Вспененный пенополиуретан

Цены на энергоносители в последнее время становятся все выше, и эффективное утепление дома — одна из основных задач, которую приходится решать домовладельцам. Один из последних материалов, который появился на рынке несколько лет назад — пенополиуретан. Это покрытие, которое наносится сплошным слоем на любую (практически) поверхность. Утепление пенополиуретаном — самое эффективное. 

Виды напыляемого пенополиуретана и технологии нанесения

Пенополиуретан получают при смешении двух компонентов — диизоцианата и полиола. Оба компонента в отдельности токсичны, потому работы проводят с респираторах. Смешиваясь два ядовитых вещества образуют безопасный полимер — полиуретан — абсолютно нейтральный, который ни с какими веществами в реакцию не вступает. Пенополиуретан после затвердевания абсолютно безвреден и часто используется в пищевой промышленности.

При смешивании двух компонентов идет активное газообразование — выделяется преимущественно углекислый газ. Он оказывается заключенным в тончайшую полиуретановую оболочку, что и дает высокие показатели по теплоизоляции (углекислый газ плохо проводит тепло).

Смешение двух компонентов происходит в специальном пистолете под высоким давлением. Для получения идеальной пены компоненты должны подогреваться до 45°C (есть подающие шланги с подогревом, а есть специальные подогреватели). Под давлением, в виде очень мелкой пыли, компоненты смешиваются в пистолете и напыляются на поверхность, где и происходит их вспенивание, а затем — затвердевание. В этом и состоит утепление пенополиуретаном.

Для достижения заявленных качеств материала, диизоцианат и полиол должны подаваться в равных пропорциях. Даже незначительное увеличение того или другого компонента негативно сказывается на характеристиках материала. Хуже, если больше диизоцианата — такая пена быстро «садиться», затем разрушается, теряет свои теплоизолирующие характеристики. Если переборщить с полиолом, картина немного лучше — пена становится ломкой, но задачи свои выполняет, хоть и имеет теплопроводность выше заявленной. Именно в этом и состоит один из недостатков утепления пенополиуретаном — конечный результат очень сильно зависит от квалификации работников и класса используемого оборудования.

Смешивать компоненты в заданных пропорциях почти идеально точно можно при помощи установок высокого давления. Поэтому при выборе фирмы надо обращать внимание на оборудование, которое есть в их распоряжении — с установками низкого давления, скорее всего, получите неоднородное напыление с плохими теплоизоляционными характеристиками.

Но разное оборудование — это не все. Есть еще разные виды пенополиуретана по типу ячейки и плотности:

• Открытоячеистый легкий ППУ. По характеристикам (теплопроводности) очень похож на минеральную вату, с тем же главным недостатком — он гигроскопичен, при этом стоит значительно дороже минваты. То есть, при использовании легкого пенополиуретана (плотность 9-11 кг/м³) придется обеспечивать его гидро- и паро- изоляцию со всех сторон, организовывать вентилируемый фасад — для удаления излишней влажности. В плюсы можно записать более высокую звукоизоляцию (по сравнению с минеральной ватой). Для утепления наружных стен и кровли применяется крайне редко, так как просто не справляется с поставленными задачами — намокает и теряет теплоизоляционные свойства. При всем при том, стоит дороже минваты. А вот для утепления внутренних перегородок и перекрытий используется успешно (в комплексе со всеми гидро/паро изоляционными слоями), обеспечивая еще и хорошую звукоизоляцию.
• Закрытоячеистый пенополиуретан. Независимо от плотности, не гигроскопичен, очень хорошо «сцепляется» практически с любой поверхностью, за исключением полиэтилена. Бывает следующих видов:
  
  
  • Средней плотности — 28-32 кг/м³. Стандартное решение при использовании напыляемой теплоизоляции на стенах, потолке, неэксплуатируемых кровлях. Обеспечивает хорошую теплоизоляцию с коэффициентом теплопроводности 0,02-0,028 (у воздуха 0,022, ниже только у вакуума). Паропроницаемость средняя — 0,05 (сравнима с древесиной).
  • Средней плотности для заполнения полостей. По характеристикам аналогичен описанному выше, но расширяется медленнее, застывает только после полного вспенивания. Используется при устройстве слоистых стен, кровель и т.п.
  • ППУ высокой плотности — 40-80 кг/м³. Используется для утепления эксплуатируемых кровель, под стяжку, в других местах с высокой механической нагрузкой. Из-за более высокой плотности имеет немного выше коэффициент теплопроводности — 0,03-0,04, паропроницаемость такая же — 0,05.

