1.相對(duì)密度小、比強(qiáng)度高、尺寸穩(wěn)定性好
在發(fā)泡方向上被拉長(zhǎng)的五邊形十二面體泡孔結(jié)構(gòu)決定了低密度、硬度、閉孔聚氨酯保溫板,聚氨酯保溫板強(qiáng)度是各向異性的。各向異性的產(chǎn)生由發(fā)泡時(shí)流動(dòng)物質(zhì)沿著它們發(fā)泡的方向排列的泡孔直徑所致。采用加壓發(fā)泡的泡孔的直徑幾乎相等,這樣各向異性有所減少,高密度泡沫各向異性差異非常小
2.獨(dú)立封閉結(jié)構(gòu),導(dǎo)熱系數(shù)低,絕熱保溫效果優(yōu)良
導(dǎo)熱性是聚氨酯保溫板最重要的物理特性。熱傳遞占優(yōu)勢(shì)是依賴于通過氣相的傳熱性,聚氨酯保溫板有著異常低的導(dǎo)熱值是發(fā)泡氣體存在于泡孔中,其次是泡孔的體積,而輻射傳熱直接依賴于泡孔的直徑。聚氨酯保溫板熱阻比傳統(tǒng)材料高(導(dǎo)熱系數(shù)低),與傳統(tǒng)材料的荷載比,僅相當(dāng)于傳統(tǒng)材料的1/3~1/2。設(shè)計(jì)厚度比傳統(tǒng)材料薄,對(duì)于減輕建筑荷載具有十分重要的意義。根據(jù)熱工理論計(jì)算表明,在同等環(huán)境條件下,當(dāng)達(dá)到相同保溫效果時(shí),聚氨酯保溫板與常見保溫材料厚度對(duì)比結(jié)果是:40mm厚度聚氨酯保溫板,約相當(dāng)于45~50mm厚度酚醛樹脂泡沫、60mm厚度XPS板、80mm厚度EPS板、90mm厚度礦物纖維、120mm厚度膠粉聚苯顆粒保溫層、130mm厚度復(fù)合木材、200mm厚度軟質(zhì)木材、760mm厚度輕質(zhì)混凝土、1720mm厚度普通磚塊的保溫效果。
聚氨酯保溫板在建筑業(yè)實(shí)際應(yīng)用中,都是將聚氨酯保溫板表面涂有或復(fù)合非滲透性飾面材料,加之高閉孔率的泡孔內(nèi)氣體不易擴(kuò)散,因而泡體的導(dǎo)熱系數(shù)變化較小。
聚氨酯保溫板導(dǎo)熱系數(shù)是一項(xiàng)非常重要的指標(biāo),聚氨酯保溫板導(dǎo)熱系數(shù)是幾個(gè)部分的總和:泡孔氣體的導(dǎo)熱系數(shù)(氣體傳導(dǎo))、固相物的導(dǎo)熱系數(shù)(固體傳導(dǎo))、通過泡孔輻射的導(dǎo)熱系數(shù)(輻射傳導(dǎo))、泡孔間對(duì)流的導(dǎo)熱系數(shù)(流傳導(dǎo))。其中,泡孔間對(duì)流的導(dǎo)熱系數(shù)是無意義的;固相物的導(dǎo)熱系數(shù)值很小;泡孔氣體的導(dǎo)熱系數(shù)由氣體的組成決定,由于泡沫內(nèi)含有發(fā)泡劑、CO2,其值較低。由此可見,聚氨酯保溫板導(dǎo)熱系數(shù)值的降低主要是受通過泡孔輻射的導(dǎo)熱系數(shù)值大小的影響,可以通過減小泡孔的尺寸來達(dá)到。
在冰點(diǎn)附近,孔壁的固體傳導(dǎo)、閉孔泡孔內(nèi)氣體傳導(dǎo)、開孔泡孔內(nèi)氣體傳導(dǎo)、輻射傳導(dǎo),這四種傳熱途徑同時(shí)存在,都對(duì)泡沫塑料的有效導(dǎo)熱系數(shù)起作用。隨著密度下降,雖然固體傳導(dǎo)線性下降,但由于平均孔體積增大,開孔泡孔內(nèi)和閉孔泡孔內(nèi)氣體傳導(dǎo)增加。當(dāng)平均孔體積達(dá)到某一數(shù)值時(shí),氣體傳導(dǎo)和輔射傳熱的增加大于固體傳導(dǎo)的減小。
隨著密度的下降,泡沫有效導(dǎo)熱系數(shù)反而上升。隨著環(huán)境溫度增加而導(dǎo)熱系數(shù)上升,泡沫的導(dǎo)熱系數(shù)是溫度的函數(shù)
泡沫體積的85%以上都是氣體,在很大的溫度范圍內(nèi),氣體傳導(dǎo)成為泡沫有效導(dǎo)熱系的主要影響因素。正是這些含有發(fā)泡劑的泡孔,提供了一個(gè)物理柵欄,使空氣得以通入,發(fā)泡劑可以滲出。泡孔內(nèi)氣體的組成及其變化必然會(huì)引起其有效導(dǎo)熱系數(shù)的銳變。在泡沫外露情況下,隨著時(shí)間的延續(xù),周圍的空氣向泡孔內(nèi)擴(kuò)散,泡孔內(nèi)發(fā)泡氣體也會(huì)向外滲透,最終導(dǎo)致泡沫有效導(dǎo)熱系數(shù)越來越大。
垂直發(fā)泡方向的導(dǎo)熱系數(shù)略小于平行發(fā)泡方向上的數(shù)值。
聚氨酯保溫板導(dǎo)熱系數(shù)極大程度上依賴泡孔里充填氣體的性質(zhì)、組成以及氣體的滲透率泡沫閉孔率、平均孔體積,也是影響聚氨酯保溫板導(dǎo)熱系數(shù)的重要因素。閉孔率越高,泡沫導(dǎo)熱系數(shù)就越小。因?yàn)殚]孔率從以下三個(gè)方面影響泡沫導(dǎo)熱系數(shù):
(1)閉孔泡沫內(nèi)充滿導(dǎo)熱系數(shù)低的發(fā)泡劑氣體,而開孔泡沫(如聚氨酯軟泡)內(nèi)則充滿了導(dǎo)熱系數(shù)相對(duì)高的空氣
(2)閉孔泡沫內(nèi)的發(fā)泡劑氣體,彼此是隔離的,不連續(xù),而開孔則破壞了氣體的不連續(xù)性,氣體是連續(xù)的。從傳熱機(jī)理上講,開孔促使氣體分子從自由傳導(dǎo)狀態(tài)演變到連續(xù)傳導(dǎo)狀態(tài),從而增加了導(dǎo)熱系數(shù)
(3)隨著溫度的下降,閉孔率越高的泡沫,在低溫的作用下,泡孔內(nèi)的氣體冷凝,形成定程度的真空度,使泡沫的導(dǎo)熱系數(shù)顯著下降。
歸納起來,導(dǎo)熱系數(shù)與泡體的空間結(jié)構(gòu)、閉0024孔率、發(fā)泡劑以及密度等幾個(gè)因素有關(guān)。它們的物理性能依賴于氣相和固相分布的相互作用,強(qiáng)度特性主要取決于固相,而導(dǎo)熱系數(shù)和氣體有關(guān)尺寸穩(wěn)定性則與兩者有關(guān)。
普通型聚氨酯保溫板,較適宜的密度在38kg/m左右,并有相對(duì)最低的導(dǎo)熱系數(shù)。
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