黄茂松 贾润萍
国家财政部和住建部最近出台了《关于加快推动我国绿色建筑发展的实施意见》，两部门明确通过政府财政补贴等方式，全面促使中国绿色建筑发展，力争到2020年绿色建筑占新建筑比重超过30%。绿色建筑的提出和实施，无疑给我国PU材料带来新的发展机遇与挑战。对此，我们发表一些与此相关的观点，供业界参考。 一、绿色建筑将是我国建筑领域一场革命 1.1绿色建筑发展趋势不可逆转
绿色建筑是指在全生命周期内最大限度地节能、节地、节水、节材，保护环境和减少污染，为人们提供健康、适用和高效的使用空间，与自然和谐共生的建筑。绿色建筑已列入国家“十二五”发展规划，绿色建筑标准将成为强制性标准，随着国家绿色建筑系列文件的逐步出台，我国绿色建筑必将是我国建筑领域未来发展方向。 住房和城乡建设部仇付部长指出，绿色建筑作为建筑领域一种发展趋势，在中国已不可逆转，而且发展会越来越快，要让绿色建筑理念和技术覆盖所有建筑。绿色建筑理念的提出和实施将改变人们对建筑标准的传统思维模式，也极大地纠正目前对建筑领域中出现提出某些性能标准的片面要求。这将是建筑领域的一场新的革命。 1.2建筑节能在绿色建筑中占有重要地位
所谓绿色建筑在一定意义上可理解为以节能减排为重点，具有辐射带动作用的低能耗示范建筑，因此绿色建筑必须做到建筑节能标准要求。国家计划2011~2012年，在全国新增3000万套保障房中，积极推动保障房绿色建筑。住建部要求到2014年，所有直辖市、计划单列市的保障房建设均应达到绿色建筑标准。据媒体报导，国家发改委、住建部正在加紧制定“绿色节能建筑行动方案”，计划将在“十二五”期间对57亿平方米建筑进行节能改造，在城镇和农村新增绿色建筑面积10亿平方米。业内专家估算如能达到上述目标，将带来数万亿元的市场机遇。
二、国家和地方近期颁布的系列新文件为聚氨酯（PU）外墙保温材料应用创造了条件
国家颁布的有关外墙保温材料防火规范标准新文件，为PU保温材料恒速发展带来了机遇。众所周知，2011年3月14日，公安部消防局颁布了“65号”文件，规定民用建筑外保温材料一律采用燃烧性能A级材料，由此包括PU保温材料在内的所有有机材料均被拒之建筑领域门外。实践充分证明，该文件不符合我国建筑外保温材料国情。
2.1 国家颁布的新文件为外墙保温材料防火规范标准之争划上句号
2011年12月30日，国务院下发了《国务院关于加强和改进消防工作的意见》，要求“新建、改建、扩建工程的外保温材料一律不得使用易燃材料（B3级），严格限制使用可燃材料（B2级）”。至此，历经10个月的关于有机外墙保温材料标准之争终于有了明确的结论，B2级材料允许在一定高度的建筑保温工程中可以使用。
2012年1月30日，住建部在其网站公布了“十二五”建筑节能专项规划（征求意见稿）。征求意见稿指出要加快发展防火隔热性能好的建筑保温体系和材料。根据国外的经验，使用外墙保温材料，减少建筑物的散热和
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吸热是建筑节能的有效方式之一。“十二五”期间要大范围推广65%的节能标准，并鼓励北京等有条件地区推行75%的节能标准，具有综合性能优势的聚氨酯保温材料必将得到大范围推广。
中华人民共和国住房和城乡建设部于2012年2月10日颁布了《关于贯彻落实国务院关于加强和改进消防工作的意见的通知》。 要求各地住房城乡建设主管部门要及时组织工程建设、设计、施工、监理等单位认真学习国务院《关于加强和改进消防工作的意见》，准确理解和把握有关规定，切实落实各项要求。严格执行现行有关标准规范和公安部、住房城乡建设部联合印发的《民用建筑外墙保温系统及外墙装饰防火暂行规定》（公通字[2009]46号），要求严格执行《民用建筑外墙保温系统及外墙装饰防火暂行规定》中关于保温材料燃烧性能的规定，特别是采用B1和B2级保温材料时，应按照规定设置防火隔离带。各地可在严格执行现行国家标准规范和有关规定基础上，结合实际情况制定新建建筑节能保温的地方标准规范，管理执法、细化技术要求和管理措施。从材料、工艺、构造等环节提高外墙保温系统的防火性能和工程质量。根据此通知，住房和城乡建设部已明确在新的标准未出台之前，46号文件仍然有效。
