维、玻璃、金属等各种材料进行强有力的粘结，粘结强度大于其自身的撕裂强度。4防火性能优异通过调整配方，硬泡聚氨酯材料可以符合国内及国际上各项防火标准的要求。它不会像聚苯乙烯材料（EPS或 XPS）那样有高温熔化滴落的现象，而且硬泡聚氨酯材料在燃烧的过程中，会形成一个焦化的保护层来抑制燃烧的蔓延，可以提高建筑的防火安全性。5无毒性、无刺激性、无生物寄生性硬泡聚氨酯泡沫无毒、无刺激性，操作安全便捷，它不会像玻璃棉那样在作业时使人产生瘙痒。另外它不含蛋白质等营养元素，不会寄生细菌或者菌类，也不会滋养寄生虫。二、聚氨酯硬泡在建筑节能领域中的应用聚氨酯硬质泡沫优异的保温隔热性能，成就了他可以在众多节能领域发挥着重要的作用，建筑节能是其最大的应用领域，其次还有为冷藏运输、热水器等。根据对聚氨酯产品使用情况的统计，在美国有 50以上的聚氨酯硬泡材料应用于建筑节能领域，在日本约有66，欧洲建筑节能对聚氨酯硬泡的需求量也超过其总量的50。所以说建筑节能是聚氨酯硬泡在发达国家的主要用途，而聚氨酯硬泡在国内建筑节能领域的应用却是刚刚起步。聚氨酯硬泡在建筑节能领域的应用如下图1 所示：包括建筑外墙保温、屋面防水保温、地面防水保温、门窗保温隔热，另外还有空调风管保温隔热、供热管线保温等等方面。1建筑外墙保温。建筑节能主要是指节约建筑使用过程中的能耗，包括采暖空调、热水供应、电气和炊事等方面。其中房屋采暖和空调的能耗降低约占到了节能任务总量的60左右，名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 2 页，共 6 页 -是建筑节能的主要任务，而提高建筑围护结构的保温隔热性能是完成这一任务的主要手段。聚氨酯硬泡是目前最理想的建筑外墙保温材料，可以对建筑外墙实施外保温或者是内保温，施工方法包括现场喷涂法、粘贴法、现场浇注等方法。将聚氨酯硬泡材料预制成夹芯板是公共建筑保温的理想材料，特别是用于建造一些工厂或者车间，搭建方便可靠，保温隔热十分优良，目前已经在世界各地广泛使用。2屋面防水保温聚氨酯硬泡也是进行屋面保温防水一体化施工的理想材料，不仅可以达到保温隔热的目的，而且其不透水，不吸湿，整体施工无接缝，起到优良的防水效果，我国的人民大会堂就是采用的聚氨酯硬质泡沫进行的防水保温处理。图 4：马来西亚航空公司的分机棚采用金属面PU夹心板材图 3.聚氨酯预制板外墙粘贴保温图 2.聚氨酯硬泡现场喷涂外墙保温名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 3 页，共 6 页 -图 8.单组份聚氨酯泡沫密封胶3门、窗保温建筑物的门和窗是另外一个重要的室内能耗流失渠道，发达国家一般都要求采用节能门窗，控制能量从门、窗流失也是我国建筑节能的一项重要内容。采用聚氨酯填充的保温门可以杜绝80以上通过门流失的能量，如国内的美心、盼盼、步阳等高档保温防盗门均采用聚氨酯硬泡材料填充。单组份聚氨酯泡沫密封胶是以聚合MDI 为原料的一种自膨胀、自粘结的水蒸气固化聚氨酯系统，主要用于填充各式各样的建筑缝隙，例如：门缝、窗缝等等，是消除室内外温度交换的重要手段。这种产品在欧美等发达国家已经普遍使用，欧洲是目前该产品用量最大的地区，每年约消耗 1.4 亿支，其次是北美，约 8000 万支。在我国，该产品才出现四年左右，一上市就收到了人们的喜爱，目前发展十分迅猛。4聚氨酯硬泡空调风管我国中央空调的使用效率低下，主要原因是空调系统的通风管道保温隔热性能差，一般都是采用玻璃钢或者铁皮做框架，然后在外面采用玻璃棉等导热吸水较高的隔热层，冷风和热风在传递过程中能量损害很大。目前国际上节能性能最好的是完全使用特制的聚氨酯硬泡板材拼制的通风管道，中央空调的整体使用效率可以提升30以上。但由于目前聚氨酯空调风管的的成本比传统产品相对高一些，所以在国内还没有得到广泛推广。图 7.聚氨酯屋面防水保温施工的国家粮库图 6.聚氨酯硬泡屋面防水保温现场名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 4 页，共 6 页 -5供热管线保温冬天供热是北方建筑能耗的重要组成部分，同时也是北方冬天污染严重的重要原因，提高供热效率是保护环境、节约能源的重要手段。