1.相對密度小、比強度高、尺寸穩定性好
在發泡方向上被拉長的五邊形十二面體泡孔結構決定了低密度、硬度、閉孔聚氨酯保溫板,聚氨酯保溫板強度是各向異性的。各向異性的產生由發泡時流動物質沿著它們發泡的方向排列的泡孔直徑所致。采用加壓發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.獨立封閉結構,導熱系數低,絕熱保溫效果優良
導熱性是聚氨酯保溫板最重要的物理特性。熱傳遞占優勢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熱值是發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材料高(導熱系數低),與傳統材料的荷載比,僅相當于傳統材料的1/3~1/2。設計厚度比傳統材料薄,對于減輕建筑荷載具有十分重要的意義。根據熱工理論計算表明,在同等環境條件下,當達到相同保溫效果時,聚氨酯保溫板與常見保溫材料厚度對比結果是:40mm厚度聚氨酯保溫板,約相當于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厚度復合木材、200mm厚度軟質木材、760mm厚度輕質混凝土、1720mm厚度普通磚塊的保溫效果。
聚氨酯保溫板在建筑業實際應用中,都是將聚氨酯保溫板表面涂有或復合非滲透性飾面材料,加之高閉孔率的泡孔內氣體不易擴散,因而泡體的導熱系數變化較小。
聚氨酯保溫板導熱系數是一項非常重要的指標,聚氨酯保溫板導熱系數是幾個部分的總和:泡孔氣體的導熱系數(氣體傳導)、固相物的導熱系數(固體傳導)、通過泡孔輻射的導熱系數(輻射傳導)、泡孔間對流的導熱系數(流傳導)。其中,泡孔間對流的導熱系數是無意義的;固相物的導熱系數值很小;泡孔氣體的導熱系數由氣體的組成決定,由于泡沫內含有發泡劑、CO2,其值較低。由此可見,聚氨酯保溫板導熱系數值的降低主要是受通過泡孔輻射的導熱系數值大小的影響,可以通過減小泡孔的尺寸來達到。
在冰點附近,孔壁的固體傳導、閉孔泡孔內氣體傳導、開孔泡孔內氣體傳導、輻射傳導,這四種傳熱途徑同時存在,都對泡沫塑料的有效導熱系數起作用。隨著密度下降,雖然固體傳導線性下降,但由于平均孔體積增大,開孔泡孔內和閉孔泡孔內氣體傳導增加。當平均孔體積達到某一數值時,氣體傳導和輔射傳熱的增加大于固體傳導的減小。
隨著密度的下降,泡沫有效導熱系數反而上升。隨著環境溫度增加而導熱系數上升,泡沫的導熱系數是溫度的函數
泡沫體積的85%以上都是氣體,在很大的溫度范圍內,氣體傳導成為泡沫有效導熱系的主要影響因素。正是這些含有發泡劑的泡孔,提供了一個物理柵欄,使空氣得以通入,發泡劑可以滲出。泡孔內氣體的組成及其變化必然會引起其有效導熱系數的銳變。在泡沫外露情況下,隨著時間的延續,周圍的空氣向泡孔內擴散,泡孔內發泡氣體也會向外滲透,最終導致泡沫有效導熱系數越來越大。
垂直發泡方向的導熱系數略小于平行發泡方向上的數值。
聚氨酯保溫板導熱系數極大程度上依賴泡孔里充填氣體的性質、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熱系數的重要因素。閉孔率越高,泡沫導熱系數就越小。因為閉孔率從以下三個方面影響泡沫導熱系數:
(1)閉孔泡沫內充滿導熱系數低的發泡劑氣體,而開孔泡沫(如聚氨酯軟泡)內則充滿了導熱系數相對高的空氣
(2)閉孔泡沫內的發泡劑氣體,彼此是隔離的,不連續,而開孔則破壞了氣體的不連續性,氣體是連續的。從傳熱機理上講,開孔促使氣體分子從自由傳導狀態演變到連續傳導狀態,從而增加了導熱系數
(3)隨著溫度的下降,閉孔率越高的泡沫,在低溫的作用下,泡孔內的氣體冷凝,形成定程度的真空度,使泡沫的導熱系數顯著下降。
歸納起來,導熱系數與泡體的空間結構、閉0024孔率、發泡劑以及密度等幾個因素有關。它們的物理性能依賴于氣相和固相分布的相互作用,強度特性主要取決于固相,而導熱系數和氣體有關尺寸穩定性則與兩者有關。
普通型聚氨酯保溫板,較適宜的密度在38kg/m左右,并有相對最低的導熱系數。
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