Описание и характеристики вспененного полиуретана

Виды

Специалисты выделяют три вида пенополиуретана:

Жесткий

Материал данного типа обладает высокой плотностью, твердостью и легкостью.

Благодаря этим характеристикам его используют в качестве акустической или теплоизоляции. Жесткий ППУ выглядит как плиты. Одно из применений – сэндвич-панели.

Ретикулированный

Пенополиуретан, обладающий открытопористой структурой. Она обеспечивает вентилируемость и гигроскопичность. Поэтому панели из ретикулированного ППУ чаще всего применяются для теплоизоляции фасадов и крыш.

Главное преимущество материала – низкий показатель сопротивления и высокая пылеемкость. Это наделяет его способностью фильтрации и регенерации.

Большой популярностью в связи с этим пользуется очистка различных жидкостей и газов, поскольку ретикулированный ППУ фильтрует воздух с большой концентрацией крупной пыли. Одной из областей применения является система «климат-контроль».

Эластичный

Указанный вариант ППУ похож на поролон. Он призван создавать амортизирующие поверхности, поэтому применяется в мебельной промышленности.

В связи с экологической и химической безвредностью его используют в области медицины.

Новейшие разработки позволили получить различные подвиды эластичных ППУ:

  • Искусственный латекс по своим свойствам близок к натуральной губке. Ему присущи эластичность, способность возвращать форму, повышенная износостойкость, вентилируемость. Высокоэластичные характеристики были по достоинству оценены производителями ортопедической продукции.
  • ППУ с эффектом памяти. Материал обладает высокой степенью упругости, благодаря чему после деформации быстро восстанавливает первоначальную форму.

Интегральный

Вид характеризуется монолитностью и плотной консистенцией. Чаще всего его применяют при производстве автомобилей.

Вспененный

Компоненты ППУ находятся в баллонах в жидком состоянии. Смешиваются они во время работы при нанесении пены на поверхность.

Такой тип пенополиуреана подразделяется на два подвида:

  • ППУ с закрытой ячеистой структурой. При работе с большими масштабами профессионалы используют двухкомпонентные составы. Части смешиваются во время монтажа, что вызывает химическую реакцию с выделением углекислого газа. Он и придает пене жесткую структуру, поры которой представляют собой изолированные друг от друга воздушные пузыри.
  • ППУ с открытыми ячейками. Для работы на ограниченных участках, а также в быту, рекомендуют использовать однокомпонентные составы. Чаще всего они носят название «монтажная пена». В данном случае все компоненты состава уже смешаны и находятся под давлением внутри баллона. Для протекания реакции необходим контакт с кислородом и водой, что обеспечивается при открытии клапана и выходе смеси наружу. Воздух и водяные пары, а также увлажненная поверхность позволяют получить пористую структуру ППУ, ячейки которой будут открытыми.

Второй вариант не может конкурировать с первым, поскольку проигрывает в прочности.

Для пенообразования в монтажных пенах используют фреон, который со временем улетучивается и замещается воздухом, что понижает коэффициент теплопроводности.

Поэтому для утепления зданий ППУ с открытой ячеистой структурой не годится, но для звукоизоляции и поглощения шумов вполне подойдет.

Особенности и полезные свойства полиуретана

Выбирая утепление мансарды с использованием ППУ, необходимо знать, какие свойства имеет заявленный материал. Все подробные данные будут представлены в таблице.

ХарактеристикаПоказатели
Теплопроводность0,03 Вт (м*К)
Масса утепляющего слоя30-70 кг/куб.м
ВодонепроницаемостьПолная (для закрытоячеистого материала)
Пожарная безопасностьУровень Г-2
АдгезияВысокая (для любых поверхностей)
Регулировка толщины слояВозможна в процессе работы
Дополнительные функцииШумоизоляция
Время застывания1 час
Обработка от грызунов и насекомыхНе требуется
Срок эксплуатации40-50 лет

Что такое полиуретан

Полиуретан – это уникальный синтетик полимерной структуры. Его особенность в том, что он может быть твердым как древесина, эластичным как пластмасс, растягиваться подобно резине, иметь монолитную структуру или пористую (вспененный полиуретан). Такое изобилие свойств материала объясняется возможностью смешивать компоненты, из которых изготовлен пластик, в разных соотношениях.

