Свойства пенополиуретана

Предлагаем Вашему вниманию технологию  и оборудование для изготовления и нанесения двухкомпонентного пенополиуретанового утеплителя, обладающего самым низким коэффициентом теплопроводности.

Смесь наносится на изолируемую поверхность в жидком виде. Сразу после нанесения (в течение 1 - 5 секунд) происходит вспенивание и затвердевание компонентов. Таким образом технология даёт возможность получить бесшовный теплогидроизоляционный слой. Этим свойством не обладает ни один из традиционных листовых теплоизоляционных материалов.

Полиуретаны (ПУ) - перспективные полимеры. Среди них ведущее положение (80 - 90% от всех видов полиуретановых материалов) занимают пенополиуретаны (ППУ) - вспененные пластмассы.
Вспененными пластмассами называют наполненные пластические массы, наполнителем которых является воздух или другой газ.

Пенополиуретаны - легкие и прочные материалы, обладающие своеобразной структурой, подобной застывшей пене.

Пенополиуретаны находят самое разнообразное применение в различных сферах деятельности.
Их популярность объясняется простотой процесса получения, возможностью изменения свойств пенопластов при небольших изменениях состава исходных продуктов и возможностью получения их на месте применения. Это достигается тем, что исходным сырьем для получения пенополиуретанов служат жидкие продукты, разной степени вязкости, при смешении которых в определенном соотношении происходит химическая реакция синтеза полимера с одновременным его вспениванием, образующейся (испаряющейся) в ходе реакции газовой средой.

Таким образом, процесс получения пенополиуретанов состоит из следующих стадий: подготовка исходных смесей, включающих в себя полиэфирные смолы и добавки, такие как эмульгаторы, катализаторы, вспенивающие агенты и в некоторых случаях огнегасящие добавки, смешение их между собой и полиизоцианатом, заливка образующейся реакционно-способной композиции в форму или распыление ее сжатым воздухом на подготовленную поверхность. Основными продуктами для получения пенополиуретанов служат диизоцианаты, имеющие в своем составе изоцианатную группу — и полиэфиры (или полиолы) в качестве гидрокислосодержащих соединений. В основу образования пенополиуретанов положена реакция диизоцианатов с полиэфирами и водой.

В зависимости от выполняемой задачи возможен выбор пенополиуретанов с широким диапазоном плотности. Пенополиуретановое покрытие с плотностью свыше 35 кг/куб.м помимо теплоизоляционных свойств, приобретает гидроизоляционные характеристики. Материал обладает замечательными адгезионными свойствами, идеально прилипая к горизонтальным и вертикальным поверхностям из любого материала и любой формы. Значительный марочный ассортимент пенополиуретанов и возможность рецептурного изменения свойств пенополиуретанов в широком диапазоне позволяет использовать их для теплоизоляции промышленных и гражданских зданий и помещений, возводимых из железобетонных блоков, кирпича и стеклопрофилита для теплоизоляции и уплотнения оконных и дверных проемов (в строительстве), а также для герметизации бортовых соединений транспортных средств, комбайнов и др. сельхозтехники, используемой для транспортировки зерна и других сыпучих продуктов. Другим, также интересным направлением применения этой технологии, является утепление и гидроизоляция кровель зданий. Применение пенополиуретана в этом случае дает возможность покрывать кровли любой сложности и формы, создавая покрытие без единого стыка. Нанесение материала может происходить как на новые конструкции, так и на старые, покрытые металлом, рубероидом или шифером. Демонтажа старого покрытия и подготовительных работ не требуется. Нанесенное покрытие не требует обновления и ремонта в течение всего срока службы здания. Компоненты изготовлены на водной основе и являются экологически чистыми, не поддерживают горение и являются трудно горючими. Теплоизоляция может наноситься на пол, потолок, и стены.

Пенополиуретан среди теплоизолирующих материалов обладает наиболее низким коэффициентом теплопроводности (l=0,022 Вт/м°С) и высокими гидроизолирующими свойствами (до 99% закрытых пор), позволяющими использовать его даже как кровельный материал.
Напыляемые пенополиуретаны имеют широкий диапазон плотности от 30 кг/куб.м до 200 кг/куб.м. ППУ химически нейтрален к кислотным и щелочным средам. Класс горючести Г2.

