Наполнитель PIR для сэндвич-панелей: особенности и характеристики

В 1937 году группа немецких ученых под руководством Отто Байера впервые синтезировала новый полимерный материал с необычными физико-механическими характеристиками – пенополиуретан (ППУ). Конкретные свойства нового продукта зависят от процентного соотношения исходных компонентов (полиола и изоцианурата) и температуры полимеризации. Полиол придает материалу гибкость и упругость (его минус – низкая прочность), изоцианурат придает прочность и твердость (минус – хрупкость). Материал практически сразу получил широкое практическое применение в строительстве. Несколько позже появилась огнестойкая модификация ППУ – полиизоцианурат (PIR, ПИР). В западных странах его начали применять с 60-х годов. В СССР ППУ появился в 80-х годах, но его использование в то время было ограничено.

Особенности производства пенополиизоцианурата

Пенополиизоцианурат (ПИР) – модифицированный пенополиуретан – жесткий утеплительный материал, который, как и ППУ, получают в результате реакции полиола и изоцианурата. Имеет закрытую ячеистую структуру. Количество закрытых ячеек составляет 95-97%. При производстве ПИР соотношение изоцианурата к полиолу составляет 2:1 (это больше, чем при синтезе ППУ), а температура полимеризации более высокая.

В ходе этой реакции избыточный изоцианурат вступает в реакцию с самим собой с формированием прочных и устойчивых связей. Конечный продукт – полимеризованный изоцианурат, армированный полиуретаном (PIR). По внешним признакам отличить ППУ от ПИР невозможно.

Преимущества пенополиизоцианурата

Благодаря тому, что по химическому составу эти полимерные материалы очень близки, ПИР сохраняет все положительные свойства ППУ, среди которых:

  • низкая теплопроводность;
  • небольшая плотность в сочетании с прочностью на сжатие;
  • паро- и влагонепроницаемость;
  • длительный рабочий период.

Дополнительный плюс ПИР – высокая огнестойкость. По сравнению с ППУ, ПИР более устойчив к воздействию некоторых агрессивных сред и интенсивным УФ-лучам.

Эксплуатационные характеристики PIR-наполнителей для сэндвич-панелей

Физико-механические характеристики пенополиизоцианурата обеспечивают его широкое применение в строительстве, в том числе в качестве утеплителя сэндвич-панелей. В США примерно 76% плоских крыш теплоизолированы с использованием плитного PIR. Широко применяется этот материал и для теплоизоляции коммерческих объектов в Европе. Ежегодно ПИР расширяет свое присутствие на рынке теплоизоляционных материалов на 3 %.

Плотность пенополиизоцианурата

Утеплитель PIR имеет низкую плотность – всего 38-41 кг/м3, что обеспечивает невысокую нагрузку на фундамент здания.

Теплопроводность

Полимерный материал ПИР лидирует по теплосберегающим характеристикам среди утеплителей благодаря закрыто-ячеистой структуре и PIR-матрице, обладающей низкой способностью проводить тепло.

Коэффициент теплопроводности ПИР – 0,021 Вт/м*К, его величина находится в обратной пропорциональной зависимости от плотности. Чем меньше плотность материала, тем выше его теплоизоляционные свойства. Проведенные испытания показали, что низкая теплопроводность пенополиизоцианурата сохраняется в течение всего срока службы утеплителя. – гарантировано не менее 50 лет.

Влагоустойчивость

ПИР-утеплитель практически не впитывает влагу даже при отсутствии внешних защитных слоев. При относительной влажности воздуха 100% материал впитывает всего 2% влаги. В сэндвич-панелях теплоизоляционный сердечник полностью защищен от влаги наружными металлическими облицовками. Торцы панелей закрывают пленкой, которую снимают только при монтаже сэндвич-панелей.

При качественном монтаже между сэндвич-панелями зазоры отсутствуют, поэтому утеплитель со всех сторон надежно защищен от влаги.

Самозатухание

Под воздействием высоких температур пенополиизоцианурат обугливается (карбонизируется), что обеспечивает низкую горючесть этого полимерного материала. Пористая углеродистая матрица, образующаяся на поверхности, не пропускает кислород. Благодаря такому эффекту горение предотвращается как внутри наполнителя, так и на его поверхности.

Благодаря свойству оперативного самозатухания сэндвич-панели с пенополиизоциануратом используются для термоизоляции топливных баков в военной, авиационной, космической индустрии, где особенно важно изолировать от огня взрывоопасные и горючие компоненты. PIR востребован при возведении объектов производственного и стратегически важного назначения с особыми требованиями к эксплуатации.

