Утепление пенополиуретаном: свойства, плюсы и минусы ППУ

• Что такое пенополиуретан
• Характеристики и область применения ППУ
• Основные свойства вспененного утеплителя
• Плюсы и минусы ППУ
• Преимущества пенополиуретана перед другими утеплителями

На рынке изоляционных материалов доступно большое число разнообразных по типу, составу, техническим характеристикам утеплителей — органических и неорганических, сыпучих, жидких или рулонных. Прежде чем утеплять дом, из множества современных видов теплоизоляции для стен, кровли, трубопроводов важно выбрать лучший вариант, учитывая компоненты, особенности, безопасность, а также плюсы и минусы каждого материала. 

Благодаря многообразию форм, возможностей, способов применения в лидеры среди материалов для утепления выходит пенополиуретан.

Что такое пенополиуретан

Пенополиуретан (ППУ) — это современная разновидность газонаполненных пластмасс, больше известных под названием «пенопласт». Это синтетическая пена с ячеистой структурой, поры которой заполнены углекислым газом или фреоном, обеспечивающим теплоизоляционные свойства.

Пенополиуретан для утепления получается путем смешивания двух жидких компонентов:

• А — полиизоцианата, выступающего основой процесса, неизменной составляющей;
• В — полиола, в состав которого в зависимости от целей могут входить различные элементы. 

До 90% от общего объема застывшей пены приходится на изолированные друг от друга ячейки, заполненные газом. Оставшийся объем приходится на твердую часть — тонкие стенки этих воздушных капсул.

Характеристики и область применения ППУ

Особенность пенополиуретана — одни из самых низких среди искусственных материалов показатели теплопроводности. Именно это качество плюс отличная влагоустойчивость определяют одну из главных сфер применения пенополиуретана — утепление самых разных объектов и конструкций, начиная с кровли, стен здания и заканчивая подземными коммуникациями.

Пенополиуретан обеспечивает надежную тепло- и шумоизоляцию:

• жилых домов с кирпичными, бетонными, деревянными, газобетонными или металлическими стенами; 
• объектов промышленности; 
• складских помещений; 
• овощехранилищ;
• гаражей, ангаров; 
• подвалов; 
• балконов; 
• мансард, чердаков; 
• бань, саун.

По своим теплоизоляционным характеристикам пенополиуретан для утепления превосходит большинство аналогов. А высокая плотность и адгезия пены к поверхности обеспечивают максимальную защиту жилища, препятствуя оттоку теплого и поступлению извне холодного воздуха.

Закрытые ячейки пены не пропускают внутрь структуры водяной пар. Благодаря низкой паропроницаемости утеплитель не только поддерживает в помещении нужную температуру, но и предотвращает проникновение частиц воды, защищает кровлю, стены и перекрытия дома от разрушительного воздействия влаги. 

В ходе строительства или во время ремонта, используя пенополиуретан, проводится:

• утепление стен изнутри и снаружи дома; 
• тепло- и пароизоляция кровли;
• тепло- и гидроизоляция фундамента;
• утепление пола, потолка, перекрытий дома;
• изоляция щелей, отверстий;
• утепление трубопроводов, коммуникаций в доме и на открытых участках.

От пропорций использованных при смешивании компонентов — жидкостей и различных добавок — зависят характеристики полученного в итоге пенополиуретана. 

Размер ячеек и толщина стенок пенной массы определяют прочность ППУ.

Изменяя рецепт, соотношение компонентов, производят различный по своим характеристикам материал для утепления — от эластичной упругой структуры до максимально жесткого вещества. Один из утеплителей подойдет для изоляции оконных и дверных проемов дома, второй — для защиты крыши, кирпичных стен здания, железобетонных стройконструкций, а третий — для утепления трубопроводов.

Исходя из структурных особенностей пены, бывает несколько типов утеплителя из полиуретана:

• эластичный (мягкий);
• полужесткий;
• жесткий.

В результате смешивания можно получить сверхмягкий продукт или, наоборот, утеплитель, отличающийся повышенной жесткостью.

