Cập nhật nội dung: 12/02/2025
Trong xây dựng và nội thất chúng ta có thể bắt gặp rất nhiều vật liệu được sản xuất từ Polyurethane(PU). Vì sao chất liệu này được sử dụng phổ biến như vậy? Sơn Thủ Đô đã nghiên cứu, tổng hợp nhiều tài liệu để chia sẻ chi tiết trong bài viết này
Tổng quan về Polyurethane
Định nghĩa: Polyurethane (PU) là một loại nhựa polymer tổng hợp, được tạo ra từ phản ứng giữa hai thành phần chính là polyol và isocyanate
- Polyol: Là một hợp chất hữu cơ có chứa nhiều nhóm hydroxyl (-OH). Polyol quyết định tính mềm dẻo và độ đàn hồi của PU. Có nhiều loại polyol khác nhau, ví dụ như polyete polyol, polyester polyol…
- Isocyanate: Là một hợp chất hữu cơ có chứa nhóm isocyanate (-N=C=O). Isocyanate quyết định độ cứng và độ bền của PU. Các loại isocyanate phổ biến bao gồm TDI (Toluene Diisocyanate) và MDI (Methylene Diphenyl Diisocyanate).
Phản ứng giữa polyol và isocyanate tạo ra liên kết Urethane (-NH-CO-O-), đây chính là liên kết đặc trưng, then chốt, tạo nên cấu trúc và quyết định các tính chất đặc trưng của polyurethane (PU)

Quy trình sản xuất PU gồm hai giai đoạn chính: Đầu tiên là phản ứng giữa diisocyanate với các polyol để tạo thành prepolymer. Sau đó, prepolymer này sẽ phản ứng tiếp với các chất đóng rắn và phụ gia để tạo thành sản phẩm polyurethane cuối cùng với các tính chất mong muốn
Các loại PU: Chất phủ, chất đàn hồi, chất kết dính, nhựa nhiệt dẻo, sợi, Foam ( bọt )…
Lịch sử phát triển: Năm 1930 khi Otto Bayer và cộng sự tại công ty I.G. Farben ở Đức lần đầu tiên tổng hợp thành công loại vật liệu Polyurethane này. Ban đầu, PU chủ yếu được sử dụng trong công nghiệp sợi và coating. Đến những năm 1950, với sự phát triển của công nghệ foam PU, vật liệu này bắt đầu được ứng dụng rộng rãi trong ngành xây dựng như vật liệu cách nhiệt, chống thấm và cách âm
Tính chất đặc trưng của PU

Độ bền cơ học
Polyurethane có độ bền cơ học rất cao và khả năng chống mài mòn vượt trội. Về mặt kỹ thuật, polyurethane có độ bền kéo từ 20-50 MPa và độ đàn hồi có thể đạt tới 300% – 1400%, cao hơn nhiều so với các loại nhựa thông thường. Khả năng chống mài mòn của polyurethane cao gấp 2-3 lần so với cao su tự nhiên và gấp 5-6 lần so với các loại nhựa thông thường [1]
PU có khả năng chịu nhiệt tốt ( -40°C đến trên 80°C ) và kháng hóa chất rất tốt như: dầu, mỡ, xăng, axit, kiềm loãng pH 5 – 9. Đây là 2 tính năng rất quan trọng để chống chịu thời tiết & khí hậu khắc nghiệt
So sánh với cao su và nhựa thông thường, polyurethane có những ưu điểm vượt trội:
- Khả năng chịu lực tốt hơn 3-4 lần
- Độ đàn hồi duy trì ổn định trong thời gian dài hơn
- Khả năng chống UV và thời tiết tốt hơn
Khả năng chống thấm nước
Trong lĩnh vực xây dựng, khả năng chống thấm là một trong những tính năng quan trọng nhất của vật liệu. Polyurethane tạo ra một lớp màng liên tục, không mối nối với khả năng chống thấm tuyệt vời. Độ thấm nước của màng polyurethane chỉ khoảng 0.0001-0.001 g/m²/24h, thấp hơn rất nhiều so với các vật liệu chống thấm thông thường.
