В статье приводятся данные о преимуществе жестких пенополиуретана и полиизоцианурата (PUR и PIR) по сравнению с близкими аналогами по области применения, а также обзор исследований по их модификации с целью улучшения теплоизоляционных свойств и снижения горючести.
УДК 691.1; 699.8
М.В. ГРАВИТ, канд. техн. наук, доцент, кафедра «Строительство уникальных зданий и сооружений», А.С. КУЛЕШИН, студент, П.Д. МОРОЗОВСКИЙ, студент, Е.С. ОСЕТРОВА, студентка, Е.Н. ГЕРАСИМОВА, студентка, кафедра «Строительство уникальных зданий и сооружений», Инженерно-строительный институт, Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого
Ключевые слова: строительство, теплоизоляция, полиол, изоцианат, пенополиуретан, пенополиизоцианурат, напыляемые системы, PUR и PIR пена, жесткая пена
Keywords: construction, thermal insulation, polyol, isocyanate, polyurethane foam, foam polyisocyanurate, sprayed systems, PUR and PIR foams, rigid foam
Анализ технических характеристик и состояния рынка производства пенополиуретана и полиизоцианурата в России и в других странах показал, что для широкого исследования и распространения данных материалов необходимо разработать и внедрить единые стандарты в России на основе уже применяемых стандартов в Европе, а также с учетом научных исследований и опыта применения крупных производителей PUR и PIR пен. Дальнейшее развитие технологии изготовления теплоизоляционных напыляемых жестких PUR и PIR пен требует единообразия технических характеристик исходных компонентов, создания единой информационной базы по системам сырья и вспомогательным материалам, применяемым при производстве пены PUR и PIR и стандартов по параметрам качественных и количественных характеристик получаемых конечных продуктов.
Преимущества и модификации жестких закрытоячеистых PUR и PIR пен
Положительное проявление комплекса свойств, надежности и экономичности полиуретанов определяет широкое практическое применение ППУ изоляции, и в настоящее время альтернатива подобным материалам отсутствует.
Теплоизоляционные жесткие закрытоячеистые PUR и PIR пены можно получить на строительной площадке посредством смешивания двух компонентов [1]:
− смесь полиэфиров (полиолов), вспенивающих агентов, катализаторов, регулятора пены и различных добавок для улучшения свойств;
− изоцианатный продукт (MDI – метилендифенилдиизоцианат или TDI – толуилендиизоцианат).
Пены имеют ячеистую структуру, содержащую, как правило, воздух, включая азот и углекислый газ в общем объеме порядка 90-95%. Закрытые поры исключают появление влаги, плесени и гнили, в отличие от открытоячеистых материалов. Одним из важнейших преимуществ данных теплоизоляционных материалов является низкая теплопроводность: 18-25 мВт/(м·К), которая превосходит другие коммерчески доступные изоляционные материалы [2-3].
Вспенивание PUR и PIR происходит с помощью вспенивающих агентов: фреона, пентана, вспенивателя HFC 245fa, CO2 или воды. Используемыми добавками при напылении PUR и PIR пены могут быть антипирены, наполнители, красители, удлинители цепи, бесфреоновые газообразователи, которые обычно применяются для защиты физической целостности ПУ, для окрашивания, а также способствуют формированию или уменьшают горючесть готовых изделий [4, 7].
В зависимости от зоны применения в строении, толщина слоя теплоизоляции из пенополиуретана варьируется для получения максимального эффекта, и ППУ наносится в несколько слоев [5].
PIR – это модифицированный PUR с преобладанием в системе изоцианатной группы и другим соотношением полиола. Доля MDI выше, а вместо полиолов на простых эфирах в реакции используется полиэфирный полиол. Катализаторы и добавки, используемые для получения PIR, также отличаются от тех, которые применяются в PUR [6].
PIR-пены получают в соотношении 1:2 (полиола и изоцианата), PUR-пены в пропорциях 1:1. Полимеризация PIR проводится при более высокой температуре, чем у PUR, в результате избыточный изоцианурат вступает в реакцию с самим собой, образуя более прочные и устойчивые связи [7].
Преимущества PUR и PIR пен с закрытоячеистой структурой перед пеной с открытой ячейкой: прочность, лучшие теплозащитные свойства, большая устойчивость к утечкам воздуха и водяного пара [8].
Пенополиуретаны эффективно сорбируют незаряженные крупные гидрофобные молекулы, такие как нафталин, пирен, бензопирен. Сорбционные свойства пенополиуретанов изменяются в результате модифицирования их поверхности различными реагентами. Пенополиуретаны, модифицированные органическими соединениями (органическими реагентами), образующими устойчивые комплексы с металлами, извлекают их более эффективно, чем немодифицированные [9].
У пенополиуретана, модицифицированного керамическими наночастицами [10], выявлены общие закономерности изменения плотности, твердости, прочности и удлинения при разрыве, а также стойкости к абразивному истиранию пенополиуретанов в зависимости от наполнителя (его вида и времени механохимической обработки).
