Теплоизоляционные пластмассы

Размещено на http://www.allbest.ru/

Теплоизоляционные пластмассы

Е.Г. Овчаренко, канд. техн. наук, Генеральный директор ОАО Теплопроект

Теплоизоляционные пластмассы широко используются в строительстве и промышленности для снижения теплопотерь через ограждающие конструкции зданий, сооружений оборудования и теплопроводов. Это -- высокопористые газонаполненные материалы, получаемые различными способами из синтетических смол либо из материалов, изготовленных с применением синтетических смол.

Для изготовления теплоизоляционных пластмасс применяют гермопластичные и термореактивные полимеры (смолы), газообразующие (вспенивающие) вещества, отвердители, а также добавки, улучшающие свойства материалов (например, пластификаторы, придающие материалам пластичность; катализаторы, ускоряющие химические процессы образования пластмасс).

Термопластичные полимеры обладают свойством размягчаться при нагревании и затвердевать при охлаждении. К таким полимерам относятся полистирольные, поливинилхлоридные и др.

Термореактивные полимеры, однажды затвердев (заполимеризовавшись), не способны снова размягчаться при повышении температуры. К ним относятся: фенолоформальдегидные, карбамидные, полиуретановые полимеры и др.

Газообразующие вещества, создающие пористое строение газонаполненных пластмасс, бывают твердые, жидкие и газообразные. К твердым газообразователям относятся органические вещества (порофоры), выделяющие при разложении в процессе нагревания газы N₂, CO₂, NН₃ и др. Промышленность выпускает порофоры марок ЧХЗ-57, ЧХЗ-21, ДАБ. Жидкими газообразователями служат легкокипящие жидкости (бензол, ксилол, толуол, фреоны), которые вспенивают полимер при нагревании их до температуры кипения. К газообразным вспенивающим веществам относятся азот, воздух, инертные газы.

Теплоизоляционные пластмассы изготовляют прессовым, беспрессовым способами, способом заливки и напыления на изолируемую поверхность.

Прессовый способ состоит из следующих операций: смешивания смолы с газообразователями и другими компонентами, прессования полученной массы в пресс-формах при повышенной температуре (120... 180 °С) и давлении 12... 20 МПа и вспенивания полученной заготовки в свободном состоянии (без пресс-форм) при нагревании паром, водой или горячим воздухом до температуры 85...120 °С (в зависимости от вида полимера и марки материала, которую хотят получить).

Беспрессовый способ включает в себя смешивание смолы с газообразователем, отвердителем и другими компонентами и тепловую обработку смеси в формах для размягчения полимера и разложения газообразователя, вспенивания массы и се отвсрждения.

Способ заливки заключается в смешивании массы, состоящей из смолы, газообразователя, отвердителя и других компонентов, заливке их в форму, вспенивании за счет разложения газообразуюших веществ вследствие повышения температуры смеси за счет теплоты, выделяемой при химической реакции, и отверждении массы.

При способе напыления компоненты смешивают в специальной машине и эту массу наносят тонким слоем на изолируемую поверхность. Нанесенная масса вспенивается за счет выделения газообразующих веществ. Газообразующие вещества выделяются в результате нагревания композиционной смеси в процессе химической реакции, происходящей в ней. Затем масса застывает в виде пористого материала.

В зависимости от характера пористости теплоизоляционные пластмассы подразделяются на ячеистые или пенистые (пенопласты) и пористые (поропласты).

Пенопласты, получаемые вспениванием исходной пластмассы, имеют вид застывшей пены. Ячейки пенопластов не сообщаются между собой и заполнены воздухом или газом.

Поропласты отличаются от пенопластов тем, что имеют сообщающиеся между собой полости, которые заполнены газом. Практически в материалах одновременно присутствуют замкнутые и открытые поры.

Технология производства теплоизоляционных пластмасс позволяет получать материалы с различными свойствами. В зависимости от вводимых в них компонентов и способа получения средняя плотность их может колебаться от 10 до 250 кг/см³, соответственно и теплопроводность изменяется от 0,035 до 0,064 Вт/(мК).

Теплоизоляционные пластмассы могут изготовляться жесткими и эластичными.

Пластмассы всех видов дают значительную деформацию при сжатии. Поэтому различают предел прочности при сжатии у жестких пластмасс (пенополистирола марок ПС-1 и ПС-4, фенолоформальдегидных марок ФРП-1, ФФ и др.) и предел прочности при 10%-ном сжатии у деформирующихся пластмасс (пенополистирол. марки ПСБ, эластичные пенополиуретаны). Предел прочности при сжатии зависит от вида пенопласта, структуры, средней плотности и находится в пределах от 0,02 (мипора марки 10) до 3 МПа (пенопласты на основе фенолоформальдегидных смол средней плотности 200 кг/м³). Предел прочности при изгибе примерно в тех же пределах.

