Pianki PIR - izolacja ze sztywnej pianki poliuretanowej

PIR foams - insulation of the rigid polyurethane foam
Test pianek PIR
Test pianek PIR
Archiwum autorów

Główną wadą materiałów PUR są właściwości ogniowe. Cecha ta poprawiona została w produktach PIR.

Poliuretany (PUR) są wykorzystywane w budownictwie na różne sposoby i obecnie trudno byłoby wyobrazić sobie bez nich świat. Stosowane są w zasadzie w każdym segmencie nowo budowanego domu – od piwnicy po dach (Czytaj więcej na ten temat).

Występują także w wyposażeniu domu (np. w lodówkach czy zamrażarkach). Tak wiele zastosowań wynika z bardzo dobrych właściwości termoizolacyjnych, użytkowych oraz różnorodnych metod aplikacji (gotowe płyty z okładziną z blachy, produkty do zalewania, natrysku, uszczelniania pianką jednokomponentową itp.) [1]. Lite poliuretany stosowane są też jako fragmenty mebli, kleje czy wykładziny podłogowe.

Klasyczne poliuretany mają jednak istotną wadę – palność.

Właściwości ogniowe PUR

Mimo znakomitych właściwości izolacyjnych sztywne pianki PUR nie spełniają wymagań najnowszych testów przeprowadzanych przez towarzystwa ubezpieczeniowe, np. testu LPSB 1181 (fot.).

Zwiększenie liczby opóźniaczy palenia powoduje wzrost emisji gazów toksycznych podczas spalania, zwiększa ilość dymu utrudniającego akcję ratowniczą, znacznie pogarsza odporność cieplną i wytrzymałość mechaniczną poliuretanu [2]. Powoduje to, że główne zalety izolacji poliuretanowej, czyli lekkość i wytrzymałość, tracą na wartości.

WARTO WIEDZIEĆ
Konferencja izolacje
Artykuł prezentowany na Konferencji IZOLACJE 2012

Mała jest również odporność płyt PUR na przepalanie. Okazuje się jednak, że wiele z tych wad można usunąć dzięki stosowaniu tworzyw spienionych wytwarzanych w wyniku tzw. niekonwencjonalnych reakcji izocyjanianów [3].

Trimeryzacja izocyjanianów

W połowie XX w. badano reakcje izocyjanianów aromatycznych. Z badań wynikało, że związki te mogą pod wpływem odpowiednich katalizatorów tworzyć ugrupowania charakteryzujące się lepszą odpornością termiczną [4].

W klasycznych poliuretanach występują ugrupowania uretanowe (o temp. rozkładu: 150–250°C), mocznikowe (temp. ­rozkładu: 180–250°C), biuretowe i allofanianowe (temp. rozkładu: 120–180°C). Ugrupowania izocyjanurowe i karbodiimidowe mają natomiast temperaturę rozkładu powyżej 270°C. Schemat tych reakcji został przedstawiony na rys. 1.

Grupy izocyjanurowe wprowadza się najczęściej w wyniku cyklotrimeryzacji grup izocyjanianowych. Czasem mogą tworzyć się również sztywne ugrupowania karbodiimidowe.

Od ponad 30 lat cyklotrimeryzacja izocyjanianów jest metodą przemysłową wytwarzania trudnopalnych tworzyw piankowych (tzw. pianek poliizocyjanurowych, pianek PIR lub „polyiso”). Katalizatory cyklotrimeryzacji są cytowane w pracach J.E. 

Kresty i K.C. Frischa [5] oraz w innych publikacjach [6–7]. W aplikacjach przemysłowych największe zastosowanie mają:

  • sole potasowe kwasów karboksylowych (octan potasu, oktanian potasu itp.),
  • aminy III-rzędowe, takie jak pentadietylotriamina (PMDETA), tris (dimetyloaminometylo) fenol, tris (dimetyloaminopropylo) heksahydrotiazyna itp.,
  • IV-rzędowe pochodne amoniowe (np. DABCO TMR, DABCO TMR-2, DABCO TMR-3, Toyocat TRX itp.).