Эластичный

Большое количество не закрытых ячеек обеспечивают материалу повышенную эластичность. Эта разновидность похожа на поролоновую губку, но более прочная и долговечная. Готовая продукция продается в виде матов или рулонов.

Подходит для утепления стен с внутренней стороны дома, систем горячего водоснабжения, кровли.

Несмотря на ряд положительных качеств, например, легкость и упругость, мягкому пенополиуретану предпочитают альтернативные формы. Причина — неустойчивость утеплителя к механическим воздействиям.

Полужесткий

Плотность материала выше, чем у эластичного. Это пена, которую под давлением наносят для утепления на поверхность крыш, стен, плит перекрытия. Проникая в отверстия, микрощели, пенополиуретановый изолятор герметично их закупоривает, образуя сплошной звуко- и теплоизолирующий слой.

Застывшая монолитная структура характеризуется паропроницаемостью и боится избыточной влажности, поэтому для внешнего применения потребует дополнительной защиты.

Пена подходит для утепления изделий из:

• фанеры,
• бруса,
• оцилиндрованного бревна.

Для покрытия полужестким пенополиуретаном кирпичных стен или каркасных поверхностей требуется дополнительная подготовка.

Жесткий

Это наиболее распространенный тип. Несмотря на твердость, материал имеет небольшой вес, что значительно упрощает монтаж. Для утепления тех или иных стройконструкций и элементов используют различные готовые изделия из пенополиуретана — тонкие листы, плиты, панели, блоки, полуцилиндры (скорлупы). 

Теплопроводность углекислого газа, заполняющего внутренние капсулы, почти на треть ниже, чем у воздуха. В некоторых профессиональных системах в роли вспенивателя выступают фреоны. Это еще одно преимущество жесткого ППУ с закрытыми ячейками по сравнению с эластичным типом.

Материал отличается достаточно высокими показателями прочности, паро- и гидроизоляции. Хорошо утепляет, но при этом задерживает водяной пар, обеспечивает качественную звукоизоляцию.

Благодаря своим гидроизоляционным характеристикам жесткий пенополиуретан чаще всего используется для утепления подземных хранилищ, фундаментов, других соприкасающихся с грунтом поверхностей. 

Подходит для тепловой изоляции кирпичных, бетонных, металлических конструкций — материалов с низким уровнем паропроницаемости. А вот для утепления кровли или поверхностей из дерева эта разновидность пенополиуретан не подходит — зимой под изоляционным слоем не избежать конденсата, сырости, плесени, промерзания, постепенного разрушения из-за избытка влаги.

Для защиты ранее проложенных трубопроводов используют изделия в виде полуцилиндров или скорлупы. Новые коммуникации все чаще делают из элементов, предварительно теплоизолированных пенополиуретаном, обрабатывая в процессе монтажа только их стыки.

Особенности утепления плитами ППУ

Пенополиуретан в виде готовых теплоизоляционных элементов получают разными способами:

• заливкой в полости;
• напылением на обрешетку или непосредственно на стены;
• литьем в точные многоразовые формы;
• листы, «скорлупы», которые получают путем экструзии или прессования.

При помощи пенополиуретановых плит различной плотности, размеров, толщины можно утеплить стены частного дома с внутренней стороны и фасад любого строения. Реже используют для теплоизоляции полов.

Начинать работы по утеплению следует с подготовки поверхности — выровнять, высушить, очистить от пыли. Ровность стен влияет на плотность прилегания утеплителя.

В качестве крепежа используют клей на цементной основе, а также дюбеля с широкими шляпками. На завершающем этапе утепления проводят оштукатуривание стен.

При эксплуатации под воздействием влаги и температуры плиты не меняют формы или объема, поэтому их стараются максимально подогнать друг к другу. Нестыковки, отверстия, щели, которые появляются на поверхности в процессе утепления, нужно устранить с помощью монтажной пены. Из-за того, что материалы имеют схожий состав (монтажная пена является однокомпонентным аналогом ППУ), в итоге образуется монолитная поверхность, герметично закрывающая стену дома. Покрытие пенополиуретаном прослужит не один десяток лет.

