Все, что нужно знать о напыляемом пенополиуретане: мифы и реальность

Все, что нужно знать о напыляемом пенополиуретане: мифы и реальность

На наш взгляд, подобный путь сейчас совершает пенополиуретан и технология напыления пенополиуретана (ППУ). При том, что ППУ был изобретен еще в далеком 1937 году химиком из Германии по имени Отто фон Байер , его широкое применение на российском рынке теплоизоляции началось сравнительно недавно. В то время как рынкам Европы и Северной Америки ППУ хорошо знаком, применяется широко и занимает весомую долю рынка, для России это нишевой «новичок». По сравнению с керамзитом, минеральной ватой и стекловатой, применяемыми десятилетиями, ППУ в России применяется только с начала 90-х годов. С тех пор рынок ППУ вырос в десятки раз. Об этом можно судить по росту потребления ППУ компонентов и установок для переработки ППУ . Это, конечно, не может не радовать. Однако продукт мог бы завоевать гораздо большую долю рынка, если бы не блуждающие мифы и искажения информации о ППУ (нередко силами конкурентов).

Отличной иллюстрацией того, что конечным потребителям этот материал не понятен, стал социальный опрос. Опрос был проведен в строительных супермаркетах, рынках и на строительных площадках. Опрошено было 1500 респондентов. Вопрос был поставлен так: «Каково Ваше мнение о пенополиуретане, как об утеплителе?». Вот какие ответы были получены:

• ППУ опасен для здоровья — 64%
• ППУ пожароопасный материал — 55%
• ППУ поглощает воду, как губка — 18%
• ППУ недолговечен, боится солнца, отваливается — 10%
• ППУ дорогой материал — 12%
• Не знакомы с материалом и его свойствами — 14%
• Думают, что ППУ и полистирол это одно и то же — 5%
• Хороший и надежный утеплитель — 7%

Особенно интересен тот факт, что респонденты, давшие негативные высказывания о ППУ, затруднились ответить на вопрос о фактах, исследованиях и доказательствах относительно их суждений.

Давайте попробуем разобраться по каждому из приведенных тезисов.

Связанные вопросы и ответы:

Что такое напыляемый пенополиуретановый изолятор

Напыляемый пенополиуретан (ППУ) используют для утепления зданий, оконных и дверных проемов, мансард, шумоизоляции полых стен, потолка, межкомнатных перегородок. Исследуем теплопроводность, теплоизоляцию, горючесть и адгезию ППУ производства «Химтраст»:,,,,.

Теплопроводность

Теплопроводность — способность материала передавать тепло от нагретых частей тел к менее нагретым. Коэффициент теплопроводности напыляемого ППУ варьируется от 0,020 до 0,045 ВТ/м°C в зависимости от состава сырья, структуры пены и плотности. Указанные коэффициенты достижимы при общих параметрах: напыляемый ППУ с открытыми ячейками, вспенивающие агенты, установка повышенного давления, следование технологии напыления ППУ.

На рис.1 представлены образцы напыляемого ППУ с плотностью 8–20 кг/м3,применяются для изоляции межэтажных перекрытий. Дают коэффициент теплопроводности 0,035–0,040 ВТ/м°C. При меньшей плотности количество открытых ячеек увеличивается, ячейки повышают обмен газов с окружающей средой.

Рис.1 СКН-10 Г3 и СКН-20 Г3

Теплоизоляция

Теплоизоляция — это уменьшение передачи тепла. Для теплоизоляции используют ППУ с плотностью 30–40 кг/м3, полимерная сетка и закрытые ячейки удерживают тепло. ППУ легко наносить на сложные конструкции материала, труднодоступные места заливают через отверстия в 10 мм.

Рис.2 СКН-30 Г2 и СКН-40 Г1

Горючесть

Горючесть — способность ППУ к горению с учетом времени самостоятельного горения, потери массы, степени повреждения. После проведения испытаний продукту присваивается группа горючести. Согласно пожарной безопасности горючесть материалов разделяется на следующие группы: Г1 (слабогорючие), Г2 (умеренногорючие), Г3 (нормально горючие) и Г4 (сильно горючие).

Чтобы уменьшить горючесть ППУ, необходимо добавлять антипирены — компоненты органического происхождения, которые обеспечивают огнезащиту. В группах горючести Г2 и Г3 присутствуют антипирены в малом количестве, вследствие чего напыляемый ППУ не распространяет огонь и самозатухает.