Ze względu na różny charakter działania najczęściej stosuje się mieszaniny wymienionych katalizatorów.
W wypadku nadmiaru grup izocyjanianowych i w obecności grup hydroksylowych reakcje poliaddycji i cyklotrimeryzacji zachodzą prawie równocześnie. Katalizatory cyklotrimeryzacji działają z dużą wydajnością w wyższych temperaturach w przeciwieństwie do typowych katalizatorów reakcji tworzenia poliuretanów. Dlatego do zapoczątkowania procesu wykorzystuje się tę ostatnią reakcję. Bardzo często można zaobserwować dwustopniowy przebieg wzrostu tworzywa piankowego, czyli dwa maksima prędkości wzrostu (rys. 2).

W procesie trimeryzacji wskazane jest użycie składnika poliolowego, ponieważ pomaga ono modyfikować kruche tworzywo izocyjanurowe. Na rys. 3 przedstawiono zależność kruchości sztywnej pianki od nadmiaru grup izocyjanianowych. Ze względów technicznych przedstawiono ją jako zależność od wyrażenia OH/NCO (odwrotność NCO/OH). Ze wzrostem zawartości trimeru izocyjanurowego rośnie ona w teście ASTM D 421 od kilku do ponad 65% [9-10].

Wzrost zawartości ugrupowań izocyjanurowych znacząco wpływa na trudnopalność tworzywa (rys. 4). Wartość wskaźnika tlenowego pianki poliuretanowej niezawierającej opóźniaczy palenia wynosi ok. 20% O2, natomiast wartość wskaźnika tlenowego pianki poliizocyjanurowej (również bez opóźniaczy palenia) – ok. 30% O2 [9–11]. Podobnie korzystnie wpływa zawartość ugrupowań izocyjanurowych na zmniejszenie ilości dymów emitowanych w trakcie palenia tego typu tworzyw (rys. 5). Rośnie również odporność tworzywa na przepalanie (rys. 6) [10]. Wszystkie te zmiany spowodowane są wzrostem odporności termicznej tworzyw i wzrostem ilości termoodpornych grup izocyjanurowych powodujących tworzenie zwęgliny. Ilustruje to rys. 7. Stwierdzono ponadto, że dodatek addytywnych fosforoorganicznych opóźniaczy palenia, takich jak TCEP, TCPP czy TEP, do środowiska reakcji zwiększa wydajność reakcji trimeryzacji [10].

Komentarze

(2)
Marcin | 25.11.2019, 16:35
W którym miesięczniku ukazał się ten artykuł?
Redakcja | 26.11.2019, 08:34
To artykuł z wydania 6/2012
   1 / 1   

Wybrane dla Ciebie


Jak błyskawicznie zlokalizować mostki termiczne?


Szybko znajduj ukryte usterki i skracaj czas diagnostyki... ZOBACZ »


Szybki montaż stropu – jak to zrobić »

Jak dobrać posadzkę do pomieszczenia? Wypróbuj »

Różne wysokości konstrukcyjne stropów i różne rozstawy...
czytaj dalej »

Konfigurator pomoże Ci w łatwy i szybki sposób dobrać... czytaj dalej »

Jak przygotować się do termomodernizacji domu?


Styropian jest praktycznie niezniszczalnym produktem, nie przepuszcza wody, a jeśli chodzi o zachowanie w obecności ognia, to... ZOBACZ »


Czego użyć do izolacji dachu?

Potrzebny Ci wysokiej jakości tynk?

Rozwiązaniem, które zapewnia optymalne zaizolowanie są... czytaj dalej » Tego typu materiałów poszukują najbardziej wymagający użytkownicy, ceniący estetykę, funkcjonalność, bezpieczeństwo oraz... czytaj dalej »

Fakty i mity na temat szarego styropianu »

Od kilku lat rośnie popyt na styropiany szare. W Niemczech i Szwajcarii większość spr...  czytaj dalej »


Na czym polegają prace uszczelniające?

Wszystko o izolacji instalacji klimatyzacyjnych i wentylacyjnych »

Prace uszczelniające mają na celu odcięcie niebezpiecznych materiałów, substancji lub po prostu... czytaj dalej » Produkty przeznaczone do instalacji klimatyzacyjnych i wentylacyjnych, jak i... czytaj dalej »

Chemia budowlana - porady ekspertów »


Masz wątpliwości i pytania jak rozwiązać Twój problem techniczny? Dobierz stosowną technologię do Twoich potrzeb... ZOBACZ »


Jak zapewnić dobrą wibroakustykę budynku?