Установлено, что влияние биопродуктов, таких как кукурузный крахмал, рапсовый глицерин, а также пропиленгликоль на основе нефти, в качестве бифункциональных и трифункциональных удлинителей цепи характеризуется более высоким долгосрочным водопоглощением по сравнению с пенополиуретановой пеной. Пены, содержащие (5-25%) кукурузного крахмала, демонстрируют значительно более низкие значения плотности и прочности на сжатие, а также размер ячейки по сравнению с пенополиуретановой пеной. Наибольшую прочность на сжатие и низкую теплопроводность получают для пенопластов с 25% рапсового глицерина [11].
Различные биосырьевые материалы, такие как рапсовое и талловое масло, могли бы являться сырьем для производства пенополиуретанов, по данным [12]. Обычно снижение воспламеняемости ПУ материалов достигается добавлением антипиренов, галогенсодержащих соединений и фосфатов. Можно считать, что галогенированные антипирены выделяют летучие соединения из материалов и образуют токсичные газовые продукты во время горения. Добавка терморасширяемого графита снижает токсичность получаемых продуктов реакции. Различные вспенивающиеся расширяемые графитовые огнезащитные составы обеспечивали значительное снижение воспламеняемости при сохранении низкой теплопроводности изоляционных материалов.
Тонкодисперные конвертерные шлаки могут рассматриваться как эффективные наполнители в жестких пенополимерных композициях и применяться для улучшения строительно-технических свойств наполненных пенополиуретанов с целью применения их в качестве теплоизоляционного слоя в композитной металлочерепице [13]. Производство кровельных элементов осуществлено в Липецкой области и характеризуется значительным экономическим эффектом.
Компания Dow Chemical проводит научные исследования по полиизоциануратным пенам [14]; американская химическая компания Huntsman исследовала влияние ингредиентов рецептуры полиизоциануратов на их эффективность [15-16]. Вопрос эффективности использования различных напыляемых ППУ поднимался в научных трудах [17-23], в выводах которых можно наблюдать позитивную оценку использования различных форм ППУ в строительной области и преимущества по многим параметрам в сравнении с традиционной минеральной ватой.
Кроме того, у PUR и PIR пен как теплоизоляционных материалов имеются такие преимущества, как отсутствие мостиков холода при бесшовной теплоизоляции, возможность изготовления теплоизоляционных «скорлуп» заданной формы путем прессования жидкого ППУ [24].
Несмотря на широкое распространение и большой объем научных исследований на всем этапе развития PIR и PUR пены, на сегодняшний день в России отсутствуют унификация технических характеристик исходных компонентов и единая информационная база по системам сырья и вспомогательным материалам, применяемым при производстве пены из PUR и PIR.
Анализ основных характеристик напыляемых PUR и PIR пен
Сравнительный анализ технических характеристик жестких PUR и PIR пен с закрытыми ячейками выполнен по крупным химическим производителям, и организациям-членам АПНППУ (Ассоциация производителей напыляемого пенополиуретана) и входящим в нее российским подрядчикам и дистрибьюторам; зарубежным компаниям – крупным производителям жестких пен PUR и PIR и поставщикам компонентов для российских компаний. Выбор российских подрядчиков и дистрибьюторов сделан по материалам, марки которых не совпадают с марками приведенных зарубежных производителей.
Основные параметры жесткой закрытоячеистой PUR и PIR пены соответствуют значениям, указанным в табл. 1-4. Для наглядности представлены наиболее важные характеристики PUR и PIR пен различных компаний с самыми существенными различиями.
