Полимерные теплоизоляционные материалы на основе пенополиизоцианурата

Размещено на http://www.allbest.ru/

Полимерные теплоизоляционные материалы на основе пенополиизоцианурата

Шарапов С.В., профессор, доцент

Аничкин А.А.

Аннотация

Статья посвящена полимерным теплоизоляционным материалом на основе пенополиизоцианурата. В статье рассматриваются ПИР плиты, их свойства, состав и разновидность. История производства ПИР плит на основе пенополизоцианурата. Прочность и плотность ПИР плит. Плюсы и минусы ПИР плит.

Ключевые слова: ПИР, ГОСТ, теплопроводность, пенополиуретана, влагонепроницаемость, биологическая устойчивость.

Annotation

The article is devoted to polymer thermal insulation material based on polyisocyanurate foam. The article discusses PIR plates, their properties, composition and variety. The history of the production of PIR plates based on foam isocyanurate. Strength and density of PIR plates. Pros and cons of PIR plates.

Key words: PIR, GOST, thermal conductivity, polyurethane foam, Moisture resistance, biological resistance.

Пенополиизоцианурат (ПИР, PIR) - панель из твердой пены, покрытая тисненной алюминиевой фольгой с обеих сторон, предназначена для изготовления воздуховодов для распределения воздуха, вентиляции, отопления и кондиционирования а так же в качестве теплоизоляционного материала.

История производства ПИР - плиты:

В 1937 году германский химик отто байер изобрел пену полиуретана, а через три года впервые в самолетах применялась пена полиуретана. Материал пришел весьма кстати: началась эпоха космического освоения в мире.

Вся уникальная составляющая материала была полезна конструкторам при разработке многоразового транспортного космического корабля, программа создания которого началась в 1971 году в США и была названа «Спейс-Шаттл». Ответом на это стала система «Энергия-Буран» Советского Союза, которая началась в 1976 г. При конструктивных различиях двух комплексов оба использовали внешний бак для пуска «челнока» с водой, кислородом и водородом в жидкой форме, для которого требовалась теплоизоляция.

Американцы для этого использовали новый тип полиуретанов - PIR, которые в то время были в США довольно распространенными утеплителями. И здесь лучшие научные умы Союза должны были в кратчайшее время разработать аналогичные технологии производства и использования PIR. Они справились с задачей. Однако ПИР был очень дорогостоящий материал, потому что выпускался в небольших партиях из весьма дефицитных материалов.

Состав PIR - плиты:

По своему составу PIR довольно близок к смесям пенообразователей, но есть разница: исходная часть, специальный катализатор-присадка,

ускоряющий синтез, специальные режимы изготовления, температуры, давления. Результатом является особое жесткое молекулярное строение замкнутой кольцевой формы полученных сложных полимеров. Есть сходство с пеноуретанами, однако сопротивление теплу, стабильность конструкции и механической прочности, химическую инерцию и температурную стойкость PIR гораздо выше, чем у пеноуретана аналогичных характеристик. Например, пеноуретан обладает границей термической разложения в температуре 100110 градусов Цельсия, а PIR-плиты - менее 200 градусов, почти вдвое выше, чем пеноуретан.

В результате производственного процесса получается плита пористой конструкции, закрытой ячеистой с газовой заполнением 90 -95 градусов. Что касается жесткости материала PIR, хотя объемная доля полимера составляет только 5-10 сантиметров. Газобетонная структура теплоизоляции является основой высокой теплозащиты, что свидетельствует о плитах PIR.

Свойства PIR - плиты:

Благодаря своему химическому «преемственности» он сохраняет все отрицательные свойства пеноуретанов. У него низкая теплопроводимость и малая плотность воды. Материал имеет хороший уровень прочности, влагостойкости и долговечности. В качестве собственных и неповторимых для пористого пластика качеств пенополиуретана можно отметить повышение огнестойкости. Не поддерживает горение, а сама затухает, если нет источника пламя.