Группа горючести PIR-панелей – Г1:

  • не выделяет токсичные компоненты;
  • предотвращает распространение огня;
  • не образует расплавленные капли.

Длительный рабочий период

Зарубежные эксперты осмотрели дома, построенные 50 лет назад с использованием сэндвич-панелей с полиуретановым утеплителем. Они активно эксплуатируются по сегодняшний день. Эти строения, в том числе материал утеплителя, полностью соответствуют стандартизированным требованиям по прочности и теплоизоляционным характеристикам, экологическим нормам.

Экологичность

Производство наполнителя PIR безопасно для окружающей среды при условии использования веществ, не разрушающих озоновый слой.

В соответствии с гигиеническими нормами ПИР-панели разрешены для использования в холодильных установках, предназначенных для хранения пищевой продукции.

Биологическая нейтральность

Утеплительные панели из пенополиизоцианурата устойчивы к воздействию микроорганизмов. Они не гниют, не повреждаются плесенью и гнилью, насекомыми-вредителями и грызунами.

Устойчивость к неблагоприятным внешним условиям

ПИР-теплоизоляторы сохраняют рабочие характеристики в широком температурном интервале – от -50 ̊C до +80 ̊C. Эти материалы устойчивы к суточным и сезонным перепадам температур, агрессивным средам, содержащим кислоты и щелочи.

Сравнение PIR с другими видами наполнителей сэндвич-панелей

Стабильный рост популярности ПИР-утеплителя объясняется его преимуществами по эксплуатационным характеристикам по сравнению с другими теплоизоляторами.

Толщина стены в зависимости от используемого материала при равном сопротивлении теплопередаче

Таблица сравнения свойств пенополиизоцианурата и других утеплителей

ХарактеристикиPIRППУМинватаПенополистирол
Плотность, кг/м338-4125-10015-16015-50
Теплопроводность, Вт/(м2*К)0,0210,022 — 0,0400,037 — 0,0450,030 — 0,045
ВпитываемостьПоглощение влаги 2% при 100% относительной влажности воздухаПоглощение влаги 2% при 100% относительной влажности воздухаПоглощение влаги до 18%. При воздействии влаги материал безвозвратно утрачивает теплоизолирующие свойстваДо 6%
Устойчивость к агрессивным средамПовышеннаяНевысокаяПовышеннаяУстойчив к слабым растворам кислот, солевым растворам, удобрениям, спиртам
ЭкологичностьДопущен к применению в жилых помещениях и холодильных камерах. Производство экологичноеДопущен к применению в жилых помещениях и холодильных камерах. Производство экологичноеДопущен к применению в жилых помещениях и холодильных камерах.Низкая
Сопротивление теплопередачеВ 1,5-1,7 раза выше нормативныхВ 1,5-1,7 раза выше нормативныхВ пределах нормыВ пределах нормы
Технологические преимуществаБезопасный монтаж, не требующий применения специальных СИЗБезопасный монтаж, не требующий применения специальных СИЗБезопасный монтаж, не требующий применения специальных СИЗБезопасный монтаж, не требующий применения специальных СИЗ
Уровень горючестиГ1Г3НГГ3

Применение сэндвич-панелей с теплоизоляционным сердечником из пенополиизоцианурата сегодня актуально при возведении не только военных и других стратегически важных объектов, но и при строительстве зданий коммерческого, спортивного, складского назначения, а особенно для холодильных камер и низкотемпературных складов.

Сэндвич-панели PIR производства Ruspan

Наша компания Ruspan производит теплоизоляционные сэндвич-панели для коммерческого и промышленного строительства, в том числе стеновые и кровельные панели с сердечником из пенополиизоцианурата. Производство сэндвич-панелей PIR осуществляется на заводе в г. Невинномысск Ставропольского края.

СерияПокрывные листыТолщина, ммШирина, ммВыпускаемые длины, ммПрименение
Кровельные сэндвич-панели KS1000 RWметалл/металл40 — 9010002000 – 9000Кровля, перекрытие, полы
100 — 2002000 – 13000
Стеновые сэндвич-панели KS1150 TL80 — 20011502000 — 13000Холодильные камеры, наружные стены, внутренние перегородки, потолки
Стеновые сэндвич-панели KS1000-1170 TF40 – 170
30 — 60
1000
1170

Вам может быть интересно
Хранение и транспортировка сэндвич-панелей
О пожарной безопасности сэндвич-панелей