Заливка пенополиуретана: технология, преимущества, особенности

Характеристики материала

Полиуретан – это двухкомпонентный материал, который образуется при соединении полиола и изоционата.

Он отличается высокой износостойкостью и хорошими изоляционными свойствами, что делает его широко применимым в промышленности.

Из него изготавливаются герметики, эластичные формы (в т. ч подошвы обуви), имплантаты и другие изделия.

Полиуретан поставляется как в жидких, так и в твердых формах. В частном строительстве используется жидкий материал, который наносится на стены методом распыления и сразу же превращается в пену вследствие контакта с воздухом.

Материал можно распылять не только на вертикальные, но и на горизонтальные поверхности, что позволят применять его для утепления потолков, полов, подвалов.

ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ!

Заявляемый производителями срок службы материала составляет 40-50 лет.

Полиуретан в изначальном состоянии уязвим к воздействию влаги, но образуемая им пена устойчива не только к воде, но и к бензину, эфирам, спиртам и к большинству других агрессивных жидкостей.

Пенополиуретан (ППУ) выпускается в двух основных разновидностях: с открытыми ячейками («мягкая пена») и с закрытой структурой («жесткая пена»). Материал с закрытой структурой обладает лучшими пароизоляционными свойствами, но его цена выше, чем у «мягкой пены».

Виды ППУ

Средний коэффициент теплопроводности ППУ составляет 0,025 Вт/(М*К).

Достоинства:

• Высокая адгезия. Полиуретан хорошо сцепляется с любыми поверхностями, даже шероховатыми и неровными, заполняет все углубления, обеспечивая полное и непрерывное покрытие стены по всей ее площади.
• Быстрое нанесение и затвердевание (1 час).
• Устойчивость к гниению и образованию плесени.
• Легкость: полиуретан не утяжеляет конструкцию.
• Негорючесть.

Недостатки:

• Относительно высокая цена.
• Самостоятельный монтаж ППУ сложен.
• Прикосновение с огнем не приводит к воспламенению материала, но он начинает выделять дым, содержащий токсичные вещества.
• Полиуретан быстро разрушается под воздействием прямых солнечных лучей – требуется защита от ультрафиолета.

Сравнение теплоизоляционных характеристик материалов

Достоинства и недостатки

Начнем с достоинств:

• На сегодняшний день утепление пенополиуретаном — самое эффективное. Это связано с ячеистой структурой этого утеплителя и заключенном в ячейках углекислом газе. В идеале эта система дает коэффициент теплопроводности 0,02, что даже ниже, чем у воздуха (0,022).
• Сплошное, бесшовное напыление, которое сводит на нет наличие мостиков холода, еще больше повышая эффективность утепления.
• Возможность напыления на поверхности любых, самых сложных форм.

• Низкая гигроскопичность. Одновременно с утеплением вы улучшаете гидроизоляционные характеристики поверхности. Это свойство используют при утеплении фундаментов, колодцев и других подобных сооружений.

  При утеплении фундамента дома пенополиуретаном одновременно решается и проблема его гидроизоляции

• Отличное сцепление с любыми поверхностями и материалами кроме полиэтилена. Отличная адгезия (сцепление) в некоторых случаях может рассматриваться как недостаток — его ничем не отмыть, так как растворителя для ППУ не существует. Отчищается только механическим путем, часто с фрагментами поверхности, на которую был нанесен.
• Длительный срок службы — до 25 лет с заявленными характеристиками, позже происходит замещение углекислого газа воздухом, теплопроводность повышается, но не катастрофически, напыляемая теплоизоляция продолжает работать.
• Если в течение первого года никаких нареканий утепление полиуретаном не вызвало, следующие пару десятилетий их и не будет.
• При использовании установок высокого давления напыление полиуретана занимает небольшой промежуток времени, причем без ущерба качеству.
• Достаточно высокая паропроницаемость пенополиуретана — 0,05-0,06, позволяющая выводить излишнюю влажность через стены, как и до утепления (если стены паропроницаемые).
• Не поддерживает горения (самозатухающий).