以上国家颁布的新文件，无疑为PU外保温材料发展指明了方向，迎来了新的快速发展机遇。 2.2国家最近颁布新文件的解读
国发[2011]46号文明确外保温材料一律不得使用易燃材料，严格限制使用可燃材料，即： （1）B2级保温材料在一定条件下可使用；
（2）住建部2012年2月10日文明确（公通字[2009]46号）文《民用建筑外墙保温系统及外墙装饰防火暂行规
定》仍然有效；
（3）否决了2011年3月14日公安部消防局下发的公消[2011]65号文件，规定民用建筑外墙保温材料采用燃烧
性能为A级的材料；
（4）鼓励各地结合实际情况，制定相应的建筑节能外保温系统地方标准规范。 2.3对京公消字[2012]391文件内容简介和解读
2012年3月3日，北京市公安局、北京市住房和城乡建委、北京市规划委联合颁布了关于加强老旧小区综合改造工程外保温材料使用与消防安全管理工作的通知。
该文件中对加强建筑外保温材料的使用管理要求规定，对北京市老旧小区综合改造的建筑外保温工程中，应采用燃烧性能为A级的保温材料以及燃烧性能为“复合A级的热固性保温材料”。根据该文件规定，对于北京市既有建筑改造项目，可允许使用A级和复合A级热固性保温材料。
笔者对京公消字[2012]391文件解读：
（1）“A级复合热固性材料”的防火阻燃性能等效于A级无机阻燃材料。按此规定，复合热塑性材料即使达到
了阻燃A级也不能使用。此规定是吸取了我国近年来发生的几次重大火灾而吸取的深刻教训。是有充分依据的，也是符合客观规律的。
（2）这里必须强调防止A级热塑性复合材料代替A级复合热固性材料，以防鱼目混珠。 2.4对新公通[2012]69号文件内容简介和解读
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2012年6月20日，新疆维吾尔自治区公安厅与住房和城乡建设厅发布了有关《新疆维吾尔自治区建筑外保温材料防火暂行规定》的通知，要点如下： （1）非幕墙建筑外保温材料 住宅建筑：
高度≥100 m的建筑，其保温材料的燃烧性能应为A级。
高度＜100 m的建筑，其保温材料的燃烧性能不应低于B1级。当采用热塑性B1级材料时，每三层应
设置水平防火隔离带。 其他民用建筑
高度≥50 m的建筑，其保温材料的燃烧性能应为A级（高度≥50 m的商住楼，商业部分保温材料的燃
烧性能应为A级，住宅部分保温材料燃烧性能应采用A级或B1级的热固性保温材料）。
高度＜50 m的建筑，其保温材料的燃烧性能不应低于B1级。当采用热塑性B1级保温材料时，每两层
应设置水平防火隔离带。 幕墙建筑
建筑高度≥24 m，其保温材料的燃烧性能应为A级。
建筑高度＜24 m时，其保温材料的燃烧性能不应低于B1级。当采用热塑性B1级保温材料时，每两层
应设置水平防火隔离带。 笔者对该文件解读：
（1）该文件明确对非幕墙住宅建筑、其他民用建筑和幕墙建筑，使用热塑性保温材料时，必须设置水平防火隔
离带。而相同条件下，使用热固性保温材料可不设防火隔离带。
（2）对非幕墙其他民用住宅建筑，规定其保温材料燃烧性能应采用A级或B1级的热固性保温材料。在相同条
件下，不能采用热塑性保温材料。
2.5 目前外墙保温材料建筑和消防部门对防火规范不同的观点
二者一致同意保温材料的燃烧性能等级从B2级起步，禁止使用B3级。分歧之处在于：
建筑部门认为：在<100 m住宅建筑、<50m公共建筑，可使用B2级保温材料；对<24m幕墙建筑，可使用B2级保温材料。