Если говорить по ценам, то самый дешевый — легкий открытоячеистый пенополиуретан. Но если добавить необходимость устройства гидро- и паро- изоляции, то в общем цена утепления окажется не такой и низкой. При этом, все равно идеальной изоляции добиться нереально, и вполне может оказаться, что данный вид утепления ППУ будет холодным. Чтобы вы могли ориентироваться в ценах, приведем приблизительные цены на разные типы ППУ (материал+работа):

• легкий с открытой ячейкой от 180$ за кубометр;
• закрытоячеистый средней плотности — от 650$ за куб.

Закрытоячеистый пенополиуретан, в расчете на кубометры, значительно дороже, но никаких дополнительных слоев, кроме финишной отделки, он не требует. Ни воды ни пара не боится, длительное время выполняет свои задачи (более 25 лет). Точная цена утепления вспененным ППУ зависит от его плотности и толщины слоя, размеров напыляемой поверхности. Считается индивидуально.

Достоинства и недостатки

Начнем с достоинств:

• На сегодняшний день утепление пенополиуретаном — самое эффективное. Это связано с ячеистой структурой этого утеплителя и заключенном в ячейках углекислом газе. В идеале эта система дает коэффициент теплопроводности 0,02, что даже ниже, чем у воздуха (0,022).
• Сплошное, бесшовное напыление, которое сводит на нет наличие мостиков холода, еще больше повышая эффективность утепления.
• Возможность напыления на поверхности любых, самых сложных форм.
• Низкая гигроскопичность. Одновременно с утеплением вы улучшаете гидроизоляционные характеристики поверхности. Это свойство используют при утеплении фундаментов, колодцев и других подобных сооружений.
• Отличное сцепление с любыми поверхностями и материалами кроме полиэтилена. Отличная адгезия (сцепление) в некоторых случаях может рассматриваться как недостаток — его ничем не отмыть, так как растворителя для ППУ не существует. Отчищается только механическим путем, часто с фрагментами поверхности, на которую был нанесен.


• Длительный срок службы — до 25 лет с заявленными характеристиками, позже происходит замещение углекислого газа воздухом, теплопроводность повышается, но не катастрофически, напыляемая теплоизоляция продолжает работать.
• Если в течение первого года никаких нареканий утепление полиуретаном не вызвало, следующие пару десятилетий их и не будет.
• При использовании установок высокого давления напыление полиуретана занимает небольшой промежуток времени, причем без ущерба качеству.
• Достаточно высокая паропроницаемость пенополиуретана — 0,05-0,06, позволяющая выводить излишнюю влажность через стены, как и до утепления (если стены паропроницаемые).
• Не поддерживает горения (самозатухающий).

Как видите, приличный перечень достоинств, которые способствуют тому, что теплоизоляция пенополиуретаном постепенно становится все более популярной. Но и недостатки есть:

• Высокая цена — в 1,5-2 раза выше чем при утеплении минватой. Но если рассчитать за год службы, получится не дороже.
• Конечный результат сильно зависит от используемого оборудования и опыта пыльщика. Хорошие результаты достигаются только при полном соблюдении технологии.
• Из-за использования высокотехнологичного оборудования утепление пенополиуретаном очень и очень сложно сделать своими руками. Есть выход — купить оборудование в складчину на несколько хозяев — в этом, учитывая цены, резон есть. Но остается вопрос наличия опыта — добиться нормальных показателей самостоятельно очень сложно.


• Материал не горит, но при горении выделяет очень много едкого и вредного дыма.
• Боязнь ультрафиолета. Под воздействием солнечных лучей пена сплавляется, белая поверхность становится темно-коричневой. Но пленка определенной толщины защищает нижележащие слои от дальнейшего разрушения, так что при достаточной толщине ППУ, его даже можно оставлять открытым. Но внешний вид поверхности, утепленной пенополиуретаном, далеко не лучший, так что все равно предполагается финишная отделка.

Основной сдерживающий фактор в распространении утепления ППУ — высокая цена. Хотя, если сравнивать со стоимостью утепления экструдированным пенополистиролом, то цены не кажутся такими уж большими и это при том, что по времени напыляемая теплоизоляция укладывается в разы быстрее, дает лучший результат. В общем, если вы планируете утепление дома, данная технология стоит изучения.

Условия нанесения и подготовка поверхностей

Даже при хорошей адгезии, которой отличается утепление пенополиуретаном, подготовка поверхности не будет лишней. В первую очередь надо удалить все, что осыпается — и в первую очередь старую краску. Обязательному удалению и нейтрализации подлежат также жирные пятна. Их не должно быть.

Все, что не должно покрываться пеной должно быть закрыто полиэтиленом, закрепленным на скотч. Закреплять надо тщательно, без зазоров — отдирать пену сложно.