Как видите, приличный перечень достоинств, которые способствуют тому, что теплоизоляция пенополиуретаном постепенно становится все более популярной. Но и недостатки есть:

• Высокая цена — в 1,5-2 раза выше чем при утеплении минватой. Но если рассчитать за год службы, получится не дороже.

• Конечный результат сильно зависит от используемого оборудования и опыта пыльщика. Хорошие результаты достигаются только при полном соблюдении технологии.

  Теплоизоляция пенополиуретаном перекрытия на чердаке

• Из-за использования высокотехнологичного оборудования утепление пенополиуретаном очень и очень сложно сделать своими руками. Есть выход — купить оборудование в складчину на несколько хозяев — в этом, учитывая цены, резон есть. Но остается вопрос наличия опыта — добиться нормальных показателей самостоятельно очень сложно.
• Материал не горит, но при горении выделяет очень много едкого и вредного дыма.
• Боязнь ультрафиолета. Под воздействием солнечных лучей пена сплавляется, белая поверхность становится темно-коричневой. Но пленка определенной толщины защищает нижележащие слои от дальнейшего разрушения, так что при достаточной толщине ППУ, его даже можно оставлять открытым. Но внешний вид поверхности, утепленной пенополиуретаном, далеко не лучший, так что все равно предполагается финишная отделка.

Основной сдерживающий фактор в распространении утепления ППУ — высокая цена. Хотя, если сравнивать со стоимостью утепления экструдированным пенополистиролом, то цены не кажутся такими уж большими и это при том, что по времени напыляемая теплоизоляция укладывается в разы быстрее, дает лучший результат. В общем, если вы планируете утепление дома, данная технология стоит изучения.

Как произвести утепление дома ППУ своими руками

Чтобы утеплить дом или квартиру пенополиуретаном, не обязательно быть профессиональным строителем. Достаточно самостоятельно изучить свойства материала, способ его нанесения и особенности эксплуатации.

К примеру, пена наносится легко и быстро. Для этого используется специальный баллон под давлением, в процессе подачи из которого, жидкие компоненты состава между собой смешиваются без участия кислорода. За счет этого и создается непористая, эластичная, прочная и теплоизоляционная поверхность. Раствор обладает высокими адгезийными качествами и надежно сцепляется с любой поверхностью. За счет плотности, пена не стекает и легко наносится как на вертикальные, так и на горизонтальные поверхности. Застывает она не моментально и у работника есть время после нанесения выровнять слой пены, создав нужную толщину.

Пошаговое руководство

Перед нанесением пенополиуретана изнутри необходимо предварительно подготовить поверхность:

1. Демонтаж старого покрытия, очищение поверхности от краски, штукатурки, обоев, пыли и грязи.
2. Выравнивание. Если на стене есть явные изъяны, необходимо воспользоваться штукатуркой. Если же неровности незначительные, тогда выравнивать по уровню стены не обязательно, с этой задачей справится пена.

Далее пошаговое руководство:

При монтаже жидкого ППУ предварительно делается обрешетка, то есть, на поверхность крепятся доски или профиля.
Далее наносится распыляемый пенополиуретан. Необходимо заполнить все щели и пустоты, создавая плотный защитный теплоизоляционный слой

Особое внимание нужно уделить углам.
Для создания ровного слоя и гладкой поверхности можно использовать штукатурную рейку, которая позволит удалить излишки пенополиуретана до того, как он высохнет.

Для монтажа блоков применяют стандартное крепление грибками или дюбелями, которые крепятся по средине листа, и по его 4 углам.

Конечным пунктом будет нанесение отделочных материалов.

На ППУ можно наносить штукатурку, краску, обои и любой другой отделочный материал.

Наносить ППУ нужно аккуратно, чтобы материал не попал на пол или мебель, так как отмыть его практически невозможно даже растворителями.

Свойства и характеристики

Изготавливают пенополиуретан из двух полимеров – полиола и полизоционата.

