脲醛泡沫及在建筑方面的应用

1、脲醛泡沫及在建筑方面的应用 一、专利项目的研发 1.1什么是“脲醛泡沫塑料” 首先我们介绍一下研发的背景，1933年德国一家公司首次开发研究“脲醛泡沫塑料”，经过5年的研究于1938年研发成功，1940年后，由联邦德国的巴斯夫公司投产了“脲醛泡沫塑料”目前在国际只有德国、美国、英国等几个国家拥有这一技术，但由于他们没有解决“脲醛泡沫塑料”本身存在的耐水性差稳定性低耐老化性弱甲醛释放最高，这四大缺陷，所以应用不广泛。 发明人刘兴国同志于1999年，看到一篇由甘肃教育学院金飞龙等老师，关于“脲醛树脂发泡材料和制备”的论文启发下，根据德国巴斯夫公司四十年代，少量可查的关于“脲醛泡沫塑料”技术以及参考

2、文献，在辽宁省保温材料协会名誉主席，高级工程师朱盈豹老师及各领域专家教授的指导帮助下，历经八年多的刻苦攻关，经上万次的反复科学实验，运用独到的“共混改性”技术原理和方法，彻底解决了脲醛泡沫塑料原本存在的耐水性差稳定性低耐老化性弱甲醛释放量高，这一世界都无法解决的难题，成功的研制出了一系列多元全新的高聚物墙体保温材料和一系列高聚合、轻质、韧性好、耐腐蚀、绝缘性好、高强度的工业用材料及一系列具有多元、多功能载体的最佳植物专用系列产品“植物培根助长灵”。这一突破性成果，填补了国内泡沫领域没有“脲醛泡沫”，并填补了保温、隔热及其它领域应用的空白。此项目已被国家授予国家发明专利技术，授权公告日为2007

3、年7月25日。脲醛泡沫塑料就是用以经过改性甲醛与其它配料和离子水聚合在一起制得的“水溶性”脲醛胶粘剂，以二丁基苯磺酸钠(商品名称为拉开粉)等“水溶性”发泡剂，再按工艺要求分别注入到自主研发具有知识产权的旋转空气式A5型发泡机，（现A2-A5系列、发泡率为30-50倍)，在动力推动下发泡，用空气作填料，在催化剂作用下固化成型，旋转出料，再经过干燥制成的白色块状料，这就是“脲醛泡沫”任何一种泡沫，它都是由胶粘剂和起泡剂组成，它的名称也就是胶粘剂名称在前起泡剂在后而产生，另外，它不是一种特殊材料也就只能划分塑料产品中，所以它的名称为“脲醛泡沫塑料”（英文Urea-Formaldehydefodm），

4、但它具有高阻燃、保温隔热性，所以根据国际化工行业的贯例，又命名为UFP为代码,UFP-阻燃保温隔热料应用非常广泛，由此技术，产生发明了十一个系列专利技术，形成四大系列达30多种产品，应用于工业、农业、林业、建筑等各行各业，由此代码，它的一系列产品可简写成，如UFP-保温砖、UFP-防火保温隔热板、UFP-保温箱、UFP-助长灵等等。 1.2脲醛泡沫塑料的分类 脲醛泡沫是一种低密度、高发泡的轻质材料根据发泡倍数的不同，泡沫塑料可分为高发泡与低发泡。根据泡沫体质的软硬程度可分为，硬泡沫、半硬泡沫和软质泡沫。 按泡孔结构可分为开孔型泡沫和闭孔型泡沫。 开孔型泡沫是泡孔之间相互连通、相互通气，发泡体中

5、气体与聚合物相间呈连续性，流体可从发泡体内通过，其产品的性能是环保、可降解、耐老化、通风性好、饱肥性强、并保温隔热、又防止水份、养份流失，强吸水率高达990%。 闭孔型泡沫是泡孔孤立存在，均匀地分布在发泡体内互不连通，气泡完整无破碎，泡孔壁形成发泡体的连接性，其产品的性能：保温隔热、高阻燃、耐水性好、耐老化、压缩强度(相对变形)小、抗拉强度高、抗风压好。按形状也可分为两种一种是“脲醛泡沫塑料”保温隔热粉料，其规格为(20目-100目)，另一种是“脲醛泡沫塑料”保温隔热颗粒料，其规格为(2-5)。1.3本专利技术项目生产产品所需的一切原材料全部采用国产、绿色、环保、节能的材料，工艺简单、使用方便

6、、价格低廉、随处可购。构成脲醛泡沫所需材料表改性脲醛胶粘剂有酸发泡剂无酸发泡剂尿素尿素尿素改性甲醛二丁基苯磺酸钠二丁基苯磺酸钠甘油磷酸水六亚甲基四胺草酸水水 1.4经广州微生物检测中心检测，具有可降解性。 1.5脲醛泡沫保温隔热料的技术指标经辽宁省建筑材料监督检验院检验，有关数据请看下表：检验报告（数据页）序号检验项目计量单位检验结果1表观密度Kg/m338.62压缩强度(相对变形10%)kPa12.33质量吸水率%9904导热系数W/(m.K)0.031(23)5尺寸稳定性(70、相对湿度90%、48h)长%17.7宽%18.1厚%15.06氧指数%33.67水平燃烧燃烧时间s14.8燃烧范