При утеплении кровли пенополиуретаном есть два способа нанесения теплоизоляции. Первый — делают постоянную сплошную обрешетку, на которую наливают пену. Второй — делают временный каркас, состоящий из двух параллельных плоскостей.

Если утепляются пенополиуретаном наружные стены здания, предполагается наличие финишной отделки. И после очищения поверхности надо позаботиться о том, чтобы на что-то можно было укрепить — на пену не получится. Для этого, чаще всего, на стены набивают деревянные или металлические планки, к которым затем крепится наружная отделка. На этом подготовка закончена. Но нанесение пенополиуретана возможно только на абсолютно сухую поверхность, при температуре выше +10°C. Других условий нет.

Процесс напыления

Если вы заключили договор с какой-то кампанией, в назначенное время приезжает микроавтобус. В нем установлено оборудование для напыления. Для работы аппарата высокого давления необходимо напряжение 380 В. Если у вас только 220 В, обычно запускают генератор, который выдает требуемое напряжение. От сети 220 В может работать аппарат низкого давления, но, как говорили ниже, качество теплоизоляции будет значительно хуже.

Обычно в дом или вокруг дома тянут только шланги, по которым в пистолет подаются компоненты для образования пены. Это удобно. Работники, которые производят напыление теплоизоляции, одеты в защитные костюмы, на них надеты респиратор, перчатки и очки. Респиратор необходим, так как до твердения компоненты пены токсичны, а все остальное — чтобы защитить кожные покровы от попадания ППУ, который потом отодрать невозможно.

Пену наносят снизу-вверх, небольшими порциями. Заливают все, без пропусков, стараясь не допустить образование раковин. По мере расширения пены, следят за тем, чтобы толщина слоя была не менее требуемой. После застывания пены излишки можно будет срезать, а недостаток ничем не восполнишь.

Параметры напыляемого утепления

Сразу стоит сказать, что, как и для любого другого утепления, стены зданий предпочтительнее утеплять снаружи. Если утеплить изнутри, то наружная стена будет промерзать. Сколько циклов разморозки/заморозки она выдержит — зависит от материала, но редко такой дом будет служить более 10 лет.

При утеплении пенополиуретаном снаружи, требуется финишная наружная отделка — очень непривлекательный вид имеет поверхность. Зато никаких проблем с промерзанием стен, здание будет служить долго.

С кровлей вообще проблем нет. Кровельные материалы рассчитаны на многократное промерзание, так что утепление пенополиуретаном кровли можно делать и изнутри, напыляя его непосредственно на «изнанку» кровельного материала или на обрешетку.

Снаружи утеплять дом или изнутри разобрались. Теперь немного о толщине слоя. Утепление пенополиуретаном делают обычно большой толщины. Это связано не с тем, что малой недостаточно. Обычно, как раз по теплотехническим характеристикам требуется толщина утепления в 2-3 см, а делают не менее 5 см. Это для того, чтобы при любых условиях точка росы оказывалась в толще теплоизоляции, а не в материале стены. Так как ППУ негигроскопичен, намокнуть он не может, конденсация просто не происходит, а излишняя влага благодаря паропроницаемости материала выводится естественным путем.

stroychik.ru

История[править | править код]

В 1937 году небольшой группой учёных исследователей лаборатории IG Farben в Леверкузене под руководством Отто Байера впервые удалось синтезировать новое вещество с весьма необычными свойствами. В зависимости от скорости прохождения реакции и коэффициента смешивания полиола и полиизоцианата кардинально различались и свойства получаемого материала. С одной стороны гибкий, упругий, но не прочный на разрыв (лабораторное название Perlon U, отсюда название «поролон»), а с другой — плотный, твёрдый, прочный, но в то же время хрупкий при сгибании (Igamid U).
ризонты экономического внедрения данного научного открытия были многообещающими и весьма обширные. Уже в 1940 году в Леверкузене началось промышленное производство полиуретана в качестве лепнины. Но начало второй мировой войны внесло свои коррективы: проблемы нехватки сырья и общее перестраивание экономики под военные нужды существенно замедлили развитие полиуретанов. Фактически до 1960-х годов пенополиуретан, как и многие другие полимеры, развивался очень медленно — однако с окончанием войны, восстановлением экономики и бурным послевоенным строительством коммерческий интерес к пенополиуретанам сильно возрос. Таким образом, к 1960 году различными компаниями было суммарно изготовлено более 50000 тонн пены.

