Wilfried Zapke – Tłumaczył Bronisław Bartkiewicz

Materiały izolacyjne z twardej pianki poliuretanowej są to twarde tworzywa piankowe, w których strukturze zawarte jest powyżej 90% zamkniętych przestrzeni. Powstają one przez zmieszanie ciekłych składników podstawowych poliizocyjanianu i polyolu, czyli związków chemicznych posiadających grupę hydroksylową z dodanymi środkami porotwórczymi. Bezpośrednio po wymieszaniu poliizocyjanianu i polyolu zachodzi reakcja chemiczna, podczas której środek porotwórczy odparowuje. Przy czym mieszanina spienia się, powiększając 30-krotnie swoją objętość. Powstaje twarda piana z mnóstwem małych, zamkniętych komórek, które otaczają odparowujący środek porotworczy.

Najprostszą formą otrzymywania jest mieszanie obu składników i późniejsze wprowadzanie do form. Po wypienieniu i leżakowaniu gotowe bloki można dalej przerabiać przez cięcie i skrawanie na płyty lub odpowiednie profile.

Przy tzw. wytwarzaniu ciągłym mieszninę reakcyjną przerabia się w urządzeniu z dwiema taśmami wyłożonymi warstwą z papieru bitumicznego, folii aluminiowej lub kartonu. Przy tym mieszanina jest równomiernie rozkładana na jednej, dolnej z dwóch taśm. Mieszanina pieni się, osiąga górną taśmę i przykleja się do niej, tworząc jedną warstwę. W tej technologii istnieje rownież możliwość przygotowywania płyt z przekładkami. Jako warstwy zewnętrzne można wykorzystywać:

  • stal lub aluminium,
  • płyty gipsowo – kartonowe,
  • płyty,
  • sklejkę drewnianą.

    Proces spieniania można rozpocząć i sterować nim różnymi sposobami. Jak już wspomniano, pienienie może nastąpić na drodze czysto fizycznej – przez dodanie środka porotwórczego do jednego ze składników. Jeszcze przed kilku laty norma wymagała zastosowania do spieniania FCKW – fluorochloroalkanów. Wraz z rozwojem techniki wytwarzania, która nie wymaga stosowania FCKW, z końcem roku 1992 zrezygnowano z określania rodzaju środka porotwórczego. Obecnie możliwe jest już, wytwarzanie twardej pianki poliuretanowej bez dodatku FCKW.

    Jako środki zastępcze oferowane są FCKW częściowo halogenkowane, oraz Pentan, ktory nie wykazuje właściwości uszkadzania warstwy ozonowej. Kolejny znany od lat sposób spieniania polega na tym, że składnik polyol dodaje się w niewielkich, dokładnie odmierzonych ilościach do wody, zapoczątkowując reakcję chemiczną pomiedzy izocyjanianem i wodą. Przy tym uwalnia się dwutlenek wegla jako gaz porotworczy, który w przestrzeniach zamkniętych pozostaje tylko przez krótki czas, a po 3 do 6 tygodniach zastępuje go powietrze.

    Wytwarzanie twardej pianki poliuretanowej jest procesem technicznie dojrzałym. Stosowane składniki poliizocyjanian i polyol charakteryzują się bardzo niską prężnością pary. Według danych producenta wartość MAK – maksymalne stężenie zanieczyszczeń w powietrzu pomieszczenia dla izocyjanianu podczas reakcji można utrzymać na poziomie 0,005 ppm. Jednakże w tej sytuacji powstaje niebezpieczeństwo, że reakcja w urządzeniu pełnotechnicznym nie przebiegnie ilościowo w 100% i że w niekorzystnych warunkach może cofnąć się, tworząc produkty wyjściowe z wyrobu końcowego.

    Nie udało się znaleźć danych dotyczących wydzielania szkodliwego poliizocyjanianu w pomieszczeniach. Możliwe, że przyczyną tego stanu jest fakt, że nakłady na analitykę, gwarantującą dokładne oznaczenie minimalnych stężeń poliizocyjanianu są względnie wysokie.

    Wskazówki praktyczne
    Z punktu widzenia możliwości użytkowych nie występują istotne rożnice pomiędzy różnymi sposobami spieniania. Grubość warstwy izolacyjnej, z uwzględnieniem ewentualnej warstwy okładzinowej zawiera się pomiędzy 20 a 140 mm, przy czym z punktu widzenia przewodności cieplnej materialy te należą do klas 020, 025, 030, 035 lub 040. Przy tej klasyfikacji uwzglednia się zarówno wpływ środka porotwórczego, jak i warstwy okładzinowej.



    Twarde pianki poliuretanowe pod względem odporności ogniowej powinny odpowiadać co najmniej klasie B2 wg DIN 4102 (normalnie zapalne) z uwzględnieniem dowolnej warstwy osłonowej lub materiału konstrukcji nośnych. Przez dodatek specjalnych preparatów ognioodpornych mogą osiągnąć klasę trudno zapalne (B1).

    Podczas spalania poliuretanu powstaje wiele produktów toksycznych, zależnie od sposobu i temperatury spalania. Między innymi powstaje HCN (cyjanowodór), benzen i toluen. Dodatki przeciwzapalne, stosowane w celu obniżenia palności, które mają spełnić swoje zadanie przy obciążeniu termicznym, mają również negatywną stronę. Mianowicie podczas ich spalania powstają substancje o większej toksyczności, niż podczas spalania “czystego” tworzywa.

    Alternatywy
    Zamiast pianki poliuretanowej mogą być stosowane wszystkie znane dytychczas materiały izolacyjne. Za każdym razem dobrze jest sprawdzić relacje cena/efekt. Jeśli istotna jest wytrzymałość materiałów izolacyjnych, należy skorzystać z pianek wytłaczanych (XPS) lub szkła piankowego. Również względy ekologiczne powinny być uwzględniane przy wyborze.

    Normalizacja
    W przedmiocie wytwarzania, cechowania i kontroli jakości oraz stosowania materiałów izolacyjnych obowiązuje DIN 18 164-1 “Piankowe tworzywa sztuczne jako materiały izolacyjne w budownictwie;materiały do izolacji cieplnej”

    Literatura
    CAMMERER W. F.: W-rme – und K-lteschutz im Bauwesen und in der Industrie. (Ochrona przed ciepłem i zimnem w budownictwie i w przemyśle) Springer Verlag, Berlin 1995.
    G-SELE/SCHfLE: Schall, W-rme, Feuchte; Grundlagen, Erfahrungen und praktische Hinweise f.r den Hochbau (Dźwięk, ciepło, wilgoć; Podstawy, doświadczenia i wskazówki praktyczne dla budownictwa). Bauverlag, Wiesbaden 1989.
    PN-91/B-02020. Ochrona cieplna budynków. Wymagania i obliczenia.