消防部门则坚持可燃材料只能在<50 m建筑中使用（主要城市的消防能力都<50 m）；B1级保温材料可用于<50 m住宅建筑，B2级保温材料可用于<24 m公共建筑；幕墙建筑用保温材料必须为A级。 三、聚氨酯材料在绿色建筑中的应用概况 3.1聚氨酯材料是一种理想的绿色建筑外保温材料
众所周知，在实行建筑节能各项措施中，采取保温隔热材料是防止建筑物能耗损失最经济、最有效的技术措施。实践证明聚氨酯（PU）材料是目前满足安全、环保、节能要求的最理想外保温隔热材料。其主要优点如下： （1）保温性能优越
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聚氨酯硬泡保温材料的导热系数可达到0.017 ~ 0.025 w/m.k，是目前有机和无机保温材料导热系数最低、在外保温系统得到大面积应用的一种材料。在达到同样隔热效果条件下，其使用的保温层厚度最小。计算表明：在达到同样隔热效果条件下，50毫米厚的PU硬泡，相当于80毫米厚的EPS/XPS；90毫米厚的岩棉、矿物棉和760毫米厚的混凝土结构。其节能效果明显优于其它保温材料。 （2）力学性能优良
强度是衡量外墙外保温系统很重要的力学性指标，其大小直接决定外墙饰面系统的抗风压、抗冲击、抗应变、抗自重能力，是评估外墙保温系统安全性能最重要、最直接的性能指标。
喷涂PU硬泡与基层墙体表面粘结牢固，具有优良的自粘结强度，能在较宽温度范围和较高湿度条件下抵御承受风力、自重及撞击等各种负载，确保PU保温层与基层不产生起鼓分离、不产生开裂。这是喷涂PU硬泡外保温系统的质量安全性较聚苯板（EPS）、挤塑板（XPS）和酚醛板等外保温系统具有明显优势的一个重要指标。 （3）防水性能优良
PU硬泡呈闭孔结构，闭孔率高达95%以上，具有优良的防水、隔气性能，吸水率又很低，能有效阻隔水及水蒸汽渗透，可使墙体保持一个良好的稳定的隔热状态，这是目前其它保温材料难以实现的。 （4）耐温性能优良
PU保温材料能经受国内当地最严酷的高、低温气候及其变化，无论是高温还是严寒或是外墙表面温度突然变化，都不会使外保温体系产生不可逆的损害和变形，从而确保其安全性。而EPS和XPS在外墙表面温度74℃时出现软化，其强度降低，影响其质量安全性。 （5）应用面广
一般民用建筑中，墙体和门窗占能耗的80%以上。其能耗比例：墙体热损失40%，门窗热损失40%，屋面热损失12%，地面热损失5%。PU保温材料在墙体、屋面保温中已得到广泛应用。PU玻纤材料可用于门窗隔热材料，其导热系数比铝合金低几十倍。毫无疑问，在建筑结构中其应用面之广、节能效果贡献率之高，是目前任何保温材料无法与其相比的。 （6）产品形式多样
PU保温材料形式多样，目前主要有喷涂、浇注、板材包括不锈钢与铝材夹芯板材和水泥等无机材料复合板材、各种石材板材、以及木材夹芯板材等。其产品形式多样，也是目前任何保温材料无法与之相比的。 3.2 PU硬泡保温材料在绿色建筑中应用状况
3.2.1阻燃A级热固性PU/无机复合保温材料呈现跨越式发展
自2011年公安部消防局颁布了65号文件以来，国内保温材料市场情况是无机保温材料因导热系数高、保温性能差，在国内寒冷和炎热地区无法达到65%节能指标性能要求。而单纯有机保温材料目前技术状态下无法达到阻燃A级要求。在此背景下，一年来国内开发成了以B1（或B2）级聚氨酯为芯材、面层为A级无机材料的复合保温材料。该复合材料优点如下：
（1）保温性能和防火安全性能兼优：该材料导热系数为0.020~0. 024 W/m.k，防火安全性能达到A级。
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（2）轻质：面层采用了耐碱水泥基玻纤网格布或聚丙烯类无纺布，此种复合材料具有轻质效果。 （3）现场施工方便：该材料工厂化生产，现场施工方便，施工效率高。
