建筑業(yè)用聚氨酯硬泡體保溫材料是聚氨酯工業(yè)的一個(gè)重要分支，其特點(diǎn)是一材多用，同時(shí)具備保溫、防水等功能。該類(lèi)產(chǎn)品自上世紀60年代在歐洲建筑業(yè)應用以來(lái)已有40年歷史，一些國家還通過(guò)立法把聚氨酯作為建筑業(yè)指定的保溫防水用材。
近年來(lái)，隨著(zhù)我國建筑節能市場(chǎng)的迅速發(fā)展，聚氨酯硬泡體保溫產(chǎn)品在建筑保溫防水領(lǐng)域得到了廣泛的應用，已成為主導市場(chǎng)的保溫節能產(chǎn)品之一。
聚氨酯(即聚氨基甲酸酯，英文縮寫(xiě)PU)是在高分子主鍵上含有許多重復的-NHCOO-基團的高分子化合物。聚氨酯系列產(chǎn)品一般是由二元或多元有機異氰酸酯和多元醇在多種助劑的作用下，經(jīng)過(guò)聚合反應得到的高分子化合物，兩種主材中若都只含兩個(gè)或以下羥基官能團時(shí)，聚合反應得到的是線(xiàn)型結構的化合物，若其中一種或兩種主材中，部分或全部具有三個(gè)或以上官能團時(shí)，則可得到體型結構的聚合物，由于聚合物的結構不同，性能差異很大。就像鋼材一樣，雖然都是鐵碳合金，但鐵碳配比不同，熱處理工藝不同，其性能截然不同。聚氨酯原料在各行業(yè)應用非常廣泛，因應用的行業(yè)特性和生產(chǎn)的產(chǎn)品不同，各行業(yè)對以聚氨酯為主要原料的組合材料的性能要求也不同。承擔保溫防水雙功能的聚氨酯硬泡(SPF)也完全不同于用于冰箱、冷庫僅起保溫作用的聚氨酯(PUR)，盡管它們外觀(guān)結構看似非常相像，但作為建筑保溫防水一體化材料，聚氨酯硬泡打破了傳統建材功能單一、防水的不保溫、保溫的不防水、防水層一旦出現滲漏、保溫層隨即失去保溫功能的通病。與其它單功能保溫或防水材料相比，聚氨酯硬泡具有明顯的優(yōu)勢：
1、聚氨酯硬泡具有一材多用的功能，同時(shí)具備保溫、防水、隔音、吸振等諸多功能;
2、保溫性能卓越，是目前國內所有建材中導熱系數最低(≤0.024，綠色環(huán)保無(wú)氟發(fā)泡技術(shù))、熱阻值最高的保溫材料，導熱系數僅為EPS發(fā)泡聚苯板的一半;
3、聚氨酯硬泡體連續致密的表皮和近于100‰的高強度互聯(lián)壁閉孔，具有理想的不透水性。采用噴涂法施工達到防水保溫層連續無(wú)接縫，形成無(wú)縫屋蓋和整體外墻保溫殼體，防水抗滲性能優(yōu)異;
4、超強的自粘性能(無(wú)需任何中間粘結材料)，與屋面及外墻粘結牢固，抗風(fēng)揭和抗負風(fēng)壓性能良好;
5、整體噴涂施工，完全消除“熱節”和“冷橋”;
6、柔性漸變技術(shù)可有效阻止防水層開(kāi)裂;
7、機械化作業(yè)、自動(dòng)配料、質(zhì)量均一、施工快、周期短;
8、化學(xué)性質(zhì)穩定，使用壽命長(cháng)，對周?chē)h(huán)境不構成污染;
9、離明火自熄，且燃燒時(shí)只炭化不滴淌，炭化層尺寸和外形基本不變，能有效隔斷空氣的進(jìn)入，阻止火勢的蔓延，防火安全性能好。
聚氨酯硬泡體材料本身性能的優(yōu)劣，對建筑物的使用安全性、保溫功能、防水功能有著(zhù)重大的影響，在選材時(shí)必須引起高度重視。
建筑業(yè)用聚氨酯硬泡體防水保溫材料與冷庫、冰箱用聚氨酯硬質(zhì)泡沫保溫材料在性能上的極大差別，主要反映在斷裂延伸率、閉孔率、尺寸變化率、粘接強度四項性能指標上。
區別之一：斷裂延伸率
斷裂延伸率是衡量聚氨酯硬泡抗拒應力作用不產(chǎn)生永久變形的重要性能指標，而僅起保溫作用，無(wú)防水功能的冷庫冰箱用聚氨酯硬質(zhì)泡沫對此項關(guān)鍵的性能指標并無(wú)任何要求。
國家建材行業(yè)標準(JC/T998-2006)中明確規定：聚氨酯硬泡如果作為屋面和墻體防水保溫一體化材料使用，必須滿(mǎn)足延伸率大于10‰的基本要求，才能保證因使用環(huán)境溫度變化、屋面及墻體的干縮濕脹、嚴冬凍融破壞以及建筑物基礎不均勻沉降造成的防水層斷裂、起鼓和龜裂。使聚氨酯硬泡在發(fā)揮優(yōu)異保溫功能的同時(shí)，充分展示其可靠的防水功能，只有延伸率滿(mǎn)足上述國家行業(yè)標準的聚氨酯硬泡才能保證建筑物冬暖夏涼，環(huán)境舒適，屋面滴水不漏，外墻永無(wú)返潮之慮。