Таблица 1. Сравнительный анализ плотности жестких ППУ
| Марки | Показатель плотности, кг/м3 | Компания | Метод |
| Российские подрядчики, дистрибьюторы и производители | |||
| Астраспрей 130 | 29-32 | ООО «Авентура» |
DIN EN ISO 845 (ГОСТ 409-77) |
| Астраспрей 145 | 46- 48 | ||
| Астраспрей 160 | 58-64 | ||
| PoliuretanSpray | 30-60 | ООО «Глобал Терм» |
ГОСТ EN 1602 ГОСТ 17177-94 |
| Химтраст СКН-30/141 Г3 | 26-28 | ЗАО «Химтраст» | |
| Химтраст СКН-40/141 Г3 | 38-43 | ||
| Химтраст СКН-60/141 Г3 | 50-60 | ||
| Химтраст СКН-100/141 Г3 | 90-100 | ||
| Химтраст СКН-30 Г2 | 30-35 | ||
| Химтраст СКН-40 Г2 | 38-43 | ||
| Химтраст СКН-60 Г2 | 50-60 | ||
| Химтраст СКН-100 Г2 | 90-100 | ||
| Химтраст СКН-40 Г1 | 38-43 | ||
| Химтраст СКН-60 Г1 | 50-60 | ||
| Теплоспрей | 40-60 | ООО «Теплоспрей» | |
| — | 30-100 | ООО «НСТ» | |
| Владипур 3017 | 30-70 | ООО «Владипур НВП» | |
| Изолан | 30-70 | ООО «Дау-Изолан» | EN ISO 845 (ГОСТ 409-77) |
| Европейские производители | |||
| PUREX NG | 35-65 | Polychem System | EN 1602 (ГОСТ EN 1602) |
| Elastospray (Lupranate M20S) | 32-61 | BASF PolyurethanesEurope | |
| Baymer Spray 150 | 32 | Covestro – Bayer | |
| Desmodur 44V20L (Desmodur VKS 20 F) | |||
| 53 | |||
| Baymer Spray 300 | |||
| США | |||
| Daltotherm +Suprasec | 30-65 | Huntsman | ASTM D1622/D1622M |
| Extrafoam TS 22011 | 35-45 | ||
| Extrafoam TS 22012 | 50-60 | ||
| Китай | |||
| Wanefoam (Wannate PM-200) | 30-50 | Wanhua ChemicalGroup | GB / T 21333-2008 |
Таблица 2. Сравнительный анализ теплопроводности жестких ППУ
| Марки | Показатель теплопроводности, Вт/м∙К | Компания | Метод | |
| Российские подрядчики, дистрибьюторы и производители | ||||
| Астраспрей 130 | 0,023 | ООО «Авентура» |
DIN 52612 (ГОСТ 7076-99) |
|
| Астраспрей 145 | 0,0218 | |||
| Астраспрей 160 | 0,0229 | |||
| PoliuretanSpray | 0,02-0,028 | ООО «Глобал Терм» |
EN 12667 (ГОСТ 31925-2011) ГОСТ 7076-99 |
|
| Химтраст СКН-30/141 Г3 | 0,022-0,023 | ЗАО «Химтраст» | ||
| Химтраст СКН-40/141 Г3 | 0,023-0,024 | |||
| Химтраст СКН-60/141 Г3 | 0,025-0,027 | |||
| Химтраст СКН-100/141 Г3 | 0,03-0,032 | |||
| Химтраст СКН-30 Г2 | 0,023-0,025 | |||
| Химтраст СКН-40 Г2 | 0,023-0,025 | |||
| Химтраст СКН-60 Г2 | 0,025-0,027 | |||
| Химтраст СКН-100 Г2 | 0,03-0,032 | |||
| Химтраст СКН-40 Г1 | 0,023-0,025 | |||
| Химтраст СКН-60 Г1 | 0,025-0,027 | |||
| Теплоспрей | 0,02 | ООО «Теплоспрей» | ||
| — | 0,02-0,035 | ООО «НСТ» | ||
| 1 | 2 | 3 | 4 | |
| Владипур 3017 | 0,028-0,032 | ООО «Владипур НВП» | ||
| Изолан | 0,022 | ООО «Дау-Изолан» | DIN 52612 (ГОСТ 7076-99) | |
| Европейские производители | ||||
| PUREX NG | 0,023 | Polychem System |
EN 12667 (ГОСТ 31925-2011) |
|
| Elastospray (Lupranate M20S) | 0,028 | BASF PolyurethanesEurope | ||
| Baymer Spray 150 | 0,028 | Covestro-Bayer | ||
| Desmodur 44V20L (Desmodur VKS 20 F) | ||||
| Baymer Spray 300 | ||||
| США | ||||
| Daltotherm+Suprasec | 0,023 | Huntsman | ASTM C 518 | |
| Extrafoam TS 22011 | 0,023 | |||
| Extrafoam TS 22012 | 0,021 | |||
| Китай | ||||
| Wanefoam (Wannate PM-200) | 0,023 | Wanhua Chemical Group | GB / T 20673-2006 | |
Таблица 3. Сравнительный анализ сопротивления сжатию жестких ППУ
| Марки | Показатель сопротивления сжатию, кПа | Компания | Метод |
| Российские подрядчики, дистрибьюторы и производители | |||
| Астраспрей 130 | 160 | ООО «Авентура» | DIN 53421 |
| Астраспрей 145 | 200 | ||
| Астраспрей 160 | 420-750 | ||
| PoliuretanSpray | 175-432 | ООО «Глобал Терм» |
ГОСТ EN 826 ГОСТ 17177-94 |
| Химтраст СКН-30/141 Г3 | 180-190 | ЗАО «Химтраст | |
| Химтраст СКН-40/141 Г3 | 200-230 | ||
| Химтраст СКН-60/141 Г3 | 350-370 | ||
| Химтраст СКН-100/141 Г3 | 500-600 | ||
| Химтраст СКН-30 Г2 | 180-190 | ||
| Химтраст СКН-40 Г2 | 200-230 | ||