Первый материал был получен на основе сложных полиэфиров в 1937 году на территории Германии. Более дешевые и простые полиэфиры начали применять в Соединенных Штатах Америки в 1957 году. С этого времени стали широко внедряться изделия с использованием полиуретана.

Современными конкурентами полимера на рынке являются полиэтилены, полистиролы и поливинилхлориды. Но они значительно уступают ему по ряду возможностей. Эластомер уретановый отличный конструкционный материал, превосходящий любые другие. А также благодаря уретановым свойствам он идет на позицию выше, чем каучуки.

О плюсах ППУ

1. ППУ отлично «прилипает» к любым материалам, будь то кирпич, стекло, дерево, бетон или металл. Форма поверхности, ее отклонение от прямизны значения не имеют. Благодаря хорошим адгезирующим свойствам нет необходимости мудрить с устройством дополнительного крепежа. Кстати, и плоскость перед напылением обрабатывать ничем не нужно.


ППУ обладает отличной адгезией по отношению практически ко всем строительным материалам.

2. Этот утеплитель делается прямо на месте, а объем исходных компонентов минимален. Поэтому расходы на транспорт низкие.

3. Пенополиуретан отличается необыкновенной легкостью, он не утяжеляет поверхности

При теплоизоляции крыши это очень важно

4. При нанесении слоя ППУ мы не только утепляем стены и перегородки, но и делаем их более прочными.

5. Пенополиуретановое покрытие не реагирует на потепление и похолодание в течение года. Оно прекрасно себя чувствует при температурах от минус 200 до плюс 200 градусов по Цельсию.

6. В отличие от панельного и листового утепления, данный вид теплоизоляции является единым целым, плотно облегающим конструкцию. Нигде ни стыка, ни маленького шва, куда может задуть холодный ветер.


Инсталлировать ППУ можно куда угодно и без применения крепежных элементов.

Преимущества и недостатки

Как и любой другой материал, полиуретан не является идеальным, который можно применять неограниченно. Все преимущества, которыми он обладает, естественно вытекают из свойств вещества:

  • Он не проводит электричество, что позволяет применять его в энергетической сфере.
  • Устойчив к воздействию атмосферы, не окисляется. Поэтому идеален для изготовления строительных материалов.
  • Не впитывает влагу.
  • Обладает прочностью – из него можно делать различные конструктивные элементы.
  • Имеет небольшую массу, это удобно при изготовлении объемных балок из полиуретана, которые легко поднимать.
  • Малошумный материал.
  • Он не стареет.
  • Можно делать изделия с различным коэффициентом трения.
  • Способность растягиваться свыше 600%.

Несмотря на такое количество положительных моментов, свойства полиуретана все же очень зависят от температуры эксплуатации, поэтому он может становиться хрупким или текучим, терять эластичность – становиться жестким. Слабые стороны материала следующие:

  • Не выдерживает скручивания.
  • Сложно перерабатывается во вторсырье.
  • Вспененный материал подвержен усадке.
  • Не пропускает воздух.

Что такое пенополиуретан и каким он бывает

Материал этот представляет собой одну из разновидностей пластмассы. Он имеет ячеистую пенистую структуру, причем в составе пенополиуретана главенствует газообразное вещество – от 85 до 90 процентов. Газом заполнены многочисленные крохотные ячейки, изолированные друг от друга. Оставшиеся несколько процентов объема приходятся на твердую часть — тонкие стенки этих ячеек.

Придумали пенополиуретан немецкие ученые из компании IG Farben, руководил которыми знаменитый Отто Байер. Впрочем, в те времена это имя еще не гремело. Итак, в лаборатории города Леверкузена после ряда экспериментов был получен новый материал, свойства которого оказались уникальнейшими. Стало ясно, что это вещество ждет масса возможностей для применения.