根据国家相关单位的统计，暖气从供热单位到使用家庭，约有 30左右的能量损失在供暖管线的路途上，聚氨酯硬泡保温管线可以大幅度降低暖气的中途损耗，近年来北方的多数大城市都在进行供热管线改造，将原来的输送管线全套改换为聚氨酯硬泡保温体系的，从而大幅降低了供暖损耗，提升了能暖利用率。根据对一幢 100M2采用 30mm 厚聚氨酯硬质泡沫外墙保温系统的能量测试，期保温改造成本可在两个采暖周期内收回，每年可以减少1800Kg的 CO2、S O2及其他有害物质的排放；50年内可节约 50 万度电的能量，同时可以减少90 吨 CO2等有害气体和烟尘。而且，根据测算，通常情况下，冬天人在22的环境下会感觉舒适，而在聚氨酯外墙保温的房间里，室内温度只要达到19就很舒服了，从而又可以节能18。聚氨酯硬质泡沫是理想的建筑节能材料，目前已经在欧美等发达国家的建筑领域广泛应用，发挥着重要的作用。而在我国还处于起步阶段，特别是在建筑外墙保温和空调风管领域，由于生产成本的因素，市场仍然以价格较低的低效率产品为主，聚氨酯硬泡材料还处于刚刚入市阶段，需要国家的支持和引导。为此，国家建设部组织了国内建筑研究机构、聚氨酯原料供应和生产施工企业专门成立了“聚氨酯建筑节能应用推广工作组”，计划通过技术整合和研究，编写发布一套切实可行的聚氨酯建筑节能应用技术规范，从而促进聚氨酯硬泡在建筑节能领域发挥更大的作用。三、聚合 MDI相对于聚氨酯硬泡的重要性聚氨酯硬质泡沫材料是由聚合MDI与相应的组合聚醚多元醇在合适的工艺条件下混合反应生产而成的，其中聚合 MDI对聚氨酯硬泡产品在我国的发展和应用起着至关重要的作用。我国从上世纪 60 年代开始进行聚氨酯产品的研究和生产，但是由于缺乏MDI产图 9.聚氨酯硬泡保温管名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 5 页，共 6 页 -品的生产技术，聚氨酯产品的研制一直处于小作坊的实验阶段。“六五”期间，国家从日本引进了一套1 万吨/年的 MDI生产装置，1983 年装置安装完成，开车生产，从而打开了我国聚氨酯工业规模化发展的序幕。为了给聚合 MDI产品寻找用途，聚氨酯硬泡材料的研究和生产才正式开始了，刚开始时，聚氨酯硬泡材料也仅用于一些冷库保温等粗放领域，八十年代后期，人们认识到将聚氨酯硬泡材料作为保温层生产的电冰箱质量好，而且能耗低，从而使大家进一步认识到聚氨酯硬泡优异的保温隔热性能。但是由于当时我国并不掌握MDI生产装置的核心技术，生产装置总是不能稳定运转，产量不能达到设计要求，产品质量也很低，不能满足国内需要。进入九十年代后，国家曾试图从国外引进相关技术，但由于该技术被德国、美国和日本的五大公司垄断，而且他们都不对外转让，导致我国聚氨酯硬泡技术长期停止不前。根据各国聚氨酯工业发展的经验，只有拥有先进MDI产业的国家，聚氨酯工业才能兴旺发达，可见MDI产业对聚氨酯硬泡产业具有决定性作用。九十年代后期，以烟台万华聚氨酯股份有限公司技术人员为主体的技术队伍终于攻克了 MDI生产的核心技术，逐渐将原来的一万吨装置逐年扩大到了2005 年的 10 万吨，同时年产 16 万吨的 MDI装置也于 2006 年建成投产，从而使我国成为了第四个拥有 MDI生产自主知识产权和强大生产能力的国家。聚合 MDI供给量的大幅提升，极大地促进了我国聚氨酯硬泡产品的丰富，1998年以来，我国的聚氨酯硬泡产品年消耗增长率都达到了20以上，可见聚合MDI 产业的发展是推动聚氨酯硬泡产品应用的基础。综上所述，聚氨酯硬泡材料是一种优异的节能材料，聚合MDI产品是聚氨酯硬泡材料的主要原料，也是推动聚氨酯硬泡产品发展的关键力量。目前聚氨酯硬泡材料已经在建筑节能、热水器和冷藏运输领域发挥了一些节能作用，但是与国外发达国家相比，聚氨酯硬泡材料的应用推广还相差很远，希望国家给予支持和引导。烟台万华聚氨酯股份有限公司二 OO 六年十月十二日名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 6 页，共 6 页 -