В качестве теплоизоляционного слоя применяются сэндвич-панели, в которых также используется пенополиуретан.

Пенополиуретановое напыление и заливка жидкого ППУ

Все более популярными на стройплощадках становятся пенополиуретановые составы, которые при помощи пистолета-распылителя можно нанести на утепляемые поверхности или заливаются в полости в жидком виде. 

Они обладают способностью самовспениваться, очень быстро полимеризоваться и постепенно застывать, поэтому подготовка нужной смеси происходит на месте, во время работ по утеплению.

Мелкодисперсная аэрозоль продается в емкостях для напыления. Благодаря разжиженной консистенции стало возможно более равномерное нанесение изоляционного покрытия. ППУ напыление позволяет избежать дополнительной нагрузки, утяжеления конструкции после утепления.

Состав напыляемой теплоизоляции, а также технология ее нанесения под давлением обеспечивают надежную адгезию изоляционного слоя почти с любой основой. Это особенность и одно из главных преимуществ данного материала. Образуемый напыленный слой пенополиуретана высокопрочный и полностью герметичный — в нем отсутствуют стыки, швы, зазоры. 

Изоляцию в жидком виде часто используют при заливке ограниченных полостей в конструкциях — любой формы, размера. Так после прокладки коммуникаций, полости в стенах и перекрытиях обязательно заливают вспенивающимся составом, прерывая таким образом мостики холода.

Метод отлично подходит для объектов со сложной геометрией, выступами, углублениями. 

Основные свойства вспененного утеплителя

Утепление пенополиуретаном получило широкое распространение благодаря особенностям, характеристикам самого материала.

Технические показатели делают пенополиуретан одним из востребованных, надежных теплоизоляторов. 

Теплопроводность

Коэффициент теплопроводности зависит от того, какого размера структурные ячейки пенного материала, и колеблется в диапазоне 0,02 – 0,04 Вт/м*К.  

Влагоустойчивость

Способность впитывать влагу зависит от рецепта приготовления ППУ. Чем плотнее материал, тем меньше воды он способен в себя вобрать. Повышается водостойкость за счет спецвеществ в составе — гидрофобизаторов.

Паропроницаемость

Закрыто-пористая структура обеспечивает практически полную защиту от пара. При этом мягкий тип ППУ свободно впитывает, пропускает пар, воду.

Звукоизоляция

На способность материала поглощать шумы влияют несколько факторов — эластичность, воздухопроницаемость, а также толщина изоляционного слоя, его демпфирующие возможности. 

Лучшие результаты по этому параметру имеет полужесткий пенополиуретан.

Плотность

Материал очень легкий — плотность в пределах 30–80 кг/м³. Значения зависят от технологии производства. 

Востребованы все из возможных вариантов — могут потребоваться как сверхжесткие, так и более эластичные материалы. Выбор определяют цели, назначение объекта.

Горючесть

Все типы ППУ демонстрируют устойчивость к огню.

По этому признаку пенополиуретаны делятся на три группы: 

• самозатухающие; 
• трудносгораемые;
• трудновоспламеняющиеся. 

Дополнительно повысить огнестойкость помогают специальные добавки, например, соединения фосфора или галогены. 

Отношение к химическим средам

ППУ рекомендовано избегать контакта с минеральными кислотами, растворителями органического происхождения. 

Нефтепродукты опасности для материала не представляют — ему не страшны бензин, масла, спирты, разбавленные кислоты. Демонстрирует устойчивость к эфирам с кетонами. Даже концентрированная кислота не всегда способна его повредить.

Экологичность 

После затвердения через 10–20 сек., ППУ становится для человека абсолютно безопасным. Материал не относится к группе токсичных, отсутствуют вредные испарения, пыль.

