硬泡聚氨酯（PU）保溫材料是由異氰酸酯與多元醇反應(yīng)制成的一種具有氨基甲酸酯鏈段重復(fù)結(jié)構(gòu)單元的聚合物。由于其保溫性能良好，防水性能優(yōu)異，廣泛應(yīng)用于外墻保溫、屋頂保溫以及冷庫、糧庫、檔案室、管道、門窗口等特殊部位的保溫。聚氨酯硬泡在國外被大量應(yīng)用于屋面和墻體保溫，主要應(yīng)用形式有復(fù)合板材、現(xiàn)場噴涂兩類。英國早在上世紀60年代就已將聚氨酯硬泡應(yīng)用于墻體和屋面。美國1996年建筑用硬泡占硬泡總耗用量的49%，家用、商用冰箱等設(shè)備僅占23.5%。另據(jù)美國聚氨酯工業(yè)協(xié)會信息，為了達到節(jié)能50%～70%的目標，美國房屋保溫系統(tǒng)所采用的保溫材料由玻璃纖維普遍轉(zhuǎn)向聚氨酯保溫材料，以充分利用聚氨酯保溫材料良好的保溫性能和防水性。
在我國，聚氨酯硬質(zhì)泡沫在建筑外墻外保溫領(lǐng)域的應(yīng)用技術(shù)研究于10年前才開始起步。目前，其應(yīng)用除屋面保溫隔熱防水之外，還有冷庫、大中型化工設(shè)施、糧庫等方面。由于我國建筑節(jié)能事業(yè)的迅猛發(fā)展，預(yù)計用于建筑保溫隔熱的硬泡聚氨酯材料市場將會呈現(xiàn)跨越式的發(fā)展。
1硬泡聚氨酯噴涂施工關(guān)鍵技術(shù)
硬泡聚氨酯噴涂技術(shù)較難掌握，易產(chǎn)生噴涂的聚氨酯泡孔不均勻等問題。應(yīng)加強噴涂施工人員的培訓(xùn)工作，使其熟練掌握噴涂技術(shù)，能夠獨立解決噴涂施工中遇到的技術(shù)問題。噴涂施工中需要解決的關(guān)鍵技術(shù)問題主要有以下幾個方面。
1.1乳白時間和霧化效果的控制
聚氨酯泡沫的形成需經(jīng)歷發(fā)泡和熟化兩個階段。
從黑、白料混合開始到泡沫體積膨脹停止，這個過程稱為發(fā)泡。發(fā)泡過程中，體系釋放出大量的反應(yīng)熱酯噴涂工藝時，應(yīng)考慮泡孔的均勻性。泡孔均勻性主要受以下因素影響：
（1）料比偏差
機器泡與手工泡密度的差別較大。通常，機器的固定料比為1∶1，但由于各廠家白料的粘度差別較大，造成實際料比與機器固定料比不符。當(dāng)白料過量時表現(xiàn)為泡沫密度低，顏色發(fā)白，泡沫強度下降，手感軟，氣溫低時易收縮；當(dāng)黑料過量時表現(xiàn)為泡沫密度高，顏色深，泡沫強度高，手感硬而脆。這些情況下應(yīng)立即核對料比，查看過濾器是否堵塞，壓力、溫度指示是否正常，以確保黑、白料比例的準確性。
（2）環(huán)境溫度
聚氨酯發(fā)泡受溫度的影響很大。發(fā)泡依靠熱量而進行，如果沒有熱量，體系中的發(fā)泡劑就無法蒸發(fā)，從而無法生成泡沫塑料。熱量來自化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生和環(huán)境提供兩個方面。化學(xué)反應(yīng)熱不受外界因素的影響，環(huán)境提供的熱量則隨環(huán)境溫度的變化而變化。當(dāng)環(huán)境溫度高時，環(huán)境能給反應(yīng)體系提供熱量，可增加反應(yīng)速度，縮短反應(yīng)時間。表現(xiàn)為泡沫發(fā)泡充分，泡沫表層和芯部密度接近。當(dāng)環(huán)境溫度低（如18℃以下），部分反應(yīng)熱就會散發(fā)到環(huán)境中。熱量的損失，一方面造成泡沫熟化期延長，增大了泡沫成型收縮率（溫度越低，成型收縮率越高）；另一方面增加了泡沫材料的用量。實驗表明：同一發(fā)泡材料，環(huán)境溫度15℃時的發(fā)泡體積比25℃時的發(fā)泡體積小25%，從而提高了泡沫的生產(chǎn)成本。
?。?）風(fēng)力
噴涂作業(yè)時，要求風(fēng)速在5m/s以下。風(fēng)速超過5m/s，將吹失反應(yīng)產(chǎn)生的熱量，影響聚氨酯泡沫的快速發(fā)泡反應(yīng)，使產(chǎn)品表面變脆。同時，由于噴涂發(fā)泡機將原料混合后，以霧化狀態(tài)噴出，如風(fēng)速過大，將會吹走霧化顆粒，增加原料損耗，污染環(huán)境。（4）基層溫度和濕度