Различные виды ППУ пользуются сегодня большим спросом – ведь их изготовить очень просто, причем сразу на строительной площадке. При этом два жидких компонента, смешиваясь, вступают в химическую реакцию. При соблюдении нужных пропорций синтезируется полимер, представляющий собой затвердевшую пену. Видоизменяя рецепт приготовления, можно получить пенополиуретаны, отличающиеся свойствами друг от друга. Одни из них подойдут для теплоизоляции окон и дверей, другие – для утепления домов из кирпича или железобетона, а третьи – для разнообразных трубопроводов.

Видео. Процесс получения пенополиуретана

Так, в зависимости от пропорции исходных веществ, мы получаем на выходе пенополиуретаны с ячейками различного размера, стенки которых имеют разную толщину и, соответственно, прочность. Перечислять все виды ППУ, которые можно получить изменением рецептуры, не станем. Остановимся на двух самых популярных материалах этой группы.

1. Всем знакомый поролон, по-научному называющийся эластичным пенополиуретаном, имеет плотность от 5 до 35 килограммов на кубический метр. Этот материал встречается нам ежедневно в виде мочалок и губок, наполнителя кресел и диванов, подкладки в обуви и одежде, а также противоударной упаковки.

2. Жесткий пенополиуретан не так давно стали применять при строительных работах. Но сегодня ученые уже могут сказать, что с ним будет лет через 30 или 50 – материал исследуется и испытывается. Кроме того, в некоторых лабораториях проводились опыты, при которых ППУ подвергался процедуре искусственного состаривания. И те, и другие результаты получились одинаковыми.

Можно с уверенностью сказать, что пенополиуретан не любит контакта с минеральными кислотами и органическими растворителями. А вот воды и нефтепродуктов он совершенно не боится.

У нас в стране используется достаточно большое количество марок жестких ППУ – порядка 30. Применяют их как по отдельности, так и в различных комбинациях друг с другом. Всё зависит от целей применения – это может быть утепление дома, защита его от шума, создание изолирующего слоя на холодильном оборудовании. Такие широкие возможности применения данный материал получил благодаря своим чудесным свойствам.


Распыление пенополиуретана по утепляемой поверхности.

О минусах ППУ

Статья эта отнюдь не рекламная, поэтому перечислим и отрицательные свойства пенополиуретана. Впрочем, их совсем немного, точнее, два.

1. Негативное воздействие ультрафиолетового излучения может привести к быстрому износу материала. Чтобы не допустить деструкции утеплителя, надо обязательно предусмотреть его защиту. В этом качестве может послужить, штукатурка, различные панели или обыкновенная краска, которая не только от солнца оградит, но и сделает поверхность ППУ более привлекательной.

2. Как уже упоминалось, пенополиуретаны считаются трудногорючими материалами. По классификации они имеют группу горючести Г-2. Это значит, что при воздействии высокой температуры возгорания не произойдет, но утеплитель начнет тлеть. Этот процесс мгновенно прекратится, как только материал будет охлажден. Но там, где поверхность слишком сильно нагревается либо может загореться, ППУ применять всё же не стоит.

Наливные полиуретановые полы

Наливные полы из полиуретана – относительно новая область применения двухкомпонентных полимерных смесей в строительстве. Высокие эстетические характеристики, простота изготовления, удобство эксплуатации, чистки и производства ремонтных работ обуславливают огромную популярность устройства таких полов в производственных цехах, складских помещениях, крытых стоянках и гаражах, магазинах, торговых павильонах и даже жилых помещениях.

Востребованным направлением является конструирование полов с трехмерным изображением и покрытием из прозрачного полиуретана.

Полиуретановые полы отлично воспринимают статические и динамические нагрузки, устойчивы к истиранию и механическим ударам, отличаются продолжительным сроком и надежностью эксплуатации. Полы могут иметь самые разные цвета и различную степень прозрачности. В слой прозрачного двухкомпонентного полиуретана можно интегрировать дополнительные элементы оформления, такие как монеты, стрелки, указатели, звезды, надписи, символы и фигуры.