Пожарно-технические характеристики ПИР-плиты в соответствии с ФЗ №123 «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности»:

* группа горючести - Г2 по ГОСТ 30244-94:

* группа воспламеняемости - В2 по ГОСТ 30402-96;

* группа по дымообразующей способности - Д2 по ГОСТ 12.1.044-89;

* группа по токсичности продуктов горения - Т3 по ГОСТ 12.1.044-89.

При влиянии пламени наружный слой материала обугливается, образовав «пористую» углеродную матрицу. Эта матрица не позволяет горить внутренние слои полимеров. PIR обладает коэффициентом теплопроводности 0.021-0.023 ВтмК, что отличает ее от традиционных тепловых изоляторов, таких как минеральная вода или пенополиуретан.

Влагопоглащение:

Утеплитель ПИР - влагостойкий и негигроскопичный. Водопоглощение при полном погружении материала в воду в течение суток составляет не более 0,25% от объема, что превосходит все известные утеплители. ПИР остается сухим. Поэтому длительное воздействие влаги не способно нанести вред плите. ПИР не деформируется, не покроется плесенью или грибком и сохранит все теплофизические характеристики в течение всего срока эксплуатации. полимерный теплоизоляционный пенополиизоцианурат

Паропроницаемость:

Низкие коэффициенты влажности. Средняя характеристика - 0.0015 мкг мч Па. Пары с жидкостью не проходят через теплоизоляцию, а в ней не конденсируются. Таким образом, теплоизоляция остается сухой при эксплуатации, так что лучше сохраняется нагретый в помещении воздух.

Биологическая устойчивость:

Пенополиизоцианурат -- «стойкие к старению» (а по сути «нестареющие») материалы, которые не подвержены разрушению, плесневению и гниению. Они не являются средой обитания грызунов, насекомых и различных микроорганизмов. Все эти свойства утеплителей особенно важны при строительстве сельскохозяйственных объектов, объектов пищевой и перерабатывающей промышленности.

Долговечность:

Долговечность теплоизоляционного материала во многом влияет на стоимость эксплуатации здания, ведь значительная часть затрат приходится на отопление и кондиционирование. Если с течением времени теплоизоляционный слой утратит свои эксплуатационные характеристики и теплопотери через ограждающие конструкции возрастут -- это повлечет к повышению затрат на потребляемую энергию. Также ремонт или частичная замена теплоизоляционного слоя до окончания срока эксплуатации приведут к дополнительным расходам, так как доступ к слою изоляции часто затруднен.

Долговечность PIR плиты должна обеспечиваться стабильностью в процессе старения следующих характеристик:

* теплопроводность;

* прочность при сжатии;

* водопоглощение;

* стабильность размеров.

Расчетный срок службы пенополиизоциануратных плит составляет от 30 до 80 лет, в зависимости от места применения и условий эксплуатации. Прочность и плотность

Показатели плотности плиты PIR характеризуются наличием пористых газонаполненных конструкций и составляет 30-45 кг/м3 для разных конфигураций плит. Максимальный показатель называется 50 кг/м2. Таким образом, плиты являются удобными в монтаже и не доставляют никаких трудностей при доставке на этаже, подъёме и складе.

Однако прочность вспененной полиизоцианарата удивляет - значение давления на деформацию плиты на 10 - более 1,2 кгс/см2 122 kPa. Установка плит PIR почти нуля, форма сохраняет весь период эксплуатации тепловой изоляции. Плиты PIR могут ходить, к примеру, при монтаже кровли, перемещать строительные материалы. Плиты устойчивы к многократной нагрузке на сжатие без существенных потерь прочности, деформации.