| Химтраст СКН-60 Г2 | 350-370 | ||
| Химтраст СКН-100 Г2 | 500-600 | ||
| Химтраст СКН-40 Г1 | 200-230 | ||
| Химтраст СКН-60 Г1 | 350-370 | ||
| Теплоспрей | 200-450 | ООО «Теплоспрей» | |
| — | 150-1200 | ООО «НСТ» | |
| Владипур 3017 | 200 | ООО «Владипур НВП» | |
| Изолан | 200 | ООО «Дау-Изолан» | DIN 53421 |
| Европейские производители | |||
| PUREX NG | 200 | Polychem System | EN 826 (ГОСТ EN 826) |
| Elastospray (Lupranate M20S) | 150-400 | BASF PolyurethanesEurope | |
| Baymer Spray 150 | 140 | Covestro-Bayer | |
| Desmodur 44V20L (Desmodur VKS 20 F) | |||
| 300 | |||
| Baymer Spray 300 | |||
| США | |||
| Daltotherm+Suprasec | 240-390 | Huntsman | ASTM D1621 |
| Extrafoam TS 22011 | 150 | ||
| Extrafoam TS 22012 | 300 | ||
| Китай | |||
| Wanefoam (Wannate PM-200) | 150 | Wanhua Chemical Group | GB/T 8813-2008 |
Таблица 4. Сравнительный анализ водопоглощения за 7 суток
| Марки | Показатель водопоглощения, % | Компания | Метод |
| Российские подрядчики, дистрибьюторы и производители | |||
| Астраспрей 130 | 2,3 | ООО «Авентура» | DIN 53428 (ГОСТ 20869-75) |
| Астраспрей 145 | |||
| Астраспрей 160 | 1,8 | ||
| PoliuretanSpray | 5 | ООО «Глобал Терм» | DIN 53428 (ГОСТ 20869-75) |
| Химтраст СКН-30/141 Г3 | 4-5% | ЗАО «Химтраст» | |
| Химтраст СКН-40/141 Г3 | 3,5-4,5% | ||
| Химтраст СКН-60/141 Г3 | 2-3% | ||
| Химтраст СКН-100/141 Г3 | 1-2% | ||
| Химтраст СКН-30 Г2 | 4-5% | ||
| Химтраст СКН-40 Г2 | 3,5-4,5% | ||
| Химтраст СКН-60 Г2 | 2-3% | ||
| Химтраст СКН-100 Г2 | 1-2% | ||
| Химтраст СКН-40 Г1 | 3,5-4,5% | ||
| Химтраст СКН-60 Г1 | 2-3% | ||
| Теплоспрей | 1,4-2,5 | ООО «Теплоспрей» | |
| — | 3 | ООО «НСТ» | |
| Владипур 3017 | 4 | ООО «Владипур НВП» | |
| Изолан | 3 | ООО «Дау-Изолан» | DIN 53428 (ГОСТ 20869-75) |
| Европейские производители | |||
| PUREX NG | 2 | Polychem System | EN 12087 (ГОСТ EN 12087) |
| Elastospray (Lupranate M20S) | 2 | BASF PolyurethanesEurope | |
| Baymer Spray 150 | 2 | Covestro-Bayer | |
| Desmodur 44V20L (Desmodur VKS 20 F) | |||
| Baymer Spray 300 | |||
| США | |||
| Daltotherm+Suprasec | 1,4 | Huntsman | ASTM D2842 |
| Extrafoam TS 22011 | 3,5 | ||
| Extrafoam TS 22012 | 3,5 | ||
| Китай | |||
| Wanefoam (Wannate PM-200) | 1,3 | Wanhua Chemical Group | GB / T 8810-2005 |
Как видно из приведенных данных, жесткие PUR и PIR пены имеют плотность в пределах 30-70 кг/см3, данный предел применяется в строительстве для тепло- и шумоизоляции, а сверхплотные виды от 70 кг/см3 используются для гидроизоляции в фундаментах зданий и на прочих поверхностях, где требуется срок службы материала более 50 лет, – чем больше плотность PUR и PIR пен, тем дольше срок их эксплуатации.
Разброс величин теплопроводности по сравниваемым жестким PUR и PIR пенам с закрытыми ячейками (табл. 2) находится в пределах 0,02-0,035 Вт/(м∙К), то есть у приведенных производителей отсутствует единообразие характеристик теплопроводности, (при этом стоит учесть, что при применении фреонов в качестве вспенивателя коэффициент теплопроводности ниже, чем без применения фреонов).
Как видно из приведенных данных в табл. 3, показатель сопротивления сжатию жестких PUR и PIR пен имеет пределы 150-1200 кПа. Большие показатели сопротивления сжатию актуальны для материалов с большей плотностью и используются там, где требуется срок службы материала более 50 лет. Для плотностей 30-70 кг/см3 соответствуют 150-400 кПа, а для более плотных – 400-1200 кПа. Единообразие данной характеристики у компаний отсутствует.
Анализ характеристики водопоглощения материалом за 7 суток показывает значения в пределах 0,58-5,0%. Наилучший показатель наблюдается у материалов Экотермикс 300 от ЗАО «Химтраст» – 0,58%. Единообразие данной характеристики у компаний отсутствует.
