Пенополиуретановый теплоизоляционный материал в отличие от других материалов наносится на поверхность методом напыления. Получается слой утеплителя без стыков и зазоров с низким коэффициентом теплопроводности от 0,02 до 0,04 Вт/(м•K) в зависимости от плотности и сроком эксплуатации 30-40 лет.
Получение пенополиуретанового теплоизоляционного материала
Пенополиуретан – это полимерный материал, получаемый в результате взаимодействия полиольного компонента (А) и изоцианатного компонента (Б). Процесс напыления ППУ заключается в дозировании двух компонентов в заданной пропорции под давлением в смесительный пистолет для распыления, где под действием сжатого воздуха происходит высокоэффективное мгновенное смешение компонентов. Далее смесь в виде аэрозольного факела распыляется на поверхность. Сразу после нанесения происходит резкое увеличение пены в объеме. Пена застывает, образуя монолитное теплоизоляционное покрытие. Следует отметить, что по отдельности, оба компонента токсичны, но в результате полимеризации образуется экологически безопасный материал.
Пенополиуретан наносят на любую поверхность: металл, древесину, штукатурку, кирпич, рубероид, черепицу, кроме полиэтилена. Поверхность для нанесения должна быть сухой, обеспыленной и обезжиренной. Удалены крошащиеся и осыпающиеся участки. Для защиты окон, дверей, пола, мебели от пены используют полиэтилен.
Нанесение ППУ проводят в специальных защитных костюмах, респираторах, перчатках и очках. Оператор по напылению производит работы на расстоянии 0,5-1,0 м от поверхности, направляя поток строго перпендикулярно, равномерно, не оставляя щелей и зазоров, излишки пены срезают. Толщина слоя пены за 1 проход 10-50 мм в зависимости от плотности напыляемого пенополиуретана.
Важно, чтобы исходные компоненты подавались в смеситель в установленной пропорции. Нарушение пропорции негативно отразится на качестве пены. Увеличение количества изоцианата приводит к хрупкости пены, и наоборот, при увеличении количества полиола пена становится излишне эластичной, что приводит к сжатию пены, отслоению от поверхности.
Виды пенополиуретана
Напыляемый ППУ, применяемый в качестве теплоизоляции, отличается по типу ячейки – открытая и закрытая, и по плотности — от 8 до 110 кг/м3.
Открытоячеистый, легкий ППУ, имеет плотность 8-20 кг/м3, по теплопроводности сравним с минеральной ватой, но имеет более высокую звукоизоляцию, и используется для утепления внутренних перегородок, в комплекте с гидро- и пароизоляцией, так как он гигроскопичен (как и минеральная вата).
Закрытоячеистый пенополиуретан, плотность от 25 кг/м3 не гигроскопичен, не требует дополнительных слоев пароизоляции, применяется для теплоизоляции внешних стен.
| Плотность ППУ, кг/м3 | Коэффициент теплопроводности, Вт/(м•K) | Область применения | Устойчивость к механическим нагрузкам | Названия компонентов РПК |
| 8-20 | 0,035-0,040 | для звуко- и теплоизоляции внутренних перегородок | не устойчив | РПК НВ-103 |
| 20-25 | 0,030-0,036 | для звуко- и теплоизоляции внутренних перегородок, а также внешних при использовании дополнительной гидроизоляции | не устойчив | РПК НВ-203 |
| 30-35 | 0,020-0,026 | внешняя и внутренняя тепло- и звукоизоляция, утепление фундаментов, с глубиной засыпки до 3 м | слабые нагрузки |
РПК НФ-303 РПК НВ-303 РПК НВ-302 |
| 40-55 | 0,022-0,028 | внешняя и внутренняя теплоизоляция, утепление фундаментов, с глубиной засыпки до 3 м | слабые нагрузки, допускает нечастое хождение |
РПК НФ-403 РПК НВ-403 РПК НВ-402 РПК НВ-401 РПК НФ-503 РПК НВ-503 РПК НВ-502 РПК НВ-501 |
| 60-90 | 0,028-0,034 | внешняя и внутренняя теплоизоляция, изоляция фундаментов и эксплуатируемой кровли | устойчив |
РПК НФ-603 РПК НВ-603 РПК НВ-602 РПК НВ-601 РПК НФ-803 РПК НВ-803 РПК НВ-802 РПК НВ-801 |
| 95-110 | 0,035-0,040 | внешняя и внутренняя теплоизоляция, изоляция фундаментов и эксплуатируемой кровли | устойчив |
РПК НФ-1003 РПК НВ-1003 РПК НВ-1002 РПК НВ-1001 |
Наилучшими теплоизоляционными свойствами обладает пенополиуретан плотностью от 30 до 50 кг/м3.
Эффективность пенополиуретана как утеплителя
При выборе толщины слоя нужно учитывать климатическую зону, назначение утепляемого сооружения, исходные и необходимые температуру и влажность.
При расчетах необходимого количества ППУ, для утепления зданий и сооружений, нужно обращаться к СНиП 23-02-2003.
Rreq = a*Dd + b
Dd = (Tint – Tht)*Zht
Δ=Rreq*λ
Rreq – сопротивление теплопередачи
a и b – коэффициенты (СНиП 23-02-2003)
Dd – градусо-сутки отопительного сезона
Tint –требуемая температура внутри здания
Tht – средняя температура воздуха снаружи помещения
Zht – длительность периода отопления
Δ – толщина слоя пенополиуретана
λ – теплопроводность
По формуле, представленной выше, рассчитывается сопротивление теплопередачи для здания целиком. Чтобы получить сопротивление теплопередачи только для ППУ, нужно из общего вычесть сопротивления остальных материалов, например, штукатурки, шпаклевки, и тд. Утепление пенополиуретаном позволяет использовать самый тонкий слой теплоизоляции в сравнении с другими утеплителями, так как его теплопроводность ниже. При сравнении ППУ с коэффициентом теплопроводности 0,022 Вт/(м•K), например, с минеральной ватой, у которой коэффициент теплопроводности 0,052 Вт/(м•K), получаем соотношение 0,052/0,022=2,36. Слой минеральной ваты 10 см, соответствует слою ППУ в 4,2 см.
Для расчета требуемой толщины утеплителя используют теплотехнические калькуляторы.
Преимущества пенополиуретана
- нанесение на поверхности любых форм;
- отсутствие мостиков холода;
- технология нанесения исключает появления щелей, пустот и трещин;
- надежное сцепление с поверхностями;
- срок эксплуатации с неизменными характеристиками 25 лет, далее теплопроводность несущественно повышается, общий срок эксплуатации 30-40 лет;
- высокая скорость работ по утеплению;
- пенополиуретан не поддерживает горение;
- экономия пространства: 150 мм минеральной ваты заменяет 50 мм пенополиуретана;
- низкие затраты на перевозку: объем исходных компонентов увеличивается в 10-100 раз в зависимости от выбранной плотности;
- устойчив к грибкам и сырости.