（4）外保温体系质量安全性高：该复合材料与水泥砂浆保温层之间的相容性好、粘接强度大、粘结层无缝隙，
确保体系长期保持优良的保温和安全性能。
（5）现场防火安全性高：由于该材料面层为阻燃A级材料，即使有意外火源落入，也不会引起材料点燃。
纵观世界外保温材料发展历程不难看出，始终将有机材料的隔热保温性能放在首位。对保温材料而言，有机保温材料为主体这已是不争事实。一般情况下，有机保温材料保温性好，但防火安全性能不足。无机保温材料防火性能好，但保温性能不足。
笔者在一年前提出了将有机材料与无机材料结合在一起构成的复合材料，是外墙保温材料未来发展方向。其中聚氨酯硬泡保温材料与无机保温材料构成的复合材料是目前最理想的保温材料。一年来，此种PU复合保温材料生产线似雨后春笋般迅速发展。据初步了解，目前已有300~400条生产线，年产能已达到3亿~4亿平方米。该复合材料已得到国内北京、江苏省和其它有关省市高度认可，在南京保障房建设、北京老旧房改造和新建建筑中已得到大批量使用（见京公消字[2012]391文件）。目前此种保温材料已成为绿色建筑外墙节能的首选材料，为我国推动绿色建筑行动规划，将发挥其重要作用。 3.2.2两种新型ＰＵ保温材料
（１）绿色环保型植物结构PU保温材料
该材料由含有植物结构的阻燃聚醚多元醇构成的PU保温材料。该材料具有以下特点： ① 绿色低碳：植物结构阻燃聚醚多元醇来源于植物秸秆再生农林废弃物，是一
种非石油路线的PU绿色低碳技术，具有巨大的社会和经济价值。
② 阻燃性能优良：经初步检测，植物结构阻燃聚醚多元醇的阻燃性能优于石油路线合成的阻燃聚醚多元醇，因
而由其构成的PU保温材料可获得优良的阻燃性能。经初步检测已达到阻燃B1级标准。
③ 性价比优良：植物结构阻燃聚醚多元醇来源于农林废弃物，其成本低于石油路线聚醚多元醇，市场前景十分
广阔。
④ 应用领域广：除外墙外保温材料外，也可用于阻燃PU软泡、PU仿木和PU保温管道等。 （２）阻燃A级PU中空复合无机保温材料
该复合材料系由阻燃B1级PU材料、真空排管和水泥砂浆构成。该材料具有以下特点： ① 阻燃性能A级：该材料经检测阻燃性能为A级。
② 保温性能优良：由于该复合材料含有真空排管和B1级PU保温材料，故具有优良的保温性能。其传热系数
与XPS挤塑板相当、甚至更优。
③ 性价比优异：该复合材料不仅防火安全性能可达到A级，又具有优良的保温性能。其制造成本与XPS相当，
但防火性能大大优于XPS，是一种性价比十分优异的保温材料。
④ 市场前景广阔：该复合材料保温性能和制造成本与XPS板相当，而防火安全性能大大优于XPS板，可取代
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EPS和XPS一些应用领域，在外墙外保温系统和屋面保温系统具有广泛的市场应用前景。 四、 PU与其它保温材料优缺点比较 4.1 PU与EPS和XPS优缺点比较 （1）保温性能
PU的导热系数为0.018~0.024 w/mK，较EPS（模塑聚苯乙烯泡沫塑料，0.038 w/mK）和XPS（挤塑聚苯乙烯泡沫塑料，0.030 w/mK）更低，因而具有优异的保温性能。在相同热工性能要求下，EPS和XPS厚度比PU材料要厚。 （2）防火阻燃性能
在国内所有保温材料中，EPS和XPS是防火安全性能最差的一种材料。这是因为一旦发生火灾，此种材料在短时间内即可达到最大爆轰速度。这是由于其燃烧本质所造成的。无论均质材料还是其无机复合材料，一旦发生火灾，均会迅速达到最大爆轰速度。在国内近年来发生的两起典型大火，即2009年2月9日中央电视台文化中心重大火灾事故和2011年2月3日沈阳皇朝万鑫酒店火灾事故中，该保温材料均表现出极快的火灾燃烧速度，以至消防措施无法跟上。而阻燃达到B1级和B2级的PU保温材料尤其是PU/无机复合材料，其防火安全性能明显优于EPS和XPS。