Таблица 5. Пожарно-технические характеристики полимерных материалов [27-28]
| Материал | Показатели | |||
| Горючесть | Воспламеняемость | Дымообразующая способность | Токсичность | |
| ВППС | Г3, Г4 | В3 | Д3 | Т3, Т4 |
| ЭППС | Г3, Г4 | В2, В3 | Д3 | Т3, Т4 |
| PUR | Г3, Г4 | В3 | Д3 | Т3, Т4 |
| PIR | Г1 | В1 | Д2, Д3 | Т2 |
Пожарная опасность строительных материалов определяется пожарно-техническими характеристиками: горючестью, воспламеняемостью, дымообразующей способностью и токсичностью продуктов горения.
Исследования [26, 27] подтвердили более низкую токсичность продуктов горения PUR по сравнению с продуктами, выделяющимися при горении дерева, пробки, шерсти, хлопчатобумажных тканей, фанеры, ДСП. Также при воздействии пламени на PUR и PIR пены происходит обугливание наружного слоя материала с образованием пористой углеродной матрицы. Благодаря низкой теплопроводности и закрытопористой структуре, пенополиуретан не прогорает сразу на всю глубину.
Необходимо отметить, что PUR обладает схожими с вспененными и экструдированными пенополистиролами (ВППС и ЭППС) показателями пожарной безопасности. При этом PIR имеет ряд уникальных качеств, такие как отсутствие горения и самозатухание при отсутствии источника пламени. В случае применения утеплителей в конструкциях достигаются показатели К0-К1 по классу конструктивной пожарной опасности согласно ГОСТ 30403 «Конструкции строительные. Метод испытаний на пожарную опасность». То есть материал по своим показателям занимает среднюю нишу между минеральной ватой (НГ, К0) и пенополистиролом (Г3-Г4, К0-К3) [27-31].
Экономическая ситуация производства и применения полиуретанов в России
Отрасль полиуретанов в России в настоящее время динамично развивается, но при этом имеет определенные проблемы [32], поскольку остается зависимой от поставок импортного сырья. Есть решение Минпромторга включить проект производства MDI в план по импортозамещению в химической отрасли. Ориентировочный срок реализации – 2020 г. По итогам 2016 г. импорт изоцианатов в РФ составил 157,2 тыс. т, что на 1,5% больше данных предыдущего года. Из этого объема основная часть пришлась на MDI – 113,6 тыс. т. Однако в сравнении с показателем 2015 г. импорт MDI снизился на 0,7%. Ввоз же TDI вырос на 2,2% и достиг 39 тыс. т, что показано на рис. 1.
В структуре российских покупателей импортных изоцианатов в прошлом году лидировала «Дау Изолан», на втором месте – «Эластокам». В числе крупнейших поставщиков MDI: Dow Europe, Wanhua Chemical и BASF. Лидерами по ввозу в Россию TDI стали Covestro, BASF и Borsod Chem.
Важным изменением структуры производства полиуретанов в РФ за прошедшие 12 лет – с 2004-го по 2016 год – является общий рост объемов выпуска на 47%, со 187 тыс. т
до 275 тыс. т (см. рис. 2).
По итогам 2016 г. объем рынка напыляемого ППУ в России составил 8,6 тыс. т. На данный момент он составляет 0,7% от рынка ТИМ и в ближайшие годы может вырасти в два раза (см. рис. 3).
Отрасли необходимы стандарты на производство работ и на компоненты для напыляемого ППУ и методики оценки качества готовой пены. В этом случае объем потребления напыляемого ППУ должен вырасти в связи со структурированием параметров качества конечной продукции.
В качестве главных системных проблем рынка эксперты называют отсутствие отечественной сырьевой базы и высокие требования к огнестойкости ППУ.
Российское потребление ППУ в строительстве ниже европейского уровня, однако рынок стремится к этой высокой планке. Для этого необходимо прежде всего популяризировать продукт и более активно участвовать в совершенствовании технического регулирования в части энергоэффективности и пожарной безопасности.
Стандарты по производству и применению PUR и PIR пен
В России стандарты по производству и применению пенополиуретана и полиизоцианурата отсутствуют. Каждый производитель выпускает продукцию по собственным техническим условиям.
Существуют зарубежные стандарты по производству и применению пенополиуретана и полиизоцианурата:
– BS EN 14315-1:2013. Теплоизоляционные продукты для зданий – получаемые на месте жесткие пенополиуретан (PUR) и пенополиизоцианурат (PIR) – европейский стандарт [33];
– ASTM C1289-16a. Standard Specification for Faced Rigid Cellular Polyisocyanurate Thermal Insulation Board (Стандартные спецификации для тепловой изоляции из жесткого полиизоцианурата) – американский стандарт [34];
– ASTM C1029-15. Standard Specification for Spray-Applied Rigid Cellular Polyurethane Thermal Insulation (Стандартная спецификация для напыляемой жесткой пенополиуретановой теплоизоляции) – американский стандарт [35].
