Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Распылительная пенопластовая изоляция, выдавливаемая из воздуховода.

Пена для распыления - это химический продукт, созданный из двух материалов, изоцианата и полиоловой смолы, которые вступают в реакцию при смешивании друг с другом и после распыления на место расширяются в 30-60 раз по сравнению с объемом жидкости. Это расширение делает его полезным в качестве специального упаковочного материала, который принимает форму упаковываемого продукта и обеспечивает высокую теплоизоляцию при практически полном отсутствии проникновения воздуха.

История [ править ]

Отто Байеру (1902–1982) приписывают изобретение полиуретана в 1937 году. Ему удалось синтезировать пенополиуретан, исследуя свою основную идею о том, что смешивание небольших объемов химических веществ может создавать сухие пеноматериалы. [1]

Полиуретан получил дальнейшее развитие для различных применений, от подошв и подушек для обуви до промышленного использования. В 1940-х годах жесткая пена применялась в самолетах [2], а в 1979 году полиуретан начал использоваться в качестве изоляции зданий. [3]

Свойства [ править ]

Термическое сопротивление [ править ]

R-значение - это термин, используемый для термического сопротивления тепловому потоку. Чем выше R-показатель изоляционного материала, тем эффективнее изоляционные свойства. Пенополиуретан для распыления бывает разной плотности и ячеистой структуры. Пенопласты с низкой плотностью называются SPF с открытыми ячейками, а пены с более высокой плотностью называются пенами с закрытыми ячейками. Полиуретановая пена весом 1,8–2 фунта имеет наивысшее значение R среди доступных изоляционных материалов из распыляемой пены, используемых в домах и зданиях. [4]

Полиуретан - это пенопластовый изоляционный материал с закрытыми порами, который изначально содержит в своих ячейках газ с низкой проводимостью. [5] В результате высокого теплового сопротивления газа изоляция из распыляемого полиуретана обычно имеет начальное значение R от R-3,4 до R-6,7 на дюйм. [5] Для сравнения, стекловата обычно имеет R-значение только от R-3 до R-4 на дюйм. [6]

Пенопласт блокирует все три формы теплопередачи:

Проводящая теплопередача
Поток тепловой энергии через вещество из области с более высокой температурой в область с более низкой температурой. Вспененные термореактивные пластмассы снижают теплопроводность отчасти из-за очень слабых молекулярных связей; Кроме того, ячейки установленной аэрозольной пены либо заполнены воздухом в случае пены с открытыми ячейками, либо HFC ( 365mfc , 227ea , 245fa ) или H (C) FO ( 1336mzz (Z), 1233zd (E)) в закрытой ячейке. мыло.
Лучистая теплопередача
Процесс, при котором тепловая энергия в виде света (обычно инфракрасного, если подложка не достаточно горячая, чтобы светиться в видимом диапазоне) излучается сильнее теплыми поверхностями и поглощается другими материалами, особенно материалами с низким коэффициентом отражения инфракрасного излучения (например, матовая черная поверхность ). Лучистая теплопередача не требует среды. Пенопластовые изоляционные материалы, такие как изоляция из аэрозольной пены, непрозрачны для теплового излучения, как и большинство твердых материалов.
Конвективная теплопередача
Тепло, которое создается в другом месте и переносится с помощью жидкости, такой как вода или, в нашем случае, воздух. Самым важным атрибутом утеплителя из аэрозольной пены является способность герметизировать, создавая индивидуальную воздухонепроницаемую оболочку внутри конструкции здания. Дополнительным преимуществом воздушного уплотнения является способность блокировать конвективную теплопередачу изнутри наружу в отопительные месяцы и наоборот в холодные месяцы, поскольку тепло не может уходить через щели в оболочке здания без помощи движения воздуха от инфильтрации в качестве средства. транспорта.

