Pianka w sprayu - Spray foam
Pianka natryskowa jest produktem chemicznym stworzonym przez dwa materiały, izocyjanian i żywicę poliolową , które reagują po zmieszaniu ze sobą i rozszerzają się do 30-60-krotnej objętości cieczy po rozpyleniu na miejscu. To rozszerzenie sprawia, że jest on użyteczny jako specjalny materiał opakowaniowy, który dopasowuje się do kształtu pakowanego produktu i zapewnia wysoką izolacyjność termiczną praktycznie bez infiltracji powietrza.
Historia
Otto Bayerowi (1902-1982) przypisuje się wynalezienie poliuretanu w 1937 roku. Udało mu się zsyntetyzować piankę poliuretanową, badając swoją podstawową ideę, że mieszanie małych ilości substancji chemicznych może stworzyć suche materiały piankowe.
Poliuretan został dalej opracowany do różnych zastosowań, od podeszew butów i poduszek po zastosowania przemysłowe. W latach 40. w samolotach zastosowano sztywną piankę, aw 1979 r. poliuretan zaczął być stosowany jako izolacja budynków.
Nieruchomości
Odporność termiczna
Wartość R to pojęcie określające opór cieplny na przepływ ciepła. Im wyższa wartość R produktu izolacyjnego, tym skuteczniejsze właściwości izolacyjne. Natryskowa pianka poliuretanowa występuje w różnych gęstościach i strukturze komórkowej. Pianki o niskiej gęstości są określane jako SPF o otwartych komórkach, podczas gdy pianki o większej gęstości są określane jako pianka o zamkniętych komórkach. Pianka poliuretanowa 1,8-2 funta ma najwyższą wartość R spośród łatwo dostępnych izolacji z pianki natryskowej stosowanej w domach i budynkach.
Poliuretan to materiał izolacyjny z pianki o zamkniętych komórkach, który początkowo zawiera w swoich komórkach gaz o niskiej przewodności. W wyniku wysokiej odporności termicznej gazu, natryskiwana izolacja poliuretanowa zazwyczaj ma początkową wartość R około R-3,4 do R-6,7 na cal. Dla porównania, wełna szklana typowo ma wartość R tylko od R-3 do R-4 na cal.
Izolacja piankowa blokuje wszystkie trzy formy wymiany ciepła:
- Przewodzący transfer ciepła
- Przepływ energii cieplnej przez substancję z obszaru o wyższej do niższej temperatury. Tworzywa termoutwardzalne piankowe zmniejszają przewodzenie ciepła częściowo dzięki bardzo luźnym wiązaniom molekularnym; Ponadto komórki zainstalowanej pianki natryskowej są wypełnione powietrzem w przypadku pianki otwartokomórkowej lub HFC ( 365mfc , 227ea , 245fa ) lub H(C)FO ( 1336mzz (Z), 1233zd (E)) w komórce zamkniętej pianka.
- Promieniowanie wymiany ciepła
- Proces, w którym energia cieplna w postaci światła (zwykle IR, chyba że podłoże jest wystarczająco gorące, aby świecić w zakresie widzialnym) jest silniej emitowana przez ciepłe powierzchnie i pochłaniana przez inne materiały, szczególnie te o niskim współczynniku odbicia IR (pomyśl o matowym czarnym wykończeniu ). Promieniowanie ciepła nie wymaga medium. Materiały izolacyjne z pianki, takie jak izolacja z pianki natryskowej, są nieprzepuszczalne dla promieniowania cieplnego, tak jak większość materiałów stałych.
- Konwekcyjny transfer ciepła
- Ciepło powstające gdzie indziej, które jest transportowane za pomocą płynu, takiego jak woda lub w naszym przypadku powietrze. Najważniejszym atrybutem izolacji z pianki natryskowej jest zdolność do uszczelniania powietrzem, tworząc niestandardową hermetyczną osłonę w konstrukcji budynku. Dodatkową korzyścią uszczelnienia powietrznego jest możliwość blokowania konwekcyjnego przenoszenia ciepła z wnętrza na zewnątrz podczas miesięcy grzewczych i odwrotnie podczas miesięcy chłodzących, ponieważ ciepło nie może uciec przez szczeliny w przegródce budynku bez pomocy ruchu powietrza z infiltracji jako środka transportu.
