Что такое пенополиуретан (ППУ) и область его применения

Из четырех "гигантов" современной крупнотоннажной индустрии пластических масс - полиэтилена, поливинилхлорида, полистирола и полиуретана - последний является, безусловно, наиболее универсальным материалом. В самом деле, на основе полиуретанов изготавливают эластичные, полужесткие и жесткие материалы; полиуретаны перерабатывают практически всеми существующими технологическими методами - экструзией, прессованием, литьем, заливкой, напылением и т.д.; на основе полиуретанов получают абсолютно все известные типы материалов и изделий: наполненные, армированные, вспененные, ламинированные и другие в виде плит, листов, блоков, профилей, волокон, пленок и т. д. Наконец, изделия и конструкции на основе полиуретанов используют во всех без исключения отраслях промышленности.

Жесткий ППУ широко используется во всех областях строительной индустрии. Среди основных сфер применения ППУ в строительстве следует выделить изоляцию холодильных камер, утепление жилых зданий, теплоизоляцию промышленных и административных зданий, теплоизоляцию трубопроводов.

Основным требованием к холодильным камерам и подобным сооружениям является постоянное поддержание отрицательной температуры внутри камеры. Этого можно добиться только за счет высокого термического сопротивления материала ее стен. Жесткий ППУ, имеющий очень низкий коэффициент теплопроводности, идеально подходит для этой цели. Одним из первых примеров использования жесткого ППУ в холодильной технике явилось строительство завода-холодильника в Лондоне еще в 1969 г. Это предприятие бесперебойно работает до сих пор.

Сегодня жесткие ППУ являются одними из наиболее распространенных строительных материалов. Эти легкие, но достаточно прочные пенопласты обладают очень низкой теплопроводностью, малой паропроницаемостью, высокой адгезией к бумаге, металлу, древесине, штукатурке и рубероиду.

Пенополиуретаны (ППУ) получают из жидких компонентов, дозировка и смешение которых не представляют труда. Поэтому эти пенопласты с одинаковой легкостью изготавливают как на промышленных предприятиях, так и непосредственно на месте применения. Реакции вспенивания и отверждения протекают настолько быстро, что уже через несколько минут после изготовления изделие готово для дальнейшего применения. Жесткие ППУ плотностью 30-35 кг/куб.м, т. е. имеющие 97% газовой фазы, содержат обычно изолированные ячейки диаметром 0,2-1,0 мм.

Механизм образования пенопласта исключительно сложен, поскольку данная система газ - жидкость очень быстро увеличивается в объеме при одновременном повышении температуры и вязкости. Полный цикл вспенивания составляет 10-40 сек., затем подъем пены прекращается, и жидкая фаза переходит в твердую. Повышение температуры вспененной массы может продолжаться еще некоторое время, после чего пенопласт постепенно охлаждается до комнатной температуры. В ячейках остается фреон-11 с небольшой примесью воздуха и СО2.

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

Их популярность объясняется простотой процесса их получения 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, смешение их между собой, 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.

Пенополиуретановое покрытие с плотностью свыше 50 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 других материалов, для теплоизоляции и уплотнения оконных и дверных проемов (в строительстве), а также для теплоизоляции трубопроводов различного назначения.

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 не поддерживают горение и являются трудно горючими. Теплоизоляция может наноситься на пол, потолок, и стены.

В сфере строительства наибольшее применение имеют жесткие ППУ. Благодаря уникальным качествам ППУ - т.е. наименьший коэффициент теплопроводности, экологическая безопасность, долговечность, способность к акустической изоляции, антикоррозийная защита, очень малое водопоглощение и, наконец, высокая технологичность переработки, пенополиуретаны в строительстве широко применяются для теплоизоляции: трубопроводов, тепло-водоснабжения, а также криогенных трубопроводов, стен, крыш, подвалов, потолков, мансард, жилых и производственных помещений, саун, бань, при изготовление изотермических и морозильных автофургонов и камер, "сэндвич"-панелей , теплоизоляционных блоков различного назначения; герметизация межпанельных стыков в домах, дверных и оконных коробок. И это далеко не полный перечень возможностей такого уникального материала как ППУ.

Применение ППУ гарантированно расширит возможности, даст существенную экономию энергоресурсов и, вполне вероятно, немалую прибыль.