Wybierz najlepszy materiał do ociepleń »

Zapewnienie dobrej wibroakustyki dla budynku to coraz częściej wyzwanie dla świadomych i wymagających klientów. czytaj dalej » Czym różnią się materiały do izolacji poszczególnych elementów budynku? czytaj dalej »

Jak przygotować się do termomodernizacji domu?


Styropian jest praktycznie niezniszczalnym produktem, nie przepuszcza wody, a jeśli chodzi o zachowanie w obecności ognia, to... ZOBACZ »


Zarabiaj pieniądze sprzedając prąd

Jak zabezpieczyć budynek przed wilgocią?

Ilość energii jaką jest w stanie „wyprodukować” dany system fotowoltaiczny, zależy...
czytaj dalej »

Wilgoć pojawiająca się w budynku i związana z nią pleśń szkodzą naszemu zdrowiu, powodują wyższe rachunki za ogrzewanie i niszczą mury. czytaj dalej »

Planujesz wymianę dachu? Sprawdź »


Dzięki lekkości dachówek nie ma potrzeby wzmacniania Twojej starej struktury dachowej. W niektórych przypadkach jest nawet... ZOBACZ »


Żaluzje zewnętrzne - dlaczego warto je zamontować?

Szukasz pomysłu na wykończenie elewacji? Sprawdź

To doskonała inwestycja, która nie tylko podnosi wartość budynku mieszkalnego...
czytaj dalej »

Tynki cienkowarstwowe tworzą ochronno-dekoracyjną zewnętrzną warstwę o wysokiej odporności na... czytaj dalej »

Ekspert Budowlany - zlecenia

mgr inż. Józef Papiński
mgr inż. Józef Papiński
Ukończył Wydział Chemiczny Politechniki Gdańskiej. Pracował w dziale badawczo-rozwojowym Zakładów Chemicznych w Bydgoszczy i przedsiębiorstwa Polychem. Pełnił funkcje dyrektora technicznego i hand... więcej »
dr inż. Leszek Żabski
dr inż. Leszek Żabski
Ukończył Wydział Chemiczny Politechniki Wrocławskiej. Tytuł doktora nauk technicznych uzyskał na Politechnice Śląskiej. Pracował w Zakładzie Polimerów PAN w Zabrzu jako kierownik Pracowni Poliure... więcej »
Dodaj komentarz
Nie jesteś zalogowany - zaloguj się lub załóż konto. Dzięki temu uzysksz możliwość obserwowania swoich komentarzy oraz dostęp do treści i możliwości dostępnych tylko dla zarejestrowanych użytkowników portalu Izolacje.com.pl... dowiedz się więcej »
Flowcrete Polska Sp. z o.o. Flowcrete Polska Sp. z o.o.
Flowcrete Polska Sp. z o.o. Jesteśmy producentem i dystrybutorem materiałów do wykonywania bezspoinowch posadzek żywicznych -...
6/2020

Aktualny numer:

Izolacje 6/2020
W miesięczniku m.in.:
  • - Tynki renowacyjne
  • - Potencjał i funkcje dachów zielonych w miastach
Zobacz szczegóły
Dlaczego warto zadbać o balkon i taras?

Dlaczego warto zadbać o balkon i taras?

Trudno wyobrazić sobie nowoczesny dom bez jego wizytówki, czyli balkonu lub tarasu. Elementy te stanowią dodatkową powierzchnię, która pozwala na chwilę oddechu na...
Dom Wydawniczy MEDIUM Rzetelna Firma
Copyright @ 2004-2012 Grupa MEDIUM Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Spółka komandytowa, nr KRS: 0000537655. Wszelkie prawa w tym Autora, Wydawcy i Producenta bazy danych zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów zabronione. Korzystanie z serwisu i zamieszczonych w nim utworów i danych wyłącznie na zasadach określonych w Zasadach korzystania z serwisu.
realizacja i CMS: omnia.pl

.