阻燃等级相同的EPS和XPS热塑性材料与PU热固性材料，在真实火灾状态下其阻燃防火能力是完全不同的。前者易燃，后者难燃，这已被国内消防研究所火灾防火模拟试验所证明。这是由于热塑性保温材料与热固性保温材料的燃烧机理和燃烧特性根本不同所致。 （3）力学性能
PU材料耐温、耐水、耐压等综合力学性能，要明显优于EPS和XPS。 （4）成本
PU保温材料比EPS和XPS价格偏高。但建筑物是百年大计，既要考虑到建设过程中的能耗和成本又要充分考虑到今后50年，甚至100年使用过程中的节能和成本。EPS和XPS比PU价格虽便宜，但从全生命周期内的综合成本考量，PU保温材料不会比EPS和XPS高，甚至会低。 4.2 PU与酚醛保温材料优缺点比较
PU与酚醛保温材料相比，具有以下特点： （1） 保温性能：PU比酚醛导热系数低； （2） 防火阻燃性能：酚醛优于PU；
（3） 力学性能：PU明显优于酚醛。酚醛保温材料普遍存在脆性易粉化，与无机材料构成的复合材料粘结性能
差。因此此种复合保温材料目前市场未能得到大面积推广。
4.3 PU与无机保温材料优缺点比较
目前无机保温材料主要是岩棉、矿棉、泡沫玻璃、发泡水泥保温板等。此类保温材料最大优势是防火阻燃性能优良，属不燃A级。但此类材料存在以下不足：
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（1）岩棉板薄抹灰外墙外保温系统
导热系数较高（岩棉板0.04 w/mK，岩棉带0.048 w/mK）； 垂直于表面抗拉强度低（岩棉板7.5 kPa，岩棉带8.0 kPa）； 岩棉板与粘结砂浆、抹面砂浆抗伸结强度低； 岩棉板受潮淋水易损坏；
岩棉生产和使用过程中对人体有害。 （2）发泡水泥保温板
导热系数较高（0.06 w/mK）； 抗压抗折强度低；
用硫酸铝水泥制作耐久性差。 （3）泡沫玻璃
强度较低、易碎； 价格较高； 制造过程中能耗大。
由以上分析比较不难看出，PU保温材料与EPS和XPS相比，具有优良的保温性能和防火安全性能；与酚醛保温材料相比综合力学性能更为优异；与岩棉、矿棉、发泡水泥和泡沫玻璃等相比，保温性能好很多。 五、PU保温材料影响因素分析
目前影响ＰU保温材料应用主要存在以下因素： 5.1国家颁布的防火安全性能法规不统一
（1）2009年46号文，民用建筑保温系统及外墙装饰防火暂行规定，由住建部和公安部于2009年1月共同颁布； （2）由公安部消防局于2011年3月14日单独颁布的65号文，规定民用建筑外保温材料一律采用燃烧性能A
级材料；
（3）2011年11月26日，由国家住建部和国家质量监督检验总局联合颁布《建筑设计防火规范》。
以上几个文件相互存在矛盾，目前基本上按（2009）46号文件执行。
对PU保温材料而言，什么条件下可用B2级、B1级材料？什么条件下可用A级PU无机复合材料，目前尚无权威文件明确规定。因此目前国内保温材料应用仍然十分不规范，各地执行情况不同。对于PU保温材料，目前国内B2级、B1级和A级PU无机复合材料三种保温材料都在用，其中A级PU无机复合保温材料的产能、产量和使用量最大。
5.2 PU保温材料板材的尺寸稳定性
目前，PU保温材料板材尺寸稳定性已成为影响其质量稳定性和推广使用的一个极其重要因素。这主要是由于目前国内众多PU板材生产线质量良莠不齐。在建筑市场上曾出现过PU复合板材上墙后，由于尺寸稳定性未达标而收缩，导致墙面出现裂纹。此种现象曾一度影响了PU复合板材的声誉，甚至错误理解为PU板材都会出现
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这种情况。以至于有人提出EPS尺寸稳定性好，成为EPS比PU板材好的主要理由。笔者认为这种理解是十分片面的。PU板的尺寸稳定性完全可以做到合格产品，不会由于收缩而影响墙体质量。事实证明，国内绝大部分PU板材尺寸稳定性是合格的，但PU板材尺寸稳定性一定要引起业界高度重视。 5.3 PU保温材料燃烧产物毒性问题