Испытания проводились в лабораторных условиях, использовали горелку и секундомер. ППУ закрепляли на металлический штатив, подносили горелку и выдерживали под огнем 60 секунд. Затем визуально определяли степень повреждения поверхности. На испытуемых образцах (рис.3) видно, что ППУ не плавится по сравнению с пенополистиролами. КАН-30 образует плотную поверхностную корку по сравнению си, так как содержание антипиренов минимальное. Потеря массы представленных образцов ППУ после испытаний составила 10 %, что доказывает снижение распространения огня.

Рис.3. Образцы до и после испытания на горючесть

Адгезия

Адгезия ППУ определяется путем напыления на поверхность стройматериалов (бетон, дерево, кирпич, металл и другие поверхности). Происходит сцепление ППУ с поверхностью стройматериала без крепежа и дополнительных адгезивов. Адгезия возникает в результате межмолекулярных взаимодействий (химических, Ван-дер-Ваальсовых, полярных или диффузионных) в поверхностном слое. Адгезия измеряется силой, требуемой для разделения субстратов, на единицу контактирующей площади.

Величины адгезии ППУ к некоторым материалам

,,,,производства «Химтраст» эффективны для утепления зданий, шумоизоляции полых стен, межкомнатных перегородок. Выбирать компоненты следует в зависимости от группы горючести, степени теплопроводности и адгезии.

Напылять ППУ нужно на чистую и сухую поверхность, температура основы не менее +10 ⁰С, так как адгезия ухудшается из-за следов масла и жира, высокой влажности. Если наносить ППУ в соответствии с технологиями, деструкция будет минимальной, материал прослужит 25–30 лет, что значительно превышает срок эксплуатации минеральной и каменной ваты.

Какие преимущества и недостатки напыляемого пенополиуретанового изолятора

Начнем с положительных свойств ППУ. Какие преимущества получает заказчик, заказав утепление современным полимерным составом быстрого нанесения:

• Значительное сокращение времени на монтаж теплоизоляционного слоя;
• Снимаются вопросы транспортировки больших объемов утеплителя, разрузочно-погрузочные работы не нужны. Нет необходимости складировать и обеспечивать сохранность на весь период после покупки до окончания работ. Утеплитель может вспениваться до 100-кратного увеличения в объеме (в зависимости от рецептуры состава) и все уже непосредственно на месте;
• Возможность провести утепление на любой поверхности, с любым рельефом и сложностью доступа (выполняется даже на фасадах высотных зданий без оборудования строительных лесов);
• Эффективен ППУ при реконструкции, ремонте старых строений, при этом не требуется сложных подготовительных работ;
• Создание бесшовного слоя, что исключает стыки, швы, а значит и нарушения теплового и акустического контура;
• Озвученные характеристики по теплопроводности, гидроизоляции и пр. не снижаются минимум пару десятилетий. Но практика показывает, что ограничений по эксплуатации нет. Отсутствие деформаций, разрушений при вскрытии старых зданий, утепленных ППУ, это подтверждает. Может меняться незначительно лишь коэффициент теплоизоляции за счет потери газа и его замены на воздух;
• Отсутствие воздушного зазора между утепляемой поверхностью и теплоизолятором не дает шанса биозаражению (плесень, грибок), образованию конденсата, запуску коррозийных процессов под слоем утеплителя. Сам материал не подвержен процессам разрушения, не самовоспламеняется;
• После полимеризации компонентов, материал становится безопасным, химически нейтральным. Относится к инертным и экологичным;
• Можно выбрать составы (системы ППУ) с заданными свойствами: по плотности, прочности, износостойкости, по степени пожарной безопасности, с повышенной адгезией и пр.

Как работает процесс нанесения напыляемого пенополиуретанового изолятора

Напыляемый теплоизоляционный материал имеет довольно легкий вес и может без каких-либо существенных проблем слоем любой толщины наноситься на поверхность из любого материала. Распыляемые утеплители хорошо известны всем профессионалам и начинающим мастерам, которые ценят этот практичный материал за его уникальные характеристики:

• Самый высокий показатель теплопроводности был отмечен именно у этих материалов, и составляет он приблизительно 0,020-0,028 Вт/мС. В более современных материалах этот показатель будет куда ниже, что и делает их покупку более желательной для потребителя.
• Отличные показатели звукоизоляции. Эта категория изоляторов успешно снизит даже сильные ударные шумы, которые мешают спать и отдыхать в наиболее комфортных условиях. Таким образом, будет обеспечена полная тишина в любом помещении при работе специальных инструментов, отличающихся повышенной шумоотдачей.

