Обзор пенополиуретана

Содержание статьи:

• Описание и особенности производства
  
• Основные разновидности
  
• Технические характеристики
  
• Достоинства
  
• Недостатки
  
• Критерии выбора
  
• Цена и производители
  
• Инструкция по монтажу
  

Утеплитель пенополиуретан — это материал, относящийся к классу газонаполненных пластмасс, которые еще называются пенопластами. Он бывает нескольких разновидностей в зависимости от состава и является эффективным теплоизолятором в гражданском и промышленном строительстве.

Описание и особенности производства пенополиуретана

Пенополиуретан был синтезирован впервые в Германии в 1937 году. Его планировали использовать в качестве замены каучуку. На 85-90% материал состоит из инертной газовой фазы.

Основными исходными ингредиентами выступают полиол и полиизоционат. Это продукты нефтехимической промышленности. Они пребывают в жидком состоянии и смешиваются непосредственно на месте утепления в специальном баллонном оборудовании с применением высокого давления и температуры.

Химическая реакция происходит с добавлением воды. Это приводит к образованию углекислого газа, который и отвечает за вспенивание смеси. Она подается по специальному шлангу и разбрызгивается по поверхности с помощью распылительного пистолета. Масса остается в форме упругой пены, которая быстро застывает.

При изготовлении пенополиуретана необходимо строго придерживаться правил и норм. Например, работать с этим материалом нужно при температуре от 20 до 30 градусов выше нуля. Если температура окружающего воздуха ниже, то потребуется больше сырья для выработки стойкой пены. Кроме того, качество покрытия таким пенополиуретаном будет оставлять желать лучшего.

Важно тщательно смешивать компоненты. Так вы получите утеплитель однородной структуры без уплотнений и полостей. В зависимости от пропорций, в которых смешивается полиол и полиизоционат, свойства получаемого вещества различаются. Можно получать гибкий, упругий, эластичный материал, а также прочный, твердый и хрупкий при сгибании.

Для утепления используют пенополиуретаны с клеточной структурой различного типа. Они могут наноситься методом напыления или заливкой. В последнем случае дополнительно используют специальные формы. В них вещество заливается и застывает, после чего плиты укладывают на поверхность, которую необходимо утеплить.

Кроме того, в последнее время начали использовать растительные компоненты для производства полиолов. Это различные масла — касторовое, подсолнечное, соевое, рапсовое. Однако пока что этот метод выработки составляющих пенополиуретана экономически не оправдан.

Основные разновидности пенополиуретана

Существует несколько основных разновидностей пенополиуретана, которые могут применяться для утепления наружных и внутренних стен, полов и кровли.

Виды пенополиуретана в зависимости от плотности:

• Жесткий. Его плотность достигает 30-86 килограммов на кубометр. Имеет структуру с закрытыми ячейками. Около трех процентов от общего объема составляют твердые вещества. Остальное — газонаполненные ячейки. Широко используется в сфере теплоизоляции фундамента, мягкой, плоской кровли благодаря своим низким показателям теплопроводности. Он прочный, но имеет плохие показатели паропроницаемости. Материал, плотность которого выше 70 килограммов на метр кубический, может применяться и в качестве гидроизолятора, так как его структура не пропускает влагу.
  
  
• Полужесткий. К этому типу относятся полиуретаны с плотностью ниже 30 килограммов на кубометр. Они имеют открытые ячейки. Материал может напыляться на стены внутри здания, кровли. Он достаточно недорогой, но требует дополнительного использования гидро- и пароизоляции, так как может впитывать влагу. Имеет более высокий показатель теплопроводности, чем жесткий аналог. По сути, это уплотненный поролон.
  
  
• Жидкий. Его плотность — менее 20 килограммов на метр кубический. Этот пенополиуретан предназначен для заливки ниш и пустот с целью теплоизоляции. Также его используют для утепления конструкций со сложной формой. Он не утяжеляет их и отличается хорошей проникающей способностью.
  

