Состав, свойства и преимущества пенополиуретана

Какие бывают пенополиуретаны и где они используются? Преимущества жесткого ППУ для теплоизоляции зданий и коммуникаций. Что необходимо знать о напыляемой теплоизоляции? Также рассмотрим приготовление ППУ из промышленных компонентов и рассчитаем стоимость 1 м2 теплоизоляции.

Определение

Пенополиуретан – перспективный синтетический утеплитель, состоящий из затвердевшей полимерной пены, который по качеству превосходит большинство современных аналогов.

Пенополиуретан – это синтетическое вещество ячеистой структуры из группы газонаполненных пластмасс, широко применяемое в строительстве. Отличается минимальной теплопроводностью, экологичен, долговечен и прост в применении.

Состав, марки и ГОСТы

Вспененный пенополиуретан (ППУ) получают путем смешивания двух жидких полимеров: полиола и полиизоцианата. Застывшая пена содержит в своих ячейках до 90% газа, что обеспечивает высокие теплоизоляционные качества ППУ. В зависимости от их пропорции и наличия антипиреновых добавок, конечный продукт различается по структуре, техническим характеристикам и области применения.

Мягкий и эластичный поролон используется как наполнитель для мебели и бытовых изделий. Марки поролона имеют разную плотность (от 5 до 40 кг/м3) и жесткость:

Маркировка

Жесткость

Максимальная нагрузка кг/см2

ST

Стандартный

60-100

HL

Жесткий

80-120

HS

Мягкий

60-120

EL

Повышенная жесткость

60-100

HR

Высокоэластичный

100-120

CMHR

Высокоэластичный, пожаробезопасный

Специального назначения

100-120

За исключением последней марки, поролоны относятся к сильногорючим веществам по ГОСТ 30244, по ГОСТ 30402 к легковоспламеняемым, по ГОСТ 12.1.044 – к дымоообразующим и токсичным при горении. По этим причинам поролон в строительстве не используют.

ППУ с антипиреновыми добавками называется жестким пенополиуретаном. Он отличается повышенной плотностью (30-86 кг/см3), в готовом виде теряет эластичность, зато обладает массой других преимуществ. Применяется в строительстве для тепло- и шумоизоляции, а сверхплотные виды (от 70 кг/см3) используются для гидроизоляции в фундаментах зданий и на прочих поверхностях.

Строительный ППУ готовят из двух компонентов: полиола (компонент А) и изоцианата (компонент Б). Изоцианат служит основой химического процесса и его состав не меняется, а полиолы применяют различные, что влияет на скорость вспенивания, плотность и горючесть. По ГОСТ 307302-2006 ППУ относится к классу горючести Г3 (самозатухающий, трудновоспламеняющийся, трудносгораемый) и рекомендован для тепловой изоляции зданий и трубопроводов.

Как теплоизоляционный материал ППУ прост в изготовлении и его можно смешать на месте, а компоненты для пенополиуретана купить и доставить на стройку зачастую выходит дешевле, чем везти готовый продукт.

При наличии профессионального пеногенератора высокого давления и соблюдения пропорций компонентов, такой ППУ ничем не уступает заводскому. Пену можно напылять на различные поверхности или делать сэндвич-панели.

Формы выпуска ППУ

Химическая промышленность вырабатывает следующие виды ППУ:

  • Поролон – в рулонах и матах;
  • Пенополиуретан жесткий – в листах, панелях и литых скорлупах;
  • Пенополиуретан жидкий – в виде напыляемого покрытия.

Теплоизоляционные панели из ППУ производят различной толщины и с разнообразными защитными покрытиями. На листовой пенополиуретан цена за 1 м2 следующая:

Наименование материала

Толщина, мм

20

30

40

50

60

80

100

ППУ без покрытия

378

426

522

612

712

923

1198

ППУ с бумагой

378

426

522

612

712

923

1198

ППУ фольгированный

427

475

571

661

761

972

1247

ППУ фольгированный армофолом

375

412

493

568

650

826

1055

ППУ с односторонним покрытием стеклопластиком

516

564

660

598

680

856

1085

Технические характеристики пенополиуретана

Для стандартной теплоизоляционной ППУ-панели средней плотности свойственны следующие характеристики:

Характеристика, единица измерения

Значение

Комментарий

Прочность на сжатие с деформацией до 10%, МПа

0,46

Отличный показатель, для сравнения у пенобетона коэффициент равен 0,4-1,2, у пенополистирола (ППС) 0,06, у минваты 0,002 МПа.