• Паропроницаемость напыляемых изоляторов позволит им просто впитать влагу, не позволяя при этом образовываться большому количеству конденсата, который может испортить покрытие.
• Применение этого инновационного материала позволяет утеплить даже те места, что ранее считались труднодоступными – и все это благодаря его уникальной консистенции.
• Параметры адгезии, которые характерны для этого термоизоляционного материала, позволят быстро утеплить поверхности из любых материалов.
• Рекордным можно определить и сроки выполнения строительных работ с этим утеплителем – для утепления 100-120 м2 бывает достаточно 9-10 часов при самой низкой трудозатратности данного процесса.

• В характеристиках утеплителя напыляемого типа отмечается и отличная стойкость к различного рода биологическим организмам и химическим реагентам.
• Образующееся покрытие очень долго прослужит и не будет страдать от постоянного воздействия различных типичных для зоны его использования осадков, агрессивной атмосферы всевозможных промышленных производств, разных вредителей и микроорганизмов (вместе с тем материал боится длительного воздействия солнечных лучей, что необходимо учитывать при работе с ним).

• ППУ плотностью от 70 кг/куб. м. Материал практически не пропускает воду и достаточно часто его используют в качестве гидроизоляции.
• Специалисты не относят данный материал к классу негорючих (НГ), однако из-за входящего в состав компонента А антипирена ему был присвоен специальный сертификат противопожарного типа Г2. Материал сам по себе плохо горит, и его состав лишь поспособствует быстрому самозатуханию открытого пламени благодаря своевременному освобождению углекислоты из ячеек.
• Примерный расход утеплителя – 890 мл на 1 м2 при толщине наносимого слоя в 5 мм.

Какие материалы можно использовать в качестве основания для напыляемого пенополиуретанового изолятора

Не стоит вдаваться в химию процессов, протекающих при образовании ППУ, пытаться разобраться в уравнениях соответствующих химических реакций. Однако прежде чем принимать решение о том, следует ли использовать данный продукт, важно получить хотя бы общее представление об основных компонентах, которые входят в его состав.

Напыляемый пенополиуретан - очень удобный в монтаже материал. Небольшая бригада может за день утеплить более 100кв метров

Пены ППУ, как правило, делятся на две категории: с открытыми порами (пенополиуретан низкой плотности) и с закрытыми порами (пенополиуретан средней или высокой плотности). Пена с открытыми порами содержит свободное воздушное пространство, в то время как пена с закрытыми порами имеет полости, заполненные газом .

Пенополиуретан образуется в результате реакции двух компонентов. Компонент "А" – изоцианат (обычно MDI) – органическое соединение, обладающее высокой реакционной способностью . Компонент "B" – смола, содержащая полиол, а также катализатор, вспенивающий агент, антипирен и поверхностно-активные вещества (ПАВ) . До применения эти два компонента хранятся отдельно.

В типичных приспособлениях, работающих при высоком давлении, хранящиеся в барабанах компоненты проходят через дозатор, контролирующий их соотношение, и поступают в нагретую трубку. Там они смешиваются и направляются в распылитель. Соотношение реагентов имеет решающее значение для успешного образования пены надлежащего качества. Любое отклонение от рекомендации производителя может привести к неправильному образованию пены, которая, во-первых, не будет функционировать так, как ожидалось, а во-вторых, может представлять риск для здоровья людей.

Как долго напыляемый пенополиуретановый изолятор может служить

Стоит упомянуть и недостатки . Самым известным считается боязнь ультрафиолетового излучения, и это отчасти правда: длительное воздействие солнечного света губительно для верхних слоёв полиуретанового напыления — они начинают темнеть и крошиться. Однако, стоит отметить что это касается только длительного воздействия света (больше месяца) и прямых лучей — соответственно под навесом и внутри помещения бояться нечего.

Также, открытоячеистый , или мягкий пенополиуретан обладает высокой паропроницаемостью , что отлично подходит для деревянных конструкций, но в большом количестве случаев требует использования пароизоляции и вентзазоров. Закрытая ячейка наоборот плохо проводит пар , и она менее эластична, соответственно помещения утеплённые ей требуют дополнительной вентиляции.