Кроме этих видов, существует твердый или листовой пенополиуретан. Его плотность бывает различной, как и толщина. Крепятся плиты на выровненную поверхность с помощью клеевых составов. Изготавливается этот материал путем заливки в специальные формы с последующим отвердением.

В сфере теплоизоляции используется и мягкий пенополиуретан. Он называется поролоном. Им оптимально утеплять внутренние стены. Имеет хорошую эластичность, упругость, благодаря чему подходит для изоляции поверхностей сложных конфигураций. Правда, в отличие от остальных разновидностей пенополиуретана, поролон легко повредить механическим путем.

Технические характеристики пенополиуретана

Технические характеристики того или иного вида пенополиуретана будут отличаться. Рассмотрим свойства утеплителя средней плотности от 40 до 60 килограммов на кубометр, который используется шире всего в сфере теплоизоляции:

1. Теплопроводность. Это свойство пенополиуретана зависит непосредственно от размера ячеек, заполненных газом. Чем их больше и они крупней, тем хуже будет качество теплоизоляции. В среднем, что касается жесткого материала, этот показатель находится в пределах 0,019-0,035 ватт на метр на Кельвин. Теплопроводность пенополиуретана ниже, чем у минеральной ваты, пеностекла, газостекла и керамзитового гравия.
   
   
2. Способность к шумопоглащению. Этот параметр определяется несколькими факторами: эластичность материала, способность пропускать воздух, толщина изоляции, демпфирующие свойства. Для пенополиуретана способность к звукоизоляции зависит от жесткости каркаса, частоты колебаний звука. Экспериментальным путем было определено, что наилучшими шумопоглощающими качествами обладает пенополиуретан средней плотности и эластичности.
   
   
3. Химическая стойкость. Материал имеет хорошую устойчивость перед воздействием едких химических паров, бензина, масел, спирта, неконцентрированных кислот, эфиров с кетоками и пластификаторов. Пенополиуретан более устойчивый перед химикатами, чем другой популярный утеплитель — пенополистирол. При нанесении слоя теплоизолятора на металлическую поверхность последняя не покроется ржавчиной со временем. Это объясняется тем, что металл будет покрыт тройной защитой: собственно пеной и двумя пленками (внутри и снаружи), которые образуются при застывании пенополиуретана.
   
   
4. Влагопоглощение. Этот материал имеет самый низкий показатель впитывания влаги среди всех других утеплителей. За сутки он составляет 1-3% от изначального объема. При этом, чем плотней теплоизолятор, тем меньше влаги он может вобрать. Кроме того, в состав пенополиуретана дополнительно вводят специальные гидрофобные вещества. Например, касторовое масло способно уменьшить степень водопоглощения в 4 раза.
   
   
5. Огнестойкость. В зависимости от плотности, состава пенополиуретаны могут относиться к нескольким группам по степени горючести: С — самозатухающие, ТС — трудносгораемые, ТВ — трудновоспламеняющиеся. В целом, горючесть материала — достаточно низкая. Повышают огнестойкость утеплителя путем введения в состав дополнительных компонентов. Как правило, это соединения фосфоров и галогены. Допускается на слой обычного пенополиуретана наносить тонкий слой огнестойкого.
   
   
6. Длительность эксплуатации. Производители указывают гарантийный период эксплуатации материала не менее 30 лет. Существуют данные, которые доказывают, что реальные цифры намного больше. Например, в некоторых странах в настоящий момент демонтируют дома, построенные в 70-ых годах, которые были утеплены при строительстве пенополиуретаном. Были сделаны выводы специалистами, что теплоизолятор не потерял своих качеств и остался неизменным с момента нанесения. Изолированными остались 9 из 10 ячеек, которые позволяют сохранять тепло до сих пор.
   
