Теплопроводность ппу. Утепление пенополиуретаном плюсы и минусы. Видео: Процесс получения пенополиуретана

Прежде чем приобрести какой бы то ни было материал, каждый потребитель рассматривает недостатки. Пенополиуретан не является исключением. Об этом материале, который иначе называется ППУ, каждый строитель слышал сегодня много информации.

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 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 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 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 в 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.

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/м 3) и жесткость:

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/см 3), в готовом виде теряет эластичность, зато обладает массой других преимуществ. Применяется в строительстве для тепло- и шумоизоляции, а сверхплотные виды (от 70 кг/см 3) 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 м 2 следующая:

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		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		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		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		Очень высокий показатель.
Водопоглощение, %		Отличное значение среди аналогов: пенобетон 15-20%, ППС 0,5-1,5%.
Паропроницаемость, мг/мчПа		Практически абсолютная пароизоляция. У ППС показатель 0,002-0,005, у минваты 0,29, у пенобетона 0,23.
Огнестойкость		Трудновоспламеняемое самозатухающее вещество.
Стоимость руб./м2		Цена на ППУ-панели зависит от толщины и защитных слоев (бумага, фольга, оцинкованная сталь и проч.)
Звукоизоляция		Аналогична ППС, превосходит пенобетон и минвату.
Токсичность (экологичность)	Нетоксичен	Не выделяет вредных соединений, пыли, не имеет запаха. Применяется в пищевых холодильниках.
Срок службы, лет		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 +200 о С;
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 +10 о С;
Температура смеси +18-25 о С;
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

В последнее время многие задумались над утеплением своего жилища. Кто-то утепляет весь дом, а кто-то только балкон, но перед всеми стоит вопрос выбора материала для проведения работ.

Есть дорогие и дешевые утеплители, какие лучше всего подойдут? Сравнительная простота монтажа и адекватная цена приводит нас к двум основным материалам - пенополиуретан и пенополистирол. Оба относятся к видам пенопласта и у каждого есть свои преимущества и недостатки. Что лучше - пенополистирол или пенополиуретан?

Преимущества и недостатки пенополистирола

Обычный пенополистирол относительно хорошо впитывает влагу, поэтому следует использовать клей с более высокой плотностью Пенополистирол - это обычный пенопласт, который знаком всем. Его применяют уже не первый год и все его плюсы и минусы давно известны. По своей сути это 98% пузырьков воздуха заключенных в 2% полистирола.

Существует два типа пенополистирола - обычный (вспененный) и экструдированный. За счет большей плотности последний обладает лучшими теплофизическими свойствами, он более прочен и долговечен.

Оба вида пенопласта выпускаются в виде плит различной толщины. Как отличить один от другого? Попробуйте отломить кусочек с края плиты. У дешевого, упаковочного пенопласта по разлому будут маленькие шарики. Качественный, экструдированный пенопласт на разломе покажет правильные многогранники.

К основным преимуществам пенопласта можно отнести следующее:

Преимущества экструдированного пенополистирола в сравнении с обычным пенопластом заключается в:

Обратите внимание: утепление помещений полистиролами изнутри запрещено. Очень быстро между утеплителем и стенами скапливается влага (конденсат), что приводит к грибковому заражению и ускорению разрушения здания.

Среди недостатков нужно отметить следующее:

водопоглощающие свойства обычного пенопласта - у влажного пенополистирола снижаются теплоизоляционные свойства и он быстрее приходит в негодность;
малый срок эксплуатации - всего 10-15 лет;
грызуны в нем часто устраивают свои гнезда;
разрушение под воздействием внешних факторов - малейшее попадание солнечных лучей через некачественную штукатурку начинает разрушать утеплитель;
деформация в процессе использования;
пожароопасность - хорошо горит, при горении выделяется достаточно большое количество ядовитых веществ.

Обратите внимание: уже при 60 градусах пенополистирол подвержен распаду, поэтому применять его для утепления крыши не стоит. Летом в южных регионах кровля вполне может нагреться до 100 градусов.