Приложения [ править ]

См. Также: Список областей применения полиуретана

Приложения для упаковки [ править ]

Пена для распыления - это очень специализированный упаковочный материал, который часто требуется при транспортировке ценных хрупких предметов. Инженерные принципы упаковки предназначены для защиты скульптур, ваз, крупных окаменелостей, цоколей для ламп, бюстов, компьютеров, мебели, люстр и других предметов необычной формы. Благодаря тому, что жидкая пена расширяется в 30-60 раз по сравнению с ее жидким состоянием, она эффективно защищает практически любой размер, форму и вес.

Специальная подгонка форм сверху и снизу обеспечивает надежную и равномерную амортизацию объекта. Есть много типов альтернативных материалов, которые можно использовать для решения более специфических задач.

Создание приложений [ править ]

Распыляемая изоляционная пена Walltite
Пена с закрытыми порами наносится обученным монтажником.

Изоляция из распыляемой пены или распыляемая полиуретановая пена (SPF) является альтернативой традиционной строительной изоляции, такой как стекловолокно . Двухкомпонентная смесь, состоящая из изоцианата и полиоловой смолы, собирается вместе на кончике пистолета и образует расширяющуюся пену, которую распыляют на черепицу, бетонные плиты, в полости стен или через отверстия, просверленные в полости готового изделия. стена.

«Пена для распыления» также является неформальным термином, используемым для обозначения различных пенопластов, которые используются в строительстве для обеспечения теплоизоляции и минимизации проникновения воздуха . Полиуретан и полиизоцианурат - это два типа пенопласта, используемых в этом приложении.

Типы [ править ]

Изоляцию из распыляемой пенополиуретана (SPF) можно разделить на два разных типа: изоляция из распыляемой пены с открытыми порами и средней плотности из распыляемой пены с закрытыми порами. Оба типа SPF представляют собой термореактивные ячеистые пластики, содержащие миллионы мелких ячеек. [7]

Пенополиуретановая изоляция с открытыми порами применяется в полостях стен.

Изоляция с открытыми ячейками может быть раздавлена ​​рукой, и ее изоляция будет ниже. Закрытая ячейка жесткая на ощупь, каждая воздушная ячейка полностью герметична. Хотя пена с закрытыми ячейками имеет более высокое значение R, ее дороже покупать. [8]

Пена-спрей с закрытыми ячейками средней плотности (ccSPF)

Пенопластовая изоляция средней плотности с закрытыми порами часто называют пеной весом 2 фунта (2 фунта). Это жесткий изоляционный материал с R-значением долгосрочного термического сопротивления (LTTR), которое находится в диапазоне от 5,1 до 6 на дюйм [9]. При минимальной толщине 50 мм ccSPF является пароизоляцией и воздушным барьером. .

В Канаде Национальный строительный кодекс ссылается на два стандарта, которые применяются к производству и установке ccSPF: стандарт материалов CAN / ULC S705.1 и национальный стандарт приложений CAN / ULC S705.2. Стандарт установки требует, чтобы все установщики ccSPF в Канаде имели лицензию и имели удостоверение личности с фотографией. [10]

Обычно естественный цвет пены желтый, однако в Канаде все ccSPF, имеющие списки CCMC, должны иметь уникальный цвет для идентификации поля. [11]

Легкая пена-спрей с открытыми порами (ocSPF)

SPF с открытыми порами легкой плотности широко известен как пена на полфунта. Это полужесткий материал, напоминающий губку, который расширяется во время установки и создает небольшие открытые ячейки, заполненные углекислым газом. Благодаря своей способности расширяться в процессе нанесения, он заполняет трещины, щели и пустоты и прилипает к неровным поверхностям или субстратам, образуя герметичную изоляцию. [12]

Хотя значение R будет варьироваться, большинство продуктов ocSPF имеют значение R около 3,8 на дюйм. В отличие от SPF с закрытыми порами средней плотности, ocSPF не является пароизоляцией. При установке на высоте 5,5 дюймов или более ocSPF действительно действует как воздушный барьер. Его часто используют для внутренних стен, поскольку он снижает уровень шума, блокируя и поглощая утечку воздуха. Обычно это рекомендуется только для внутреннего применения.