Мягкий пенополиуретан (поролон), получил распространение в 1960-х годах несмотря на присущие поролону существенные недостатки. Само его производство является опасным и вредным, так как в состав исходных компонентов входит высокотоксичное соединение — толуилендиизоцианат. Кроме того, поролон гигроскопичен, впитывает запах, имеет ограниченный температурный диапазон использования и, как следствие, относительно небольшой срок эксплуатации. Но самым большим недостатком поролона является его пожароопасность^[1]. Введение же при производстве поролона в состав исходных компонентов антипиренов для увеличения огнестойкости материала приводит к резкому ухудшению его физико-механических характеристик и увеличению стоимости. Ранние образцы пенополиуретанов имели сравнительно небольшой срок службы, постепенно разлагаясь на воздухе. С развитием химии стабилизаторов этот недостаток в известной степени преодолён. Однако пожароопасные свойства данного материала сохранились.

Химическое строение и особенности[править | править код]

Для прохождения реакции присоединения и образования цепочек полимера необходимо наличие как минимум двух различных компонентов: полиола и полиизоцианата. Сама же реакция проходит в несколько этапов. Вначале из диола и диизоцианата формируются бифункциональные молекулы изоцианата имеющие группу (—N═C═O) и гидроксильные группы (—ОН). В результате прохождения цепной реакции, на обоих концах молекулярных групп образуются короткие цепочки структурно идентичных и однородных полимеров, которые могут быть полимеризованы с другими мономерами.

В реакционную смесь добавляют незначительное количество воды, и в результате прохождения реакции с частью изоцианатных групп образуется углекислый газ, который и является основным фактором вспенивания. В то же время, первичная аминогруппа вступает в реакцию с изоцианатом, замещая мочевину, тем самым достигается устойчивость цепи.

В зависимости от длины цепи газонаполненных микрогранул различаются и механические свойства полиуретана. Так, типичная плотность составляет от 5 до 40 кг/м³ для мягких пеноблоков, которые повсеместно используются в качестве различного вида наполнителей мебели и др. Жёсткие пенополиуретаны, плотностью от 30 до 86 кг/м³, нашли широкое применение в строительстве в качестве теплоизоляционного и шумоизоляционного материала.

Получение из биологического сырья[править | править код]

В качестве исходных компонентов пенополиуретана обычно применяются продукты нефтехимической промышленности (полиолы и полиизоцианаты), однако, не лишним будет отметить, что возможна выработка компонентов из масел растительного происхождения. В частности, прекрасно подходят для этой цели касторовые масла. Также возможно получение полиолов из соевого, рапсового и подсолнечного масел. Однако такой способ выработки компонентов пенополиуретана экономически нецелесообразен по причине значительного различия в стоимости растительного и нефтехимического сырья. Именно поэтому, биогенные пено-компоненты и не нашли широкого применения и их использование ограничено очень узким кругом специфических задач.

Сферы применения[править | править код]

Сфера использования пенополиуретанов весьма широка. В автомобильной промышленности его применяют в качестве наполнителя автокресел и шумоизоляции салона транспортных средств, для изготовления полужёстких панелей салона, подлокотников, рукояток и бамперов. В мебельной и лёгкой промышленности в основном используются поролоны в виде наполнителя и прокладочного материала мягкой мебели, подушек, матрацев, при формовке манекенов, в мягких детских игрушках тоже часто используют поролон в качестве наполнителя. В обувной промышленности пенополиуретаны используются в качестве супинаторов и других элементов обуви.

В качестве хладоизолятора в бытовых, а также торговых холодильниках, крупных холодильных камерах и в транспортной холодильной технике применяются жёсткие пенополиуретаны. Другое важное применение жёстких пенополиуретанов — в качестве теплоизоляторов в магистральных трубопроводах, для изоляции низкотемпературных трубопроводов химической промышленности, в качестве теплоизоляции, а также акустической и гидроизоляции при строительстве, капитальном ремонте складов, ангаров, частных загородных домов, производственных цехов, гаражей, в качестве утеплителя. в металлических сэндвич-панелях для строительства быстровозводимых зданий, а также холодильных камер Достаточно широко применяются уретановые столярные клеи, слегка вспенивающиеся при застывании и заполняющие неплотности пригонки деталей.

Применение жёстких пенополиуретанов с закрытой клеточной структурой для строительства мотивируется очень низкой теплопроводностью (0,029 — 0,041 Вт/(м•K)^[2], малой паропроницаемостью, хорошей адгезией и гидроизоляционными характеристиками. Используются как вязкие самовспенивающиеся составы для заливки или нанесения на месте, так и в виде готовых листов. Высокие коэффициенты адгезии делают этот материал весьма универсальным, он может с одинаковым успехом наноситься на бумагу, металл, древесину, штукатурку, кирпич, рубероид, черепицу, металлические трубы и многое другое. Возможность производить и наносить пенополиуретан непосредственно на строительной площадке значительно снижает сопутствующие расходы.