Преимущества и недостатки пенополиуретана

Пенополиуретан Пенополиуретан известен как обычный поролон. В быту мы чаще встречаем мягкий, а в строительстве используют жёсткий. У этого материала структура ячеек закрытая, плиты выпускаются с кромкой, которая упрощает и удешевляет монтаж. Использование специальных составляющих делают этот материал пожаробезопасным.

Кроме плит, он выпускается в виде пены, которую наносят на поверхность специальным оборудованием. Благодаря использованию пены будут полностью отсутствовать «тепловые мостики», покрытие будет сплошным.

Обратите внимание: пенополиуретан, в отличие от пенополистирола и минваты, не нуждается в пароизоляции. Показатель водопоглощения в 12-15 раз меньше, чем у обычного пенопласта.

Основные преимущества использования пенополиуретана:

Недостатки пенополиуретана:

цена выше пенополистирола;
низкая устойчивость к влиянию ультрафиолета.

На чем остановить свой выбор

К сожалению, нет идеального материала, который подойдет абсолютно всем. Кому-то не подойдет из-за высокой цена пенополиуретана, кого-то не устроит срок службы пенополистирола. Поэтому взвесьте все плюсы и минусы, но учтите, что недостатки - это не полные противопоказания к применению. Зная свойства утеплителя, можно сделать оптимальный выбор и не жалеть потом о потраченных деньгах.

Например, если вы хотите утеплить гараж или деревянный домик на участке, выбирайте более дешевый пенополистирол. 10-15 лет срока службы пенопласта будет вполне достаточно для такого типа зданий. Если позволяют средства, приобретите экструдированный пенополистирол. Только не забудьте, что ультрафиолетовые лучи разрушают пенопласт.

Если же вы хотите улучшить теплоизоляцию своего дома или квартиры на долгие годы - будет разумно выбрать пенополиуретан. Затраты будут выше, но в последствии вы будете долгие годы пользоваться выгодами от утепления дома. Более высокие затраты на качественный монтаж окупятся со временем.

На современном строительном производстве широко применяются теплоизоляционные материалы. Их использование позволяет значительно сократить сметную стоимость объекта, не потеряв при этом в качестве. Один из самых востребованных материалов на рынке утеплителей – пенополиуретан.

Пенополиуретан относится к группе искусственных газонаполненных пластмасс. Он состоит из полиуретана, между которым находятся пузырьки воздуха. Теплопроводность пенополиуретана практически равна нулю, что делает его незаменимым материалом на стройке и в быту. Различают несколько его видов:

Жёсткий пенополиуретан – новый и перспективный материал, который ещё не прошел проверку временем. На сегодняшний день учёным только предстоит изучить поведение этого материала через 30-40 лет эксплуатации. Его производят прямо на строительной площадке. Он наносится на поверхность методом напыления. Жёсткий ППУ используется для утепления и звукоизоляции цокольных и подвальных этажей, фундаментов.
Мягкий пенополиуретан – широко используется в качестве набивочной теплоизоляции и для изготовления различных предметов обихода. Его плотность 5-35 кг/м / .

Немного истории

Первые образцы пенополиуретана были получены в лаборатории города Леверкузен в 1937 году. Сначала не использовали как утеплитель. Из него изготавливали лепнину. Вторая мировая война внесла свои коррективы в динамику развития пенополиуретана. Его производство было приостановлено до начала 60-х годов. Для восстановления разрушенной инфраструктуры понадобилось много строительного материала. Пенополиуретан занял в этом списке достойное место.

Анализ технических характеристик ППУ

В этой статье будет рассмотрен жёсткий пенополиуретан. Его всё чаще используют на строительных площадках. У него низкая теплопроводимость и гидрофобность. ППУ не пропускает пары воды, не гниёт. На его поверхности не образуется грибок и плесень. Он не вступает в реакции с большинством реагентов.

Для всестороннего изучения этого теплоизоляционного материала рассматриваются его основные свойства:

Теплоизолирующие свойства.
Шумоизолирующие свойства.
Влагостойкость.
Паропроницаемость.
Поведение в различных химических средах.
Сопротивление открытому огню.
Плотность.
Срок эксплуатации.
Экологичность.

