哈尔滨理工大学材料科学与工程学院 黑龙江 哈尔滨 150006
摘要：随着 “低碳生活”、“绿色能源”等概念的提出，我国人民对于节能环保、降低能耗的关注度达到了前所未有的高度，在建筑领域也兴起了节能型建筑的概念，随着节能型材料在建筑行业中地位的节节攀升，越来越多的高分子材料被应用到建筑行业中。本文对节能型高分子材料的种类及其目前在建筑行业的应用现状进行剖析，并对节能型高分子材料在建筑中的应用前景进行了展望。
关键词：建筑工程；节能型；高分子；材料；应用
1导言
近年来，各地对节能型建筑的需求与日俱增，建筑保温材料等绿色环保材料在建筑行业中的使用范围逐渐增大，为高分子材料在建筑工程中的发展带来新的机遇。作为高分子材料的一员,节能型高分子材料具有分子量大、可塑性强、化学性质稳定等特点，部分材料还有光敏性、环境敏感性等属性，极大的满足了人们节能环保的需求，在建筑行业中逐步占有了举足轻重的地位。
2节能型高分子材料的分类
目前常见的节能型高分子材料主要有两大类：传统节能高分子材料、新型节能型高分子材料。
2.1传统节能高分子材料
（1）直接节能型高分子材料
直接节能型高分子材料主要指保温材料，包括第一代保温材料（以聚氨酯为代表），第二代保温材料(以聚苯乙烯为代表)，第三代保温材料(以酚醛树脂为代表）和第四代保温材料（以相变材料为主)。较为常见的建筑物外墙保温材料属于直接节能型高分子材料，主要包括聚氨酯、高分子包覆的相变复合材料以及酚醛树脂材料等，不论防火、防水还是保温效果都极好，其化学性能稳定且材料膨胀率低，能够满足建筑物保温效能和安全效能的苛刻需求，例如硬质聚氨酯，具有绝热效果好、隔音、电绝缘、耐热等特点，作为绝热、保温材料被广泛应用于冷库、冷藏车、建筑物等领域。
（2）间接节能型高分子材料
间接节能型高分子材料通过延长使用期限来降低建筑成本，如抗菌、防潮材料等，主要通过改善传统高分子材料的部分性能，进一步提高材料的稳定性、防水性、抗菌性、抗老化性以及可加工性等性质，或通过缩短材料的成型时间、降低生产成本以及降低成型条件等方式间接降低能耗。例如，通过制备超支化水性聚氨酯涂料、大幅提高水性聚氨酯保温涂料的交联度等手段来提高材料的耐水性、抗热性、稳定性，从而极大的提高建筑物的安全等级，延长建筑物的使用年限。
2.2新型节能型高分子材料
新型节能高分子材料是指利用清洁能源为建筑物供能，或通过改变自身性能来适应环境、降低建筑能耗的高分子材料，又称为功能性节能或储能型高分子材料，如聚合物太阳能电池以及环境敏感型高分子材料等。太阳能电池作为一种绿色节能高分子材料被应用于建筑工程中，其原理是通过对太阳能等清洁能源的转化，降低建筑物对电力资源的依赖，达到降低建筑能耗水平的目的。
3建筑行业中节能型高分子材料的应用
目前高分子材料在建筑工程中的使用范围集中在装饰材料和功能材料两大建材领域。
3.1建筑装饰材料
高分子材料在建筑装饰工程中的使用范围主要体现在建筑塑料和建筑涂料中。
3.1.1建筑塑料
塑料是以合成树脂为基本材料加工而成的高分子材料，具有质轻、比强度高、加工性能好、可设计性强、装饰性能好等优点，被广泛应用于建筑装饰工程中，如壁纸、装饰板材、彩色有机玻璃、塑料门窗、管道以及各种联通阀及弯管等。
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3.1.2建筑涂料
装饰涂料的使用已遍及所有装修、装饰场合。目前以丙烯酸脂为主要构成的乳胶漆因其耐磨性好、质地光滑、美观、防水性好等优点在现代建筑装饰领域中广受青睐。随着该类乳胶漆的缺陷如释放有害物质、透气性能差等问题的发现，高分子涂料如氟碳涂料、砂壁状涂料等被用于解决此类问题。聚醋酸乙烯酯、聚氨酯等可更好的从耐腐蚀性、色泽、耐磨性等多方面提升建筑材料性能的高分子材料也被广泛应用于建筑涂料中。