Tính linh hoạt và độ đàn hồi cao
Tính linh hoạt của PU thể hiện ở khả năng dễ dàng uốn cong, biến dạng mà không bị gãy vỡ nhờ cấu trúc phân tử đặc biệt có các đoạn mềm và đoạn cứng xen kẽ nhau
Độ đàn hồi của PU thể hiện ở khả năng trở lại hình dạng ban đầu sau khi bị biến dạng, cho phép nó co giãn theo chuyển động của công trình mà không bị nứt hay vỡ. Tính chất đặc trưng này do các liên kết hóa học trong PU có khả năng giãn ra và co lại khi chịu tác động lực
Các tính năng nổi bật khác:
- Đặt tính cách âm & cách nhiệt: PU ở dạng bọt có khả năng cách âm & cách nhiệt rất cao
- Đặc tính cách điện : Polyurethane mang lại khả năng cách điện hiệu quả
- Độ bám dính : Nó bám dính tốt trên nhiều chất nền khác nhau, thích hợp làm lớp keo, chất phủ và chất bịt kín.
Những vật liệu được sản xuất từ PU cơ bản sẽ có những tính chất nổi bật trên, nhưng tùy thuộc vào từng lĩnh vực, PU sẽ được nghiên cứu để thay đổi các tính chất ( biến tính ) để phù hợp với từng ứng dụng riêng
Ứng dụng của PU trong ngành xây dựng
Polyurethane đóng vai trò quan trọng trong việc nâng cao chất lượng và tuổi thọ của các công trình xây dựng hiện đại. Hiện nay, khoảng 25% các công trình xây dựng hiện đại sử dụng vật liệu được sản xuất từ polyurethane

Vật liệu chống thấm
Chống thấm PU( Polyurethane) đã khẳng định vị thế của mình như một giải pháp chống thấm hàng đầu trong ngành xây dựng. Ứng dụng cụ thể:
- Dự án chống thấm tầng hầm các tòa nhà cao tầng, hầm để xe
- Công trình thủy lợi như đập, kênh dẫn nước
- Hệ thống bể bơi, bể chứa nước sinh hoạt, bể chứa nước phòng cháy chữa cháy
- Sân thượng, sàn mái, máng xối nước và ban công
- Nhà tắm, nhà vệ sinh, bể phốt
- Chống thấm móng nhà, mạch dừng thi công, khe lún, chân tường,

Nguyên lý chống thấm:
- Lớp phủ kháng nước: Polyurethane tạo thành một lớp màng liền mạch không có mối nối, bám dính tuyệt vời với hầu hết các bề mặt xây dựng như bê tông, gạch, kim loại và gỗ
- Khả năng co giãn, đàn hồi cao: Tính năng rất cần thiết, do sân thượng, sàn mái… là hạng mục rất dễ bị tách lớp, nứt nẻ do nhiều nguyên nhân như: bê tông co ngót, do kết cấu chưa ổn định, dãn nở nóng lạnh của thời tiết…
- Kháng hóa chất tốt, chịu nhiệt tốt: Đây là 2 tính chất rất quan trọng khi sử dụng cho khu vực lộ thiên như sân thượng, sàn mái, ban công, bể bơi… ( Hạng mục này chịu ảnh hưởng trực tiếp, lâu dài với ánh sáng mặt trời. Nước, bụi bẩn… đọng lâu ngày sẽ sinh ra hoá chất gây lão hoá vật liệu… )
Sơn phủ bảo vệ
Sơn polyurethane mang lại nhiều lợi ích vượt trội cho các bề mặt xây dựng. Không chỉ tạo ra lớp phủ bảo vệ bền bỉ, loại sơn này còn duy trì được màu sắc và độ bóng trong thời gian dài, đồng thời kháng được hóa chất và tia UV hiệu quả.