Теплоизолирующие свойства

Этот параметр напрямую зависит от величины ячейки и колеблется в диапазоне 0,019-0,035 Вт/мºС. Теплопроводность ячеистого ППУ хуже, чем у пенополистирола, керамзитового гравия и минеральной ваты. При одинаковой толщине слоя утеплителей – пенополиуретан сохраняет тепло намного эффективнее, чем вышеперечисленные материалы.

Шумоизолирующие свойства

Его пористая и ячеистая структура обеспечивает удовлетворительную звукоизоляцию, но не от всех видов шума.

Важно! Нет универсального вида шума. Поэтому один материал может эффективно защищать от ударных шумов, но совершенно не сопротивляться другим их видам.

Пенополиуретан эффективно защищает внутренние помещения от различных ударных шумов. Это значит, что он заглушит звуки громких шагов или танцев соседей сверху. С другой стороны, по многочисленным отзывам потребителей, ППУ практически не защищает внутреннее пространство от звуков с улицы, громких разговоров иди музыки.

Этому есть простое объяснение. Ячеистые материалы (пенополиуретан, пенопласт) благодаря своей структуре плохо гасят звуковые волны. Для этих целей лучше использовать утеплители с волокнистой структурой (минеральная вата). У них волны гасятся за счёт колебаний внутренних волокон.

Влагостойкость

Для правильного использования теплоизоляционных материалов надо знать, какой процент влаги он сможет впитать. У пенополиуретана этот показатель равен 1-3 процентам от объёма материала в сутки. Этот показатель значительно выше, чем у пенопласта и минеральной ваты. Для улучшения защиты от влаги в состав ППУ добавляют присадки. Например, обычное касторовое масло уменьшает его гидрофобность в 4 раза.

Паропроницаемость

По этому параметру у ячеистого пенополиуретана высокие показатели. Коэффициент его паропроницаемости µ=50. Для сравнения, у тяжелого бетона этот показатель в 40-50 раз ниже. ППУ подходит для обработки внешних поверхностей стен и фундаментов. Он может полностью остановить всасывание бетоном влаги. С другой стороны его не рекомендуется применять в воде. Есть вероятность возникновения химической реакции гидратации.

Важно! Не вся пенополиуретановая пена хорошо защищает. Есть несколько видов ячеистой пены без защитной оболочки. Для них нужна дополнительная пароизоляция.

Поведение в различных химических средах

Реагенты	Концентрация, %	Стойкость
Вода водопроводная	–	Ст
Морская вода	–	Ст
Соляная кислота	36	Нт
Серная кислота	45	Ст
Фосфорная кислота	40	Ст
Едкий натр	40	Ст
Аммиачная вода	25	Ст
Азотная кислота	68	Ст
Ацетон	–	Нт
Кетоны	–	Нт
Четырёххлористый углерод	–	Нт
Толуол	–	Ст
Бензин, нефтепродукты	–	Ст
Сода	–	Ст
Этил ацетат	–	Нт
Метиловый спирт	96	Ст
Этиловый спирт	96	Ст
Эфиры	–	Нт
Уксусная кислота	–	Ст
Минеральные масла	–	Ст
Растительное масло	–	Ст
Муравьиная кислота	–	Нт

*Ст- стоек, Нт – нестоек

Пенополиуретан зарекомендовал себя, как стойкий к основным химическим раздражителям материал. Он лучше, чем пенопласт сопротивляется испарениям многих химических элементов, если их концентрация не превышает норму. ППУ нельзя растворить с помощью бензина, солярки или различных масел. Многие концентрированные кислоты не способны разрушить его структуру.

Пенополиуретан можно использовать для защиты металлических поверхностей. Во время его нанесение на металл образуется два слоя плёнки. Первый плотно прилегает к поверхности, а второй защищает от химических реагентов.

Сопротивление открытому огню

Это важный параметр при выборе утеплителя. Не секрет, что при пожаре интенсивность распространения огня в значительной степени зависит от горючести теплоизоляционного материала. Согласно ГОСТ 12.1.044-89 ППУ относится к группам горючести Г2 и Г3. Согласно этой классификации пенополиуретан не является активным источником горения. Он сам не поддерживает огонь, а только может воспламениться от других источников.