Теплоизоляционные пластмассы с закрытыми порами обладают меньшим водопоглощением, паро-, водо- и воздухопроницаемостью, чем волокнистые материалы. Поэтому пластмассы в основном применяют для изоляции поверхностей с отрицательными температурами.

Большинство пластмасс относится к группе сгораемых материалов и только часть из них -- к группе трудносгораемых (ФРП-1, ПСБ-С; пеноизол, пенополиуретан ППУ-ЗС--самозатухающий материал).

Теплоизоляционные пластмассы применяют в качестве звукопоглощающих и звукоизолирующих материалов. Хорошей звукопоглощающей способностью обладают поропласты (с открытыми порами).

Пенопласты на основе полистирола (пенополистирол)

Пенопласты на основе полистирола (пенополистирол) изготовляют прессовым способом (ПС), беспрессовым способом (ПСБ), экструзионным способом, а также литьем под давлением.

Сырьем для изготовления пенопластов марок ПС служит эмульсионный полистирол марки Б (в виде порошка) и порофоры, а для изготовления пенопласта вида ПСБ--суспензионный, состоящий из отдельных гранул.

Отличие беспрессового способа изготовления пенопластов да ПСБ от вышеизложенного состоит в том, что готовые гранулы полистирола вспучиваются и свариваются между собой в форме при нагревании водой или паром температурой 80...100°С.

Экструзионный и прессовый способы не получили широкого распространения в качестве строительного утеплителя.

Полистирольные пенопласты -- сгораемый материал; при добавлении к ним антипиренов получают трудносгораемый материал (вид ПСБ-С).

Полистирольные пенопласты имеют в основном закрытые поры. Такие пенопласты стойки к действию пресной и морской воды, кислот, щелочей, спиртов, но нестойки к действию органических растворителей (бензола, бензина и других нефтепродуктов).

Полистирольные пенопласты выпускают в виде плит марок ПС-1, ПС-4 (ТУ 6-05-1178--78) и ПСБ, ПСБ-С (ГОСТ 15588--70*), а также и криволинейных элементов (скорлуп) для трубопроводов (ТУ 49 РСФСР 219--86).

Размеры плит видов ПСБ и ПСБ-С (мм): длина--от 900 до 2000 с интервалом 50; ширина -- от 500 до 1200 с интервалом 50; толщина -- 25, 33, 50, 100.

Размеры скорлуп для изоляции трубопроводов СК. (мм): внутренний диаметр--27, 40, 59, 78. 91, 110, 135, 161. 221, 275; наружный диаметр-- 125. 156, 175, 200, 215, 245, 270, 300, 375, 435; длина -- 500... 1000. Скорлупы имеют сложную форму: с одной стороны, уменьшен диаметр скорлупы, с другой стороны в скорлупе сделана вырезка, в которую при монтаже входит часть следующей скорлупы с уменьшенным диаметром. Это обеспечивает отсутствие вертикальных швов между скорлупами в процессе эксплуатации. Выступы и вырезки сделаны также по длине скорлуп. Влажность скорлуп 1,5% по объему.

Таблица 1. Показатели физико-механических свойств плит из полистирольных пенопластов в зависимости от марок

Примечание: Добавление антипиренов не влияет на физико-механические показатели свойств полистирольных пенопластов.

Пенополистиролы применяют для изоляции промышленного оборудования и трубопроводов с температурой изолируемой поверхности от --180 до +70 °С, а также строительных ограждающих конструкций.

Изделия из пенополистирола транспортируют в деревянных ящиках или обрешетках, обеспечивающих их сохранность от механических повреждений. Изделия хранят раздельно по маркам и размерам в закрытых проветриваемых складах или под навесами с соблюдением соответствующих мер противопожарной безопасности.

В последние годы все большее распространение получают так называемые экструдированные пенополистиролы. Такие отечественные материалы получили фирменное название экспол, пеноплекс, экстрапен.

Экструдированные пенополистиролы имеют закрытую пористую структуру с размером пор 0,1 - 0,2 мм.и практически не имеют пустот, способных поглощать влагу. Материал в связи с этим мало гигроскопичен, у них низкая теплопроводность и высокая прочность при сжатии. Эти материалы обладают высокой прочностью, хорошо воспринимают динамические нагрузки. Во влажной среде теплотехнические и физические свойства этих материалов изменяются незначительно, поэтому их можно применять в экстремальных термо- влажностных условиях.

Плиты «экспола» и «пеноплекс» (См. Табл. 2) применяют при строительстве и реконструкции зданий, для теплоизоляции крыш, перекрытий, стен домов и подвалов, пристроительстве автомагистралей, железных дорог, аэродромов и т. д.

Таблица 2

Поливинилхлорид -- термопластичный полимер, содержащий до 56,8% связанного хлора, что обеспечивает его пониженную горючесть по сравнению с полистиролом и позволяет отнести его группе трудносгораемых и трудновоспламеняемых материалов.

