摘要:随着我国社会经济的不断发展,政府对建筑节能问题也给予了高度重视并出台了一系列鼓励建筑节能的措施,这使得建筑节能问题得到了社会与媒体的广泛关注。节能型高分子材料具有独一无二的固有性能,这使得它与金属和无机材料相比生产成本得以大大降低,又因为它具有优良的保温、防潮、抗菌等性能,从而其在建筑工程中得以越来越广泛的被使用。本文通过对直接型节能材料、新型节能材料和间接型节能材料的特征、优势以及使用情况等进行详细的分析研究,深入探讨了节能型高分子材料在建筑工程中的应用,期望以供相关人士进行参考借鉴。
关键词:节能型高分子材料;建筑工程;应用;
建筑行业是一种高耗能的生产领域,年均能耗达到了全世界产业总能耗的40%左右,2012年,我国财政部和住建部联合发布了《关于加快推动我国绿色建筑发展的实施意见》,提出了应在建筑行业中大范围的使用建筑保温材料等绿色环保材料,通过这一举措,将会为高分子材料在建筑行业的发展带来新的机会。
1 传统节能高分子材料
1.1 直接节能型高分子材料
聚氨酯、酚醛树脂以及高分子包覆的相变复合材料等常用语建筑物外墙的高分子保温材料均属于直接节能型高分子材料,这种材料防火、防水以及保温效果极好,化学性能稳定,材料膨胀率低,能够完美的满足建筑物对保温效能和安全效能的要求,使得施工简单方便。
硬质聚氨酯闭孔率高达90%,孔洞中封闭着导热率极低的发泡剂,如二氧化碳、一氟二氯乙烷等。聚氨酯的导热率一般情况下在现场是0.02W/(m•K),若是发生老化,待其稳定后导热率一般不会发生较大的变化,因此其保温性能是极其优良的。聚氨酯材料由于其极高的闭孔率,所以其具有较好的疏水性,能防止材料遇水膨胀,有效地保持材料尺寸的稳定性。而且聚氨酯材料粘附性也特别强,对操作环境的要求较低,施工操作方便。
但是聚氨酯的阻燃性并不佳,因此酚醛树脂材料逐渐发展起来。酚醛树脂材料具有良好的耐热性、隔热性,而且发烟量和毒性较低。但是酚醛树脂的力学强度和韧性不佳,这也一定程度上限制了该材料在建筑工程中的应用。
高分子相变保温材料主要是力学性能较好的聚合物和相变材料混合交联而成,其包裹的保温材料一般使用液—固型相变材料,因为这种材料的转变温度在20到30之间,这是人体最舒服最适宜的温度。目前我国建筑行业的常规保温隔热材料大多采用相变材料,随着科学技术的不断进步,争取在保证相变材料本身力学性能和使用寿命的前提下,不断提高该材料的热稳定性,形成更加优良的保温性能。
1.2 间接节能型高分子材料
间接节能型分子材料有的是通过改善传统材料的部分性能例如耐水性、化学稳定性、可加工性等来实现节能的目的,还有的则是通过降低材料的生产成本来实现能源的节约。
为了提高材料的耐水性,可以制备超支化水性聚氨酯涂料或者大幅度提高水性聚氨酯保温涂料的交联度,这样也能够有效地提高聚氨酯涂料在较高湿度的环境下的稳定性。
2 间接节能型高分子材料
间接节能型高分子材料是通过降低材料生产成本,提高材料使用寿命等方式实现能源的节约或通过改善传统高分子材料的耐水性、化学稳定性、耐老化性、抗菌性、可加工性等来达到节能的目的。
提高水性聚氨酯保温涂料的交联度、制备超支化水性聚氨酯或纳米粒子复合型水性聚氨酯涂料,可以有效提高材料的耐水性,从而提高聚氨酯涂料在高湿度环境下的稳定性。以纳米银、纳米二氧化钛、纳米氧化锌复合的高分子杂化材料以及末端为季铵盐、季磷盐及吡啶盐烷烃长支链的高分子材料具有一定抗菌性能,将这些高分子材料应用于外墙或内墙涂料、管道等,在高湿度的工作条件下可以改善材料本身易霉变的性能,从而提高材料的使用寿命。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆缩短材料的成型时间或降低材料的成型条件也是间接降低能耗的一种手段,紫外光固化的涂料固化速率快,且力学性能、光学性能和稳定性优良,是一种应用前景广泛的高分子涂料。梁红波等[25]用端基为羟基的树枝状聚醚-酰胺、甲苯-2,4-二异氰酸酯、丙烯酸羟乙酯和十八异氰酸酯合成具有丙烯酸酯双肩和长链脂肪烃的紫外光固化半结晶聚合物,其玻璃化转变温度为41~45℃,熔点为122~123℃,而且通过改变固化参数可以极大提高涂层的硬度、耐摩擦性能、柔韧性及黏附性能等。