Важно! Пенополиуретан сразу погаснет, если от него убрать огонь. Самозатухание – это важное свойство, которое относится ко всем его видам.

Плотность

Важный параметр, влияющий на несущую способность утеплителя. Для различных целей предусмотрен материал со своей плотностью. Диапазон значений плотности ППУ 8-80 кг/м 3 . Материал с открытыми ячейками обладает более низкой плотностью, чем с закрытыми ячейками.

Срок эксплуатации

Большая часть производителей указывают срок эксплуатации 20-30 лет. Это гарантийное время, в течение которого полезные свойства материала находятся в допустимых рамках. Последние исследования европейских учёных показали удивительные и обнадеживающие результаты. При сносе домов, построенных 40-50 лет назад с использованием пенополиуретана, учённые обнаружили, что его свойства практически не изменились. Структура и фактура остались теми же, что и изначально. Дальнейшие лабораторные исследования только подтвердили долговечность этого материала.

Экологичность

Важный параметр, на который всё больше и больше обращают внимание современные строители. В процессе производства пенополиуретан переходит из жидкого в твёрдое состояние за 30 секунд. После этого вредные испарения с его поверхности прекращаются. Если его нагреть до 450 Сº, то начнут выделяться углекислый и угарный газы. Впрочем, то же самое можно наблюдать и во время нагревания дерева.

Положительные и отрицательные свойства ППУ

Для более удобного понимания сути, свойств и области применения материала надо иметь представление не только о физических и химических свойствах, но и знать его положительные и отрицательные стороны.

Положительные

У пенополиуретана хорошая адгезия. Он без проблем пристаёт к деревянной, металлической, бетонной поверхностям. Для него не нужны дополнительные крепёжные элементы. Благодаря своей эластичной структуре и способу нанесения пенополиуретан хорошо ложится на неровные основания. Перед его нанесением поверхность не нуждается в дополнительной обработке грунтом или краской.
У ППУ низкая стоимость. Он производится прямо на строительной площадке путём смешивания двух компонентов. Отсутствуют затраты на дополнительную транспортировку и изготовление.
Пенополиуретан – это лёгкий материал, который не нагружает строительные конструкции.
Кроме тепло- и звукоизоляции пенополиуретан укрепляет несущие стены, делая конструкцию более прочной и долговечной.
На него практически не оказывают влияние экстремально низкие и высокие температуры. ППУ не разрушается от цикличного замораживания и размораживания.
У покрытия из пенополиуретана монолитная структура. Нет щелей для появления мостиков холода. Ветер его не продувает.

Отрицательные

ППУ быстро разрушается под действием ультрафиолетовых лучей. Поэтому он не остаётся в открытом состоянии, а требует защиты. Его можно покрыть слоем краски или оштукатурить. Также подойдет использование различных облицовочных панелей.
Пенополиуретан – это негорючий материал. Всё равно его не рекомендуется использовать в местах возможного соприкосновения с открытым огнём. Если это технически невозможно, то ППУ закрывается огнестойким гипсокартоном.

Технология нанесения

Два компонента подаются в смесительный бачок. Там под давлением они смешиваются и с помощью пистолета распыляются на обрабатываемую поверхность. Через несколько секунд смесь резко увеличивается в объёме и быстро застывает.

Важно! Для нанесения ППУ необходимо специальное оборудование и средства индивидуальной защиты. Поэтому лучше доверить этот процесс профессиональным строительным организациям.

Пенополиуретан во всех отношениях качественный материал. Экономия времени и средств может составлять 50-70% в сравнение с использованием традиционных утеплителей. Работы можно проводить круглый год. Технологии не стоят на месте, поэтому утепление строительных конструкций с помощью пенополиуретан будет становиться всё дешевле и надёжнее.

СВОЙСТВА, ХАРАКТЕРИСТИКИ ПЕНОПОЛИУРЕТАНОВ.

Пенополиуретаны - легкие и прочные материалы, в которых только 3% от объема ППУ составляет твердый материал, представляющий каркас из ребер и стенок, остальные 97% - это закрытые поры, заполненные изоляционными газами и воздухом, которые являются плохим проводником тепла.