Aplikacje
Aplikacje opakowaniowe
Pianka natryskowa jest bardzo specjalistycznym materiałem opakowaniowym, często wymaganym do wykorzystania w transporcie cennych, kruchych przedmiotów. Zaprojektowane zasady pakowania mają na celu ochronę rzeźb, wazonów, dużych skamieniałości, podstaw lamp, popiersi, komputerów, mebli, żyrandoli i innych przedmiotów o nietypowych kształtach. Dzięki temu, że płynna pianka powiększa objętość nawet 30-60 razy w stosunku do stanu płynnego, skutecznie chroni niemal każdy rozmiar, formę i wagę.
Niestandardowe dopasowanie form, górnej i dolnej, bezpiecznie i równomiernie amortyzuje przedmiot. Istnieje wiele rodzajów alternatywnych materiałów, które można wykorzystać do zaspokojenia bardziej specyficznych potrzeb.
Aplikacje budowlane
Izolacja pianką natryskową lub natryskową pianką poliuretanową (SPF) jest alternatywą dla tradycyjnych izolacji budowlanych, takich jak włókno szklane . Dwuskładnikowa mieszanina składająca się z żywicy izocyjanianowej i poliolowej łączy się na końcu pistoletu i tworzy rozszerzającą się pianę, która jest natryskiwana na dachówki, płyty betonowe, w zagłębienia w ścianach lub przez otwory wywiercone w zagłębieniu gotowego Ściana.
„Pianka w sprayu” to również nieformalny termin używany w odniesieniu do różnych materiałów piankowych z tworzyw sztucznych, które są stosowane w budownictwie w celu zapewnienia izolacji termicznej i zminimalizowania infiltracji powietrza . Poliuretan i poliizocyjanuran to dwa rodzaje pianki stosowane w tym zastosowaniu.
Rodzaje
Izolację natryskową pianką poliuretanową (SPF) można podzielić na dwa różne typy: izolację z pianki natryskowej o otwartych komórkach o małej gęstości i izolację z pianki natryskowej o średniej gęstości o zamkniętych komórkach. Oba typy SPF to termoutwardzalne komórkowe tworzywa sztuczne zawierające miliony małych komórek.
Izolacja o otwartych komórkach może zostać zmiażdżona w dłoni i ma niższą wartość izolacyjną. Komora zamknięta jest sztywna w dotyku, a każda komora powietrzna jest całkowicie uszczelniona. Pianka zamkniętokomórkowa ma wyższą wartość R, ale jej zakup jest droższy.
Pianka natryskowa o średniej gęstości o zamkniętych komórkach (ccSPF)
Izolacja z pianki zamkniętokomórkowej o średniej gęstości jest często określana jako dwufuntowa (2 funty) pianka. Jest to sztywny materiał izolacyjny o wartości R w zakresie długoterminowej odporności termicznej (LTTR), która wynosi od 5,1 do 6 na cal. Gdy wymagana jest minimalna grubość 50 mm, ccSPF jest zarówno paroizolacją, jak i powietrzną.
W Kanadzie National Building Code odwołuje się do dwóch norm, które mają zastosowanie do produkcji i instalacji ccSPF: CAN/ULC S705.1 Material Standard i CAN/ULC S705.2 National Application Standard. Standard instalacji wymaga, aby wszyscy instalatorzy ccSPF w Kanadzie posiadali licencję i posiadali dowód tożsamości ze zdjęciem.
Zazwyczaj naturalny kolor pianki jest żółty, jednak w Kanadzie wszystkie ccSPF, które mają wykazy CCMC, muszą mieć unikalny kolor do identyfikacji w terenie.