В общем случае разрез наливного пола выглядит следующим образом (снизу вверх):

  • основной служит поверхность бетонного или деревянного перекрытия, обработанная специальным составом (пропиткой) для повышения адгезионных свойств;
  • на подготовленную поверхность наносятся полиуретановые смеси для пола. Нанесение может производиться в один или в несколько слоев. При необходимости между слоями может внедряться 3D-рисунок для придания выразительности интерьеру помещения. В этом случае верхний слой выполняется из прозрачного полимера;
  • в зависимости от требований, предъявляемых к конструкции пола, может наноситься верхний защитный слой. Как правило, защитный слой также является полиуретановым, но обладающим повышенной износостойкостью, сопротивляемостью агрессивным средам, диэлектрическими и антистатическими свойствами.

Литература

  • Саундерс Д., Фриш К. Химия полиуретанов: Пер. с англ. М.: Химия, 1968;
  • Любартович С. А., Морозов Ю. Л., Третьяков О. Б. Реакционное формование полиуретанов. М.: Химия, 1990. 288 с;

Стандарты и нормы

  • Постановление Правительства Москвы от N 91-ПП — нормативы использования при теплоизоляции труб и теплотрасс;
  • Теплоизоляция ограждающих конструкций строений и зданий — СТО 00044807-001-2006;
  • Тепловая изоляция трубопроводов заливочным пенополиуретаном ВСН 462-85 (Утверждены Минмонтажспецстроем СССР года);
  • Санитарные правила для производств синтетических и полимерных материалов  г. N 4783-88

Что изготавливают из пенополиуретана, где можно применить в доме

В цехах из пенополиуретана изготавливают сендвич-панели из которых можно построить дом. Альтернативная тепхнология —  напыление утеплителя сразу для большой площади стен и кровли дома, затем изнутри отшивается экологичными панелями.

Пенополиуретановые оболочки для труб — надежная теплоизоляция, устойчивая к воздействию воды. А трубопроводы, емкости, например бак для хранения воды, при установке на чердаке, можно изолировать напылением, при утеплении всего дома. Подробней — о водонакопительных баках в доме

Пенополиуретан мы можем встретить в дверях, это наиболее дорогие изделия, а также в домашней технике — в водонагревателях и в холодильниках. Компактные конструкции и длительное сохранение температуры — все из-за этого утеплителя. Из него также делают декор и лепнину не только внутри зданий но и на улице. А также самые различные предметы, например седло на мотоцикл, или применяют внутри матраса…

Какая долговечность, изменения со временем

Считается, что пенополиуретан будет беспроблемно служить не менее 30 лет. Рассмотрим, как влияют негативные факторы.

  • Воздействие циклов замораживания в сочетании с водой, не оказывает видимого разрушающего воздействия на этот материал. Трещин, разрывов, на любой глубине внутри материала не обнаружено.
  • Ультрафиолет пагубно действует на поверхностный слой. Но на глубине в 1 сантиметр за период 60 лет никаких изменений не обнаружено, даже при весьма интенсивном облучении.
  • Коэффициент теплопроводности за 100 лет увеличивается не более чем на 30%. Фактически материал весь срок службы сохраняет расчетные значениях по теплоизолирующей способности.
  • Вибрация, механически нагрузки (без отрыва и сдвига) не привели к разрывам сплошности и крошению материала в пределах установленного срока службы.

Как видим, материал устойчив к внешним воздействиям, которые обычно могут действовать на слой утепления утеплителям. Влияние ультрафиолета необходимо уменьшить путем применения надежных лакокрасочных покрытий, строительства ограждений фасада и т.е.

Пенополиуретановое утепление: способы монтажа

Напыление теплоизоляционного покрытия, изготовленного из пенополиуретана это качественный и быстрый способ монтажа. Чтобы успешно выполнить напыление теплоизоляции, необходимо придерживаться некоторых правил.