3 建筑工程领域中节能型高分子材料的具体应用
3.1 防水材料
由于雨水与人工用水均会对建筑物产生一定的腐蚀作用,长期以往会导致建筑物出现损坏,从而降低建筑物使用安全性,进而威胁到人们的生命安全以及财产安全。由此可知,防水性能不仅是建筑工程重要的基础性能之一,同时也是建筑物安全的主要影响因素。现阶段,我国建筑工程领域中,应用范围比较广的建筑防水材料是由焦油聚氨酯和纯聚氨酯两种材料组成的涂料,这种涂料的防水性能比较好,但环保性能比较差,应用过程中会对环境造成严重污染,不符合可持续发展战略理念。为了更好地体现环保理念,确保可持续发展战略的实现,推动建筑行业进一步发展,建筑防水材料的环保性能成为了行业发展焦点[3]。而节能型高分子材料的应用,不仅满足建筑工程的防水要求,符合现代化环保理念,同时其自身具有的优秀的防渗性与抗压性,也在一定程度上提高了建筑工程的可靠性与安全性。此外,节能型高分子防水建筑材料对高温的承受能力也比较强,能够进一步完善建筑工程性能。节能型高分子防水材料的应用,不仅显著提高了建筑物的防水性能,为工程质量提供了有效保障,同时,有效地延长了建筑物的使用寿命,且极大地降低了建筑企业施工成本。目前,节能型高分子材料的应用,已经成为现代建筑行业发展的关键。
3.2 建筑涂料
目前,建筑工程内墙常用的涂料是以一种丙烯酸树脂为基料的乳胶漆,这种乳胶漆的性能比较均衡,且后期耐磨性比较好,涂抹之后的墙面质感较好,比较光滑,在现阶段的建筑工程领域的应用比较广泛。但是,在长期的应用过程中发现,这种乳胶漆会释放出威胁人类身体健康的有害物质,同时,此种乳胶漆的透气性也比较差,这便导致该种建筑涂料应用的局限性比较大。而丙烯酸酯乳胶漆、氟碳涂料以及砂壁状涂料等为主的高分子建筑涂料的应用,改善了这一现状,其既符合建筑工程对涂料的性能要求,同时不会生成有害的有机挥发物,能够保证人类身体健康。除此之外,随着人们对建筑工程性能要求的不断提高,大部分建筑工程的地面也会使用节能型高分子材料。例如,聚醋酸乙烯或者聚氨酯等,具有较高耐磨性与防腐蚀性能的地面涂料。
3.3 建筑塑料
节能型高分子材料在工程建筑领域中,最为广泛的应用即建筑塑料。建筑工程施工中,需要用到各种类型的建筑塑料。例如,塑料门窗、下水管道以及各种连通管道等,均是建筑塑料的主要应用场所。通常情况下,建筑塑料是埋设在建筑物内部的。所以,建筑工程对建筑塑料的性能要求与质量要求均比较高。具体来说,建筑塑料既需要满足建筑工程在隔热、防压等方面的要求,以保证建筑工程的使用性能,同时还要符合建筑物使用寿命的需求,为工程质量与使用安全提供必要保障。总而言之,节能型高分子材料的应用,极大的提高了建筑工程的可靠性与安全。
4 结语
近些年来,随着经济水平的提高和环保压力的增大,我国各级政府高度关注节能减排、降低能耗。将节能型高分子材料应用于建筑工程领域,可以有效降低建筑行业的能耗水平,同时提升对清洁能源的利用效率,体现了环保理念在建筑行业的实践。节能型高分子材料低成本的特点,则为其发展提供了充足的空间,可以断言,充分利用节能型高分子材料将成为建筑行业的重要发展方向。
参考文献:
[1]滕琴.建筑工程领域中节能型高分子材料的应用研究[J].化工设计通讯,2017,43(12):72-73.
[2]杜佳芝.试析节能型高分子材料在建筑工程中的应用[J].四川水泥,2017(11):122.
[3]位东.酚醛泡沫保温材料的改性研究[D].长春:长春工业大学,2012.
[4]彭定忠.酚醛泡沫保温防火板改良技术的研究与应用[J].建筑节能,2015,43(2):68-69.
论文作者:赵栋
论文发表刊物:《基层建设》2019年第10期
论文发表时间:2019/7/3
标签:材料论文; 高分子材料论文; 建筑工程论文; 聚氨酯论文; 性能论文; 涂料论文; 建筑论文; 《基层建设》2019年第10期论文;