Способы применения [ править ]

Азия [ править ]

Тип использования, довольно известный в странах Юго-Восточной Азии, - это нанесение пены путем распыления ее на дно черепицы под высоким давлением с помощью краскопульта. Затем создается твердый, но гибкий слой жесткого пенопласта, который соединяет все плитки друг с другом и со стальной конструкцией.

Этот метод напыления, особенно очень популярный в Таиланде, используется не только против сильных протечек, но также помогает в качестве изоляции от огромного тепла, с которым постоянно сталкиваются крыши.

Эта тропическая жара является причиной того, что стальная конструкция, на которой построено большинство крыш в этой части мира, постоянно расширяется и сжимается. Поступая таким образом, стальная конструкция вызывает смещение черепицы и медленно создает небольшие отверстия между черепицей, через которые может попадать дождевая вода, создавая утечки, которые могут нанести большой ущерб оштукатуренным потолкам и электропроводке.

Европа [ править ]

Около 150 000 объектов недвижимости были обработаны пенополиуретановой изоляцией в Великобритании. Существуют системы, одобренные Британским советом по соглашению для использования в существующих и новых приложениях, и которые могут соответствовать строительным нормам.

Северная Америка [ править ]

Канадский национальный строительный кодекс ссылается на национальный прикладной стандарт CAN / ULC S705.2, который должен соблюдаться при установке 2-фунтовой полиуретановой пены средней плотности с закрытыми ячейками. Каждый установщик пены средней плотности, совместимой с CAN / ULC-S705.1, должен иметь лицензию на распыление пены и иметь действительное удостоверение личности с фотографией, выданное их поставщиком программы обеспечения качества (QAP), подтверждающее, что их лицензия имеет хорошую репутацию.

Соединенные Штаты адаптировались к использованию теплоизоляции из аэрозольной пены и новой технологии под названием Wall Injection для модернизации существующей конструкции стены путем сверления небольших отверстий между стойками стены в каркасах конструкций и заполнения пустот менее агрессивной расширяющейся пеной на водной основе. Это позволяет существующим владельцам домов и предприятий экономить энергию, создавая тепловую оболочку в своей существующей структуре.

Преимущества [ править ]

Утеплитель из распыляемой пены, как и другие утеплители, позволяет сэкономить на расходах на электроэнергию и снизить коммунальные платежи. Исследования Министерства энергетики США показывают, что 40% энергии дома теряется в результате проникновения воздуха через стены, окна и дверные проемы. Здания, обработанные изоляцией из распыляемой пены, изолируют на 50% лучше, чем традиционные изоляционные материалы.

Изоляция надлежащим образом выполнены развертывание , может быть частью системы , предназначенной для защиты от влаги , что обеспечивает преимущество уменьшения вероятности вредных плесени , плесень и гниение древесины.

Помимо контроля температуры и влажности в здании, для снижения шума часто используется изоляционная пена. Изоляция из пеноматериала служит барьером для звуков, передаваемых по воздуху, и снижает передачу звукового сигнала через крышу, пол и стены здания по сравнению с неизолированной конструкцией. [13]

В Соединенных Штатах дома, обработанные изоляцией из распыляемой пены, часто имеют право на налоговые вычеты штата и федеральные налоги. [14]

Изоляция всех типов предотвращает значительную потерю энергии. Некоторые типы, включая аэрозольные пены, также герметизируют утечки воздуха. Изоляция также может сэкономить энергию в жарком климате за счет сокращения использования кондиционеров.

Воздействие пенообразователя на климат [ править ]

Большая часть распыляемой пены с закрытыми порами в настоящее время формируется с использованием пенообразователей на основе гидрофторуглерода (ГФУ) , которые обладают высоким потенциалом глобального потепления, что частично или полностью сводит на нет выгоды для климата от экономии энергии, которую они могут предложить. В США планируется поэтапный отказ от ГФУ к январю 2021 года. Несколько поставщиков распыляемой пены начали поставлять распыляемую пену с вспенивающими добавками на основе гидрофторолефина (HFO) без этой проблемы с начала 2017 года [15].