А именно:

  • Рабочая поверхность должна быть сухая и чистая;
  • Важным условием для работы является отсутствие атмосферных осадков;
  • Ветер при работе должен быть не сильнее 5 м/сек;
  • Допускаемая температура поверхности, на которую наносится материал должна быть в пределах выше +10оС;
  • Температура самой смеси +18-25оС;
  • Напыляемый слой должен быть толщиной 3-5 см.

Работу необходимо проводить в защитном костюме и маске, помещение должно быть хорошо проветриваемое, в том числе и в труднодоступных участках. Напыляемый слой за раз составляет приблизительно 15 мм. Ля достижения лучшего эффекта утепления участок обрабатывают несколько раз.

Использование пенополиуретана

По экологическим и техническим характеристикам пенополиуретан полностью безопасен для здоровья человека после застывания.

К преимуществам технических характеристик материала в роли утеплителя для всевозможных конструкций можно отнести  замечательную особенность материала «прилипать» абсолютно ко всем поверхностям в независимости от материала изготовления и способы покрытия

Благодаря особым характеристикам напыляемого пенополиуретана его можно нанести на любой материал: стекло, бетон, дерево, металл и неважно, горизонтально или де вертикально расположена конструкция. Отметим и то, что жесткий пенополиуретан имеет высокий уровень адгезии и достаточно удобен в применении, его не требуется закреплять на поверхности или обрабатывать каким-либо веществом перед тем, как нанести покрытие

Благодаря небольшому весу ППУ никак не утяжеляет утепленную конструкцию, а это огромный плюс в строительстве. Еще за счет покрытия из пенополиуретана плотность конструкции становится выше. Он одинаково хорошо переносит и низкие/высокие температуры, что дает возможность использовать материал и снаружи, и внутри производственных и жилых помещений.

В отличие от других видов утепления пенополиуретан не создает щели или швы, которые требуется дополнительно заделать. Наоборот, все пространство вокруг утепляемой конструкции он заполняет, герметизирует различные труднодоступные для разных видов утепления места, и к тому же, не требует использование дополнительных средств для фиксирования к конструкции утепления.

Материал обойдется достаточно дешево при транспортировке и хранении за счет использования компактных исходных данных. Характеристики ППУ идеальны для мягкой мебели, часто его используют как упругий наполнитель в сидениях, подушках, креслах и диванах. Поролон смог вытеснить хлопковую набивку и вату их обихода, элементов интерьера и одежды. Поролон же используют для многих бытовых нужд, и мало какой полимер может стать заменителем по характеристикам.

Его используют также в качестве наполнителя при обивке мебели, для утепления обуви и одежды, в качестве мягкой упаковки, чтобы защитить ценные и хрупкие предметы от ударов при перевозке. Производство пенополиуретановых изделий смогло превысить производство полиэтилена и полиэтилентерефталата вместе.

Что представляет собой пенополиуретан

Под пенополиуретаном подразумевается вид пластмассы, которая является продуктом нефтеперерабатывающей промышленности. Сырьем для изготовления также могут быть масла растительного происхождения (соевое, рапсовое, подсолнечное). Но из-за высокой стоимости они используются редко.

Пористый материал на 85-90 % наполнен инертным газом. В зависимости от фракции ячеек и толщины стенок различают несколько подвидов пенополиуретана относительно прочностных показателей:

  • твердый;
  • жесткий;
  • мягкий и очень мягкий;
  • вязкий;
  • эластичный.

Жесткий ППУ

Если показатель приближен к 70 и более единицам, то такие изделия из ППУ отличаются способностью удерживать влагу без впитывания, что актуально для гидроизоляционных работ (но постоянный контакт с водой исключен, так как возможно развитие реакции гидратации). Теплопроводность пенополиуретана колеблется в пределах 0,019-0,035 Вт/м, поэтому область применения включает защиту различных конструкций от охлаждения.

