Zpracování polyuretanových pěn "na místě", resp. jejich aplikace přímo na povrch, který má být izolován, bylo iniciováno objevem bratří Gusmerů koncem šedesátých let (1969). Problém spočíval ve smísení dvou komponent a jejich okamžitému nastříknutí na povrch. Řešením byla vysokotlaká pistole s protisměrným vstupem obou komponent do směšovací komory. Stroje, které směs ohřívaly a dopravovaly v přesném poměru (100:100 objemově) k této stříkací pistoli, používaly proporcionální pístová čerpadla, poháněná vzduchem nebo hydraulikou. Pro udržení přesného směšovacího poměru byla tato zařízení doplněna elektricky vyhřívaným hadicovým vedením s termostaty. Tento princip - doplněný moderní elektronikou - se používá dodnes jako nejspolehlivější. Firma Gusmer, dnes Graco/Gusmer (New Jersey, USA) je přes padesát let největším výrobcem zařízení na zpracování polyuretanů "na místě" po celém světě. Firma PUR IZOLACE používá výhradně technologii firmy Graco/Gusmer.
O technologii – nástřik PUR pěny
Pro zpracování tvrdé pěny nástřikem jsou používány polyuretanové systémy s velmi krátkou dobou startu chemické reakce (od 1 do 8 sekund dle typu aplikace), které se při zahřátí směsi ještě zkracují. To znamená, že směs nastříknutá na povrch v čase od cca 2 do 10 sekund změní svoje skupenství z tekutého do pevného a až 30x zvětší svůj objem - v závislosti na chemicky nastavené objemové hmotnosti.
O technologii – lití PUR pěny
Pro zpracování tvrdé pěny litím "na místě" jsou používány polyuretanové systémy s dlouho dobou startu chemické reakce (od 10 do 100 sekund dle typu aplikace a velikosti vypěňovaného prostoru). To znamená, že směs vstříknutá do dutiny nebo formy v čase od cca 10 do 100 sekund počne pomalu měnit svoje skupenství z tekutého do pevného a až 30x zvětší svůj objem - v závislosti na chemicky nastavené objemové hmotnosti. Pomalý průběh reakce umožňuje zatečení směsi do všech dutin a následně dokonalému vyplnění.
Tvrdá polyuretanová pěna - popis a vlastnosti
Přes 50 let se v mnoha odvětvích používá jako nejúčinnější tepelně izolační materiál - tvrdá polyuretanová pěna (dále jen pur pěna). Díky svým fyzikálním vlastnostem, trvalým technickým parametrům a variabilním možnostem zpracování je řada oblastí, kde pěnu nelze ničím nahradit. Pur pěna je velmi široký pojem, který rozlišuje pěny podle účelu použití a způsobu zpracování. Firma PUR IZOLACE s.r.o. se zabývá zpracováním pur pěn "na místě",což je jedna ze specifických oblastí tohoto materiálu.
| Mechanické vlastnosti | |||||||
| fyzikální veličina | jednotka | hodnota | hodnota | hodnota | hodnota | hodnota | norma |
| Měrná hmotnost | kg/m³ | 30 | 40 | 60 | 80 | 100 | DIN 53 420 |
| Pevnost v tlaku | N/mm² | 0,20 | 0,25 | 0,40 | 0,60 | 0,90 | DIN 53 421 |
| Pevnost v tahu | N/mm² | 0,35 | 0,60 | 0,85 | 1,00 | 1,20 | DIN 53 430 |
| Pevnost v ohybu | N/mm² | 0,30 | 0,45 | 0,70 | 0,95 | 1,50 | DIN 53 423 |
| Pevnost ve střihu | N/mm² | 0,15 | 0,20 | 0,30 | DIN 53 422 | ||
| E-modul | N/mm² | 5 | 7 | 12 | 20 | 25 | DIN 53 457 |
| Tepelně technické vlastnosti | ||
| fyzikální veličina | hodnota | norma |
|
Součinitel tepelné vodivosti λ (měřená hodnota) (platí pro materiály na bázi chemicko fyzikálního nadouvání) |
0,020 - 0,025 W/m.K | DIN 52 612 |
|
Součinitel lineární tepelné roztažnosti (platí pro měrnou hmostnost 30 - 60 kg/3) |
5 ÷ 8 x 10 -5 1/K | |
|
Součinitel odporu difůze vodních par µ (platí pro měrnou hmotnost 30 - 100 kg/3) |
30 ÷ 100 | DIN 52 615 |
| Nasákavost (20°C) po 24 hod | 2, max. 5 objem % | DIN 53 433 |
| Nasákavost (20°C) po 28 dnech | 2, max. 5 objem % | DIN 53 433 |
| Obrysová stabilita (-30°C) | 0,0 - 0,2 objemových % | |
| Specifické teplo | 0,24 kJ/ kg | |
| 1,382 kJ/ kg.K | ||
| 0,33 kcal/ kg.°C | ||
| Tepelná odolnost PUR pěny (platí pro >40 kg/m³) | |
| pro chladové izolace | do - 200°C |
| pro tepelné izolace trvale (max.) | do +110°C |
| pro tepelné izolace krátkodobě | do +250°C |
|
Tepelná odolnost PIR pěny (platí pro >40 kg/m³) |
|
| pro chladové izolace | do - 60°C |
| pro tepelné izolace trvale (max.) | do +180°C |
| POŽÁRNĚ TECHNICKÉ VLASTNOSTI | ||
|
Hořlavost (hořlavost je závislá na použití retardérů hoření a velikost jejich podílu v pěně) |
B1-B2-B3 | DIN 4102 |
| Samozhášivost | B1 - B2 | |
|
ELEKTRICKÉ VLASTNOSTI |
|
| Dielektrická konstanta | 1,091 |
| Ztrátový činitel | 0,5 x 10-3 |
| Specifický odpor (hodnoty pro spec. hmotnost 30 kg/m³) | 5,4 x 1014 (Ώx cm) |
Příklad použití PUR pěny v domácnosti
V každé domácnosti se nachází lednice nebo mrazicí skříň, kde vnitřní teplota dosahuje až -18 °C. V bytě bývá v letních měsících až +30 °C. Tento rozdíl cca 50 °C snadno udrží stěna mrazicí skříně, vyplněná 5 cm silnou vrstvou PUR pěny. Desítky let nám takto slouží PUR pěna v každé domácnosti, aniž bychom si to uvědomovali.