Долговечность

Срок службы пенополиуретана, заявленный изготовителями, составляет не менее 20–30 лет. Однако реальные цифры гораздо больше — до полувека материал остается неизменным по всем значимым параметрам. Не меняется химическое состояние, а изолированными остаются 9/10 всех ячеек, позволяя все так же эффективно, долго сохранять тепло.

Плюсы и минусы ППУ

Как у любого другого теплоизоляционного материала, у пенополиуретана есть не только плюсы, но и недостатки, которые необходимо учитывать.

Кроме качественной тепло-, звукоизоляции, к достоинствам материала относятся:

• Высокая адгезия

ППУ напыление — это гарантированное сцепление с поверхностями любой формы, из любых материалов (кирпич, стекло, дерево, бетон, металл). Конфигурация, размеры, а также степень отклонения плоскости от прямизны не имеют особого значения. 

• Полная герметичность 

В отличие от панельного или листового варианта, ППУ представляет собой цельный слой, плотно облегающий конструкцию. Нет стыков, швов, дополнительных отверстий.

• Устойчивость к низким и высоким температурам

Материал не изменяет своих технических характеристик на фоне резких перепадов температур, не реагирует на внезапное похолодание или ожидаемое потепление в течение года — усадка или расширение ему не грозят.

• Биологическая нейтральность

Даже при регулярном попадании на пенополиуретан влаги ему не грозит появление плесени или грибка.

• Безвредность для человека

Компоненты для производства имеют низкие показатели токсичности, однако вспенившийся, застывший ППУ опасности для здоровья не представляет.

• Легкость

Благодаря малому весу теплоизоляционный слой не утяжеляет конструкции. Утепление пенополиуретаном помогает сделать основу намного прочнее.

• Минимальные сроки подготовки, скорость работ 

Смесь готовят на объекте, а объем компонентов минимален, что в разы снижает финансовые расходы.

При утеплении строительные конструкции не нуждаются в предварительной подготовке, а напыление ППУ занимает совсем немного времени. 

Минусы пенополиуретана:

• Боязнь ультрафиолета

Агрессивное воздействие солнечных лучей ведет к быстрому износу материала, который можно защитить с помощью штукатурки, разных панелей или обыкновенной краски.

• Тление при пожаре

ППУ не поддерживает горения. Под воздействием открытого огня, повышенной температуры возгорания не произойдет — покрытие не горит, но начинает тлеть, поэтому там, где существует риск пожара, применять его запрещено. 

• Цена

К недостаткам можно отнести высокую стоимость самого материала, а также работ, связанных с напылением, например, в Москве и области.

• Сложность работ

При всей кажущейся простоте технологии, есть ряд особенностей, которые знают только специалисты, поэтому выполнять монтаж самостоятельно не рекомендуется. Для проведения работ потребуется специальное оборудование плюс строгое соблюдение установленных требований.

Преимущества пенополиуретана перед другими утеплителями

Выбирая теплоизоляцию, будет полезным провести сравнительный анализ нескольких вариантов.

Преимущества ППУ при сравнении с аналогичными материалами:

1. Очень низкий коэффициент теплопроводности.
2. Покрытие с хорошей адгезией может иметь большую площадь, однородную структуру — без швов, стыков.

• Срок эксплуатации — пенополиуретан не промерзает, не гниет, не разлагается, не разрушается водой, температурными колебаниями воздуха и грунта, химическими элементами, насекомыми или грызунами.
• Используется не только для тепло-, звукоизоляции, но и для защиты от влаги, пара, коррозии.

Ближайший аналог — минеральная вата — уступает ППУ по ряду показателей:

• прочность в момент сжатия у минваты полностью отсутствует;
• показатели водопоглощения у пены в несколько раз ниже; 
• пенополиуретан не содержит формальдегидов, фенолов, из которых состоит минеральная вата;
• не выделяет в воздух волокна, поэтому не провоцирует аллергии.

ППУ проверенный тепло-, звукоизолятор, требующий разумного подхода при эксплуатации. Идеален для многих объектов, но при этом имеет рекомендованные ограничения в использовании.