Стандарт BS EN 14315-1:2013 относится к серии получаемых на месте изоляционных материалов, таких как минеральная вата, вспученная глина, вспученный перлит, вспученный вермикулит, полиуретан/полиизоцианурат, целлюлоза, связанный пенополистирол и пенополистирол, которые используются в зданиях. Также стандарт определяет требования для твердого пенополиуретана (PUR) и пенополиизоцианурата (PIR), распыляемых и получаемых на месте при нанесении на стены, потолки, крыши, навесные потолки и полы.
Данный стандарт состоит из двух частей.
Первая часть является основанием для маркировки продуктов на рынке знаком европейского стандарта, а также представляет собой спецификацию для системы распыления жесткой пены перед установкой.
Жесткие пены должны маркироваться на накладной или на этикетке следующей информацией [33]: название продукта или другая идентифицирующая характеристика; название или идентифицирующий знак и адрес изготовителя либо его уполномоченного представителя в ЕЭС; год производства (последние две цифры); время производства или код для отслеживания; пожарно-технические характеристики; диаграммы характеристик, иллюстрирующие тепловое сопротивление продукта, соответствующее использованию продукта; код обозначения.
Код обозначения для продукта указывает изготовитель. Обозначение характеристик должно включать пункты, указанные в табл. 7 [33].
Таблица 6. Код обозначения для характеристик продукта [33]
| PU | |
| Номер стандарта | |
| Характеристика | Обозначение |
| Стабильность размеров при указанных температуре и влажности | DS(TH)i |
| Содержание закрытых ячеек | CCCi |
| Профиль реакции и плотность свободной пены: | |
| − время старта | CTi (*) |
| − время гелеобразования | : GTi (*) |
| − время до исчезновения отлипа | TFTi (*) |
| − плотность свободной пены в центре (или мензурке) | FRCi(*) (или FRB)i (*) |
| Кратковременная абсорбция воды при частичном погружении | Wi |
| Напряжение при сжатии или прочность на сжатие | CS(10\Y)I |
| Ползучесть при сжатии | CC(i1, i2,y)σc |
| Деформация при указанных нагрузке сжатия и температурных условиях | DLT(i)5 |
| Практический коэффициент звукопоглощения | APi(d) |
| Взвешенный коэффициент звукопоглощения | AWi(d) |
| Коэффициент сопротивления диффузии водяных паров | MUi |
| Прочность прилипания подложки перпендикулярно к лицевым поверхностям | Ai |
Примечания: i используется для обозначения соответствующего уровня; (*) заменяется температурой, измеренной в °C
Код обозначения для продуктов PUR/PIR показан в следующем примере: PU EN14315-1 – DS (TH)2 – CCC1 – CT5(20) – GT15(20) – TFT25(20) – FRC30(20) – CS(Y)3 – CC (2%, 25) 40-Ai.
Поставщик пены должен предоставить техническую информацию. Техническая информация должна состоять как минимум из следующих пунктов [33]: название продукта или другая идентифицирующая характеристика; название или идентифицирующий знак и адрес изготовителя либо его уполномоченного представителя в ЕЭС; предполагаемое применение(я); подходящие подложки; диапазон температуры и условий распыления продукта; как минимум диапазон окружающей температуры, диапазон температуры подложки, максимальная влажность окружающей среды, максимальная влажность подложки и диапазон толщины слоя; условия хранения; срок хранения; коэффициент перемешивания; необходимые добавки; спецификации системы пены; свойства пены; инструкции по обращению с продуктом.
Вторая часть стандарта BS EN 14315-1:2013 включает технические характеристики установленных продуктов и методики для проверок, маркировки, а также правила для оценки соответствия продукта.
BS EN 14315-1:2013 по сравнению с американскими ASTM C1289-16a и ASTM C1029-15 охватывает большую сферу применения и имеет более подробную информацию по методам испытаний, контролю, обозначениям и маркировке. Но данный европейский стандарт не указывает значений всех характеристик продукта, необходимых для определенного его применения.
Ассоциация АПНППУ в рамках подкомитета «Изоляционные и отделочные материалы и изделия» ТК 144 «Строительные материалы, изделия и конструкции», который основан на базе Инженерно-строительного института ФГАОУ ВО «СПбПУ», внесла ряд предложений по улучшению работы отрасли. А именно – необходимость разработки нормативных документов, устанавливающих методы исследования PUR и PIR пен, терминологию, требования к качеству различных марок PUR и PIR с четким указанием режима эксплуатации, методов контроля и особенностями монтажа, чтобы избежать поставок в Россию низкокачественных PUR и PIR, идентифицировать данные продукты и правильно их эксплуатировать.