Однокомпонентные составы, отверждаемые влагой воздуха (монтажная пена), также нашли своё применение и часто используются в быту при мелких шумоизоляционных и теплоизоляционных хозяйственных работах, а также там, где требуется заполнение пустот (к примеру, при установке пластиковых окон и дверных проёмов). Они обеспечивают также удовлетворительную механическую прочность и обжим монтируемого элемента.

ru.wikipedia.org

Какой материал выбрать

Если вы когда-либо задумывались об утеплении своего жилища, то наверняка обращали внимание на этот вариант в качестве теплоизоляции. Может быть, именно он станет лучшим решением, ведь наряду с недостатками у него есть множество плюсов.

Описание

Пенополиуретан, недостатки которого вам должны быть известны перед началом проведения работ по утеплению, представляет собой разновидность пластмассы. Изделия из него обладают ячеистой структурой. В состав пенополиуретана входит газообразное вещество, которое содержится в объеме от 85 до 90%. Вся структура состоит из маленьких ячеек, которые хорошо изолированы друг от друга стенками, именно эти ячейки и наполнены газом. Оставшиеся проценты объема представляют собой твердую часть, а именно сами стенки.

Недостатки пенополиуретана как утеплителя стоит рассмотреть. Разновидности ППУ используются сегодня довольно часто, материал является популярным среди потребителей, так как изготовить его очень просто, сделать это можно непосредственно на строительной площадке. Два жидких компонента при этом необходимо смешать, после они вступят в химическую реакцию. Если соблюдать необходимые пропорции ингредиентов, то будет синтезирован полимер, который представлен затвердевшей пеной. Если несколько изменить технологию приготовления, то можно получить пенополиуретаны, которые отличаются характеристиками друг от друга. Одни из них подходят для утепления дверей и окон, тогда как другие — для теплоизоляции построек из железобетона или кирпича. Что касается третьих разновидностей, то их широко используют для трубопроводов. Таким образом, в зависимости от пропорций веществ, можно получить на выходе полиуретаны, которые состоят из множества ячеек разного размера. Их стенки могут обладать разной толщиной, а также прочностью.

Основной недостаток пенополиуретана

Пенополиуретан, недостатки которого будут представлены ниже, может использоваться во многих областях строительства. Однако перед приобретением важно ближе ознакомиться с минусами материала. В качестве основного выступает негативное воздействие солнечных лучей на поверхность, что может стать причиной быстрого износа изделий. Для того чтобы исключить деструкцию теплоизолятора, необходимо предусмотреть его защиту. Для этого можно использовать штукатурку, обыкновенную краску и всевозможные панели. Именно такие способы советуют опытные строители.

Недостатки пенопласта как утеплителя стен позволят вам понять, стоит ли использовать его. Защитный состав может уберечь утеплитель от воздействия ультрафиолета, а также сделает пенополиуретан более привлекательным. Если подробнее рассматривать данный минус, то можно отметить, что на сохранение свойств ППУ потребуется больше средств, чем нам проведение работ по утеплению, где задействованы материалы, не требующие соответствующей защиты. Помимо прочего, не все домашние мастера умеют производить штукатурные работы, а также качественно наносить красящие составы. В итоге поверхность может оказаться еще менее привлекательной, чем до момента облагораживания.

Дополнительный минус

Если вы решили выбрать пенополиуретан, недостатки которого для некоторых потребителей могут оказаться слишком внушительными, то стоит учесть, что данный материал является теплоизоляцией, которая при воздействии огня начинает тлеть. Этот недостаток отмечают специалисты. Несмотря на то что ППУ выступает в качестве трудногорючего материала, он не способен справляться с огнем на все 100%. По классификации данный утеплитель относится к группе горючести Г-2. Это указывает на то, что при воздействии низких температур возгорания не произойдет. Пламя потухнет, процесс прекратится, как только поверхность материала удастся охладить. Если есть вероятность сильного нагрева или возможность возгорания определенной зоны утепления, то в данном случае не следует использовать пенополиуретан.

Почему не стоит выбирать ППУ для утепления дома

Недостатки утепления пенополиуретаном, несомненно, существуют. Если вы решили произвести теплоизоляцию, то это важно учесть. Если использовать неправильную технологию в процессе проведения работ, то это может негативно сказаться на эксплуатационных характеристиках постройки. Для того чтобы это исключить, необходимо учесть некоторые свойства описываемого вещества. Так, ППУ обладает малой паропроницаемостью — это относится к жесткой разновидности материала. Если нанести на стены состав, при обработке чердачного перекрытия или других панелей это непременно приведет к возникновению сырости на внутренних поверхностях и в структуре. В качестве последствий можно упомянуть сырость и плесень, а вот если возникнет промерзание, то несущие элементы будут постоянно разрушаться. Этот момент часто отмечают в своих отзывах опытные строители.