Не забываем и про тяжесть демонтажа: хорошая адгезия значительно утяжеляет демонтаж полиуретанового утеплителя от конструкции, в случае необходимости её разбора по каким то причинам.

Есть и нюанс связанный с закрытоячеистым фреоновым полиуретаном — он обладает отличными свойствами и достаточно универсален, но имеет класс горючести Г3, что делает его не пригодным к использованию в некоторых помещениях с особенным режимом пожароопасности. В таких ситуациях приходится использовать менее универсальные материалы с классами Г2 или даже Г1, или специальную противопожарную краску для вспененных полимеров.

И наконец, важным нюансом является необходимость правильного выбора исполнителя и сырья, которое этот исполнитель использует. Напыляемая теплоизоляция наносится только квалифицированными людьми на профессиональном оборудовании, что иногда удорожает процесс нанесения. Также, ошибка мастера, неисправность оборудования или неправильный выбор сырья могут привести в негодность все работы. Чтобы этого не произошло Вы должны основательно подходить к выбору исполнителя и не гнаться за самой низкой ценой.

Какие факторы могут повлиять на качество напыляемого пенополиуретанового изолятора

Все работы по напылению пенополеуретана проводят профессионалы, причем от уровня их мастерства зависит долговечность слоя теплоизоляции. В этом случае стоит тщательно подойти лишь к вопросу выбора специалистов , пользуясь при этом рекомендациями знакомых или же отзывами в интернете. Тем не менее, чтобы проконтролировать работу бригады и выбрать подходящую, необходимо быть в курсе того, какой толщины понадобится напыление, какой плотности, и какой марки выбирать материал.

Итак, структура ячеек материала обязательно должна быть закрытой : в этом случае материал обладает высокой прочностью и может быть использован в самых разных сферах. Утеплитель с открытоячеистой структурой подвержен влиянию влаги, более хрупкий и ломкий.

В зависимости от того, где будет использоваться утеплитель, важно правильно выбрать необходимую плотность . Стоит отметить, что не теплоизоляционные свойства данный показатель никак не влияет: утеплитель с плотностью в 30 и 60 кг/м³будет одинаково надежным. Разница есть лишь в плане гидроизоляции: чем толще слой утеплителя используется, тем более надежной будет гидроизоляция, ведь пенополиуретан обладает подобными свойствами, и при его использовании лишний слой гидроизоляции не понадобится. Если утеплить нужно фундамент или цокольный этаж, то выбирать нужно утеплитель с плотностью не менее 23 кг/м³.

Толщина слоя пенополиуретана должна быть не менее 50 мм, несмотря на материал поверхности: и для дерева, и для металла, и для кирпича необходимый слой остается примерно одинаковым. Требуюмую толщину подбирают в зависимости от климатических условий, собственных требований и некоторых других параметров.

Понятно, что самостоятельно напылить пенополиуретан не получится, поэтому обращайте внимание на уровень специалистов , а также на то, с каким оборудованием они работают .  Его высокое качество обеспечит высокое качество теплоизоляции при экономии материала. Предпочтение стоит отдавать той технике, которая работает под высоким давлением.

Марка материала для утепления также способна рассказать о многом. Лучше выбирать те бренды, которые уже зарекомендовали себя высоким качеством. Вот лишь некоторые из них:

1. Basf – немецкая компания, которая считается признанным лидером в химической промышленности. Среди прочей продукции она выпускает и пенополиуретаны, которые широко представлены в России. Более того, компания настолько заинтересована в отечественном рынке и желает угодить покупателю, что изготовила специальный вид утеплителя, который можно наносить и при низких температурах.
Baymer – еще один немецкий производитель, который неплохо себя зарекомендовал на рынке и пользуется стабильным спросом среди профессионалов.
2. Synthesia – испанская компания, которая имеет широкое представительство в России. Сегодня производство полиуретановых систем стало основной сферой деятельности, а прямая доставка материалов европейского качества позволяет создать максимально комфортные условия в помещении.
3. Huntsman-NMG – компания, которая имеет массу представительств по всему миру, в т.ч. во многих регионах России. Продукция имеет всю необходимую документацию, а также сертифицирована по стандарту ISO
4. «Изолан» — полиуретановые системы, которые производятся в России. Завод во Владимире укомплектован современным оборудованием и использует только современные технологии, что и позволяет производить материалы высочайшего качества, соперничая при этом с европейскими компаниями.