3.2建筑功能材料
3.2.1隔热保温材料
我国建筑行业中，用于隔热保温的材料除上文描述的直接节能型高分子材料外，近年来各种新型材料也逐渐进入市场，如：
（1）高发泡聚丙烯，多用于一般输热管道的隔热材料；
（2）发泡聚苯乙烯，多用于普通建筑以及冷库的隔热保温；
（3）二氧化硅气凝胶，是美国宇航局为解决宇航服隔绝外界高低温而研发出的新型材料气凝胶，是迄今为止保温性能最好的材料，已经由航天航空领域逐渐推广到民用领域。
3.2.2防水材料
在建筑工程中，渗漏水会引发混凝土内部碱环境的破坏、溶蚀、钢筋锈蚀等，最终降低结构的强度、减少建筑物的使用期限。为促进建筑业向环境友好型方向发展，响应现代社会安全环保的理念，各种节能型高分子防水材料应运而生，如：
（1）EPDM（三元乙丙橡胶）防水材料。国内较为高档的防水材料，自身结构非常稳定，在很宽的温度范围内能保持良好的柔软度，在暴晒、风沙等恶劣环境下不会改变防水特性，耐摩擦、抗老化，使用寿命长，能够满足多种环境下的防水需要。
（2）TPO（热塑性聚烯烃类）防水材料。TPO同时具有乙丙橡胶的物理性能和聚丙烯的焊接性能，无增速剂，能够达到保护环境的目的。此类材料具备防火性能好、材料废旧后可填埋等优点，有的还具有反射功能，是目前最理想的防水卷材，但价格昂贵，目前在我国发展缓慢。
（3）PVC（聚氯乙烯） 防水材料。来源于欧洲，具有较高的拉伸强度，能够适应基层伸缩和开裂产生的变形，从而延长使用期限，此种卷材多用于屋面和地面防水，施工接缝可焊接，牢固又环保，性价比高。
3.2.3防腐材料
按成分可分为：环氧防腐涂料、聚氨酯防腐涂料、丙烯酸防腐涂料以及无机防腐涂料等，近年来使用较广的有：
（1）GZ-2新型高分子防腐涂料
漆膜无毒、附着力强、干燥快、施工方便，具有良好的耐酸、碱、盐腐蚀性，被广泛用于各种管道的防腐和金属混凝土水池、水箱的内外壁防腐，以及环保设备、混凝土结构的地下或地面防腐工程中。
（2）高分子橡塑防腐涂料
具有强度高、延伸性好、耐候、耐老化、耐化学腐蚀等性能。适用于各种建筑的地下工程防水和贮水池、桥梁工程等的防水防腐。
（3）合成沥青防腐涂料
属于环氧树脂型高分子防腐防水系列，除具有其他涂料的优良性能外，还具有抗变形、延伸率大、对基层收缩和开裂变形适应性强等优点。被广泛应用于地下工程砼基础的底部、侧面、背面、基坑、地下室的防腐防水，水泥基建筑物、铁路的防腐防水以及各种钢筋、混凝土防腐工程。
4结论
综上所述，节能型高分子材料如聚醋酸乙烯、聚氨酯、聚合物太阳能电池等可以更好地从防水、隔热、保温、抗腐蚀、美观等多方面提高建筑物的性能，在提高建筑工程质量、降低工程造价的同时，迎合了现代化环保理念，在未来建筑工程领域中有广阔的应用前景。
建筑行业是一种高耗能、高污染的产业，其年平均能耗占全球产业总能耗的30%-40%。近年来，我国年新增建筑面积约为20亿m2，其中节能型建筑面积的比例不足20.0%，节能型高分子材料在建筑工程中尚有广阔的应用空间。在“两个一百年”奋斗目标的历史交汇期，节能型高分子将为我们构建清洁低碳、安全高效的能源体系起到不可忽视的作用。
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论文作者:郭凤钦
论文发表刊物:《防护工程》2019年12期
论文发表时间:2019/8/30
标签：高分子材料论文; 高分子论文; 材料论文; 建筑工程论文; 保温材料论文; 建筑论文; 聚氨酯论文; 《防护工程》2019年12期论文;