Các loại sơn polyurethane phổ biến trên thị trường bao gồm:
- Sơn PU hai thành phần cho sàn công nghiệp
- Sơn PU ngoại thất cho bề mặt gỗ và kim loại
- Sơn PU chống thấm cho tường

*Dòng sản phẩm sơn PU cho tường nội ngoại thất không phổ biến, mặc dù độ bền khoảng 15 năm nhưng do giá thành cao ( 200.000 – 250.000 VNĐ / 1m2 ) và yêu cầu kỹ thuật thi công tỉ mỉ nên ít được sử dụng
Hiện nay, sơn nước gốc Acrylic được sử dụng phổ biến nhất thị trường, độ bền đạt 7 năm – 10 năm, với giá thành rẻ từ 100,000 – 120,000 VNĐ/ 1m2
Cách nhiệt và cách âm
Foam PU là một trong những vật liệu cách nhiệt hiệu quả nhất hiện nay. Với cấu trúc tế bào đóng, foam PU có hệ số dẫn nhiệt thấp (λ = 0.022-0.028 W/mK), thấp hơn đáng kể so với các vật liệu cách nhiệt truyền thống như bông khoáng (λ = 0.035-0.040 W/mK) hay polystyrene (λ = 0.033-0.035 W/mK) [1]
Foam PU cách âm rất hiệu quả nhờ cấu trúc xốp đặc biệt, giúp hấp thụ và giảm thiểu sự truyền âm. Điều này đặc biệt hữu ích trong:
- Khu vực giải trí như quán Bar, Karaoke, Club, nhà hát kịch…
- Khách sạn 5 sao cao cấp
- Các tòa nhà văn phòng cần độ yên tĩnh cao, phòng họp, phòng học, hội trường
- Phòng thu âm và studio
- Phòng tổ chức sự kiện, liveshow…
Ứng dụng khác trong đời sống
Sản xuất Phào chỉ PU: Trang trí nội thất với độ bền và thẩm mỹ cao, nhẹ hơn phào thạch cao truyền thống và dễ dàng lắp đặt và thay thế
Ghế sofa da PU và ghế da xe ô tô cao cấp: Có độ bền và độ đàn hồi tốt, dễ dàng vệ sinh và bảo quản và chi phí hợp lý hơn so với da thật
Đệm, gối và giày dép da: Thoáng khí và thoải mái khi sử dụng, khả năng kháng khuẩn tự nhiên, có tuổi thọ cao và giữ form tốt
Sản xuất bê tông nhẹ
…vvv…
4. Lợi ích & hạn chế của Polyurethane trong xây dựng
Tiết kiệm chi phí bảo trì
Khi xem xét về mặt chi phí dài hạn, polyurethane thể hiện rõ tính hiệu quả kinh tế của mình. Nhưng hạn chế là chi phí đầu tư ban đầu cao hơn so với một số vật liệu truyền thống, nhưng tổng chi phí sở hữu (Total Cost of Ownership – TCO) lại thấp hơn đáng kể nhờ các yếu tố sau:
- Tuổi thọ sử dụng trung bình từ 15-20 năm, cao hơn 2-3 lần so với các vật liệu thông thường
- Chi phí bảo trì thấp do khả năng chống chịu thời tiết và hóa chất tốt
- Không cần thay thế thường xuyên như các vật liệu truyền thống

Tiết kiệm chi phí điện năng & bảo vệ môi trường
Tiết kiệm năng lượng:
- Giảm 30-50% lượng điện năng tiêu thụ cho điều hòa không khí
- Giảm phát thải khí nhà kính từ các hệ thống sưởi và làm mát
Tính bền vững:
- Vật liệu có thể tái chế và tái sử dụng
- Công nghệ sản xuất hiện đại giảm thiểu phát thải
- Tuổi thọ cao giúp giảm nhu cầu thay thế, từ đó giảm rác thải xây dựng
Qua 2 khía cạnh trên, Polyurethane đóng góp tích cực vào việc bảo vệ môi trường
Tăng cường tuổi thọ công trình
Polyurethane góp phần đáng kể trong việc kéo dài tuổi thọ công trình xây dựng thông qua:
Bảo vệ kết cấu:
- Ngăn chặn sự xâm nhập của nước và hơi ẩm
- Bảo vệ cốt thép khỏi bị ăn mòn
- Giảm thiểu tác động của sự co giãn nhiệt
Duy trì tính năng:
- Giữ nguyên đặc tính cơ học trong thời gian dài
- Khả năng tự phục hồi nhỏ với các vết nứt micro
- Độ bền màu và độ bóng ổn định
5. Những lưu ý khi sử dụng Polyurethane
An toàn khi thi công
Để đảm bảo an toàn khi làm việc với polyurethane, cần tuân thủ các biện pháp sau:
Trang bị bảo hộ cá nhân:
- Mặt nạ phòng độc với bộ lọc phù hợp khi thi công sản phẩm gốc dung môi hữu cơ ( chứa hàm lượng khí bay hơi gây hại cho sức khỏe con người )
- Đeo kính, găng tay và quần áo bảo hộ không thấm
- Trang bị giày bảo hộ chống trượt
Môi trường thi công:
- Đảm bảo thông gió tốt
- Kiểm soát nhiệt độ và độ ẩm
- Tránh các nguồn lửa và tia lửa điện
- Chuẩn bị thiết bị cứu hỏa
Quy trình thi công đúng cách
Để đạt hiệu quả cao nhất, quy trình thi công polyurethane cần tuân thủ các bước sau:
- Chuẩn bị bề mặt:
- Làm sạch và khô bề mặt
- Xử lý các vết nứt và khuyết tật
- Thi công lớp lót (primer) phù hợp
- Pha trộn và thi công:
- Tuân thủ tỷ lệ trộn theo hướng dẫn ghi trên bao bì sản phẩm
- Kiểm soát thời gian ninh kết
- Thi công đều và liên tục
- Bảo dưỡng:
- Bảo vệ khỏi mưa và ánh nắng trực tiếp trong quá trình thi công
- Kiểm tra độ bám dính
- Chờ đủ thời gian đóng rắn
6. Các câu hỏi thường gặp liên quan tới PU
Polyurethane có phải là vật liệu tốt nhất cho chống thấm không?
