Современные технологии производства энергоэффективных сэндвич — панелей с пенополиуретановым наполнением.

В современности на рынке доступны секционные, распашные и сдвижные ворота, сделанные из сэндвич-панелей. Сэндвич-панель - это слойный композитный материал, который объединяет в себе положительные свойства различных материалов. Производители используют разные виды сэндвич-панелей для конструкции ворот, различающиеся по толщине и производственной технологии.

Представляет собой пенополиуретан готовую к переработке жидкую смесь, поставляемую в виде двух- или многокомпонентных систем. Нанесение осуществляется методом заливки. Максимум объема (95%) занимают полости и поры, заполненные газом с низкой теплопроводностью, причем доля замкнутых пор достигает 90-95%. Остальные 5% занимает твердая полимерная матрица.

Обладая превосходными теплоизоляционными характеристиками, небольшой массой, отличной адгезией к внешним листам, высокой химической и термостойкостью, пенополиуретан является абсолютным лидером среди материалов, используемых в качестве энергоэффективного наполнителя.

Вспенивающие агенты

Для получения качественной сэндвич - панели, полиуретан, в процессе нанесения, должен быть вспенен при помощи специальных реагентов. В качестве вспенивающего агента до начала 90-х годов широко использовался фреон-11 (трихлорфторметан). Он обладал целым рядом преимуществ: химически инертен, не горюч, имеет самую низкую теплопроводность из всех газов, применяемых для вспенивания. Однако, способность разрушать озоновый слой стала препятствием на пути его использования, и в соответствии со взятыми на себя нашей страной международными обязательствами, выпуск фреона-11 был прекращен в 2001 году.

*Физические свойства трихлорфторметана

В последующие годы было исследовано и апробировано в отношении технологической пригодности, токсичности, воздействия на окружающую среду и экономическую целесообразность большое количество альтернативных вспенивающих агентов.

В их числе:

• гидрохлорфторуглероды (ГФХУ): ГФХУ-123, 141-б, 22, 142-б;
• гидрофторуглероды (ГФУ): ГФУ 134а, 350, 245;
• углеводороды: н-пентан, изопентан и циклопентан;
• углекислый газ (CO2).

Наиболее безопасными и технологичными методами вспенивания пенополиуретана, не оказывающими влияния на экологию, сегодня являются методы углеводородного и водного вспенивания. Попробуем разобраться, какой из этих методов позволяет получить более качественное заполнение сэндвич-панели.

Углеводородное вспенивание

В данном случае в качестве вспенивающего агента используются углеводороды (н-пентан, изопентан, циклопентан и др.) с небольшим добавлением воды.

Метод углеводородного вспенивания с использованием пентана хотя и требует более сложного и дорогостоящего оборудования, но позволяет получить пенополиуретан, обладающий более высокими эксплуатационными характеристиками по сравнению с аналогами. Коэффициент теплопроводности газа, образующегося при вспенивании пентаном ниже, чем при использовании чисто водного вспенивания (см. таблицу 1), а, следовательно, панель, заполненная пенополиуретаном на пентане, обеспечивает лучшую теплоизоляцию.

Преимущества

• Использование в качестве вспенивателя пентана дает возможность работать при меньшей плотности. Заливочная плотность пены на пентане составляет 42 кг/м3 (см. таблицу 1) против 45-50кг в случае водного вспенивания. Это означает, что при одинаковых размерах сэндвич-панель с заполнением пентан-вспененным полиуретаном, будет более легкой по сравнению с СО2- вспененным полиуретаном. Что, в конечном счете, снижает вес всей подвижной ограждающей конструкции в целом и позволяет снизить нагрузку на ее элементы, сделать ее более надежной и экономичной.
• Мелкая равномерная пористость пены дает возможность получить максимальные теплоизоляционные характеристики.

Водное вспенивание

В случае применения водного вспенивания основным агентом является углекислый газ, образующийся в результате реакции одного из компонентов полиуретана (изоцианата) с водой.

Таблица 1

Безопасность использования

Пенополиуретаны относятся к органическим горючим материалам. В сэндвич-панели пенополиуретан всегда изолирован от открытого пламени уплотнениями и листами металла, поэтому его горение сводится к химическому разложению с выделением дыма. Горючесть пенополиуретана, а, соответственно, и количество дымных веществ, выделяемых при повышении температуры, определяется плотностью пенополиуретана и наличием пламя гасящих добавок.

Выводы

Исходя из всего сказанного, метод углеводородного вспенивания позволяет добиться лучших характеристик пенополиуретана, а, следовательно, повысить эксплуатационные характеристики сэндвич-панелей, а также изготавливаемых из них подвижных ограждающих конструкций:

• лучшее энергосбережение за счет высоких теплоизоляционных характеристик;
• высокая прочность за счет лучшей адгезии к металлическим листам панели;
• экономичность и технологичность конструкции за счет меньшего веса полотна ворот;
• долговечность конструкции за счет устойчивости наполнителя к старению.

Ян Ребане, коммерческий директор компании "Эластокам"