從工程實踐可以看出，基層墻體溫度對聚氨酯的發(fā)泡效率也有很大的影響。噴涂過程中，如果環(huán)境溫度和建筑物基層墻體溫度都非常低，硬泡聚氨酯第一遍噴涂完后，反應(yīng)熱量會迅速被基層吸收，從而減少了材料的發(fā)泡量。因此，在施工時應(yīng)盡量縮短中午休息時間，在施工安排過程中宜合理安排工序，以保證硬泡聚氨酯的發(fā)泡率。硬質(zhì)聚氨酯泡沫是異氰酸酯和組合聚醚雙組分混合反應(yīng)生成的高分子產(chǎn)品。其中異氰酸酯組分很容易和水反應(yīng)生成脲，如果聚氨酯中脲鍵含量升高，則泡沫塑料將變脆，泡沫與基材的粘結(jié)力降低。因此，要求待噴基材表面清潔干燥，相對濕度小于80%，且無銹、無粉塵、無污染、無潮氣，雨天不得施工。若有露或霜，應(yīng)予以去除和干燥。
1.3現(xiàn)場發(fā)泡噴涂量的控制
在施工過程中應(yīng)盡量避免硬泡聚氨酯噴涂污染。聚氨酯材料在高壓作用下以霧狀液滴的形式從噴槍噴出，加之材料密度小，質(zhì)量輕，很容易被風(fēng)帶走，造成材料浪費和環(huán)境污染。聚氨酯噴涂施工中在建筑角線、裝飾線等施工中材料浪費極其嚴重。在建筑大角施工時，有近1/2的材料不能被噴涂到墻體上，材料浪費嚴重。在施工過程中，還應(yīng)有效控制基層平整度?；鶎訅w平整度太差，也造成一定的材料浪費。此外，如果聚氨酯噴涂過程中基層墻體的平整度誤差太大，則需要把局部正偏差太大的部分鋸掉，這樣就浪費了聚氨酯材料和人力成本，還會給后續(xù)施工帶來難度。
1.4施工現(xiàn)場材料的管理
聚氨酯發(fā)泡的原理是依靠發(fā)泡劑受熱汽化進入泡沫泡孔內(nèi)產(chǎn)生泡孔內(nèi)外壓力差從而完成發(fā)泡過程，所以發(fā)泡劑的含量和有效利用程度也是發(fā)泡效率的關(guān)鍵。
在施工前，發(fā)泡劑按一定的比例摻和在白料中。由于發(fā)泡劑是一種極易揮發(fā)的物質(zhì)，施工過程中，如果容器受環(huán)境影響其內(nèi)部溫度過高，就會使容器內(nèi)的發(fā)泡劑部分開始汽化，變成氣體存在于容器上部中空的空間或通過容器上的孔洞揮發(fā)到環(huán)境大氣中，造成材料中發(fā)泡劑的含量減少，或是低于預(yù)定的配比。此時泡沫發(fā)泡不充分，泡沫密度變大，從而同量的材料就不能產(chǎn)生預(yù)計體積的泡沫。因此，聚氨酯黑、白料在技術(shù)培訓(xùn)和安全教育。噴涂操作周圍應(yīng)作圍擋遮蔽，以免對環(huán)境造成污染。采用腳手架施工時要用小眼安全網(wǎng)遮蓋嚴密；采用吊籃施工時，吊籃四周應(yīng)做高度不低于1.8m、寬度不小于噴涂范圍的防飛濺物，以免聚氨酯顆粒隨風(fēng)吹走污染環(huán)境。嚴禁電焊等明火操作施工，施工時要備足滅火器，防止出現(xiàn)現(xiàn)場火災(zāi)。噴涂電氣設(shè)備的安裝操作人員要持證上崗，用電貯存過程中要注意密封，嚴禁暴曬。
2硬泡聚氨酯噴涂過程中的安全保障措施
噴涂前充分做好遮擋工作。一般門窗用塑料彩條布裁成與門窗口面積相當(dāng)?shù)牟級K進行遮擋。對于架子管、鐵藝等不規(guī)則需防護部位，應(yīng)采用聚乙烯保鮮膜進行纏繞防護。噴涂時易產(chǎn)生聚氨酯泡沫飛濺，施工人員要做好勞動保護。嚴格遵循高空作業(yè)安全法則，必須佩戴安全帽、安全帶，特別是吊籃施工更要采取有效的防護措施，防止吊籃墜落。新工人上崗前必須接受嚴格的技術(shù)培訓(xùn)和安全教育。噴涂操作周圍應(yīng)作圍擋遮蔽，以免對環(huán)境造成染。采用腳手架施工時要用小眼安全網(wǎng)遮蓋嚴密；用吊籃施工時，吊籃四周應(yīng)做高度不低于1.8m、寬不小于噴涂范圍的防飛濺物，以免聚氨酯顆粒隨風(fēng)吹走污染環(huán)境嚴禁電焊等明火操作施工，施工時要備足滅火器，防止出現(xiàn)現(xiàn)場火災(zāi)。噴涂電氣設(shè)備的安裝操作人員要持證上崗，用電要嚴格按照工地現(xiàn)場管理規(guī)定執(zhí)行。噴涂后及時涂刷聚氨酯界面砂漿，起到有效的防火作用。