Как выбрать качественный напыляемый пенополиуретановый изолятор

Опытные специалисты имеют в своем багаже знания о комплексе мер, позволяющих напылить ППУ без потери качества даже в холодную погоду:

• Выбор системы ППУ компонентов . Первое, что следует сделать — подобрать «зимнюю» систему ППУ компонентов. Эти системы, как правило, поставляются с соответствующей маркировкой («зима», «зимний», «winter» и т.д.), и в описании указан нижний диапазон температур применения при отрицательной температуре. Такие компоненты имеют модифицированную рецептуру , в составе обычно присутствует избыточное количество катализаторов и вспенивателей , что дает достаточный запас химической энергии для вспенивания при низкой температуре.
• Подогрев ППУ компонентов . Даже «зимние» компоненты требуют подогрева при работе в отрицательном диапазоне температур. Вообще рекомендуется подогревать компоненты даже при работе в летний период — это позволяет сократить расход сырья. Так рекомендованная рабочая температура компонента А («Химтраст») — 20-25 °С, компонента Б — 40 °С. Способы могут быть различные — обогревающие маты, которыми окутывают бочки; рециркуляция компонентов при помощи установки с режимом прогрева; нагревательные элементы, которые опускают непосредственно в бочку (их минус в возможности локальных перегревов); прогрев теплым воздухом из тепловых пушек . Кроме того, следует держать бочки на паллетах, а не на холодном полу, что также сократит теплопотери.
• Прогрев напыляемой поверхности . Температура напыляемой поверхности должна быть не ниже 10 °С, но не выше 45 °С. Для прогрева чаще всего используют переносные обогреватели и тепловые пушки . Также при низких, но не отрицательных температурах возможен прогрев поверхности экзотермичностью самой реакции вспенивания. Так опытный оператор установки для напыления ППУ сначала наносит небольшой слой пены, а через минуту-две по теплой поверхности первого слоя распыляет основную часть покрытия.
• Обогрев шлангов и воздуха . Оснащение установки для напыления ППУ обогреваемыми шлангами и системой подачи теплого воздуха в пистолет-распылитель существенно облегчит напыление ППУ в холодную погоду и сократит расход сырья. Кроме того, не держите шланги на холодном полу во время напыления, это ведет дополнительным к теплопотерям.
• Сооружение «тепляков» . Наиболее основательным способом оградиться от влияния зимних условий является сооружение, так называемых, «тепляков». Это достаточно герметичные конструкции, сооружаемые непосредственно на объекте, с целью прогрева укрываемого ими участка. Тепло в «тепляках» поддерживают при помощи различного типа нагревателей. Само оборудование и сырье также помещают в «тепляк». Обычно конструкцию делают быстросборной и легко перемещаемой по объекту. Дополнительным «плюсом» будет перевозка и размещение оборудования и сырья в утепленном кузове фургона.

Какие проблемы могут возникнуть при использовании напыляемого пенополиуретанового изолятора

1. Переуплотнение ППУ вследствие несоблюдения температурного режима напыления.
2. Напыление ППУ на поверхность температурой которой выше 45°С, при этом гелеобразование опережает подъем пены.
3. Не соблюдены сроки или условия хранения компонентов. Недостаточно активатора пенообразования.
4. Бочка с компонентом А не была перемешана перед началом напыления.

1. Измерить плотность образца полученного ППУ путем его взвешивания и вычисления объема. Если полученная плотность выше заданной ТУ изготовителя, то:
   - Проверить соотношения подаваемых компонентов. Рекомендованное соотношение для компонентов марки Химтраст СКН: 100 на 100 по объему или 100 частей компонент А и 115-120 частей компонента Б по массе.
   - Нагреть компоненты, шланги и напыляемую поверхность, особенно при работе в зимних условиях. Соблюдать температурный режим напыления. Рекомендованная температура поверхности для летних систем не ниже +15^оС, для зимних систем не ниже 0 град, а воздух до -10^оС.
2. Не проводить напыление на поверхность с температурой свыше 45°С. Обычно это происходит летом в ангарах из профнастила. Работы по напылению ППУ желательно проводить вечером или ночью, когда температура поверхности, на которую производят напыление, опускается до 20-30^оС.
3. Истек срок хранения компонентов. Необходимо связаться с техническими специалистами завода:
   - заказать активатор для компонента А,
   - обменять компонент А на новый.