Перед нанесением на поверхность компоненты смешивают, нагревают, добавляют углекислый газ. Распыляют утеплитель под высоким давлением, что дает возможность эффективно изолировать даже труднодоступные места под кровлей или между коммуникациями. После застывания материал представляет собой прочное твердое покрытие без швов с бугристой поверхностью.

Внешний вид пенополиуретана

У данного утеплителя множество положительных свойств:

• низкая теплопроводность;полная герметичность;экологичность;невосприимчивость к химическим средствам;малый вес;долговечность.

Кроме того, материал обладает отличной звукоизоляцией, не пропускает влагу, легко наносится на любую поверхность и очень прочно к ней прикрепляется. Благодаря высокой адгезии, утеплитель надежно удерживается даже на самых гладких покрытиях. Пенополиуретан не воспламеняется, не боится плесени, насекомых и грызунов, без последствий переносит резкие колебания температуры.

Пенополиуретан

Использование этого утеплителя позволяет обойтись без дополнительных крепежей, гидроизоляционных материалов и грунтовок, что значительно удешевляет теплоизоляционный процесс.

Сфера применения пенополиуретана достаточно обширна:

• внутренние помещения жилых домов;наружные стены зданий;кровли;чердаки;лоджии и балконы;бани;гаражи;канализационные системы;полы и фундаменты.

Чтобы выполнить теплоизоляцию пенополиуретаном самостоятельно, необходимо иметь навыки работы с установкой распыления.

Для начала можно потренироваться на каком-нибудь участке наружной стены под руководством опытного мастера. При соблюдении техники безопасности работать с установкой можно без опасений. Разумеется, профессиональное оборудование освоить не так просто, но сейчас в продаже имеются компактные одноразовые установки, принцип работы которых гораздо проще.

Техническое оснащение для напыления ППУ

Для напыления используют оборудование, которое автоматически дозирует два составляющих компонента. При этом такое оборудование оснащено смесительной камерой, в которой интенсивно перемешивается сырье. В оборудовании для напыления, пенополиуретан в распылительный пистолет подается под давлением

Также, не маловажно, чтоб оборудование для напыления ППУ было оснащено функцией регулировки скорости. Таким образом, вы сможете регулировать интенсивность нанесения теполизоляционного материала на утепляемую поверхность

Для того, чтобы работа по наружному утеплению проводилась круглогодично, напылительная установка должна быть оснащена баков автоматического подогрева компонентов. А также необходима функция проточного подогрева сырья. Для напылительного оборудования свойственна небольшая производительность (1-3 кг/мин).

Главное отличие между этими двумя видами оборудования (для напыления и заливки) является то, что в заливочное оборудование имеет большие показатели производительности (от 10 кг/мин). Такие установки оснащены таймером, которые автоматически отключается при окончании заливки определенного количества. Такая функция поможет вам рационально использовать сырье и избегать браков в производстве. По некоторым данным, установка оснащенная таймером позволяет сэкономить до 40% потребляемого сырья.

Технические характеристики пенополиуретана

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.

Как делается пенополиуретан базовый принцип

Производство ППУ подразумевает очень сложный технологический процесс. ППУ масса формируется вследствие реакции между полиолом и диизоционатом или полимерным изоционатом в присутствии определенных катализаторов и прочих добавок. Так как производить сам пенополиуретан приходится непосредственно перед заливкой или напылением, завод-изготовитель поставляет две фазы ППУ-смеси в отдельных контейнерах. Фазы смешиваются в специальных установках перед выполнением работ. Вот что происходит при смешивании двух фаз:

Из-за многообразия изоцианатов и огромного спектра полиолов можно получить полиуретаны с различными свойствами и сферами применения. Это может быть эластичная пена, жесткая пена, эластомер и т.д. Узнать все о производстве пенополиуретана невозможно, так как точная рецептура фаз держится производителями в секрете. Даже при наличии всех необходимых компонентов опытному химику придется долго подбирать нужные пропорции для обеспечения требуемых свойств смеси.