Выводы:
Таким образом, анализ технических характеристик PUR и PIR крупных производителей и экономическая ситуация ПУ в РФ показывают:
− химически и термически более стабильную молекулярную структуру имеют PIR пены, чем PUR;
− отсутствие единообразия технических характеристик пены из PUR и PIR, отсутствие унифицированного подхода в марках и типах материалов у компаний вводит в заблуждение потребителей;
− на территории России в настоящее время большинство сырьевых компонентов для PUR и PIR пен приобретаются за рубежом и имеют свое название у каждой из компаний;
− отсутствие импортозамещения материалов для PUR и PIR пен;
− необходимость создания единой информационной базы по системам сырья и вспомогательным материалам, применяемым при производстве пены из PUR и PIR;
− необходимость разработки стандартов ГОСТ Р «Покрытие теплоизоляционное из пенополиуретана (PUR) и пенополиизоцианурата (PIR), напыляемое на месте производства работ. Технические условия» и ГОСТ Р «Материалы теплоизоляционные для зданий и сооружений. Жесткие пенополиуретан (PUR) и пенополиизоцианурат (PIR), получаемые на месте производства работ. Правила производства работ, контроль выполнения и требования к результатам работ». Инициатором разработки стандартов выступила АПНППУ.
Библиографический список
1. Ватин Н.И., Величкин В.З., Горшков А.С., Пестряков И.И., Пешков А.А., Немова Д.В., Киски С.С. Альбом технических решений по применению теплоизоляционных изделий из пенополиуретана торговой марки Spu-insulation в строительстве жилых, общественных и промышленных зданий // Строительство уникальных зданий и сооружений, №3, 2013, с. 1-264.
2. Ашейчик А.А. Экспериментальное исследование композитных материалов. – СПб, Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого, 2016, – 91 с.
3. Горшков А.С., Ватин Н.И., Дацюк Т.А., Безруков А.Ю., Немова Д.В., Какула П., Виитанен А. Альбом технических решений по применению теплоизоляционных изделий из пенополиуретана в строительстве жилых, общественных и промышленных зданий // Строительство уникальных зданий и сооружений, №5, 2014, с. 1-50.
4. Физические и химические свойства ППУ. [Электронный ресурс]. URL: http://www.polyurethanes.basf.de/pu/solutions/de/function/conversions:/publish/content/group/Arbeitsgebiete_und_Produkte/Thermoplastische_Spezialelastomere/Infomaterial/elastollan_material_ru.pdf (дата обращения: 05.02.2017).
5. Жуков А.Д., Смирнова Т.В., Чугунков А.В., Химич А.О. Особенности тепловой обработки слоистых высокопористых материалов // Вестник МГСУ, 2013, №5, с. 96-102.
6. Берлин А.А., Шутов Ф.А. Пенополимеры на основе реакционноспособных олигомеров // Наука, 1978, с. 296.
7. Морозова Е.А., Майдан Д.А., Кузнецов Е.А., Кутырева Д.В. Пенополиуретан – современный теплоизоляционный материал // Строительный журнал, №5, 2010. – Самара, Самарский государственный технический университет.
8. Керча Ю.Ю. Физическая химия полиуретанов. – Киев: Наукова думка, 1979.
9. Дмитриенко С.Г., Апяри В.В. Пенополиуретаны: сорбционное концентрирование и применение в химическом анализе. – М., 2010, – 264 с.
10. Волоскова Е.В., Полубояров В.А., Горбунов Ф.К., Гурьянова Т.И., Андрюшкова О.В., Гончаров А.И. Модифицирование пенополиуретана нанодисперсными керамическими частицами // Вестник Кемеровского государственного университета, №1, 2010, с. 8-12.
11. Kairyte Agne; Vaitkus Saulius; Balciunas Giedrius. The impact of chain extender on the properties of polyurethane foam based on rapeseed oil polyol obtained via chemo-enzymatic route // Engineering structures and technologies. – Vilnius; London: Technika; Taylor & Francis. 2016. Vol. 8, №3, рp. 101-107.
12. Kirpluks M., Cabulis U., Avots A. Flammability of Bio-Based Rigid Polyurethane Foam as Sustainable Thermal Insulation Material // Latvian State Institute of Wood Chemistry, – Riga, Latvia, 2016, р. 85-111.
13. Корнеев А.Д., Гончарова М.А., Шаталов Г.А. Технология композитной черепицы с теплоизоляцией из наполненного пенополиуретана // Строительные материалы, №3, 2014, с. 92-95.
14. Vairo G., Pellacani L., Golini P., Lotti L. Enhanced Polyisocyanurate Foams for Metal Faced Panels. [Электронный ресурс]. Системные требования: Adobe Acrobat Reader. URL: http://www.dow.com/scripts/litorder.asp?filepath=/polyurethane/pdfs/noreg/109-01836.pdf (дата обращения: 02.02.2017).