Воздействие на здоровье [ править ]

Изоляция из аэрозольной пены обычно нетоксична только после того, как она затвердеет. Во время отверждения пена из спрея выделяет газ, который вызывает помутнение зрения и затруднение дыхания. При нанесении продукта рекомендуется использовать полную защиту лица и органов дыхания.

Изоцианаты являются сильными раздражителями для глаз и желудочно-кишечного тракта, а также дыхательных путей. Прямой контакт кожи с изоцианатами также может вызвать заметное воспаление. Некоторые люди говорят, что в начале проблемы их глаза чувствуют, будто в них есть песок. У некоторых появляется сыпь на руках, груди и шее.

Чрезмерное воздействие изоцианатов может вызвать у рабочих повышенную чувствительность, что приведет к приступам астмы в случае повторного воздействия. Раздражение дыхательных путей может перейти в химический бронхит. Дополнительное воздействие может облегчить начало приступа с меньшим количеством изоцианата, необходимого для начала приступа.

Также сообщалось о спорадических случаях гиперчувствительного пневмонита (ГП) у рабочих, подвергшихся воздействию изоцианатов. Симптомы могут походить на грипп с лихорадкой, болями в мышцах и головными болями. Другие симптомы могут включать сухой кашель, стеснение в груди и затрудненное дыхание. Люди с хроническим HP часто испытывают все более затрудненное дыхание, утомляемость и потерю веса. У людей с острым HP симптомы обычно развиваются через 4-6 часов после воздействия. [4]

См. Также [ править ]

  • Строительные изоляционные материалы
  • Утеплитель (перечень изоляционного материала)
  • R-значение (изоляция)

Ссылки [ править ]

  1. ^ AG, Байер. «Отто Байер - выдающиеся личности в истории компании Bayer» . www.bayer.com . Проверено 3 августа 2016 .
  2. ^ Сеймур, Раймонд Б.; Кауфман, Джордж Б. (1992). «Полиуретаны: класс современных универсальных материалов». J. Chem. Educ. 69 (11): 909. Bibcode : 1992JChEd..69..909S . DOI : 10.1021 / ed069p909 .
  3. ^ «Полиуретаны в шкале времени полиуретанов» . www.polyurethanes.org . Проверено 3 августа 2016 .
  4. ^ a b Альтернативы изоляции: изоляция из напыляемой пены
  5. ^ a b Полиуретановые изоляционные материалы
  6. ^ Значения изоляции для выбранных материалов
  7. ^ Руководство по программе обучения монтажников жесткой полиуретановой изоляции, нанесенной распылением . CUFCA. 1 октября 2014. с. 5.
  8. ^ "Пена с закрытыми порами покрывает варианты домашней изоляции" . Монреальский вестник . Проверено 29 января 2013 года .
  9. ^ "Технические документы | CUFCA" . www.cufca.ca . Проверено 3 августа 2016 .
  10. ^ «Какую пену мне просить? / Как мне узнать, получил ли я то, о чем просил? | CUFCA» . cufca.ca . Проверено 3 августа 2016 .
  11. ^ "CMC Реестр Оценок Строительной Продукции" . Национальный исследовательский совет Канады . Дата обращения 3 августа 2016 .
  12. ^ Учебное пособие по полужестким открытым ячейкам низкой плотности . Канада: CUFCA. 2014. с. 3.
  13. ^ Преимущества изоляции из распыляемой пены
  14. ^ Федеральные налоговые льготы для энергоэффективности потребителей
  15. Рианна Гибсон, Скотт (9 февраля 2017 г.). «Пены для спреев нового поколения просачиваются на рынок» . Советник по экологическому строительству . Taunton Press, Inc. Retrieved 4 Январь 2 021 .

Внешние ссылки [ править ]

  • Хазаби, Мустафа (23 июля 2015 г.). "Исследование изоляционной пены биополеола, модифицированной натуральными волокнами" (PDF) . Университет Торонто . Проверено 4 января 2021 года .