   
7. Экологическая безопасность. Спустя 15-20 секунд после нанесения материал полимеризуется и становится абсолютно безвредным для человека. При нагревании до температуры выше пятисот градусов по Цельсию он начинает выделять угарный и углекислый газы.
   

Достоинства пенополиуретана

Технические характеристики пенополиуретана определили его основные преимущества в качестве утеплителя. Помимо низкой теплопроводности и способности к звуко- и гидроизоляции, материал имеет такие плюсы:

• Высокий уровень адгезии. Материал сцепляется с любыми поверхностями — дерево, стекло, кирпич, металл. Даже промасленность покрытия не станет помехой для «прилипания» пенополиуретана. Также не отражается на адгезийных свойствах утеплителя кривизна и форма поверхности, на которую он наносится. Ее не нужно предварительно подготавливать или обрабатывать какими-то составами.
  
  
• Простой монтаж. Благодаря тому, что пенополиуретан наносится методом напыления, его расход минимальный. Не нужно проводить подгонку и подрезку материала в процессе фиксации на поверхность. Также не понадобится использование клеевых составов во время работы, за исключением крепления плиточного пенополиуретана.
  
  
• Легкость. Пенополиуретан не нагружает конструкцию здания, не оказывает давления на фундамент. Это особенно актуально при утеплении старых домов, а также крыш.
  
  
• Придание прочности стенам. Помимо отличной теплоизоляции, пенополиуретан также способен укреплять конструкцию, придавать ей дополнительную прочность.
  
  
• Устойчивость перед перепадами температур. Для этого теплоизолятора не страшны перепады температур от -150 до +150 градусов.
  
  
• Отсутствие швов и мостиков холода. Пенополиуретан позволяет сформировать на стенах однородную массу, в которой не будет швов и мостиков холода, пропускающих воздух низкой температуры.
  
  
• Устойчивость перед биологическим воздействием. Этот материал не подвержен гниению, разложению, поражению грибками и не привлекает грызунов.
  
  
• Экологичность. Пенополиуретан после полимеризации не выделяет токсических веществ в воздух.
  

Недостатки пенополиуретана

Несмотря на обилие плюсов пенополиуретана, у него есть и достаточно весомые недостатки, которые нужно учитывать при выборе этого утеплителя. Рассмотрим их:

1. Низкая паропроницаемость. Особенно это качество присуще жестким типам пенополиуретана. Это негативно сказывается на микроклимате в помещении, утепленном таким материалом. Если использовать жесткий пенополиуретан для теплоизоляции чердака, то стены его будут сыреть, по ним будет расти плесень и грибок.
   
   
2. Неустойчивость перед лучами солнца. Ультрафиолет губителен для утеплителя. Он в значительной мере ухудшает его характеристики. Поэтому пенополиретан необходимо сразу же после монтажа защищать отделочными материалами, если речь идет о фасаде или наружных стенах.
   
   
3. Необходимость специального оборудования для нанесения. Такая профессиональная аппаратура стоит достаточно дорого. Впрочем, ее можно взять в аренду или купить непрофессиональное оборудование для бытового использования.
   

Стоит отметить, если у вас нет навыков и вы сомневаетесь в своих силах, то рекомендовано обратиться к специалистам по нанесению пенополиуретана, чтобы не испортить оборудование и получить качественную теплоизоляцию.

Критерии выбора пенополиуретана и оборудования для его напыления

При выборе вида пенополиуретана для утепления тех или иных конструкций и стен следует учитывать такие рекомендации:

• Утеплять стены путем напыления пенополиуретана изнутри не рекомендовано. Так смещается точка росы, и поверхность будет промерзать. Также это чревато конденсированием влаги, если использован жесткий материал. Стены будут влажными круглый год.
  
  
• Если применять другие материалы невозможно, то следует утеплять стены изнутри помещения полужестким пенополиуретаном. Оптимальный слой — 25-30 миллиметров.
  