Компоненты для получения пенополиуретана.

Исходным сырьем для получения пенополиуретанов служат жидкие продукты (полиол и полиизоцианат) разной степени вязкости, при смешении которых в определенном соотношении происходит химическая реакция синтеза полимера с одновременным его вспениванием. Дозировка и смешение ППУ компонентов осуществляется специальными напылительными и заливочными оборудованиями низкого и высокого давления.

Полиольный компонент ППУ (компонент «А»)

Полиол создает полимерную основу пенополиуретана при реакции с полиизоцианатом. Полиол определяет свойства готовой продукции (плотность, твердость, горючесть) и параметры протекания реакции (моментальное вспенивание и отвердение при напылении или плавное растекание, увеличение в объеме и медленное затвердевание при заливке). Компонент «А» не гремуч, невзрывоопасен и обладает малой токсичностью. Перед эксплуатацией есть необходимость в тщательном перемешивании жидкости в течение 5-10 минут специализорованным оборудованием или путем перекатывания и опрокидывания бочки.

Изоцианатный компонент ППУ (компонент «Б»)

Темно-коричневая жидкость со специфическим запахом. Токсичен, пожароопасен и легко вступает в реакцию с влагой любого рода, поэтому хранится в герметичных емкостях.Используется в качестве компонента «Б» для производства ППУ в заливочных и напыляемых системах.

Антипирены

Антипирены (Трихлорэтилфосфат (ТХЭФ) — смеси, добавляемые в компонент ППУ органического происхождения для снижения его горючести.

Сырье для получения пенополиуретана, имеет десятки марок, отличающихся друг от друга плотностью, теплопроводностью, технологическими параметрами, механическими характеристиками, водопоглощением, температурой эксплуатации, гарантийным сроком и др.

При выборе сырья (ПУ-системы) прежде всего следует исходить из необходимой плотности конечного продукта. Например, если изолируются стены, то достаточно плотности 40-60 кг/м3. Если изолируются кровли, по которым впоследствии предполагается передвижение, то желательно, чтобы плотность была 60-80 кг/м3, если производится напыление изнутри на потолочную поверхность, где возможность механического воздействия равна практически нулю, плотность конечного продукта достаточно иметь 32-42 кг/м3.

Пенополиуретаны отличаются широкими технологическими возможностями получения, стойкостью к коррозии, воздействию химических сред, радиации, атмосферных факторов. Они имеют высокие теплоизоляционные свойства, высокую удельную прочность, широкий интервал рабочих температур, малую водопроницаемость и паропроницаемость.

Геометрические размеры ячеек и свойства газа, который их заполняет, влияет на теплоизоляционные характеристики пенополиуретанов.

Напыляемый пенополиуретан имеет открытую и закрытую ячейку. Открытоячеистый ППУ называют "Лёгким" (Лёгкая пена), ППУ с закрытой ячейкой Жёстким (Жёсткая пена).

Открытая ячейка

ППУ с открытыми ячейками состоит из открытых ячеек, которые взаимосвязаны друг с другом, по сути этот материал подобен губке, он эластичен. Он отлично поглощает шум, но он менее прочен и более паропроницаем. Поэтому не рекомендуется его применение для наружного утепления, и для утепления помещений с высокой концентрацией водяного пара (мансарды, чердаки, фасады, подвалы, холодильные камеры и т.д.). Применение открытоячеистого ППУ для теплоизоляции возможно только при обеспечении пароизоляции этого материала.

Закрытая ячейка

ППУ с закрытыми ячейками представляет собой полимер пористой структуры из закрытых ячеек, заполненных газом. Газ заполняет ячейки ППУ при вспенивании, и определяет теплоизоляционные свойства материала. ППУ с закрытой ячейкой обладает высокой прочностью и твердостью, маленьким весом, низкой паропроницаемостью и самой низкой теплопроводностью из всех пенопластов. За счет своей низкой паропроницаемости и теплопроводности, этот материал может применяться для утепления абсолютно любых конструкций и зданий, для утепления труб и цистерн, ангаров и холодильников.