Плюсы PIR-плиты:

* Физическая и эксплуатационная характеристика плит PIR впечатляет, но существуют и другие важные плюсы выбора PIR - долговечность PIR по запросам производителей очень большая - более 4 века, на некоторых плитах PIR прогноз на срок эксплуатации более 30 лет, на некоторых плитах PIR прогноз на срок эксплуатации более 30 лет, на некоторых плитах PIR прогноз на срок эксплуатации более 30 лет, на некоторых плитах PIR прогноз на срок эксплуатаци

* Рабочий интервал рабочей температуры крайне широкий, не наблюдается никаких потерь качества материала, заполненного плитой PIR в пределах от 75°С до нереального при нормальном нагревании до 120°С. В качестве теплоизоляции стен бани и сауны плиты в широком диапазоне оказались хорошим применением;

* Большинство агрессивных веществ, возможных при эксплуатации в качестве контактирующих с PIR плит, не вызывает реакций, - химически неинертные плиты;

* Биологическая инерция также проявляется, гниения и биоразложение плит PIR невозможно. Никакая форма жизни, начиная с грызунов, и заканчивая патогенными флорами, не может быть обоснована в плитах ПИР, потому что плиты не обладают воздухом и воздухопроницаемостью, а питательные вещества абсолютно не содержатся.

* Полиизоцианарат полностью стабилен химически, это его свойство, и в условиях нормального использования это означает, что выделение любых опасных и вредных веществ в окружающей среде невозможно. Экологичность теплоизоляционного слоя кирпича стен и кровли является важнейшим критерием для выбора плит PIR для многих других ут еплителей. Причем экологическое качество PIR не зависит от времени его эксплуатации, весь период эксплуатации утеплителя невозможно эвакуировать токсины. Применение PIR внутреннего утеплителя любого помещения обосновано.

Установка плит PIR удобна и технологична. Пыление, крошение нет, никаких раздражителей на коже и глазах сотрудника, как и на многих минеральных ватах, особенно стеклянных ватах. При работе с PIR-утеплителями не возникает причин для защиты органов зрения, легких и органов легких.

Минусы PIR-плиты:

В контексте строительного и эксплуатационного строительства плиты PIR сложно критично подойти - опыт уже показал неоспоримые преимущества данного материала, тенденции применения PIR в качестве основного вида теплоизоляции эффективного и безопасного, незря наблюдаются во многих странах Европы. Но на сегодняшний день отечественный частный строитель относится к плитам ПИР довольно прохладно: в продажах в устойчивом лидировании лидируют минараловатые плиты и плиты ПИР, и плиты ПИР еще не стали массовой популярностью. Основные причины низкого востребованности могут быть:

* Очень высокая ценовая планка, малоадекватная рядовым строителям, имеющим средние доходы и потребление;

Информация о PIR недостаточно и почему-то малорекламная. Пиар не является самой негативной реальностью в нашем времени, порой недостаток пиар даже препятствует позитивному прогрессу: может быть, это именно случай PIR утепления, который пока не оценивается.

Но развиваются технологии, и, возможно, цена плит PIR войдет в приемлемый диапазон - это более реально, чем резкое повышение доходов среднестатистического населения нашей стране. В случае возможного снижения цен популярность PIR плит является вопросом недолгого времени. Утеплители PIR изготавливают достойные, проверенные компании нашей страны - одно название ТЕХНОНИКОЛЬ уже о чем -то говорит. Высокая оценка качества частному строителю заслужила отечественная плита PIR, которая производится в Саратове под торговой маркой «ПирроГруп». Плиты компании представлены в широком ассортименте - толщина от 2 до 20 см при шагу всего 1 см, и вариантов облицовки более чем есть, включая разные слои по лицевой и внешней стороне плит.

Использованные источники:

1. ГОСТ 15588-2014 Плиты пенополистирольные теплоизоляционные. Технические условия.

2. ГОСТ Р 52953-2008 «Материалы и изделия теплоизоляционные. Термины и определения».

3. ГОСТ Р 56590-2016 «Плиты на основе пенополиизоцианурата теплозвукоизоляционные. Технические условия»

4. Полимерные теплоизоляционные материалы. Воробьев В.А., Андрианов Р.А. 1972, // Виды и структура теплоизоляционных материалов -- 1972. - С. 126.

Размещено на Allbest.ru