Пенопласты на основе поливинилхлорида изготовляют прессовым (жесткие пенопласты ПХВ-1, ПХВ-2, эластичные ПВХ-Э) и беспрессовым (жесткий пенопласт ПВ-1) способами. В качестве полимера используют латексные поливинилхлориды марок ПВХ-Л5, ПВХ-Л7 и т. д., в качестве газообразователей -- порофор ЧХЗ-57, углекислый аммоний и бикарбонат натрия. Чтобы изготовить эластичные пенопласты, вводят пластификаторы.

При применении для тепловой изоляции пенопластов из поливинилхлорида может возникнуть коррозия изолируемых металлических поверхностей в результате выделения хлор-ионов, которые могут образовываться из-за частичного разложения полимера, содержащего хлористые соединения. Поэтому эти пластмассы испытывают на содержание свободного хлор-иона.

Пенопласт ПХВ (ТУ 6-05-1179--83) обладает жесткой замкнуто-ячеистой структурой. Цвет от белого до желтого. Стоек к воздействию нефти и керосина. Трудносгораемый материал. Промышленность выпускает пенопласт ПХВ-1 средней плотностью 85... 115 кг/м³ и ПХВ-2 средней плотностью 150... 195 кг/м³. Теплопроводность колеблется от 0,035 до 0,058 Вт/(м-К); водопоглощение за 24 ч не более 4%. Пенопласт ПХВ выпускают в виде плит размером 650х650, 620 X Х620 мм; толщиной от 35 до 70 мм. Используют в качестве тепловой изоляции при температуре изолируемой поверхности от -180 до +60 °С. Из плит пенопласта ПХВ нарезают сегменты, из которых путем склеивания можно изготовлять полуцилиндры для изоляции трубопроводов.

Пенопласт эластичный ПВХ-Э (ТУ 6-05-1269--75) имеет равномерную, замкнуто-ячеистую структуру. Цвет - от белого до слоновой кости. Трудносгораемый материал. Средняя плотность 125...225 кг/м³; теплопроводность 0,046...0,07 Вт/(мК). Пенопласт ПВХ-Э выпускают пластинами размером 700х700, 550х550 мм; толщиной 43 и 37 мм. Применяют для тепловой изоляции оборудования и трубопроводов диаметром более 325 мм при температуре изолируемой поверхности от --180 до +60 °С.

Пенопласт ПВ-1 (ТУ 6-05-1158--77) имеет замкнуто-пористую структуру. Цвет пенопласта - от белого до светло-коричневого. Трудносгораемый материал. Для целей изоляции применяют пенопласт средней плотностью 65 и 95 кг/м³. Пенопласт выпускают в виде плит, из которых путем нарезания сегментов и их склеивания можно изготовлять полуцилиндры для изоляции трубопроводов. Размеры плит (мм): 650х650;'550х550; 200х200; толщина -- 45 и 55 мм. Применяют для тепловой изоляции оборудования, трубопроводов с температурой изолируемой поверхности от --180 до +70 °С.

Пенопласты на основе полиуретанов (пенополиуретаны)

Пенопласты на основе полиуретанов (пенополиуретаны) получают в результате сложных реакций, протекающих при смешивании полиэфира, диизоцианата или полиизоцианата, вспенивающего агента в присутствии катализатора, эмульгатора и добавок. Изменяя состав смеси, можно получать пенополиуретаны с различными свойствами.

Полиэфиры применяют простые и сложные. По виду полиэфира получают жесткие или эластичные пенополиуретаны. Диизоцианат--вещество, содержащее уретан. Катализаторы регулируют реакцию образования полиуретана, его вспенивание и отверждение. Эмульгаторы--поверхностно-активные вещества, позволяющие получить равномерную структуру пенополиуретана, однородного по свойствам. В качестве добавок при изготовлении пенополиуретана применяют газообразователи -- вещества, обеспечивающие пористость материала, антипирены, повышающие его огнестойкость, и красители.

Пенополиуретан изготовляют непрерывным способом, способами заливки и напыления. Промышленность выпускает различные эластичные и жесткие пенополиуретаны.

Полиуретановый эластичный поропласт ППУ-Э (ОСТ 6-05-407--75) изготовляют путем взаимодействия сложного полиэфира П-2200 с диизоцианатом в присутствии соответствующих добавок. Для получения пенополиуретана со свойствами самозатухания к этим компонентам добавляют трихлорэтилфосфат.

ППУ-Э имеет открыто-пористую структуру, поэтому при изоляции промышленных объектов с отрицательными температурами применяют пароизоляционный слой из различных синтетических материалов. Цвет неокрашенного ППУ-Э от белого до желтого. Сохраняет свои эластичные свойства при температуре от -15 до +100 °С. Негигроскопичен. Стоек к воздействию бензина и смазочных масел. Горит, выделяя при этом значительное количество теплоты и дыма. Промышленность выпускает самозатухающий эластичный поропласт марки ППУ-Э-40-08с.