Преимущества ППУ с закрытоячеистой структурой перед пеной с открытой ячейкой - это прочность, лучшие теплозащитные свойства, большая устойчивость к проницанию воздуха и водяного пара.

Сравнительные характеристики открыто- и закрытоячеистого ППУ

Закрытоячеистый ППУ	Открытоячеистый ППУ
"Жёсткая пена"	"Мягкая пена"
Имеет плотность кг/м3 28-40	Имеет плотность кг/м 39-20
Коэффициент теплопроводности Вт/м*К 0,019-0,030	Коэффициент теплопроводности Вт/м*К 0,03-0,045
Количество закрытых ячеек, % Более 95	Количество закрытых ячеек, % Менее 40
Расширение (подъем пены) по сравнению с первоначальным объемом 30:1	Расширение (подъем пены) по сравнению с первоначальным объемом 100:1
Плотность, кг/м3 28-300	Плотность, кг/м3 8-20
Паропроницаемость Мг/(мчПа) 0,02-0,05	Паропроницаемость Мг/(мчПа) 0,08-0,1
Влагопоглощение, % 1-2	Влагопоглощение, % 25-100
Гидроизоляционные свойства - да	Гидроизоляционные свойства - нет
Звукопоглощение - хрошее	Звукопоглощение - высокое
Расчитан для внешнего утепления домов.	Рассчитан для внутреннего утепления домов.
Предназначен для железобетонного, кирпичного и монолитного домостроения, промышленных объектов, емкостей, транспорта	Предназначен в основном для деревянного и каркасного домостроения, может использоваться как звукоизоляция
Для внутреннего утепления можно применять, но должна быть предусмотрена система приточно-вытяжной вентиляции (для сохранения нормального микроклимата)	Может использоваться для наружного утепления, но требуются дополнительные защитные мембраны (от влаги, пара и ветра)
Не гигроскопичен (% влагопоглощения практически нулевой), не требует паро- ветро- влагозащитных мембран	Гигроскопичен (поглощает влагу), требуется применение защитных мембран. Намокая, временно теряет теплоизолирующие свойства. Высохнув, полностью восстанавливает все свои характеристики.
Применим для конструктивов из следующих материалов: кирпич, бетон, металл	Применим для конструктивов из следующих материалов: дерева, пено- и газо- бетона
Более низкий коэффициент теплопроводности в отличии от мягкого, поэтому стоимость за м3 практически в 2 разы выше мягкого ППУ.	Более высокий коэффициент теплопроводности сравнивая с жестким ППУ, поэтому слой мягкого пенополиуретана в два раза больше, чем аналогичный слой жёсткого пенополиуретана (100мм мягкого ППУ = 45мм. Жесткого ППУ)
Более высокая стоимость за метр кубический в сравнении с лёгкой пеной	Более низкая стоимость за метр кубический в сравнении с жёсткой пеной

Жёсткие пенополиуретаны, применяемые в строительстве, отличаются высокими теплоизоляционными свойствами, широким интервалом рабочих температур, высокой удельной прочностью, малой водо- и паропроницаемостью, широкими технологическими возможностями получения, стойкостью к коррозии, воздействию атмосферных факторов, химических сред, радиации.

Свойства пенополиуретанов (ППУ)

Теплоизоляционные характеристики жестких пенопластов зависят от герметических размеров ячеек, и коэффициент теплопроводности колеблется от0,019 до 0,035 Вт/(м К). Для сравнения: керамзитовый гравий имеет коэффициент теплопроводности от 0,12 до 0,14 Вт/(м К), пеностекло или газостекло - 0,84 Вт/(м-К), ваты минераловатные прошивные - 0,056 Вт/(м К). Применяемые марки ППУ не теряют своих теплоизоляционных и прочностных свойств в процессе эксплуатации при температурах от минус 100 °С до плюс 100 °С. Некоторые марки ППУ выдерживают без ухудшения эксплуатационных свойств повышенную температуру до 320 °С, а другие марки - пониженную до минус 250 °С.