Příklad použití v oblasti kosmického výzkumu - hlavní nádrž amerických raketoplánu obsahující zkapalněný kyslík a vodík je opatřena tepelně izolační vrstvou z tvrdé PUR pěny.
 |
 |
Co je to tvrdá PUR pěna?
Tvrdá PUR (polyuretanová) pěna se používá jako tepelně izolační materiál ve stavebnictví od konce 60-tých let minulého století. Je to makromolekulární konstrukční materiál - termoset, na organické bázi. Vzniká vzájemnou exothermní reakcí polyadicí diphenyldiisocyanátu (MDI, komponent B) a směsi vícesytných alkoholů, aktivátorů, katalyzátorů, retardérů hoření a vody (polyol, komponent A). Vlivem chemické reakce a teploty vzniká plynný kysličník uhličitý, který při reakci vytvoří uzavřenou buněčnou strukturu, díky které má výsledná PUR pěna výborné hydroizolační vlastnosti.
Tvrdá polyuretanová pěna je stále po vakuu nejlepším tepelným izolantem, téměř dvakrát lepším než expandovaný pěnový polystyren. Hodnota měřeného součinitele tepelné vodivosti činí λ = 0,020 – 0,023 W/m.K. Suroviny používané k výrobě tvrdé pur jsou 100 % ekologické (ODP = 0). Při dodržení podmínek pro kvalitní průběh chemické reakce je možné PUR pěnu vyrábět přímo na místě tam kde má sloužit jako izolant. PUR pěnu je možné velmi dobře přizpůsobit účelu použití přesným nastavením časového průběhu chemické reakce a dále nastavení mechanických vlastností objemovou hmotností.
PUR pěna v systému PUR IZOLACE je zdravotně nezávadná, neobsahuje freony ani formaldehydy. Firma PUR-IZOLACE s.r.o. má na používanou PUR pěnu vydaný certifikát na emise VOC a TVOC (těkavé látky) dle metodiky EN 13 419 a ISO 16 000-6.
Srovnání tepelně izolačních vlastností běžných stavebních materiálů s tvrdou polyuretanovou pěnou PUR
Vlastnosti tvrdé pur pěny :
- výborné tepelně izolační parametry
- mikroskopická buněčná struktura pěny
- hydroizolační schopnosti díky uzavřené buněčné struktuře
- výborná rozměrová stabilita
- dlouhodobě stabilní parametry
- vysoká chemická odolnost, obzvláště ropným produktům
- vysoká odolnost biologickým vlivům
- nízký odpor difúzi vodních par
- zdravotní nezávadnost
- nedochází k sublimaci
- široký rozsah pracovních teplot
- nízká hmotnost při vysoké pevnosti
- vysoká variabilita použití
Odolnost UV záření
Jako celá řada plastů má tvrdá polyuretanová pěna sníženou povrchovou odolnost proti UV záření, kdy dochází na povrchu materiálu ke změnám, resp. poškození poslední buněčné vrstvy. Dojde k zahnědnutí povrchu a ke zvětrání do hloubky 1-2 mm (podle typu použité objemové hmotnosti pěny). Tato tenká vrstva tvoří jakousi vlastní ochrannou vrstvu, jako např. měděnka na mědi – a poškozování UV zářením je zpomaleno.
Především z těchto důvodů musí být tvrdá polyuretanová pěna v exteriéru vždy chráněna. V případě použití tvrdé polyuretanové pěny na střechách je nutné používat kvalitní UV ochranné nátěry s dlouhou životností. V některých případech může tato vrstva převzít úlohu pomocné hydroizolace nebo mechanické ochrany.
Odolnost vrůstání kořenů a biologická odolnost
Odolnost vrůstání kořenů je v některých zemích EU ověřovaný parametr, obzvlášť v oblasti střešních izolačních materiálů (DIN 4062). Dobře zpracovaná tvrdá PUR pěna je odolná vrůstání kořenů, protože neobsahuje vlhkost. Dále se PUR pěna vyznačuje vysokou odolností plísním,houbám a mikrobům. Obrázky ukazují „náletovou rostlinu“ na izolačním systému PUR IZOLACE.
 |
 |
| "Náletová rostlina" na vrstvě PUR pěny | Neporušená izolační vrstva PUR pěny |
Odolnost chemickým látkám
Dobře zpracovaná tvrdá PUR pěna je odolná vrůstání kořenů, protože neobsahuje vlhkost. Obrázek ukazuje únik chemických látek z nádrží na Izolační systém PUR IZOLACE. Došlo pouze k poškození UV nátěru, tvrdá PUR pěna zůstala nepoškozená a plně funkční.
Únik louhu a kyseliny na střeše izolované PUR pěnou, bez poškození izolační vrstvy