Эластичный поропласт изготовляют в виде пластин длиной 2000 и !850 мм; шириной 750. 850, 1000 и 1600 мм и толщиной от 3 до 100 мм.

Средняя плотность ППУ-Э от 25 до 60 кг/м³; предел прочности при растяжении не менее 0,12 МПа; относительное удлинение в момент разрыва не менее 150% (для самозатухающего-- 120%); теплопроводность от 0,032 до 0,041 Вт/(м.К).

ППУ-Э используют в качестве тепло-, звукоизоляционного и амортизационного материала. Температура изолируемой поверхности должна быть не ниже --180 °С.

Жесткие пенополиуретаны получают методом заливки (ППУ-331) или методом напыления (ППУ-308Н).

Пенополиуретан ППУ-331 (ТУ 6-05-221-602--83) изготовляют путем смешения заранее подготовленных компонентов А и Б, заливки смеси в формы или под металлический кожух, вспенивания и отверждения. В формы смесь заливают, если необходимо получить изделия заданной формы: полуцилиндры, плиты. Заливку смеси под металлический кожух производят на месте монтажа. Для этого металлический кожух устанавливают от изолируемой поверхности на расстоянии, равном толщине изоляции. Необходимое расстояние обеспечивают установкой дистанционных колец, по которым и устанавливается кожух.

Состав заливочного пеноиолиуретана ППУ-331, мас. ч.:

· ? компонент А -- компонент А2-331М-78; диметилэтаноламин (катализатор) -- 0,1...0,8; хладон-11 (вспениватель) -- 15...21,5;

· ? компонент Б -- полиизоцианат-- 103... 116.

В герметичную емкость заливочной машины подают компонент А, заранее перемешанный в емкости, которая установлена на весах. Во вторую емкость машины заливают компонент Б. Далее сжатым воздухом оба компонента через смесительную головку, в которой они смешиваются и вступают в химическую реакцию, подают п форму или под кожух. Смесь вспенивается и застывает в виде твердой пены. Время начала вспенивания заливочной смеси (время старта) 60...90 с, причем время заливки смеси на несколько минут меньше времени старта, что дает возможность получать прочное соединение с ранее залитой порцией без опасения погасить вспенивание предыдущей порции смеси. Время твердения смеси с начала заливки 100...180 с.

Пенополиуретан ППУ-308Н (ТУ 6-05-221-204--76) также стоит из двух компонентов А и Б. В компонент А входят, мас. ч. лапромол 294--100; трихлорэтилфосфат (антиппрен) -- 30; хладон-II (вспенпватель) -- 45; продукт КЭП-2 (эмульгатор) -- Компонентом В служит полинзоционат--200... 220 мас. ч.

Пенополиуретан ПГ1У-308Н наносят на изолируемую поверхность специальным пистолетом, в смесительную камеру которого полаются комгонен Л и Б. При попадании на изолируемую поверхность эта смесь вспенивается застывает Время старта пенополиуретана ППУ-308Н меньше, чем у пенополиуретана ППУ-331.

Показатели физико-механических свойств пенополиуретан» ППУ-308Н приведены выше.

При вспенивании жестких пенополиуретанов выделяется много теплоты, смесь нагревается, что ускоряет процесс вспенивания и твердения пенопласта. Вспенивание происходит при температуре изолируемой поверхности не ниже 12 °С, в противне случае поверхность должна быть подогрета.

Жесткие пенополиуретаны широко применяют для изоляции изотермических резервуаров, строительных ограждений. Для трубопроводов тепловых сетей бесканальной прокладки используют пенополиуретан ППУ-331, наносимый на трубопроводы на заводе и покрытый оболочкой из полиэтилена высокого давления. Сварные швы трубопроводов изолируют полуцилиндрами из пенополиуретана, которые потом покрывают полиэтиленовой пленкой, швы которой свариваются с такой же пленкой на основном трубопроводе. Пенополиуретан ППУ-308Н предназначен для изоляции больших поверхностей низкотемпературного оборудования и резервуаров.

При работе с пенополиуретаном следует строго соблюдать правила техники безопасности и промышленной санитарии, так как он содержит горючие и токсичные вещества.

Изделия из пенополиуретанового пенопласта упаковывают, транспортируют и хранят так же, как и изделия из пенопласта на основе ПХВ. Компоненты для получения смесей для заливки и напыления транспортируют и хранят в герметически закрытых металлических или стеклянных сосудах.

Пенопласты на основе фенолоформальдегидных смол

Фенолофомальдегидные смолы -- наиболее распространенные и дешевые полимеры. Пенопласты, изготовленные на их основе, отличаются повышенной тепло- и огнестойкостью по сравнению с остальными. В основном относятся к группе трудносгораемых материалов; являются химически стойкими материалами.