7、围mm49燃烧速率mm/s3.38垂直燃烧燃烧时间s10.0火焰高度mm180残留质量百分数%85.01.6项目产品无毒、无味、无污染、经国家农业部农业环境质量监督检验测试中心（沈阳）检验完全达到环保要求，符合国家标准。有关数据请看下表：检测结果（mg/kg）汞砷铅镉铬0.00570.5531.930.136821.7脲醛泡沫塑料的性能耐冷热性能将脲醛泡沫塑料试样在130、12小时，-30、12小时，交替处理1年试验，强度和泡孔结构均未发生任何变化，脲醛泡沫塑料试样在熔点测定仪测得，分解温度为220，实际分解温度在215-235之间燃烧性能脲醛泡沫塑料在1000-1500的本生灯火焰上加热时立

8、即分解，立刻离开火陷后不继续分解，并不产生任何辉光。直接接触火焰的试样品，边缘发生严重收缩，但是泡沫不发生“闷烧”离开火焰后不继续分解，并不产生任何辉光，因此脲醛泡沫塑料被定为难燃材料。耐化学性能脲醛泡沫塑料试样在温度为20浸泡21天，在以下药品中不发生变化，25%的氯化铵、碳酸钠、氯化钠、(甲、乙)醛、(甲、乙)醇、(乙、丙、丁)酸、氯仿、二丁基磷酸酯等。热绝缘性能脲醛泡沫塑料导热系数低，并且性能稳定。脲醛泡沫塑料的热导率随着温度和泡沫的密度变化而变化，请看下图：温度/泡沫密度(kg/m3)热导率/w/(m,k)2510.03510.04510.00.0362535450.036251835

9、180.0364518 耐微生物性能在一般温度和湿度条件下，脲醛泡沫塑料不会促进真菌繁殖，而且具有一定的杀菌作用，例如将真菌像毛霉菌和曲霉菌注入脲醛泡沫塑料中很短时间就会死亡。吸音性能脲醛泡沫塑料的吸音性与声波的频率有关，钻有小孔的脲醛醛泡沫塑料对频率为800-3200Hz的声音吸收效果最佳，吸音率可达70%-95%，请看下表：泡沫塑料厚度cm不同频率下的吸音率（%）100Hz200Hz400Hz800Hz1600Hz3200Hz6400Hz39235870897877410347885938679512448392959283 1.8随着国家环保要求的逐步提高，人们对环保的意识也不断增强，看

10、到这人们可能早就有了悬念，这个能行吗？有甲醛含量，这个问题请同志们大可不必担心，首先说明我国关于甲醛释放量的室内外标准是3，而我们采用的脲醛胶粉本身就是符合国家标准的产品，甲醛释放量0.02mg/m3,从上述，同志们也可能注意到，就是彻底解决脲醛本身四大缺陷，其中甲醛释放量高，在上述也可看到，“改性甲醛”“改性脲醛胶粘剂”字样，这就是通过降低F/U摩尔比，添加聚乙二醇、聚乙烯醇等，撑控尿素添加次数及PH值、温度，合理调整F/U摩尔比等于或大于2的低缩合聚，撑控脲醛预聚混合物促进剂、捕捉剂应用比例，加入高次甲醛捕捉剂等方法，使之甲醛释放量降到微少甚至接近于零。也就是说，生产原料及产品基本不含甲醛

11、或无醛，所以不会对环境造成任何污染，这也是本专利发明的一大亮点。2用“UFP材料”加工而成的保温板已获国家专利并授权，经“辽宁省建筑材料监督检验院”检验，完全达到了保温、隔热、高阻燃，符合国家标准，并隔音性能好，对频率为800-3200Hz，的声音吸收效果最佳，吸音率可达70%-95%，耐冷热性能好，将UFP保温板试样在120、12小时，-20、12小时，交替处理一年，强度和泡孔均未发生任何变化，该系列产品适用于住宅、工厂、学校、别墅、农村的小康住宅等建筑。广泛应用于框架结构，轻钢结构的非承重外墙围护结构及室内隔墙、分户墙、屋面、地面等等。这一系列的保温板一但上市，它必然会替代有毒、有害、易燃

12、烧，在燃烧时会释放出10余种有毒气体，直接危害人的生命和造成大气污染，且价格高的聚苯乙稀泡沫保温板。以下是采用常规实验方法和检测方法，对本发明的性能进行实验和检测。结果如下表： 序号检验项目计量单位检验结果1密度g/cm30.32压缩强度MPa4.53拉伸强度MPa2.04冲击强度Kj/m22.05最高使用温度100-1606热导率mw/（m.k）387吸水性（24h）Kg/m20.38收缩率（%）10024h112024h0.5由于此系列专利技术的产品适用范围非常广泛，所以不能一一列举讲述，按行业和用途产品可应用于如下领域： 建筑业：1、保温砖材料   