Pianka o otwartej strukturze komórkowej o małej gęstości (ocSPF)
Otwartokomórkowy filtr SPF o lekkiej gęstości jest powszechnie znany jako pianka o wadze pół funta. Jest to półsztywny materiał o wyglądzie przypominającym gąbkę, który rozszerza się podczas instalacji i tworzy małe, otwarte komórki wypełnione dwutlenkiem węgla. Dzięki zdolności do rozszerzania się podczas procesu aplikacji wypełnia pęknięcia, szczeliny i ubytki oraz przylega do nieregularnych powierzchni lub podłoży tworząc izolację uszczelniającą powietrze.
Chociaż wartość R będzie się różnić, większość produktów ocSPF ma wartość R około 3,8 na cal. W przeciwieństwie do SPF o średniej gęstości o zamkniętych komórkach, ocSPF nie jest paroizolacją. Po zainstalowaniu na 5,5 cala lub więcej, ocSPF działa jak bariera powietrzna. Jest często stosowany do ścian wewnętrznych, ponieważ zapewnia redukcję dźwięku poprzez blokowanie i pochłanianie przecieków powietrza. Zwykle jest zalecany tylko do zastosowań wewnętrznych.
Metody aplikacji
Azja
Typowym zastosowaniem dość znanym w krajach Azji Południowo-Wschodniej jest nakładanie pianki poprzez natryskiwanie jej na spód dachówki pod wysokim ciśnieniem za pomocą pistoletu natryskowego. Następnie tworzy się twarda, ale elastyczna warstwa sztywnej pianki, która łączy wszystkie płytki ze sobą i ze stalową konstrukcją.
Ta metoda natryskiwania, szczególnie popularna w Tajlandii, stosowana jest nie tylko w przypadku dużych nieszczelności, ale także jako izolacja przed ogromnym ciepłem, z jakim stale zmagają się dachy.
Ten tropikalny upał powoduje, że stalowa konstrukcja, na której budowana jest większość dachów w tej części świata, cały czas się rozszerza i kurczy. W ten sposób stalowa konstrukcja powoduje oderwanie się dachówek i powolne tworzenie niewielkich otworów pomiędzy dachówkami, przez które może dostać się woda deszczowa, tworząc nieszczelności, które mogą spowodować poważne uszkodzenia otynkowanych sufitów i instalacji elektrycznej.
Europa
W Wielkiej Brytanii około 150 000 nieruchomości zostało poddanych izolacji z pianki poliuretanowej. Istnieją systemy, które mają zatwierdzenie British Board of Agreement do stosowania w istniejących i nowych zastosowaniach budowlanych i mogą wykazywać zgodność z przepisami budowlanymi.
Ameryka północna
Kanadyjski krajowy kodeks budowlany odnosi się do krajowego standardu zastosowań CAN/ULC S705.2, którego należy przestrzegać podczas wszystkich instalacji pianki poliuretanowej o średniej gęstości o gęstości 2 funtów. Każdy instalator pianki natryskowej o średniej gęstości zgodnej z CAN/ULC-S705.1 musi posiadać licencję na natryskiwanie pianki i posiadać ważny dokument tożsamości ze zdjęciem wydany przez dostawcę Programu Zapewnienia Jakości (QAP), potwierdzający, że jego licencja jest w dobrym stanie.
Stany Zjednoczone przystosowały się do stosowania izolacji z pianki natryskowej i nowej technologii zwanej Wall Injection, aby zmodernizować istniejącą konstrukcję ściany, wiercąc małe otwory między słupkami ściennymi w ramach konstrukcji i wypełniając puste przestrzenie mniej agresywną, rozszerzającą się pianką na bazie wody. Pozwala to właścicielom domów i firm na oszczędzanie energii poprzez tworzenie osłony termicznej w ich istniejącej strukturze.
Korzyści
Izolacja z pianki natryskowej, podobnie jak inne izolacje, pozwala zaoszczędzić na kosztach energii i obniżyć rachunki za media. Badania przeprowadzone przez Departament Energii Stanów Zjednoczonych pokazują, że 40% energii w domu jest tracone w wyniku infiltracji powietrza przez ściany, okna i drzwi. Budynki pokryte pianką natryskową izolują aż o 50% lepiej niż tradycyjne produkty izolacyjne.