Уникальные качества в сравнении с альтернативными материалами

  • Очень малый коэффициент теплопроводности – в пределах от 0,019 – 0,022 до 0,025 – 0,03 Вт/м ∙ К, при том что пенополистирол имеет от 0,03 – 0,04 до 0,06.
  • Высокая адгезия или прилипание почти ко всем строительным материалам, кроме фторопласта. Покрытие может иметь большую площадь и однородную структуру – без швов, стыков участков. Использование экструдированного пенополистирола для утепления требует герметизацию швов и приклеивание на поверхность клеем или крепления специальными пластиковыми дюбелями с широкими головками – по 4 – 6 шт./кв. м.
  • Экологическая безвредность. Готовые вспененные материалы и изделия безопасны, что подтверждено сертификационными испытаниями.
  • Длительность эксплуатации. Пенополиуретан не гниет, не разлагается, не разрушается водой, колебаниями температуры воздуха и грунта, промышленными и естественными углеводородами, газовыми и пылевыми отходами промышленности, грызунами, улитками и слизнями.
  • Используется для тепло-звукоизоляции и коррозионной защиты.
  • Процесс вспенивания заканчивается через несколько секунд, до минуту. Работать с изделиями и покрытиями можно сразу.
  • Исходные компоненты имеют малый объем, поэтому легко хранятся и транспортируются. Для ватных материалов на 100 кубометров требуется объем для хранения 110 – 115 кубометров, а компоненты для такого же количества пенополиуретана требуют 25 бочек по 200 литров, т. е. 6 – 6,5 кубометров пространства.

Технические характеристики

Пенополиуретан широко применяется в строительстве благодаря своим отличным характеристикам.

Ключевые параметры материала приведены в таблице.

ХарактеристикиЗначения
Теплопроводность, Вт/м*К0,019-0,028
Коэффициент шумоподавления NRC0,5
Химическая устойчивостьНе боится воздействия нефтепродуктов, спиртов, пластификаторов, кислот.
Влагопоглощение, %1-3
ГорючестьГ2-Г4
Плотность, кг/м325-750
Жесткость, МПа0,15-1
Долговечность30 лет
Экологическая безопасностьПригоден для жилых помещений

Характеристики могут варьироваться, исходя из конкретного вида ППУ, особенностей его производства.

Изделия из такого материала должны соответствовать ГОСТ Р 56590-2015.

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.

Особенности комплекта устройства для несения утеплителя

Нанесение пенополиуретана на поверхность требует использования специального оборудования. Прежде чем его приобрести необходимо убедиться в наличии всех комплектующих. К ним относятся:

  • баллоны для образования пены с жидкостью внутри (2 штуки);
  • пистолет-распылитель, из которого и будет происходить выпуск пены;
  • шланги, соединяющие пистолет и баллоны;
  • сменные насадки на пистолет разной модификации;
  • комплектующие ключи, необходимые для сборки оборудования;
  • техническая смазка.

Так как покрытие поверхностей ППУ считается сложной задачей, а специальное оборудование стоит дорого, приходиться привлекать к процессу специальные службы. Если же соответствующий агрегат-распылитель имеется в хозяйстве, главное его правильно подключить.

Вариант пистолета, применяемый для ППУИсточник onlinetrade.ru

Как выбрать пенополиуретан

Если вы хотите сделать «шубу», вам необходимо тщательно выбирать специалистов

Важно, чтобы мастера использовали хорошее оборудование – высококачественная техника работает под высоким давлением, а это экономит материал. Опытный специалист определит толщину изоляционного слоя в зависимости от климатических условий и характеристик обрабатываемой поверхности

Лучшие бренды, выпускающие продукцию высокого качества:

Если вам нужна мебель из поролона, обратите внимание на показатель плотности. Низкие значения говорят о том, что сидение быстро потеряет форму и продавится

Обращайте внимание на показатели от 30 кг/м3. Толщина прослойки должна составлять 4 см. Наполнитель высотой 2-3 см не будет комфортным. Литая мебель более качественная, чем сделанная из отдельных листов.

Поделитесь в социальных сетях:FacebookXВКонтакте
Напишите комментарий