Напыляемая теплоизоляция: от реакции до эксплуатации

Полиуретановая пена наносится реакционно-напылительным способом: два компонента — полиольная смесь и изоцианат — поступают в смесительную камеру под давлением 8–14 МПа. Фронт реакции сопровождается вспенивающей стагнацией, углекислота, выделяемая разложением пенообразователя, образует закрытые ячейки диаметром 100–400 мкм. Коэффициент теплопроводности λ стабилизируется на уровне 0,020–0,024 Вт/(м·К), что сравнимо с аэральфой — аэрогелевым гранулятом.

Химия процесса

Растворённый в полиоле катализатор третичный амин регулирует время гелеобразования (cream time) 1,5–3 с. Добавка фосфорорганических антипиренов формирует в углекислом газе пассивирующую полифосфатную корку при воздействии пламени. Лигноцеллюлозные включения ухудшают вспенивание из-за капиллярного ингресса влаги, поэтому нормы EN 14315-1 ограничивают массовую долю древесной пыли 0,5 %.

Проектирование слоя

Расчёт толщины базируется на положении точки росы, определённом в программе WIFI или аналогичном гигротермическом модуле. При наружном напылении на стальную кровлю используется корреляция ΔT/Δx с учётом α-коэффициента теплоизлучения металла. Для деревянного перекрытия критично удовлетворить условию Sd ≥ 2 м, иначе конденсация изменит модуль сдвига пены на 18–22 %.

Практика монтажа

Оборудование: пропорционер с жидкостным подогревом 45–55 °C, шланговая линия 30 м, пневмопистолет с воздушным смывом сопла. Поверхность очищается пескоструем Sa 2½ либо фрезерованием, остаточная влажность основания — не выше 18 %. Нанесение ведётся проходами «рыбий хвост» шириной 800–1000 мм, интервал между проходами 10–15 с, что ообеспечивает кумулятивный прирост без температурного шока.

Плюсы технологии

Монолитная структура убирает точечные теплоперемычки и закрывает капиллярные поры основания, снижая инфильтрацию воздуха до 0,02 ч⁻¹ при 50 Па. Плотность 35–60 кг/м³ почти не нагружает конструкции. Адгезия к бетону превышает 120 кПа, к оцинкованной стали — 100 кПа. Материал одновременно служит паробарьером: μ-фактор 60–110 позволяют обходиться без отдельной плёнки.

Ограничения и защита

Пена фотодеградирует под УФ-излучением: через 2–4 недели начинается желтение и поверхностное меление. Решение — алкидно-акриловая краска толщиной 150 мкм либо эластомерная мембрана полиурея. Рабочий диапазон температур −50…+90 °C, поэтому чердак с выхлопным каналом дымохода облицовывается негорючим экраном из силикат-кальциевых плит. Поглощение воды — 1,5–2,0 об.% по методике EN 1609, при длительном контакте с жидкой водой пену защищают гидроизоляционной мастикой.

Сферы применения

1. Скатные кровли и мансарды: напыление снизу позволяет сохранить геометрию стропил, а тонкий слой (120–140 мм) эквивалентен минвате 200 мм.

2. Холодильные терминалы: пена с ячеистым коэффициентом закрытости 95 % выдерживает цикл −40/20 °C без расслоения, коэффициент диффузии к водяному пару D — 1,0×10⁻¹¹ м²/с.

3. Тонкостенные резервуары: изнутри — низкая пропускная способность к жидким углеводородам, снаружи — антикоррозионная функция за счёт гигроскопичности 0,3 %.

4. Трубопроводы с криогенными средами: двухслойная система пена + стеклопластиковый кожух заменяет перлитовое наполнение и облегчает трассу на 25 кг/м.

Эксплуатация и контрольтролль

Раз в пять лет выполняется инфракрасная термография: тепловые выбросы свыше 0,3 Вт/м² указывают на лакунарные зоны или каверны. Склерометрический тест Шмидта проверяет механическую прочность: отклонение упругого отбоя ниже 15 % подтверждает стабильность структуры. При локальных повреждениях участок вырезается ножом-фальцем, протравливается ацетоном для реакционной активации и заполняется свежей пеной с 5 % избытком, который после вспенивания срезается заподлицо.

Напыляемая теплоизоляция замыкает контур ограждающих конструкций единым барьером, работая одновременно как термо-, паро- и ветроизоляция. При грамотном расчёте и своевременной защите от ультрафиолета ресурс покрытия достигает 40–50 лет без существенной потери тепло- и механических характеристик.