Пена для распыления - Spray foam

Распылительная пенопластовая изоляция, выдавливаемая из воздуховода.

Пена для распыления химический продукт, созданный из двух материалов, изоцианат и полиол 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

Отто Байер (1902-1982) приписывают изобретение полиуретан 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 на самолеты наносили жесткую пену,[2] а в 1979 году полиуретан начал использоваться в качестве утеплителя зданий.[3]

Свойства

Термическое сопротивление

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 вспененный изоляционный материал с закрытыми порами, который изначально содержит в своих ячейках газ с низкой проводимостью.[5] В результате высокого термического сопротивления газа изоляция из распыляемого полиуретана обычно имеет начальное значение R от R-3,4 до R-6,7 на дюйм.[5] В сравнении, стекловата обычно имеет значение R 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 порами или HFC (365mfc, 227ea, 245fa ) или H (C) FO (1336мз (Z), 1233зд (E)) в пенопласте с закрытыми порами.
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 (подумайте о матовой черной отделке ). Для лучистой теплопередачи не требуется среда. 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 изоляции из распыляемой пены является способность герметизировать воздух, создавая индивидуальную герметичную 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

Смотрите также: Список областей применения полиуретана

Приложения для упаковки

Пена для распыления - это очень специализированный упаковочный материал, который часто требуется при транспортировке ценных хрупкий Предметы. 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

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

Пенополиуретан или пенополиуретан (SPF) является альтернативой традиционной строительной теплоизоляции, такой как стекловолокно. Двухкомпонентная смесь, состоящая из изоцианат и полиол Смола собирается на кончике пистолета и образует расширяющуюся пену, которую распыляют на черепицу, бетонные плиты, в полости стен или через отверстия, просверленные в полость готовой стены.

«Пена для распыления» также является неофициальным термином, используемым для обозначения различных пенопластов, которые используются в строительстве для обеспечения теплоизоляция и минимизировать инфильтрация воздуха. Полиуретан и полиизоцианурат в этом приложении используются два типа пены.

Типы

Изоляцию из распыляемой полиуретановой пены (SPF) можно разделить на два различных 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 долговременного термического сопротивления (LTTR), которое находится в диапазоне от 5,1 до 6 на дюйм.[9] При установке необходимой минимальной толщины 50 мм ccSPF является одновременно пароизоляцией и воздушной преградой.

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, похожий на губку, который расширяется во время установки и образует небольшие открытые ячейки, заполненные углекислым газом. Благодаря своей способности расширяться в процессе нанесения, он заполняет трещины, щели и пустоты, а также 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

Азия

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 распыления, 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

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

Канадский национальный строительный кодекс ссылается на национальный прикладной стандарт CAN / ULC S705.2, который должен соблюдаться при установке 2-фунтовой полиуретановой пены с закрытыми порами средней плотности. 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.

Льготы

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

Правильно установленная изоляция может быть частью системы, предназначенной для защиты от влажность, что снижает вероятность вредного форма, плесень и гниение древесины.

Помимо строительства температура и контроля влажности, для снижения шума часто используется изоляция из распыляемой пены. Пеноизоляция служит барьер на звуки в воздухе и снижает воздушный звук перенос 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

Большая часть распыляемой пены с закрытыми ячейками теперь формируется с гидрофторуглерод (HFC) пенообразователи которые обладают высоким потенциалом глобального потепления, что частично или полностью компенсирует климатические выгоды от экономии энергии, которую они могут предложить. В Соединенных Штатах использование ГФУ планируется прекратить к январю 2021 года. Некоторые поставщики распыляемой пены начали поставлять распыляемую пену с аэрозольной продувкой. гидрофторолефин (HFO) вспениватели без этой проблемы по состоянию на начало 2017 года.[15]

Влияние на здоровье

Изоляция из аэрозольной пены обычно нетоксичный только после того, как он 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, желудочно-кишечного тракта и 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]

Смотрите также

использованная литература

  1. ^ AG, Bayer. «Отто Байер - выдающиеся личности в истории компании Bayer». www.bayer.com. Получено 2016-08-03.
  2. ^ Сеймур, Раймонд Б.; Кауфман, Джордж Б. (1992). «Полиуретаны: класс современных универсальных материалов». J. Chem. Educ. 69 (11): 909. Bibcode:1992JChEd..69..909S. Дои:10.1021 / ed069p909.
  3. ^ «Полиуретаны в полиуретанах хронология». www.polyurethanes.org. Получено 2016-08-03.
  4. ^ а б Альтернативы изоляции: изоляция из напыляемой пены
  5. ^ а б Полиуретановые изоляционные материалы
  6. ^ Значения изоляции для выбранных материалов
  7. ^ Руководство по программе обучения монтажников жесткой полиуретановой изоляции, наносимой распылением. CUFCA. 1 октября 2014. с. 5.
  8. ^ «Варианты утепления домов из вспененной пены с закрытыми порами». Montreal Gazette. Получено 29 января 2013.
  9. ^ "Технические документы | CUFCA". www.cufca.ca. Получено 2016-08-03.
  10. ^ «Какую пену мне просить? / Как узнать, получил ли я то, о чем просил? | CUFCA». cufca.ca. Получено 2016-08-03.
  11. ^ «CMC Реестр оценок строительной продукции». Национальный исследовательский совет Канады. Получено 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 повышения энергоэффективности потребителей
  15. ^ «На рынок просачиваются спреи нового поколения», - Скотт Гибсон, советник по экологическому строительству, [1]

также ссылаться [2]