15. Lifeng Wu, Janine Van Gemert, Rafael E. Camargo. Rheology Study in Polyurethane Rigid Foams. [Электронный ресурс]. Системные требования: Adobe Acrobat Reader. URL: http://www.huntsman.com/polyurethanes/Media%20Library/a_MC1CD1F5AB7BB1738E040EBCD2B6B01F1/Products_MC1CD1F5AB8081738E040EBCD2B6B01F1/Construction_MC1CD1F5AEF051738E040EBCD2B6B01F1/Technical%20presentati_MC1CD1F5AF6F41738E040EBCD2B6B01F1/files/cpi_08_lifengwu_revised.pdf (дата обращения: 03.02.2017).
16. Sachchida N. Singh, Jody S. Fife, Sheila Dubs and Paul D. Coleman. Effect of Formulation Parameters on Performance ofPolyisocyanurate Laminate Boardstock Insulation. [Электронный ресурс]. Системные требования: Adobe Acrobat Reader. URL: http://www.huntsman.com/polyurethanes/Media%20Library/a_MC1CD1F5AB7BB1738E040EBCD2B6B01F1/Products_MC1CD1F5AB8081738E040EBCD2B6B01F1/Construction_MC1CD1F5AEF051738E040EBCD2B6B01F1/Technical%20presentati_MC1CD1F5AF6F41738E040EBCD2B6B01F1/files/api06_huntsman_construction_paper.pdf (дата обращения: 05.02.2017).
17. Еремина Т.Ю., Гравит М.В., Дмитриева Ю.Н. Средства огнезащиты строительных конструкций. Анализ общих положений российских и европейских нормативных документов // Архитектура и строительство России, №8, 2012, с. 24-29.
18. Еремина Т.Ю., Гравит М.В., Дмитриева Ю.Н. Конструктивные средства огнезащиты. Анализ европейских нормативных документов // Архитектура и строительство России, №9, 2012, с. 30-36.
19. Королев И.А., Петраков Г.П. Создание испытательного центра для проверки качества пенополиуретановой изоляции предизолированных трубопроводов, применяемых в системах теплоснабжения // Инженерно-строительный журнал, №1, 2010, с. 23-25.
20. Павлова Д.В. Сравнительный анализ теплоизоляционных материалов в сфере строительства тепловых трасс. – СПб, Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого, 2016, – 176 с.
21. Табакова А.С. Повышение эффективности работы тепловых сетей как элемента системы энергоменеджмента вуза. – СПб, Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого, 2016, – 74 с.
22. Белодедов А.А. Разработка и исследование физических свойств ферритосодержащих композитных материалов. – СПб, Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого, 2016, – 81 с.
23. Технические и сравнительные характеристики пенополиуретана. [Электронный ресурс] (дата обращения: 09.01.2017). http://www.nappan.ru/library/eef/features_ppy/.
24. Акулова М.В. Технология изоляционных строительных материалов и изделий // Вестник МГСУ, №3, 2011, с. 65.
25. Каталог участников АПНППУ. [Электронный ресурс]. URL: http://www.ppu.ru/katalog-uchastnikov/ (дата обращения: 05.02.2017).
26. Технические характеристики. [Электронный ресурс]. URL: http://www.huntsman.com/corporate/a/Home?p_langswitch=1 (дата обращения: 05.02.2017).
27. Огнестойкость и пожарная опасность конструкций покрытий на основе стального профилированного листа с полимерным утеплителем. [Электронный ресурс]. Системные требования: Adobe Acrobat Reader. URL: http://www.roofers-union.ru/news_20150909/RekomPPS2015.pdf. (дата обращения: 01.02.2017).
28. Профхолод. Сэндвич-панели PIR. [Электронный ресурс]. URL: http://profholod.ru/catalog/panels/pir/ (дата обращения: 05.02.2017).
29. PIR и PUR – новые для России теплоизоляционные материалы. [Электронный ресурс]. URL: http://pirrogroup.ru/blogs/pir-i-pur-novye-dlya-rossii-teploizolyatsionnye-materialy/. (дата обращения: 05.02.2017).
30. Особенности ППУ (PUR и PIR) теплоизоляции. [Электронный ресурс]. URL: https://www.forumhouse.ru/articles/house/6786. (дата обращения: 05.02.2017).
31. Гравит М.В. Огнестойкость строительных конструкций в европейских и российских стандартах // Стандарты и качество, 2014, №2 (919), с. 36-37.
32. Экономическая ситуация производства полиуретанов в России. [Электронный ресурс]. URL: http://www.creonenergy.ru/news/post_relizy/detailPost.php?ID=119965. (дата обращения: 09.02.2017).
33. BSEN 14315-1:2013. Теплоизоляционные продукты для зданий – получаемые на месте жесткие пенополиуретан (PUR) и пенополиизоцианурат (PIR).
34. ASTM C1289-16a. Standard Specification for Faced Rigid Cellular Polyisocyanurate Thermal Insulation Board.
35. ASTM C1029-15. Standard Specification for Spray-Applied Rigid Cellular Polyurethane Thermal Insulation.