Звукопоглощение ППУ зависит от их демпфирующих свойств, степени эластичности, толщины изоляционного слоя, воздухопроницаемости. Звуковая способность ППУ определяется степенью поглощения звуковой энергии частицами воздуха внутри ячеек и работой трения при движении частиц между сообщающимися ячейками, а также жесткостью ячеистого каркаса или частотой возбужденных колебаний. Для устранения отражения звука от слоя ППУ нужно его импеданс (сопротивление среде) сделать равным импедансу воздуха. В этом отношении лучшими свойствами обладают ППУ малой плотности. Экспериментально установлено, что наибольшее шумопоглошение обеспечивают полуэластичные ППУ.

Практически звукопоглощающие свойства ППУ повышают различными способами:

в зоне низких частот - подбором величины воздушного промежутка между слоем ППУ и вибрирующей конструкцией;
в зоне средних частот - подбором рецептур с таким расчетом, чтобы резонансные частоты полимерных перегородок находились за пределами рабочего диапазона частот звуковых колебаний;
в зоне высоких частот - перфорированием пленочных покрытий.

Химическая стойкость ППУ выше стойкости других пенопластов. Пары химических веществ до предела допустимой концентрации не разрушают их. ППУ стойки к следующим агрессивным средам: бензину, бензолу, галогеноуглеводородам, разбавленным кислотам, маслам, пластификаторам, спиртам; ограниченно стойки к кетокам, эфирам, концентрированным кислотам. Такие свойства ППУ расширяют возможности их использования в химической и нефтехимической промышленности. Пенополиуретаны, нанесенные на металлическую поверхность, защищают ее от коррозии как слоем собственного пенопласта, так и пленками, образующимися в процессе вспенивания на поверхностях пенопласта со стороны металла и со стороны внешней среды. Эффективность защиты определяется используемой маркой ППУ и степенью повреждения слоя покрытия.

Водопоглощение ППУ не превышает 1-3% по объему за 24 часа и зависит от особенности используемой рецептуры. С увеличением плотности снижается водопоглощение. Используя гидрофобизирующие добавки (например, касторовое масло) в рецептуру, можно уменьшить водологлощение в 4 раза. Стойкость ППУ к длительному воздействию воды особенно актуальна для судостроения. Поропласты интенсивно поглощают воду за счет заполнения макроячеек во всем объеме образца и сорбции воды стенками ячеек. Водопоглощение пенопластов значительно меньше, так как влага через стенки ячеек диффундирует медленно. Установлено, что ППУ отличаются хорошей формоустойчивостью при длительном воздействии воды. После месячной выдержки объем образцов ППУ увеличился всего на 2,5%, затем началась усадка, которая через 3 года составила 1% по объему или 0,3% - ло линейным размерам. Объем образцов ППУ после месячного испытания увеличился до 4%, а после трехлетней выдержки приблизился к исходному.

Огнестойкость и термостойкость. Применяемые фирмой ППУ принадлежат к самозатухающим (С), трудновоспламеняемым (ТВ), трудносгораемым (ТС) пенополиуретанам. Практически повышение огнестойкости ППУ, как и других пенопластов, обеспечивают в основном двумя способами: химической модификацией рецептуры и введением наполнителей. Первый из них более дорогой и трудоемкий, второй применяют чаще. В качестве наполнителей используют галоген, фосфоросодержащие соединения. В ряде случаев целесообразно наполненный ППУ наносить в качестве покрытия на поверхность ранее вспененного ППУ в виде тонкого слоя. Такие двуслойные покрытия можно использовать в тех отраслях народного хозяйства, где к покрытиям предъявляют повышенные требования в отношении огнестойкости. Огнестойкость и термостойкость ППУ можно обеспечивать нанесением на их поверхность специальных покрытий типа ФУКАМ.

Экология.

Применяемые фирмой пенополиуретаны в процессе эксплуатации экологически безопасны. Имеются соответствующие разрешения на применение пенополиуретана санитарно-эпидемиологическими органами.

Старение.