  
• Для наружных работ берут жесткую пену полиуретана. Необходимость в пароизоляции отсутствует. Стены будут надежно защищены от разрушающего влияния циклов замерзания-оттаивания.
  
  
• Для утепления кровли предназначены мягкая пена, а также жидкий пенополиуретан.
  
  
• Для теплоизоляции фундамента отлично подходит плиточный материал с высокой жесткостью и плотностью. Размер пенополиуретана может быть разным. Обычно это 500х500 миллиметров.
  

Перед тем как приступить к работам по самостоятельному нанесению пенополиуретана, следует выбрать подходящее оборудование. Оно называется пеногенератор. Главная его задача — смешать в нужной пропорции компоненты. Оборудование можно разделить на установки низкого и высокого давления. Для бытовых нужд подойдет пеногенератор с низким давлением.

Многие модели обеспечивают оптимальный температурный режим. Если вы планируете производить напыление в холодное время года, то установка с подогревом — то, что вам нужно.

Цена и производители пенополиуретана

Пенополиуретан — это продукт смешивания и реакции двух веществ: полиола (компонент А) и полиизоцината (компонент Б). Последний в России не производится. Его поставляют из-за рубежа.

Стоит отметить таких производителей полиизоцината: Bayer, Elastogran (Германия), Huntsman (Голландия), Dow Chemical (США). Все эти производители пенополиуретана (компонента Б) изготавливают материал примерно одинакового качества и стоимости — от 165 рублей за килограмм.

Отечественные компании выпускают полиол. Выделить можно таких производителей: Дау-Изолан, Химтраст, Завод полиолов, Уретан и другие. Цена полиуретана (компонента А) составляет около 250 рублей за килограмм.

Российские производители изготавливают также плиточный пенополиуретан достойного качества. Его цена стартует от 500 рублей за квадратный метр.

Краткая инструкция по монтажу пенополиуретана

Технология нанесения пены полиуретана не отличается в зависимости от обрабатываемых поверхностей. Наружные, внутренние стены, фасад утепляются по одной схеме, при этом предварительно создается обрешетка из деревянных брусков с шагом около 30 сантиметров. Для теплоизоляции фундамента и кровли устанавливать дополнительную обрешетку не нужно.

Монтаж пенополиуретана проводим так:

1. Открываем краны на баллонах с компонентами и нажимаем на курок пистолета. Из форсунок начинает поступать пена.
   
   
2. Наносим ее, начиная с низа стены. Если речь идет о теплоизоляции фундамента — то с дальнего угла. То же самое касается утепления кровли.
   
   
3. Пистолет необходимо держать не ближе 20-25 сантиметров от поверхности.
   
   
4. Перемещаем струю плавно и наносим равномерно.
   
   
5. Если нужно сместиться на новое место, то пистолет выключаем. Прежде чем приступить к работе вновь, необходимо сменить форсунку.
   
   
6. Если вы наносите два слоя пенополиуретана, то второй нужно начинать напылять только после полной полимеризации первого. Средняя толщина пенополиуретана обычно составляет 25-50 миллиметров.
   
   
7. Следим за тем, чтобы слой утеплителя не выступал за обрешетку.
   
   
8. Застывший пенополиуретан обрезаем при необходимости строительным ножом вровень с обрешеткой.
   

После отвердения утеплителя поверхность стен нужно армировать с помощью специальной сетки и уголков. После этого можно начинать проводить финишные работы — штукатурить, красить, устанавливать сайдинг и прочее.

Смотрите видео обзор пенополиуретана:


Пенополиуретан по ряду свойств превосходит все остальные теплоизоляторы. В частности, у него очень низкая теплопроводность, высокая адгезия и гидрофобность. Он легкий и экологичный. Но для работы с ним понадобится специальное оборудование. И если у вас нет возможности взять его в аренду, то целесообразней нанять бригаду профессионалов, так как покупать дорогостоящую аппаратуру нецелесообразно.