Пенопласты на основе фенолоформальдегидных смол изготовляют беспрессовым способом и способом заливки.

Пенопласты, получаемые беспрессовым способом. Такие пенопласты изготовляют из смеси, состоящей из новолачной фенолоформальдегндной смолы, отвердителя (уротропин), газообразователя (порофор ЧХЗ-57) и наполнителей (стекловолокно, алюминиевая пудра и др.). Беспрессовым способом получают изделия из пенопластов марок ФФ, ФС-7-2.

Пенопласт ФФ (ТУ 6-05-1303--76) -- газонаполненная пластмасса с преимущественно замкнутой ячеистой структурой. Пенопласт ФФ морозостоек и относится к группе трудносгораемых материалов. Выпускают в виде плит, покрытых бумагой, с необрезанными и обрезанными торцами. Размер плит с обрезанными торцами не менее 480Х480Х50 мм. Цвет плит от желтого до коричневого.

Пенопласты ФФ применяют в качестве легких заполнителей для строительных конструкций, а также в качестве теплоизоляционных материалов при температуре изолируемой поверхности от -180 до + 150 °С.

Пенопласт ФС-7-2 (ТУ 6-05-958--78) -- поропласт, изготовляемый на основе фенолоформальдегидной смолы СФ-121, а также на основе сплава смол СФ-010 и СФ-011 и твердой фурфуролоацетановой смолы ФА-15 с отвердителем, пенообразователем и наполнителем (стекловолокно или вспученный перлит). Материал выпускают в виде плит с покрытием с двух сторон бумагой или без покрытия. Плиты с бумагой обладают большей прочностью (0,4 вместо 0,3 МПа), чем плиты без покрытия. Плиты относятся к группе трудновоспламеняющихся.

По средней плотности (100 и 70 кг/м³) пенопласт ФС-7-2 выпускают двух марок: ФС-7-2-100 и ФС-7-2-70. Размеры плит (мм): 1000Х1000; 1200Х1900; 1000х500; 1200х600; 1200х700. 1200Х900; толщина--25; 30; 35; 40; 60. Теплопроводность при температуре 298 К должна быть не более 0.052 Вт/(м-К)

Пенопласт используют для тепловой изоляции поверхностей температурой от --180 до +100 °С.

Пенопласты, изготовляемые способом заливки. Пенопласты изготовляют из смеси, которая состоит из резольных фенолоформальдсгидных смол (ФРВ-1, ФРВ-2, ФРВ-1А, «Резоцел» с применением алюминиевой пудры), вспенивающего и отверждающего агента (ВАГ-1, ВАГ-2, ВАГ-3).

Теплоизоляционные изделия из пенопластов марок ФРП-1 и Резопен (ГОСТ 22546--77 *) получают способом заливки. Такие пенопласты представляют собой жесткие газонаполненные материалы с замкнутой ячеистой структурой. Цвет пенопласт розовый. Пенопласт ФРП-1 изготовляют из смеси, составленной по рецептуре III, а пенопласт Резопен -- из смеси, составленной по рецептуре IV.

Изделия из пенопласта ФРП-1 и Резопен выпускают в виде цилиндров, полуцилиндров, сегментов и отводов. Размеры цилиндров и полуцилиндров (мм): внутренний диаметр--от 47 до 221 (полуцилиндры дополнительно 275 мм): длина--1000 и 1500; толщина -- 30, 40, 50 и 60. Диаметр сегментов, укладываемых по окружности в количестве трех штук, от 327 до 532 мм; укладываемых по окружности в количестве четырех штук--от 633 до 1023 мм; длина 1000, 1500 мм; толщина 30, 40, 50, 60 мм. Диаметр отводов с углом 90° от 47 до 428 мм, толщина 30, 40, 50 мм.

Применяют изделия для изоляции промышленного оборудования, трубопроводов и их отводов, а также строительных ограждающих конструкций.

Теплоизоляционные плиты из пенопласта ни основе резольных фенолоформальдегидных смол (ГОСТ 20916--87) по средней плотности (50, 80, 90 кг/м³) подразделяют на марки 50, 80, 90. Теплопроводность плит в зависимости от марки составляет при средней температуре 298 К соответственно 0,041; 0,044 и 0,045 Вт/(мК); прочность на сжатие при 10%-ной деформации--0,05; 0.13; 0,2 МПа; на изгиб--0,08; 0,18 и 0,26 МПа.

Размеры (мм): длина -- от 600 до 3000 с градацией 100 мм; ширина--от 500 до 1200 с градацией 100 мм; толщина--от 50 до 170 с градацией 10 мм.

Плиты применяют для изоляции строительных ограждающих конструкций при температуре изолируемой поверхности не выше 130°С.