Эксплуатационный срок различных материалов определяется стойкостью их к старению, т.е. способностью сохранить свои свойства при эксплуатации на уровне требований технических условии. Климатические испытания проведены в различных районах: умеренно холодном (г. Владимир), сухом жарком (г.Ташкент), очень холодном (Антарктида, станция «Восток»), жарком влажном (в районе экватора). В результате испытаний установлено, что изменение контролируемых характеристик ППУ было практически невелико и сохранилось на допустимом уровне. Удовлетворительную стойкость ППУ при непосредственном воздействии на них атмосферных факторов можно проиллюстрировать на примере нанесения напыления на нефтехранилища в Москве, Екатеринбурге, Красноярске, Чите. За 15 лет эксплуатации на этих объектах не обнаружено появление плесени, эрозии, вспучивания покрытия. Окраска внутри ППУ практически не изменилась. Цвет наружной поверхности из светло-желтого перешел в темно-коричневый. Предел прочности практически не изменился, ударная вязкость внутренних слоев увеличилась в 1,5 раза. Коэффициент теплопроводности изменился с 0,033 до 0,04 Вт/(м К). Температура размягчения практически не изменилась. Эти данные хорошо согласуются с расчетными, согласно которым через 30 лет хранения пенополиуретана коэффициент теплопроводности увеличивается на 15%. Водопоглощение ППУ не превышало 0,15 кг/куб.м. Диэлектрические характеристики практически не изменились. Изменение цвета ППУ (пожелтение) обусловливается наличием свободных аминогрупп в полимере и воздействием света. Интенсивность этого процесса удается снизить изменением рецептур.

Радиационная стойкость ППУ.

При ионизирующем излучении выявлено некоторое уменьшение (на 0,3-2,4%) массы образцов жестких ППУ. Прочность увеличивается на 20-40%. При воздействии излучения изменяются диэлектрические характеристики: тангенс угла диэлектрических потерь при частоте 1 МГц уменьшается в 2 раза, а диэлектрическая проницаемость заметно изменяется. Объемное сопротивление при этом монотонно увеличивается. С ростом частот диэлектрическая проницаемость уменьшается незначительно при температурах до 100 °С. Главным параметром, определяющим диэлектрическую проницаемость в области температур до 100 °С, является плотность ППУ.

Токсичность.

После завершения процесса отвердения (10-20 сек.) пенополиуретаны нетоксичны. При температуре 500 °С выделяются угарный и углекислый газы. Испытания, проведенные на мышах, показали, что токсичность продуктов разложения пенополиуретанов значительно ниже токсичности продуктов разложения древесины и каучука в тех же условиях.

Гарантийный срок.

Применяемые фирмой марки пенополиуретанов сохраняют свои свойства от 15 до 50 лет. Длительное ультрафиолетовое облучение незащищенных пенополиуретанов в стыке, соответствующее 60-летнему периоду эксплуатации, не оказывает заметного влияния на их физико-механические свойства на глубине более 10 мм от поверхности. При длительном воздействии переменных температур и циклической деформации, соответствующих 40-летнему периоду эксплуатации, пенополиуретаны не крошатся, образования трещин и других нарушений макроструктуры не происходит.

ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПЕНОПОЛИУРЕТАНОВ:

АДГЕЗИЯ ПЕНОПОЛИУРЕТАНА С НЕКОТОРЫМИ МАТЕРИАЛАМИ

СРАВНИТЕЛЬНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИИ ПЛИТАМИ ППУ И МИН. ВАТОЙ

показатели	пенополиуретан	минерал. вата
Коэффициент теплопроводности	0,019-0,028	0,034-0,041
Толщина покрытия	35-70 мм.	120-220 мм.
Эффективный срок службы	25-30 лет	5 лет
Производство работ	От +5С до +30С	От +5С до +30С
Влага, агрессивные среды	Устойчив	Теплоизоляц. свойства теряются, восстановлению не подлежат
Экологическая чистота	Безопасен! Разрешено применение в жилых зданиях Минздравом РСФСР №07/6-561 от 26.12.86	Аллерген
Фактические тепловые потери	В 1,7 раза ниже нормативных СниП 2.04.14-88 Энергосбережение, №1, 1999 г.	Превышение нормативных СниП после 12 месяцев эксплуатации.