Коэффициент теплопроводности применяемых теплоизоляционных материалов

Теплоизоляционный материал	Коэффициент теплопроводности (l=0,022 Вт/м°С)
пенополиуретан	0,02 - 0,025
пенобетон	0,056 - 0,098
минеральная вата	0,04 - 0,045
пенополистирол	0,03 - 0,037

Преимущества напыляемого пенополиуретана

Пенополиуретан напыляется практически на любые материалы: дерево, стекло, металл, бетон, кирпич, краску, не зависимо от конфигурации поверхности. В результате этого отсутствует необходимость в специальном крепеже изоляции. Кроме того, пенополиуретан покрытие, инертно к кислотным и щелочным средам, может работать в грунте, использоваться как кровельный материал, служить антикоррозионной защитой металла. Очищенный металл не требует никакого дополнительного антикоррозионного покрытия. Единственное, что требуют пенополиуретан - защиты от прямых солнечных лучей. Наиболее дешевой защитой является окрашивание нанесенного пенополиуретана покрытия.

Жесткие напыляемые пенополиуретаны марок ППУ 17Н-1, ППУ 17Н-2 используются в качестве теплоизоляционных и защитных покрытий энергетического оборудования, теплопроводов, кумулятивных емкостей, холодильных камер и других строительных конструкций.
Жесткий полиуретан марки ППУ 17Н имеет структуру с замкнутыми ячейками, обладает сравнительно низкими показателями теплопроводности, что обусловливает его высокие теплоизоляционные свойства по сравнению с традиционными материалами.

Сравнение пенополиуретана с традиционными теплоизоляторами

Теплоизолятор	Степень плотности, кг/куб.м	Коэфф. теплопроводности, Вт/м*К	Пористость	Срок эксплу-атации, лет	Диапазон рабочих температур, ° С
ППУ жесткий	40 - 160	0,019 - 0,040	закрытая	30	-180 .. +180
Минеральная вата	55 - 150	0,052 - 0,058	открытая	5	-40 ..+120
Пробковая плита	220 - 240	0,050 - 0,060	закрытая	3	-30 .. +90
Пенобетон	250 - 400	0,145 - 0,160	открытая	10	-30 .. +120

Пенополиуретан обладает высокой стойкостью по отношению к химическим соединениям, за исключением некоторых растворителей и концентрированных кислот.

Химическое соединение	Реакция ППУ
Морская вода, мыльная пена	Стоек
Бензол, толуол, ксилол, бензин, керосин	Стоек
Растительные масла и животные жиры	Стоек
Концентрированный раствор КОН	Стоек
Метиленхлорид, четыреххлористый углерод	Набухает
Спирт, ацетон, стирол, этилацетат	Набухает
Концентрированная соляная кислота	Набухает
Концентрированные серная, азотная кислоты	Растворяется

Сравнительный анализ технико-экономической эффективности при использовании ППУ - изделий и традиционной минваты

Показатели	Пенополиуретан	Минеральная вата
Коэффициент теплопроводности	0,02 - 0,03	0,05 - 0,07
Толщина покрытия	35 - 70 мм	120 - 220 мм
Объёмность перевозок на 100 куб.м	Учитывая коэффициент регенерации ~25 100:20 = 5 куб.м	Учитывая коэффициент потерь 1,1 100*1,1 = 110 куб.м
площадь склада на 100 куб.м	5 куб.м	110 куб.м
Эффективный срок службы	25 - 30 лет	5 лет
Производство работ	Круглогодично	Теплое время года, сухая погода
Влага, агрессивные среды	Устойчив	Теплоизоляционные свойства теряются, восстановлению не подлежит
Экологическая чистота	Безопасен! Разрешено применение в жилых зданиях Минздравом РСФСР №07/6-561 от 26.12.86	Аллерген
Рабочая температура	От -200 С до + 150 С	350°С
Производительность бригада - 3 человека	100 - 400 кв.м в смену	20 - 50 кв.м в смену
Фактические тепловые потери	В 1,7 раза ниже нормативных СниП 2.04.14-88 Энергосбережение, №1,1999 г.	Превышение нормативных после 12 месяцев эксплуатации
Технологические преимущества	Переход на бесканальную прокладку тепловых сетей СНиП 2.04.07-86 (тепловые сети) СНиП 2.04.17-88 (тепловая изоляция оборудования и трубопроводов) ТУ РБ 00012262-181-94 "Изделия из пенополиуретанов" СНиП 11-3-79 (Строительная теплотехника) ТУ 3497-44406476001-99	нет

Адгезия пенополиуретана с некоторыми материалами

Алюминий	1,0 кг/кв.см
Сталь, волокнит	1,5 кг/кв.см
древесина (фанера)	1,5 кг/кв.см
Чугун, оцинкованное железо	2,0 кг/кв.см
Бетон	2,5 кг/кв.см