Специалисты нашей фирмы обладают огромным опытом и могут дать полную инофрмацию в области применения ППУ, а также помочь в отработке технологий для решения Ваших задач.

К пеногенераторам прилагается подробная инструкция и описание технологического процесса.

Используемое и предлагаемое нами оборудование в процессе эксплуатации неоднократно модернизировалось. Отпадали ненужные узлы и детали, изменялся вид пистолета-распылителя, емкость баков, длина шлангов. В результате наши специалисты, на счету которых десятки тысяч квадратных метров теплоизолированных поверхностей и километры трубопроводов, пришли к выводу, что современный пеногенератор это:

• плавная регулировка производительности
• возможность нагрева компонентов
• надежность в работе при любых погодных условиях;
• удобство при транспортировке;
• габариты и масса позволяющие перемещать пеногенератор по объекту без специальных устройств;
• возможность проводить обслуживание на месте проведения работ в предельно сжатые сроки без специнструментов.

Технические и сравнительные характеристики пенополеуретана

Пенополеуретан 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. ППУ химически нейтрален к кислотным и щелочным средам. Класс горючести Г2. Пенополеуретан обладает высокой стойкостью по отношению к химическим соединениям.

Распределение тепловых потерь в двухэтажном доме:
I - стены (35%); II - крыша (20%); III - вентиляция (19%); IV - пол (9%); V - окна (17%);

Одно из основных применений жестких ППУ - технология нанесения строительной теплоизоляции на месте строительства методом напыления, продиктованая такими уникальными качествами, как:

• Самый низкий коэффициент теплопроводности(0,019-0,028 Вт/М*К);
• Низкая плотность (30-70 кг/куб.м);
• Высокая адгезионная прочность;
• Нет необходимости в крепежных элементах;
• Высокая акустическая изоляция;
• Отсутствие мостиков холода;
• Возможность изоляции конструкций любой конфигурации и размеров;
• Долговечность покрытий (не подвержены разложению и гниению, не разрушаются под воздействием сезонных температурных колебаний, атмосферных осадков, агрессивной промышленной атмосферы);
• Высокая экологичность получаемого материала (по гигиеническим нормам разрешено применение в холодильной технике для продовольственных продуктов).

Методом заливки ППУ в пресс-форму можно получать формованные теплоизоляционные блоки ("скорлупы" для трубопроводов, плиты, сэндвич-панели и т.д.).

ДОЛГОВЕЧНОСТЬ И СТАРЕНИЕ. Сохранение эксплуатационных характеристик при старении (долговечность) является одним из важнейших показателей любого материала, предназначенного для использования в строительстве. Хотя жесткие ППУ применяют в этой области сравнительно недавно, уже сегодня имеются надежные данные о поведении этих материалов в течение 20 лет эксплуатации. Кроме этих данных есть результаты лабораторных испытаний на ускоренное старение, которые дополняют и подтверждают данные натурных испытаний.

Жесткий ППУ способен сохранять "равновесную" теплопроводность не менее 50 лет, а может быть, и значительно дольше. Если изделие имеет толстое сечение и доступ воздуха к нему ограничен, то можно гарантировать сохранение эксплуатационных свойств в течение очень длительного времени.

Таким образом, пока скорость диффузии фреона-11 из пенопласта остается постоянной, свойства полимера не ухудшаются; при этом даже тонкие перегородки между ячейками остаются неповрежденными.

Результаты промышленной эксплуатации подтверждают поведение ППУ в лабораторных условиях. Доказательством высокой долговечности жесткого ППУ служат многочисленные примеры, когда на промышленных объектах этот пенопласт "работает" уже более 15 лет, и за это время никаких нареканий потребителей не было.

Результаты натурных испытаний вновь подтвердили высокую репутацию ППУ у строителей. Двадцатилетний опыт успешной промышленной эксплуатации жесткого ППУ позволил выявить не только пределы возможностей, но и "дополнительные" достоинства этого материала, к числу которых относится, прежде всего, способность сохранять низкую теплопроводность в течение длительного времени. К тому же было установлено, что во всех случаях, когда ППУ вел себя неудовлетворительно, он или имел с самого начала низкое качество, или слишком жесткими были условия эксплуатации (температура выше 100°С; постоянный контакт с жидкостью или газом, подаваемыми под высоким давлением, и т.п.).

О жестком ППУ можно сказать, что он в буквальном смысле выдержал испытание временем.