Объемный вес (плотность), кг/м3

45-60

Сверхлегкий материал, у минваты плотность равна  150-250, у пенобетона 250-400  кг/м3.

Усадка, мм/м

-

Усадка застывшей пены не обнаружена.

Теплопроводность, Вт/м*К

0,021

Минимальная, ниже чем у аналогов: ППС – 0,035-0,042, минвата – 0,035-0,6, пенобетон – 0,08-0,13  Вт/м*К.

Морозостойкость, циклов

1000

Очень высокий показатель.

Водопоглощение, %

2

Отличное значение среди аналогов: пенобетон 15-20%, ППС 0,5-1,5%.

Паропроницаемость, мг/м*ч*Па

0,001

Практически абсолютная пароизоляция. У ППС показатель 0,002-0,005, у минваты 0,29, у пенобетона 0,23.

Огнестойкость

Г3

Трудновоспламеняемое самозатухающее вещество.

Стоимость руб./м2

300-1800

Цена на ППУ-панели зависит от толщины и защитных слоев (бумага, фольга, оцинкованная сталь и проч.)

Звукоизоляция

Высокая

Аналогична ППС, превосходит пенобетон и минвату.

Токсичность (экологичность)

Нетоксичен

Не выделяет вредных соединений, пыли, не имеет запаха. Применяется в пищевых холодильниках.

Срок службы, лет

50

Один из самых долговечных видов теплоизоляции.

Уникальные качества

  • Высокая адгезия (сцепление) с большинством поверхностей. ППУ напыляют на бетон, металл, дерево, кирпич, стекло;
  • Монтаж без крепежных элементов;
  • Отсутствие «мостиков холода» при бесшовной теплоизоляции;.
  • Антикоррозийная защита труб и металлоконструкций;
  • Возможность изготовления теплоизоляционных «скорлуп» заданной формы путем прессования жидкого ППУ;
  • Работа в температурном диапазоне от -200 до +200оС;
  • Инертность к большинству кислот, щелочей и почвенных солей.

Жидкий пенополиуретан позволяет заполнять трещины и межстенные пространства, где невозможно проложить другую изоляцию. За счет легкого веса и адгезионного фактора он не утяжеляет конструкции и укрепляет их.

Минусы

  • Разрушается под действием ультрафиолета и нуждается в изоляции от солнечных лучей. Это вполне решаемый вопрос, современный ассортимент сэндвич-панелей предусматривает любые покрытия для листового ППУ.
  • Пену наносят только на сухую и теплую поверхность, что ограничивает его применение на открытых стройплощадках в зимний период.
  • ППУ не горит, но от высокой температуры может тлеть, что сказывается на прочности теплоизоляции. Для котельных, бань и саун не рекомендуется.

Несет ли пенополиуретан вред для здоровья? Готовый продукт безопасен для человека. В процессе смешивания и напыления изоляции необходимо соблюдать технику безопасности, работать в защитном костюме и только с проверенным оборудованием и сертифицированными реактивами.

Область применения

Вспененный пенополиуретан широко применяется в строительстве. Для наглядности можно отметить, что 10 см ППУ равнозначны 2 метрам кирпичной кладки. В холодильной промышленности и приборостроении такая эффективная и компактная теплоизоляция незаменима. Применяется в космической и ракетной промышленности, автомобилестроении и мебельном производстве.

Способы монтажа

Напыление теплоизоляционного покрытия из ППУ – быстрый и качественный способ монтажа. Для успешного напыления теплоизоляции необходимы:

  • Сухая чистая рабочая поверхность;
  • Отсутствие атмосферных осадков (дождь, снег, туман);
  • Ветер не сильнее 5 м/сек;
  • Температура рабочей поверхности от +10оС;
  • Температура смеси +18-25оС;
  • Толщина напыляемого слоя 3-5 см.

Работа проводится в защитном костюме и маске, в проветриваемом помещении, начиная с труднодоступных участков (трубы, люки вентиляции и т.п.). Напыляемый слой за один проход составляет около 15 мм, для надежного утепления поверхность обрабатывают несколько раз.

Вопросы и ответы по теме

По материалу пока еще не задан ни один вопрос, у вас есть возможность сделать это первым