13、0;    2、保温空心砖材料 3、保温混凝土材料        4、保温砂浆材料 5、各种彩砖、彩瓦材料        6、墙体保温板系列材料 7、屋面及地面的保温材料        8、泡沫保温夹心板系列材料（还可用于装饰系列材料）         9、与建筑配套的供暖、自来水、煤气管

14、道的保温系列材料优势 国务院发展研究中心在中国能源综合发展战略与政策报告中提出，为适应全面建设小康社会的新形势，将节能战略调整为在继续推进工业节能的同时，把建筑作为节能的重点领域。   3.1政策优势：有国家“减排节能”“建筑节能”“减少采暖耗能”等大方针有力的支持，及省市政府具体政策的支持，以及省市保温材料协会的大力支持。   3.2创新优势：该系列专利技术具有自主知识产权，在国内同行业中前无仅有，在技术上具有先进的领先地位和独有性。    3.3价格优势：该系列专利技术项目的产品，成本低、利润高、市场前景宏伟、广阔、商机

15、无限,并摆脱了对石油等能源产品的巨大依赖。   3.4市场需求优势：具有及其巨大外墙保温建材市场的需求。及刚刚启动的发掘经济增长点，寻找经济新动力和扩大内需的良好机遇。  中国节能技术大纲白皮书中指出：   我国城乡现有建筑面积420亿平方米，“每年又新竣工16-20亿平方米”，其中大部分为高耗能建筑。 我国新建筑中只有10-15%符合国家强制性节能标准，其它均为高耗能（含采暖耗能）建筑。   建设部明确要求“十一五”期间，现居住和公用建筑节能改造，大城市要完成25%，中等城市完成15%，小城市要完成10%。 3.5原材料优

16、势：该系列专利项目生产产品所需的一切原材料全部选用国产，环保节能的材料，价格低廉、稳定，随处可购。 3.6绿色产品的优势：随着人们环保意识的不断加强，人们选择使用绿色产品的愿望越来越强烈。目前在全球的生产和消费领域已迅速形成了一股绿色浪潮，据专家估计：在未来十年内，绿色产品有可能成为世界主要商品市场的主导产品。目前较权威的观点认为绿色产品是指在其寿命周期中通过采用先进的技术能经济地满足用户功能和使用性能的要求，同时实现节省资源和能源、减少或消除环境污染，且对劳动者（生产者和使用者）具有良好保护的产品。 从绿色产品的定义可以看出，绿色产品由三个基本要素组成，即： 产品的技术先进性，技术先进性是绿

17、色产品设计和生产的前提。绿色产品强调在其寿命周期中采用先进的技术，从技术上保证安全、可靠、经济地实现产品的各项功能和性能，保证产品寿命周期全过程具有很好的绿色特性。 产品绿色性，产品的绿色特性包括节能、降耗、环保和劳保四个方面的内容，它是通过在产品寿命周期的各个阶段中采取各种绿色措施，并实施严格管理来实现的。 产品的经济性，经济性对绿色产品是必不可少的因素之一。一个产品若不具备用户可接受的价格，就不可能走向市场。从寿命周期的角度来看，产品成本应包括企业成本、用户成本和社会成本，即所谓的寿命周期成本。 总之，只有在产品寿命周期中将技术先进性、绿色性以及经济性融合为一个整体，才能获得真正的绿色产品

18、。而我们系列专利技术及一系列专利技术产品，完全符合绿色产品的三个基本要素，可称为真正的绿色产品，所以具有强大的绿色产品优势。 四、专利技术项目产品的市场前景    新产品的上市关健是靠国家政策和领导的大力支持与产品的性价比   4.1首先我们来简单分析一下原有同行业产品的情况，目前在国内乃至国际，在建筑领域中都没有真正意义的保温砖，也就是说现在墙体砌筑材料大部分都不保温，主要就是靠墙体的厚度来减少导热系数，所以出现了在不同地区墙体厚度的不同，在不同地区的建筑成本也产生了较大差异，给寒冷地区造成了很大的经济负担，现有的保温空心砖，它主要是靠空心阻挡空气的流通来减少导热系数，根本达不到国家空心砖的保温标准，加气混凝土砖保温效果较好，但成本高、体轻等缺点不适用于建筑砌体的主体材料。   4.2我们再从现有产品的原材料来看，一是所需大量的土、二是所需大量的炉渣，如果我们统计全国的砖厂，就会得到一个每年侵吞大量土地的惊人数字，这和国家保护耕地、保护土地资源的政策很不相符，再有随着减少环境与空气的污染实行了集中供热，这就使炉渣身价倍增，且供不应求，而成本不断上升，也导至产品的价格上涨。   4.