Теплоизоляционные изделия должны быть завернуты в битумную или дегтевую бумагу и упакованы в коробки из картона. В таком виде их можно транспортировать любым видом транспорта на любое расстояние. Хранят изделия в упакованном виде в сухом помещении.

Известны также модификации фенольно-резольных пенопластов, разработанные НПО «Полимерсинтез»: Виларес-400, РНП-60А и др. Эти пенопласты являются многокомпонентными и использование их в конструкциях затруднено.

ЦНИИпроектлегконструкцией разработан достаточно дешевый заливочный пенопласт Пенорезол. Он относится к трудногорючим материалам (группа Г1), не распространяет пламени и не выделяет при пожаре токсичных веществ.

Порспласты на основе мочевиноформальдегидных смол.

В последние годы в России активно велись разработки карбамидных пенопластов, которые представляют собой трудногорючий полимерный пористый материал с открыто-ячеистой структурой, получаемой воздушным вспениванием композиции на основе карбамидоформальдегидной смолы.

Карбамидные пенопласты - это безнапорные пены, которыми можно заполнять большие открытые полости при неограниченном времени заливки, а также длинные замкнутые по периметру каналы. Их отличают низкая стоимость и доступность сырья, невысокая плотность (25-40 кг/м³), морозо- и биостойкость, трудногорючесть, стойкость к действию большинства органических растворителей. Недостатки - невысокая механическая и адгезионная прочность, значительное водо- и влагопоглощение, хрупкость, повышенная технологическая усадка, наличие кислотной коррозионной среды. Для эффективного применения заливочных карбамидных пенопластов в металлических конструкциях необходимо решить проблемы, связанные с усадкой, трещиностойкостью, адгезией и защитой металла от коррозии.

К этой группе материалов относится мипора (ТУ 6-05-1112--79) -- жесткий поропласт, похожий на отвердевшую рыхлую лену, белого или желтоватого цвета, с открытой ячеистой структурой. Ее изготовляют из мочевины, водного раствора смеси формальдегида (формалина), глицерина, пенообразователя и фосфорно-кислого аммония.

Средняя плотность мипоры не более 18 кг/м³; теплопроводность при средней температуре 298 К -- 0,035 Вт/(мК); прочность на сжатие не менее 0,025 МПа; содержание влаги не более 15% по массе; содержание свободного формальдегида 0,003% по объему. Материал трудносгораемый; температура воспламенения 397 °С.

Мипору выпускают марок М и Н в виде прямоугольных блоков длиной 950... 1100 мм; шириной 440...500 мм; высотой 200...300 мм. Блоки мипоры транспортируют упакованными в водонепроницаемую бумагу с обвязкой шпагатом в крытых вагонах. Хранят в сухих вентилируемых помещениях.

Применяют мипору в качестве теплоизоляционного материала в пассажирских вагонах, холодильных камерах, для передвижных и контейнерных инвентарных зданий, а также в стационарных и транспортных сосудах для хранения и перевозки жидкого кислорода.

Одна из разновидностей карбамидных пенопластов - Пеноизол, разработанный фирмей МЕТТЭМ. Его изготовляют беспрессовым способом с помощью мобильных малогабаритных установок производительностью от 3 до 8 м³/ ч, которые можно использовать как стационарно для изготовления плит, так и непосредственно на стройплощадке для изоляции пустотелых конструкций.

Это полимерный материал, полностью изготавливаемый из отечественного сырья. При помощи предлагаемого оборудования заполняют подлежащее изоляции пространство. Материал производится также в виде плит, размер которых 500 х 600 х 100 мм, и дробленой крошки.

Разработчики и производители рекламируют этот материал, предлагая широко использовать его в жилищном и промышленном строительстве. Однако, есть ряд аспектов, связанных с природой этого материала, которые заставляют очень осторожно оценивать его долговечность особенно в условиях увлажнения, как сорбционного, так и капельного.

Кроме того, его внешнее сходство с мипорой дает возможность недобросовестным производителям выдавать за пеноизол некачественный, недолговечный материал.

Вспененные синтетические каучуки и полиэтилен.

В последнее десятилетие за рубежом получило развитие производство эластичных утеплителей для теплоизоляции труб, инженерных коммуникаций жилых и производственных зданий из вспененного синтетического каучука и пенополиэтилена. Такую продукцию на российском рынке предлагают фирмы Armstrong (США), Termaflex (Нидерланды), L'lsolante K-Flex (Италия) и др.

Теплоизоляция из вспененных полимерных материалов изготовляется в виде труб и листов. Трубчатые оболочки применяются для теплоизоляции стальных, медных и пластмассовых трубопроводов с наружным диаметром от 6 до 160 мм. Толщина изоляционного слоя составляет 6-32 мм. Для теплоизоляции труб большого диаметра, соединительных деталей, арматуры, трубопроводов некруглого сечения и оборудования выпускаются плоские листы и рулоны различной толщины, в том числе с клеевым слоем.