Необходимость защиты от огня

Если вы решили приобрести пенополиуретан, недостатки отзывы покупателей вам должны подробно описать. Ведь именно негативные моменты люди отмечают в первую очередь. Таким образом, необходимо быть готовым к тому, что со временем структура потеряет свои теплоизолирующие качества, в лучшем случае они могут всего лишь понизиться. К такому итогу приводит не только старение материала, но и перепады температур, а также воздействие ультрафиолета. Достаточно часто при теплоизоляционных работах используется метод напыления, это предусматривает защиту от воздействия открытого огня. Если нет желания создавать дополнительную пожароопасную обстановку, то нужно принять соответствующие меры безопасности. Они тоже становятся источником дополнительного расхода, что не всегда устраивает потребителей.

Минус: необходимость учета прочности конструкции

Пенополиуретан, недостатки, отзывы о котором были проанализированы в статье, предусматривает необходимость правильного определения прочности конструкции. Это актуально в том случае, когда работы предполагают задувание теплоизоляции в пространство между стенами. После этого структура начинает расширяться, а впоследствии пена может стать причиной разрушения. Не всегда у владельцев частных домов есть возможность произвести правильные расчеты.

Почему иногда потребители отказываются от использования пенополиуретана

Если вы решили применить ППУ, недостатки, отзывы о материале вами должны быть оценены. Так, его нежелательно использовать для утепления внутри здания. Это может стать причиной смещения точки росы в наружной стене в сторону помещения. В этом случае стена начинает промерзать, образовавшаяся сырость становится причиной распространения плесени, после начинает гнить древесина. При таком раскладе стены остаются сырыми даже в летний период, что негативно сказывается на микроклимате помещений. Специалисты советуют, если нет возможности использовать аналоговые материалы, применять пенополиуретан полужесткого типа. При этом вполне будет достаточно слоя, толщина которого составляет 30 миллиметров.

fb.ru

Производство и особенности пенополиуретана

Впервые вещество было синтезировано немецкими учеными в 1937 году. Его основой стали два компонента: полиол и полиизоцианат. Пенополиуретан относится к группе газонаполненных пластмасс. Его ячеистая структура зависит от пропорции используемых компонентов.

Наполненные газом ячейки составляют до 90% материала, их размер определяет механические и физические свойства полиуретана. Выделяют несколько типов полимера:

• Эластичный — материал характеризуется мягкостью и упругостью, его название — поролон. Его плотность составляет 5-35 кг/м3. Область применения: изготовление хозяйственных изделий (губки, мочалки), наполнители для мебели, упаковка, подкладка одежды.
• Интегральный — пенополиуретан обладает эластичностью и механической прочностью. Сфера использования — производство изделий для автомобильной промышленности.
• Жесткий — полимер отличается высокой плотностью от 30-86 кг/м3. Он не пропускает влагу и пар, выдерживает механическое и химическое воздействие. Материал набирает популярность среди изделий для тепло, шумо- и гидроизоляции зданий.

В зависимости от комбинации составляющих веществ получают до 30 различных марок пенополиуретана (ППУ). Они комбинируются или наносятся отдельно в зависимости от назначения — утепление проемов или стен, акустическая или гидроизоляция постройки.

Процесс смешивания изоцианата и полиола должен происходить в заданном температурном режиме, нарушение технологии приводит к значительному снижению качества утеплителя.

Технические характеристики утеплителей на основе полиуретана

Полиуретановый утеплитель своими изоляционными свойствами превосходит многие популярные материалы. Его ячеистая структура обеспечивает коэффициент теплопроводности в пределах 0,019-0,035 Вт/м*К. Для сопоставления аналогичный показатель пенопласта0,037-0,043 Вт/м*К, минеральной ваты — 0,045-0,055 Вт/м*К. Пористая структура обеспечивает блокировку акустических сигналов.

Водопоглощение материала зависит от его плотности, но все жесткие пенополиуретаны с закрытыми ячейками отличаются низкой впитывающей способностью, составляющей около 3% от объема.

Высокая адгезия с различными поверхностями — одна из особенностей ППУ. Его напыляют на металл, бетон, дерево, кирпич. В результате образуется монолитный слой толщиной в 5-7 см, не имеющий швов и стыков.

Низкая огнестойкость является одним из недостатков полимерного изолятора. Повысить сопротивление пламени можно добавкой в состав антипиренов, например, фосфора и галогенов.

Самоотвердевающий состав обладает существенной прочностью, его способность к расширению обеспечивает заполнение всех щелей и отверстий. Приготовление пенополиуретана происходит на строительной площадке. В специальном оборудовании выполняется смешивание ингредиентов в точной пропорции. Готовый состав подается на утепляемую поверхность из пистолета.