Właściwie zastosowana izolacja może być częścią systemu zaprojektowanego w celu ochrony przed wilgocią , co zapewnia korzyść w postaci zmniejszenia ryzyka wystąpienia szkodliwej pleśni , pleśni i gnicia drewna.
Oprócz kontroli temperatury i wilgoci w budynku często stosuje się izolację natryskową pianką w celu zmniejszenia hałasu. Izolacja piankowa służy jako bariera dla dźwięków powietrznych i zmniejsza przenoszenie dźwięków powietrznych przez dach, podłogę i ściany budynku w porównaniu z nieizolowaną konstrukcją.
W Stanach Zjednoczonych domy pokryte pianką natryskową często kwalifikują się do stanowych i federalnych ulg podatkowych.
Izolacja wszystkich typów zatrzymuje znaczne straty energii. Niektóre rodzaje, w tym pianki natryskowe, również uszczelniają przecieki powietrza. Izolacja może również oszczędzać energię w gorącym klimacie, zmniejszając zużycie klimatyzacji.
Wpływ środka podmuchowego na klimat
Większość pianek natryskowych o zamkniętych komórkach jest obecnie wytwarzana przy użyciu wodorofluorowęglowodorowych (HFC) środków spieniających, które mają wysoki potencjał globalnego ocieplenia , częściowo lub całkowicie równoważąc korzyści klimatyczne wynikające z oszczędności energii, jakie mogą zaoferować. W Stanach Zjednoczonych planowane jest wycofanie HFC do stycznia 2021 r. Kilku dostawców pianek natryskowych rozpoczęło dostarczanie pianki natryskowej rozdmuchiwanej środkami porotwórczymi wodorofluoroolefinowymi (HFO) bez tego problemu od początku 2017 r.
Efekty zdrowotne
Izolacja z pianki natryskowej jest zazwyczaj nietoksyczna dopiero po utwardzeniu. Podczas utwardzania pianka natryskowa wydziela gaz, który powoduje niewyraźne widzenie i problemy z oddychaniem. Zaleca się stosowanie pełnej ochrony twarzy i dróg oddechowych podczas aplikacji produktu.
Izocyjaniany silnie drażnią oczy i przewód pokarmowy oraz drogi oddechowe. Bezpośredni kontakt skóry z izocyjanianami może również powodować wyraźny stan zapalny. Niektórzy mówią, że na początku problemów ich oczy czują się tak, jakby miały w sobie piasek. Niektórzy wybuchają wysypką na ramionach, klatce piersiowej i szyi.
Nadmierna ekspozycja na izocyjaniany może uczulać pracowników, narażając ich na ataki astmy, jeśli zostaną ponownie narażeni. Podrażnienie dróg oddechowych może rozwinąć się w chemiczne zapalenie oskrzeli. Dodatkowe ekspozycje mogą ułatwić początek ataku przy mniejszej ilości izocyjanianu niezbędnego do rozpoczęcia ataku.
Sporadyczne przypadki zapalenia płuc z nadwrażliwości (HP) zgłaszano również u pracowników narażonych na izocyjaniany. Objawy mogą przypominać grypę z gorączką, bólami mięśni i bólami głowy. Inne objawy mogą obejmować suchy kaszel, ucisk w klatce piersiowej i trudności w oddychaniu. Osoby z przewlekłym HP często doświadczają coraz trudniejszego oddychania, zmęczenia i utraty wagi. Osoby z ostrym HP zwykle rozwijają objawy 4–6 godzin po ekspozycji.
Zobacz też
Bibliografia
Zewnętrzne linki
- Chazabi, Mustafa (23 lipca 2015). „Badanie izolacji biopoliolowej w sprayu z dodatkiem włókien naturalnych” (PDF) . Uniwersytet w Toronto . Źródło 4 stycznia 2021 .