Теплоизоляция дома при помощи ППУ

Технология утепления дома пенополиуретаном ценится за эффективность и скорость, соответствующие нормам безопасности, и отличные изоляционные свойства.

Она подходит для любых наружных и внутренних конструкций, включая нагружаемые, единственным ограничением применения является высокая цена. Отзывы владельцев зданий преимущественно положительные, многие задумываются о приобретении оборудования.

Среди отмеченных плюсов выделяют высокую адгезию, отсутствие мостиков холода, возможность обработки сложных и труднодоступных участков, прочность и устойчивость к влаге и грибку.

Особенности пенополиуретана

Технология актуальна для любых строительных поверхностей, включая металлические. Более того, она успешно защищает последние от коррозии, образуя пленку непосредственно на контактирующем с трубой или арматурой участке.

Застывшая пена полностью непроницаема для внешних воздействий и боится только механических повреждений и УФ-лучей. Выделяют две разновидности: с открытой и закрытой структурой ячеек, в условиях холодного климата РФ в строительных целях чаще используется вторая, более дорогая и плотная.

Такой ППУ относится к классу трудновозгораемых материалов и препятствует распространению пламени.

Плотность является контролируемым показателем, от которого напрямую зависит стоимость работ по напылению пенополиуретана.

Изменение химсостава и настроек оборудования позволяет варьировать эту характеристику от 15 до 80 кг/м3 (можно и выше – вплоть до 300, но по отзывам в этом нет необходимости), что актуально при утеплении конструкций с разной степенью нагрузки.

Существует четкая взаимосвязь между объемом образуемой пены и температурой окружающего воздуха (при одинаковой толщине изоляции расходуется на 17% больше компонентов), в холодное время года требуется дополнительный подогрев.

ППУ с закрытой структурой имеет близкую к нулю паропроницаемость, это ограничивает его применение во внутренних схемах утепления. Во всяком случае, полностью покрывать им и пол, и стены в невентилируемых помещениях не рекомендуется. Как вариант – используется состав с плотностью ниже 12 кг/м3 с открытыми ячейками и соответствующей паро- и гидроизоляцией.

Технология и основные схемы

Работы по утеплению ППУ начинаются с выбора его плотности с учетом несущих способностей конструкций и толщины будущей прослойки согласно климатическим условиям региона. При выполнении своими руками рекомендуется придерживаться следующей схемы действий (на примере фасада):

1. Подготовка поверхности: наносится на устойчивые, чистые и сухие конструкции, при необходимости – подогретые. Ровность особой роли не играет, но отслаивающихся кусков старого покрытия быть не должно.
2. Установка обрешетки (рекомендуется). Теоретически не нужен каркас, но монтаж направляющих помогает контролировать уровень и облегчает процесс отделки. Высота обрешетки подбирается из учета будущей толщины утеплителя.
3. Нанесение пенополиуретана: тонким слоем (не более 5 мм) по направлению снизу-вверх. При необходимости процесс повторяют.
4. По завершении процесса полимеризации по направляющим обрезается лишняя пена и проводится внешняя отделка. Для оштукатуривания ППУ требуется размещение сетки-рабицы (по аналогии с пенопластом, с закреплением на обрешетке или материале). Проще всего обшить фасад сайдингом, вагонкой, при неограниченном бюджете – обложить кирпичом.

Указанное руководство также подходит для кровель или полов по лагам, опытные операторы расходуют сырье без остатка даже без обрешетки.

Допускается использование пенополиуретана в системах с нагревательными элементами (как трубами, так и кабелем), считается, что такая изоляция снижает затраты на отопление помещений.

При утепление трубопроводов, емкостей или металлических стен подготовительный этап включает удаление старой шелушащейся краски и ржавчины. Обязательным этапом любой схемы является герметизация и скрытие от ультрафиолета.