对PU材料燃烧产物毒性问题，笔者已撰写多篇论文论述了有关观点。人们对PU保温材料毒性存在三个误解：
① PU板材由异氰酸酯构成，燃烧产物必定有剧毒HCN成分，此种说法是片面的。PU材料燃烧产物HCN成分与普通含氮纺织物和木材相同。
② PU材料燃烧产物烟气大，易被人呼吸呛死。这也是一种误解，燃烧产物烟气大小与材料燃烧特性有关。当材料不完全燃烧时均会产生大量烟气，这不是PU材料固有燃烧特性。
③ PU保温材料采用了燃烧产物毒性大的阻燃剂。目前国内保温材料采用的阻燃剂，一般燃烧产物毒性均很小，不会影响PU保温材料燃烧产物毒性。
但对于PU保温材料燃烧产物毒性需引起PU业界高度重视。严禁阻燃等级不达标的PU保温材料进入建筑市场。
5.4 PU保温材料发泡剂HCFC-141b替代技术
2007年9月，《蒙特利尔决议书》通过了加速淘汰含HCFCs物质的决议，要求缔约签字国在2013年将HCFCs生产和消费冻结在基线水平（2009和2010年平均值），规定2015年、2020年、2025年分别削减基线水平10%、35%和65%，2030年停止使用HCFCs。我国是全球最大HCFCs生产和使用国，HCFCs产量占全球65%，使用量占全球40%。目前发达国家基本上实现了HCFCs淘汰，欧盟已于2002年全面停止使用，美国于2010年起全面停止其生产和消费，而我国才刚刚开始。
目前，我国PU保温材料中绝大部分采用HCFC-141b发泡剂。B2级和B1级PU保温材料含有较大比例HCFC-141b。PU业界必须加强开发降低141b使用量，乃至最终淘汰141b发泡剂的PU保温材料生产技术。 六、结论
6.1绿色建筑是建筑领域未来发展方向，是一场革命，其发展趋势不可逆转。建筑节能在绿色建筑中占有重要地位，绿色建筑必须做到建筑节能达标，绿色建筑必将给PU保温材料带来巨大市场机遇。
6.2国家和地方近期颁布的新文件为PU保温材料应用创造了有利条件。北京市建设厅和消防局明确，燃烧性能为复合A级热固性保温材料与燃烧性能A级保温材料在阻燃等级上具有相同效果；新疆维吾尔自治区建设厅和消防局对热塑性保温材料加以限制和有条件使用。以上两个地方文件的出台，无疑对我国今后正确合理地选用外保温材料，具有很大的示范效应和推动作用。
6.3 热固性PU是一种理想的绿色建筑保温材料，其阻燃A级无机复合保温材料综合了PU保温材料优良的保温性能和无机保温材料优良的防火阻燃性能，是目前发展最快、最受欢迎的保温材料，也是具有中国特色的、全球最优的保温材料之一，目前已呈现跨越式发展势头。
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6.4植物结构PU是一种绿色低碳、低成本的保温材料，具有良好的社会和经济价值；阻燃A级PU中空复合保温材料也是一种性价比优良的保温材料。
6.5 PU保温材料比EPS和XPS具有导热系数小、保温性能好和阻燃性能好等优点。在真实火灾条件下，阻燃级别相同的热固性PU保温材料与热塑性EPS、和XPS表现出不同的防火阻燃能力，前者优于后者。PU保温材料比酚醛保温材料具有综合力学性能好优势，比无机保温材料岩棉、矿棉、发泡水泥和泡沫玻璃等具有导热系数小、保温性能好、制造能耗低等优点。
6.6目前国家防火安全性能标准未得统一，这在很大程度上影响了PU保温材料的正常发展。
6.7 PU保温材料的尺寸稳定性、燃烧产物毒性和发泡剂HCFC-141b替代技术，应引起ＰU业界高度重视。
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