Плотность полимера контролирует оператор, для кирпичных стен она составляет 70-75 кг/м3, а для деревянных достаточно 50-60 кг/м3. Отвердение происходит через 15-20 сек, полученный материал выдерживает резкие колебания температуры, гарантированно служит 30 лет, является экологически безопасным. ППУ не привлекает грызунов, не является средой для роста плесени и грибков.

Изготовление теплоизоляционных изделий методом заливки

Производство пенополиуретана осуществляется двумя способами:

• напыление;
• заливка.

Первый метод используется при выполнении теплоизоляции здания, а второй — для изготовления форматированного материала: плиты, декоративные элементы интерьера, скорлупа для труб, сэндвич панели. Заливка происходит в разъемные формы с замкнутым контуром. Плиты ППУ имеют гладкую поверхность, они устойчивы к гниению, агрессивной и влажной среде.

Для повышения эффективности на полиуретановый утеплитель наносится фольга или стеклопластик. Материал применяют при теплоизоляции лоджии, фасада, фундамента, стен и пола. Толщина плит составляет 20-180 мм, их монтаж снижает потери энергии на 40%. Фиксация утеплителя происходит на клей или битумную мастику, прочность крепления увеличивает использование пластиковых дюбелей. Пенополиуретан образует надежное основание, на которое наносится штукатурка. Перекрывание стыков при установке панелей происходит монтажной пеной.

Методом заливки производится скорлупа для труб. Эти изделия применяются для тепло и гидроизоляции магистралей холодного и горячего водоснабжения, отопительных сетей, нефтегазопроводов. Скорлупа изготавливается без покрытия и с нанесением стеклопластика, пергамина, фольги. Изделия устойчивы к низким температурам и химическому воздействию, могут использоваться повторно.

Плюсы и минусы использования ППУ для изоляции зданий

Среди преимуществ пенополиуретанового утепления:

1. Отсутствие необходимости использовать крепеж при нанесении напыляемой изоляции.
2. Создание монолитного слоя без швов и возможного возникновения мостиков холода.
3. Высокая адгезия с поверхностью любой формы и материала.
4. Влагостойкость ППУ позволяет использовать его в качестве гидроизоляции.
5. Материал устойчив к химическим веществам, гниению, радиации и коррозии.
6. Малый вес вспененной теплоизоляции не нагружает конструкцию.
7. После застывания покрытие эксплуатируется в температурном диапазоне от −150º до +150º C.

Недостатки материала:

• разрушается при воздействии ультрафиолета;
• полная паронепроницаемость слоя утеплителя требует установки дополнительной вентиляции;
• производство пенополиуретана является вредным и опасным;
• ППУ относится к легковоспламеняемым материалам, чтобы снизить пожарную опасность в его состав добавляются антипирены;
• высокая стоимость услуг по напылению утеплителя;
• при нарушении технологии или использовании некачественного сырья значительно ухудшаются свойства теплоизолятора.

Сфера применения пенополиуретановых утеплителей

Использование ППУ в различных отраслях оборачивается высоким экономическим эффектом, благодаря надежной теплоизоляции с долгим сроком эксплуатации. В зависимости от марки пенополиуретана в сферу его применения входят:

1. Торговые и промышленные холодильные камеры.
2. Изоляция магистральных трубопроводов.
3. Выполнение шумоизоляции и защиты от коррозии корпусов автомобилей.
4. Теплоизоляция внутренних и наружных конструкций жилых зданий, складов, промышленных помещений.
5. Использование в качестве утеплителя при изготовлении сэндвич панелей из металлических листов.

remontami.ru

Свойства вспененного полиуретана

За время активного производства и эксплуатации синтетический полимер зарекомендовал себя как хороший заменитель многих строительных и конструкционных пластиков, резин и материалов естественного происхождения. Следует подробнее оговорить, вспененный полиуретан что это такое, и какими техническими качествами он обладает. Вот некоторые из его полезных свойств:

• малый вес, позволяющий применять материал для устройства различных фасадных систем. Изделия из вспененного полиуретана легки в изготовлении, транспортировке и монтаже;
• материал противостоит воздействию атмосферных осадков, может использоваться для наружной отделки зданий и внутри помещений с мокрыми и влажными процессами;
• по прочности пенополиуретан намного превосходит различные виды резины и пластика и обладает свойством обратной деформации;
• полиуретан может эксплуатироваться в диапазоне рабочих температур от минус 70 до плюс 120 градусов;
• зарекомендовал себя хорошим диэлектриком;
• может эксплуатироваться в агрессивных химических средах, подвергаться воздействию масел и производных нефти;
• сохраняет свои характеристики при эксплуатации на открытом воздухе под воздействием прямых солнечных лучей;
• материал хорошо противостоит действию радиации;
• биологическая инертность вспененного полиуретана обеспечивает отсутствие на его поверхности плесени и грибка после продолжительной эксплуатации в условиях сырости.