Как делается пенополиуретан: базовый принцип

Производство ППУ подразумевает очень сложный технологический процесс. ППУ масса формируется вследствие реакции между полиолом и диизоционатом или полимерным изоционатом в присутствии определенных катализаторов и прочих добавок. Так как производить сам пенополиуретан приходится непосредственно перед заливкой или напылением, завод-изготовитель поставляет две фазы ППУ-смеси в отдельных контейнерах. Фазы смешиваются в специальных установках перед выполнением работ. Вот что происходит при смешивании двух фаз:

Из-за многообразия изоцианатов и огромного спектра полиолов можно получить полиуретаны с различными свойствами и сферами применения. Это может быть эластичная пена, жесткая пена, эластомер и т.д. Узнать все о производстве пенополиуретана невозможно, так как точная рецептура фаз держится производителями в секрете. Даже при наличии всех необходимых компонентов опытному химику придется долго подбирать нужные пропорции для обеспечения требуемых свойств смеси.

Преимущества утепления пенополиуретаном

Хотя в качестве теплоизоляции пенополиуретан используется уже более полувека, широкое распространение он получил только в последнее время.

Не удивительно, что для отечественного потребителя такой способ утепления в новинку, а соответственно вызывает множество вопросов и споров. Действительно ли практичней и экономичнее использовать ППУ по сравнению, к примеру, с экструдированным пенополистироломили минеральной ватой? Разберем преимущества:

Так выглядит пенополиуретан в плотном состоянии1.

Возможность своими руками легко выполнитьутепление пенополиуретаном. Для этого нет необходимости изготавливать металлический каркас как в случае с минеральными утеплителями, крепить листы материала, используя специальные клеящие составы и даже готовить поверхность. Достаточно просто нанести смесь на стену, подобно монтажной пене.

2.

Теплоизоляционные характеристики. Даже экструдированный пенополистирол не может сравниться в этом с ППУ. А если учесть, что после утепления полностью заполняются все щели и отсутствуют мостики холода, которые обязательно сопровождают любой листовой теплоизоляционный материал, становится очевидным преимущество пенополиуретана.

3. Не требует проведения дополнительных работ. После его нанесения можно спокойно выполнить остальную отделку: штукатурку, облицовку плиткой, пластиком и другими материалами.

4.

Скорость выполнения работ. Нанесение осуществляет достаточно быстро. Для утепления на балконе даже самостоятельными усилиями и без профессионального оборудования потребуется всего один день.

5. Возможность нанесения на неровную поверхность.

Любой листовой утеплитель, требует, чтобы поверхность перед его монтажом была полностью выровнена. ППУ может наноситься на любой тип стен с любыми неровностями, трещинами и т. д.

Внимание: Наиболее выгодным является использование двухкомпонентных составов

Даже с учетом приобретения инструмента затраты на 1 кв. м. будут существенно ниже чем при покупке уже готовой смеси в баллонах.

Хотите выполнить утепление пенополиуретаном самостоятельно? Приобретите подходящий инструмент.

Если только утепление не планируется листовым пенополиуретаном, тогда понадобится использование специального оборудования. Причем такой инструмент понадобится приобрести независимо от того каким именно типом ППУ (двухкомпонентным или готовой смесью), будет осуществляться утепление. Для самостоятельного проведения пенополиуретановой теплоизоляции понадобится:

Пистолет для готовой смеси.

На рынке строительных материалов появилась полностью готовая смесь для нанесения без необходимости в предварительном смешивании. Продается она в баллонах, во многом напоминающих, монтажную пену. С ее помощью можно за один проход нанести слой толщиной до 4 см.

Расход составляет приблизительно один баллон на 1 кв. м. Обычный монтажный пистолет для пены не подходит для распыления ППУ!Одноразовое оборудование для нанесения пенополиуретана.

По своей сути установка для напыления полиуретана представляет собой два обычных баллона. В них под давлением находятся основные компоненты ППУ. Баллоны соединены с пистолетом распылителем, имеющим несколько различных насадок для выполнения определенных функций.

Оборудование для утепления пенополиуретаном методом напыления