Плотность изоляции из вспененного полиэтилена составляет 33-40 кг/м³, из вспененного каучука - 65-80 кг/м³, из вспененного полиуретана - 25 кг/м³. Количество закрытых пор у таких утеплителей должно быть не менее 90%.

В зависимости от марки теплоизоляционные материалы используют в диапазоне температур от -200 до +175°С, т.е. они применимы для теплоизоляции не только систем отопления, водоснабжения и кондиционирования, но и технологических трубопроводов.

Изоляция из вспененных полимеров технологична, химически и водоустойчива, способна обеспечить экономию до 70% тепла, а также надежную защиту трубопроводов от запотевания и образования конденсата при сохранении собственных параметров в течение длительного времени.

Компания Armacell производит и реализует на российском рынке такие теплоизоляционные материалоы, как Armaflex на основе вспененного каучука (трубки и листы), Tubolit (полиэтиленовая изоляция труб) и оболочки труб, известные как ОКА материалы.

Итальянская фирма L'lsolante K-Flex - один из ведущих производителей изоляционных материалов на основе вспененных каучуков K-Flex. Благодаря равномерной мелкоячеистой закрытопористой структуре изоляция K-Flex характеризуется высокими теплоизолирующей способностью (теплопроводность 0,04 Вт/(м-К) и коэффициентом сопротивления водяному пару (> 5000). Толщина изоляции 6-12 мм. Вспененный каучук K-Flex обладает высокой адгезией к приклеивающим составам (эффект холодной сварки) и предназначен для изоляции поверхностей любого типа.

Теплоизоляция из вспененного полиэтилена благодаря высокой эластичности, закрытоячеистой структуре, низкой паропроницаемости находит все более широкое применение. Так, материалы фирмы Termaflex можно использовать в холодильной технике, системах кондиционирования,вентиляции, отопления и водоснабжения в диапазоне температур от -80 до +110°С. Для различных условий эксплуатации выпускается широкий ассортимент изоляционных изделий марок Терма-флекс и Термашит: в виде трубок диаметром от 6 до 114 мм, толщиной от 6 до 25 мм, плит и рулонов. Для защиты от воздействия агрессивных сред, ультрафиолетовых лучей и других факторов используется изоляция со специальными покрытиями (резина, алюминий, пленки). Применение замка-защелки, специального клея, материалов на самоклеящейся основе позволяет экономить не менее 50% времени при монтаже изоляции.

В отечественной и зарубежной промышленности и строительстве все большее развитие получают теплоизоляционные материалы с отражающим покрытием (отражающая изоляция). На отечественном рынке теплоизоляционных материалов представлены различные утеплители, дублированные алюминиевой фольгой толщиной от 7 до 30 мкм. Среди них особое место занимают такие материалы, работающие по принципу отражающей изоляции, как Пенофол, Армофол, самоклеящаяся алюминиевая лента.

Пенофол - это тепло-, шумо- и пароизоляционный материал с высоким коэффициентом отражения излучаемой тепловой энергии. Он состоит из одного или двух слоев алюминия толщиной 12-30 мкм и слоя вспененного полиэтилена. Плотность материала 44 кг/м³, толщина 3-10 мм, ширина 600 и 1200 мм, теплопроводность 0,038 Вт/(м-К), звукопоглощение не менее 32 дБ. В качестве изоляции Пенофол по мнению разработчиков способен отражать 97% теплового излучения зимой и 93% - летом. Пенофол повышает теплозащитные свойства конструкций без увеличения их объема. Он используется как в качестве самостоятельной теплозвукоизоляции, так и совместно с другими изоляционными материалами. Являясь пароизолятором, он полностью заменяет в ограждающих конструкциях дополнительную изоляцию. Однако, на наш взгляд, к декларируемым разработчиками свойствам следует относиться весьма осторожно, т.к. в стационарных процессах теплопередачи при достаточно низких температурах, а в таковых работает болльшинство конструкций тепловой изоляции, доля лучистой составляющей пренебрежимо мала.

Армофол - это полимерная сетка с одно- или двухсторонним покрытием из алюминиевой фольги. Самоклеящаяся алюминиевая лента предназначена для проклейки швов при использовании Пенофола и Армофола.

Из вспененного полиэтилена завод выпускает изделия марки Энергофлекс - трубки, рулоны, шнуры. Плотность изделий 25 кг/м³, теплопроводность 0,038 Вт/(м-К). Они предназначены для систем вентиляции, кондиционирования, водоснабжения и отопления при температуре от -40 до +100°С.

Российская фирма "ТИКО", занимающаяся разработкой и внедрением новых технологий, материалов и приборов, организовала серийное производство теплоотражающего состава "Жидкая фольга" и нового утеплителя Полиал с теплоотражающим покрытием из "Жидкой фольги".