Производство вспененного полиуретана

Пенополиуретан является продуктом соединения изоцианата и полиола под воздействием вспенивающего агента. В процессе вспенивания по всему объему материала образуется множество микрокапсул, заполненных воздухом. Кроме этих веществ с сырьевой массой могут смешиваться различные добавки для придания тех или иных свойств конечному продукту.

Для производства вспененного полиуретана жесткого и полужесткого типа используется добавка МДИ (дифенилметандиизоцианат), которая является разновидностью изоцианатов. Для придания пенополиуретану эластичности в качестве добавки используют ТДИ (толуолдиизоцианат). Вспененный полиуретан высокой плотности, обладающий стойкостью к температурным воздействиям, производят с добавлением в сырьевую смесь НДИ (нафтилендиизоцианат).

Для достижения эффекта вспенивания применяются летучие жидкости и жидкие газы (соединения на основе азота, диоксида углерода, пентана, фтора). Если продукт должен обладать повышенной стойкостью к воздействию ультрафиолетового излучения, пыли и тепла, в его состав вводят стабилизаторы и антиокислители.

В чистом виде пенополиуретан имеет белый цвет, однако посредством добавления в его состав пигментов можно добиться различных цветов и оттенков материала. При добавлении в сырье обесцвечивающих реагентов образуется прозрачный пенополиуретан. Регулируя объемы добавок можно добиться различной степени прозрачности материала.

Литьевой метод производства

Основные методы получения вспененного полиуретана – это литье и напыление.

Литьевой способ изготовления подразумевает смешивание необходимых компонентов в герметично закрытой емкости без доступа кислорода.

В результате этого процесса образуется пенный раствор, которым заполняют матрицы нужных форм и размеров. Наиболее распространенными формами продукта, получаемого при помощи технологии литья, являются следующие:

• пенополиуретановые блоки, представляющие собой параллелепипеды различных размеров, которые применяются для тепло-, шумоизоляции, строительства и художественного оформления зданий и отдельных помещений;
• вспененный полиуретан листовой, применяемый в основном в качестве утеплителя, виброизоляции и шумопоглотителя;
• сэндвич-конструкция, состоящая из полиуретановой основы, заключенной между слоями стальной или алюминиевой фольги;
• изолирующие оболочки для трубопроводов;
• рулонная форма пенополиуретана небольшой толщины;
• различные формы изделий с заданными геометрическими параметрами (лепнина, панели для стен, потолка, уголки, плинтусы и так далее).

Метод напыления пенополиуретана

При использовании этого метода готовая смесь, находящаяся под давлением в специальном баллоне в сжиженном состоянии, вступает в контакт с воздухом и приобретает твердые формы. Вследствие прочного сцепления с поверхностью, на которую пенополиуретан напыляется, метод широко применяется для выполнения изоляционных работ в труднодоступных местах.

Применение вспененного полиуретана

Благодаря тому, что вспененный полиуретан технические характеристики имеет просто замечательные и, при этом, является очень удобным в использовании материалом, для него находится весьма широкий диапазон применения. Основные области, в которых используется материал, следующие:

• производство деталей обуви, подошв, некоторых видов искусственной кожи;
• производство мягкой и отдельных элементов корпусной мебели;
• внутренняя отделка салонов автотранспорта (сидения, торпедо, педали, рычаги, кнопки);
• из материала изготавливают наполнители шумопоглощающих перегородок, детали внутреннего интерьера помещений;
• из синтетического материала изготавливают элементы фасадных систем, а также широкий ассортимент декоративных изделий (лепнина, рельефные изображения и надписи);
• пенополиуретан напыляемого типа используется для устройства теплоизоляции в местах, недоступных для других утеплителей: в сложных арочных конструкциях, в узких пристенных и кровельных пространствах с большим скоплением трубопроводов и прочих инженерных коммуникаций;
• благодаря тому, что материал имеет закрытопористую структуру, он может также использоваться и в качестве гидроизоляции стен, полов и перекрытий зданий промышленного и бытового назначения;
• сэндвич-конструкции на основе полиуретановой пены применяются в качестве термопрокладок холодильного оборудования, авто- и железнодорожных рефрижераторов;
• вспененный полиуретан применяется для изготовления противовибрационных прокладок, амортизирующих вставок и блоков для технологического оборудования, авто- и мототранспорта.

polimerinfo.com

Другие статьи по теме:

Нанесение пенополиуретана Напыление пенополиуретан Утепление наружных стен кирпичного дома Фольга на бумажной основе Утеплить дом ппу Напыление полиуретаном