Polyurethane được coi là một trong những giải pháp chống thấm hiệu quả nhất hiện nay, tuy nhiên trong một số trường hợp, các giải pháp khác có thể phù hợp hơn về mặt chi phí hoặc điều kiện thi công
Sơn tường ngoại thất, nội thất ( tường đứng ): sử dụng sơn gốc PU độ bền từ 13- 15 năm nhưng chi phí cao từ 200.000 – 250.000/ 1m2 . Hiện nay, sơn nước gốc Acrylic được sử dụng phổ biến hơn, độ bền đạt 7 năm – 10 năm, với giá thành rẻ từ 100,000 – 120,000/ 1m2
Chống thấm sân thượng, nhà tắm, bể bơi… vật liệu gốc Polyurethane có độ bền rất cao so với chống thấm gốc xi măng, chống thấm nhựa đường, màng chống thấm bitum, epoxy…
Độ bền của Polyurethane chỉ đứng sau Polyurea, nhưng Polyurea chi phí thi công lên đến 1.000.000/1m2
(*Chi phí thi công do Sơn Thủ Đô tổng hợp lại theo giá thị trường tại Việt Nam)
Có bao nhiêu loại polyurethane được sử dụng trong xây dựng?
Trong xây dựng, polyurethane được phân loại thành các nhóm chính:
- Theo số thành phần:
- PU một thành phần
- PU hai thành phần
- PU lai (hybrid)
- Theo ứng dụng:
- PU chống thấm
- PU foam cách âm, foam cách nhiệt
- PU coating bảo vệ bề mặt
- PU kết cấu
Polyurethane có độc hại không?
Sau khi đóng rắn hoàn toàn, polyurethane hoàn toàn an toàn cho sức khỏe con người. Tuy nhiên, trong quá trình sản xuất và thi công, cần tuân thủ nghiêm ngặt các quy định về an toàn do các thành phần hóa học có thể gây kích ứng hoặc dị ứng. Điều quan trọng là sử dụng đúng thiết bị bảo hộ và đảm bảo thông gió tốt trong quá trình thi công.
Xu hướng phát triển và đổi mới công nghệ
Tương lai của polyurethane trong ngành xây dựng đang phát triển theo các hướng sau:
- Phát triển các công thức thân thiện với môi trường hơn
- Cải thiện khả năng tự phục hồi và độ bền
- Tích hợp công nghệ nano để tăng cường tính năng
- Phát triển các ứng dụng mới trong xây dựng thông minh
Kinh nghiệm mua vật liệu PU chủ nhà cần nắm
Khi lựa chọn vật liệu polyurethane, người tiêu dùng nên:
- Tham khảo ý kiến chuyên gia về loại PU phù hợp
- Kiểm tra kỹ chứng chỉ và nguồn gốc sản phẩm
- Lựa chọn đơn vị thi công uy tín và có kinh nghiệm
- Cân nhắc chi phí tổng thể bao gồm cả bảo trì dài hạn
Polyurethane đã và đang chứng minh vai trò quan trọng của mình trong ngành xây dựng hiện đại. Với những ưu điểm vượt trội và khả năng ứng dụng đa dạng, polyurethane hứa hẹn sẽ còn tiếp tục phát triển và mang lại nhiều giá trị cho ngành xây dựng trên thị trường tại Việt Nam trong tương lai.