區別之二：尺寸變化率
聚氨酯硬泡受使用環(huán)境溫度變化的影響，尺寸和體積會(huì )發(fā)生一定的變化，尺寸變化率的大小與原料的類(lèi)型、泡體的結構、芯材密度、成型工藝及發(fā)泡劑的種類(lèi)等諸多因素有關(guān)，耐溫差性能較好的聚氨酯硬泡在-20攝氏度至+80攝氏度的環(huán)境溫度下，尺寸不應發(fā)生明顯的變化。聚氨酯硬泡的閉孔率高達95‰以上，封閉在泡孔中的氣體壓力隨環(huán)境溫度的變化而變化，如果泡壁的結構強度較小，泡沫尺寸就會(huì )因閉孔中氣體壓力的變化而產(chǎn)生低溫收縮或高溫膨脹的變形，尺寸相對變形量(即尺寸變化率)越大，聚氨酯防水保溫層產(chǎn)生斷裂或開(kāi)口的幾率就越大。
用于建筑的聚氨酯硬泡按國家行業(yè)標準JC/T998-2006的規定，尺寸變化率應≤1%，以適應建筑物在酷暑及嚴寒季節因晝夜溫差急驟變化造成的外墻飾面系統線(xiàn)型尺寸過(guò)大的收縮和膨脹。尺寸穩定性顯然與外墻飾面系統安全使用性密切相關(guān)，其值越大，安全性越差，尺寸變化率大于1‰的聚氨酯硬泡是不符合國家建材行業(yè)標準要求的
區別之三：閉孔率
閉孔率是衡量材料吸水率和導熱系數的重要指標，閉孔率低的硬泡吸水率和導熱系數都較高，對材料的保溫功能和抗凍融性能都有著(zhù)至關(guān)重要的影響。建筑用聚氨酯硬泡作為屋面防水保溫材料使用時(shí)，其泡沫閉孔率至少應大于95‰，當閉孔率低于70‰時(shí)，短時(shí)大雨并不會(huì )造成屋面滲漏，但在多日連續陰雨的季節，由于硬泡長(cháng)期浸泡在雨水中，開(kāi)孔泡中吸水較多，滲入泡中的雨水，在重力作用下會(huì )透過(guò)串孔進(jìn)入屋面基層，并被封存在基層和硬泡之間，即使雨過(guò)天晴，在烈日照射下短期內也很難經(jīng)過(guò)硬泡保溫層和保護層向上排出。相反，由于屋面受陽(yáng)光照射，上層溫度高，下層溫度低，水分反而向屋面下層遷移，造成雨天不漏、晴天滲漏的反?，F象，這種現象在南方黃梅季節尤甚。
區別之四：抗拉強度和自粘強度的影響
聚氨酯硬泡外墻外保溫系統的整體強度取決于聚氨酯母材的抗拉強度(系統強度的最薄弱環(huán)節)，因此聚氨酯硬泡本身的抗拉強度實(shí)際上就是整個(gè)外墻飾面系統的抗拉強度。例如：聚氨酯硬泡的抗拉強度是200kpa，整個(gè)外墻系統的抗拉拔強度就是200kpa;如果此指標下降為100kpa，則整個(gè)外墻系統的抗拉強度會(huì )隨之降低為原來(lái)的一半，安全系數也必然會(huì )驟降為原來(lái)的一半。
另外，建筑業(yè)用噴涂聚氨酯硬泡在材料配制時(shí)還應充分地考慮外墻外保溫系統使用時(shí)的粘接強度要求，因此要求其對金屬、混凝土、磚石、木材、玻璃等建筑材料具有極好的自粘接性能。
國家建材行業(yè)標準JC/T998-2006和最近通過(guò)的《聚氨酯硬泡外墻外保溫工程技術(shù)導則》，都對聚氨酯硬泡的自粘接強度規定了強制性指標，這也是噴涂聚氨酯硬泡相對于發(fā)泡聚苯板(EPS)和擠塑保溫板(XPS)外墻外保溫系統安全性具有明顯優(yōu)勢的一個(gè)重要指標。值得一提的是，強度是聚氨酯硬泡最重要的力學(xué)性能，它的大小直接決定著(zhù)外墻飾面系統的抗風(fēng)壓、抗沖擊、抗應變能力以及承載總重量的能力，是評估外墻外保溫系統使用安全性的最重要、最直接的性能指標。
綜上所述，用戶(hù)在選用聚氨酯硬泡作為建筑保溫防水雙功能材料使用時(shí)，必須按國家建材行業(yè)標準JC/T998-2006的要求，對材料的密度、強度、斷裂延伸率、尺寸穩定性及閉孔率進(jìn)行嚴格鑒定。作為目前惟一的保溫防水一體化新型建材，聚氨酯硬泡保溫材料在國內建筑業(yè)的應用還處于初始階段?？上驳氖?，為加快建筑保溫材料的革新，促進(jìn)聚氨酯硬泡在建筑節能領(lǐng)域的推廣應用，建設部還專(zhuān)門(mén)成立了“聚氨酯建筑節能應用推廣工作組”，在建設部的高度重視和全力推動(dòng)下，目前聚氨酯硬泡保溫防水材料在國內建筑節能行業(yè)的應用取得了實(shí)質(zhì)性的進(jìn)展。