После нанесения на любую поверхность "Жидкая фольга" образует эластичное пленочное покрытие с теплоотражающими свойствами, аналогичными свойствам медной и алюминиевой фольги. Покрытие характеризуется хорошей адгезией к различным материалам (ткань, бумага, резина, пленки, дерево, кожа, металлы и др.), влагонепроницаемостью, температу-роустойчивостью (от -60 до +150 °С), долговечностью, экологической чистотой (возможен контакт с пищевыми продуктами).

"Жидкая фольга" является хорошим герметиком и антикоррозионным материалом. теплоизоляционный пластмасса пенопласт смола

Полиал - это утеплитель плотностью 34 кг/м³ на основе пенополиэтилена с эластичным покрытием из "Жидкой фольги". Он отличается эластичностью, влагонепроницаемостью, температуроустойчивостью (от -60 до +75 °С), маслобензостойкостью, долговечностью, экологической чистотой. Полиал применяется для утепления дачных домов, бытовок, гаражей, лоджий, фундаментов, инженерных коммуникаций и т.д. Его можно укладывать под любое напольное, потолочное и стеновое покрытие. Крепление Полиала осуществляется с помощью клея или механическим способом.

На основе полиэтилена высокого давления, а также сополимера сэвилен ОАО "Ижевский завод пластмасс" выпускает эластичный вспененный материал марки Изолон. Благодаря закрытой пористой структуре он характеризуется не гигроскопичностью и высокими теплоизоляционными свойствами (при плотности 33 кг/м³ теплопроводность составляет 0,031-0,032 Вт/(м-К). Изолон выпускается толщиной 1-50 мм и поставляется в листах и рулонах шириной до 1,6 м. Он используется для дополнительного утепления зданий, в системах водоснабжения, кондиционирования и вентиляции, в холодильном оборудовании и др. Могут быть изготовлены материалы с огнегасящими добавками (группы горючести Г1 и Г2), а также дублированные фольгой, металлизированной пленкой, тканями и др. Изолон успешно заменяет импортные материалы, традиционно используемые в качестве подложек под ламинированный паркет, демпфирующих гидроизоляционных мембран и т. п.

Один из вариантов отражающей теплоизоляции марки Фольгоизолон-Л предлагает 000 "Тизома". Фольгоизолон-Л представляет собой экструзионный пенополиэтилен Изолон, термически дублированный металлизированной лавсановой пленкой. Материал имеет закрытопористую масло-, бензо-, влагостойкую структуру и одновременно выполняет функции пароизоляции и ветрозащиты. Коэффициент теплопроводности материала составляет 0,031-0,036 Вт/(мК). Температурный режим эксплуатации этого материала от -60 до +95°С.

Эффективные утеплители марки Фольма, отражающие до 97% теплового излучения, производит ОАО "Тверьстеклопластик". Фольма представляет собой комбинированный материал на основе вспененного полиэтилена, стеклохолста или стеклоткани с покрытием из алюминиевой фольги. Материал характеризуется экологической чистотой, минимальными теплопотерями при небольшой толщине (принцип термоса), устойчивостью к воздействию УФ-излучения, звукопоглощающей способностью, не подвержен коррозии и гниению. В зависимости от марки материала его толщина колеблется от 0,2 до 10 мм, теплопроводность - от 0,038 до 0,057 Вт/(мК), температура применения - от -60 до +130 °С. По горючести Фольма относится к группе Г1, по воспламеняемости - к группе В1 (по ГОСТ 30244-94). Материал предназначен для утепления стен, полов, потолков, кровли и т.п., для изоляции в системах "Теплый дом", а также в системах отопления, водоснабжения и вентиляции.

ЗАО "ККИП" производит рулонные теплоизоляционные материалы Фомисол и Изобабл. Эти влаго- и паронепроницаемые теплоизоляционные материалы представляют собой вспененный или пузырьковый полиэтилен с отражающим покрытием из металлизированной полипропиленовой пленки или из защищенной алюминиевой фольги. Они характеризуются высоким термическим сопротивлением и могут быть использованы во всех случаях, когда возникает необходимость сохранения тепла или холода.

Погонажные изделия марки Вилатерм из вспененного пищевого полиэтилена с мелкоячеистой закрытопористой структурой выпускает ОАО "Стройдеталь". Эти изделия изготовляются в виде труб (сплошного сечения и с отверстиями) диаметром 30-80 мм, длиной 3-6 м, а также в виде листов и полос размером 70х70, 100х70 и 200х8 мм. Изделия предназначены для уплотнения стыков ограждающих конструкций сборных и монолитных зданий и их элементов, изоляции систем водоснабжения и холодильного оборудования, звукоизоляции междуэтажных перекрытий и полов, демпфирования и амортизации напряжений.

Размещено на Allbest.ru