Použití tvrdých polyuretanových pěn

Polyuretanová pěna existuje dvojího druhu - tvrdá a měkká. Měkká pěna je známá jako molitan, ve stavebnictví se využívá polyuretanová pěna tvrdá - zkratkou označovaná jako PUR pěna. Polyuretanová izolace v současnosti patří k nejoblíbenějším izolačním materiálům.

Charakteristika a složení tvrdých polyuretanových pěn

Polyuretanová pěna je makromolekulární materiál převážně na organické bázi. Vzniká vzájemnou exotermní reakcí polyadicí diphenyldiisocyanátu a směsí vícesytných polyéter a polyester alkoholů, aktivátorů, katalyzátorů, stabilizátorů, retardérů hoření, vody a pomocných nadouvadel. Vznikající polyuretanová hmota se napěňuje a vytváří uzavřenou mikroskopickou buněčnou strukturu, díky které má výsledná PUR pěna výborné tepelněizolační a hydroizolační vlastnosti.

Chemickým složením jednotlivých komponent lze ovlivňovat časový průběh chemické reakce, respektive způsob zpracování a především výsledné mechanické vlastnosti objemovou hmotnost, pevnost v tlaku a další parametry. Materiál PIR je tvořen kombinací uretanových a isokyanurátových vazeb, zatímco PUR obsahuje především uretanové vazby. Na rozdíl od materiálu PUR se při výrobě PIR uplatňují kromě přebytečného izokyanátu také polyesterové polyoly, které zapadají do jeho prstencové struktury. Polyuretanové i polyisokianurátové pěny se používají mimo lití a stříkání přímo na stavbě i pro výrobu deskových materiálů.

Typy polyuretanových pěn podle buněčné struktury

Obecně pěny dělíme na měkké a tvrdé, případně ještě polotvrdé (EKO H 200). Odlišnost mezi jednotlivými druhy pěn spočívá právě v rozdílné buněčné struktuře a tedy i trochu jiném využití. Tvrdá PUR pěna s uzavřenou buněčnou strukturou je typ stříkané PUR pěny, který má vysokou hustotu a pevnost. Polotvrdá polyuretanová pěna pomáhá předcházet kondenzaci vodních par. Není paropropustná a slouží jako efektivní parozábrana. Brání vzniku plísní i poškození stavební konstrukce. Pyšní se mimořádnou kvalitou a životností a podobně jako u měkké pěny u ní nevznikají spoje ani vzduchové prostory.

Jednosložkové a dvousložkové montážní pěny

Co je PUR pěna? Ať už ji nazveme izolační, montážní, PUR nebo PU pěna, vždy se jedná o polyuretanovou pěnu s lokálním použitím, která až při použití vytvrdne z tekuté do pevné formy. Během vytvrzování je montážní pěna dobře tvarovatelná a ideálně se integruje do úzkých meziprostor nebo dutin, jako jsou spáry nebo mezi dveřní zárubeň a zdivo. Jakmile montážní pěna vytvrdne, zajišťuje jak masivní zpevnění, tak i dobré izolační vlastnosti.

Čtěte také: Truhlářské závrtné matice: Průvodce

Polyuretanové pěny se liší v závislosti na výrobním procesu, kdy mají různou konzistenci. U jednosložkové PU pěny dochází k vytvrzení pomocí kontaktu se vzdušnou vlhkostí. Místo, na které budete nanášet polyuretanovou pěnu, nejprve postříkejte vodou. Tím dosáhnete rychlejšího vytvrzení a lepší přilnavosti. Jednosložková montážní pěna je vhodná k vyplňování spár ve zdivu nebo utěsnění okenních parapetů či upevnění izolačních desek. Většinou můžete počítat s dobou schnutí asi se čtyřmi až pěti hodinami.

Dvousložková montážní pěna nevyžaduje vlhkost k vytvrzení. Dodává se s ní dodatečné tvrdidlo, které se použije podle pokynů výrobce. U některých výrobků se obě složky smísí přímo v dóze těsně před použitím. Dvousložkové polyuretanové pěny dosahují vyšší pevnosti a tvrdnou rychleji než jednosložkové pěny. Z toho důvodu zpracovávejte dvousložkovou pěnu rychleji než jednosložkovou.

Často dochází k záměně pur pěny dvoukomponentní (např. používané na střechy) a jednokomponentní montážní pěny ve spreji (např. používané k montáži oken). Tyto pěny, ač jsou chemicky velmi podobné, mají zcela rozdílné poměrové složení chemických komponentů. U jednokomponentní montážní pěny způsobuje její poměrové složení abnormální nestálost vůči UV záření a otevřenou buněčnou strukturu. Zcela jiná je situace u dvoukomponentní pěny - např. na izolace střech, kde složky A a B jsou mezi sebou beze zbytku reagovány (stechiometrická reakce) a vliv UV záření se projevuje velmi pomalu a pouze povrchově. Přesto každou pur pěnu je nutno opatřit UV ochrannou vrstvou - obvykle nátěrem. Nátěr proto tvoří část izolačního systému PUR IZOLACE.

Vlastnosti tvrdých polyuretanových pěn

Izolace z tvrdé polyuretanové pěny pravidelně dosahuje vynikajících izolačních vlastností ve srovnání s jinými izolačními materiály. Je to proto, že jejich úroveň tepelné vodivosti (λ) je jednoznačně lepší než u mnoha jiných izolačních materiálů. Vynikající tepelná ochrana tuhé polyuretanové pěny spočívá v její nízké tepelné vodivosti, která je výrazně nižší než u jiných komerčně dostupných výrobků.

Tepelná vodivost

Obvykle jsou nabízeny ve stupních tepelné vodivosti 0,022 až 0,028, většina prvků z čisté tuhé pěny má hodnotu λD 0,022. Platí pravidlo: čím nižší hodnota, tím lepší izolační účinek. Například izolace z minerálních vláken začínají na minimální hodnotě λD 0,031, ale často jsou mnohem vyšší. Pro teploty trvale až +160 °C se používá modifikace pur pěny se zkratkou PIR (polyisokyanurát), který má shodné izolační vlastnosti jako PUR. Vynikající tepelně izolační vlastnosti zajišťuje obsah buněk - CO2+HCFC, nebo CO2+HFO. Tloušťka izolační vrstvy by měla být stanovena výpočtem na základě požadavku na zvýšení tepelného odporu konstrukce (snížení koeficientu prostupu tepla). Pro každý typ aplikace / typ stavební konstrukce je nejprve nutné požadavky tepelného odporu / koeficientu prostupu tepla a výpočtem stanovit tloušťku.

Čtěte také: Jak používat měkké a tvrdé dřevo

Rozměrová stabilita a mechanické vlastnosti

Tuhá polyuretanová pěna je rozměrově stabilní a má vysokou pevnost v tlaku, tahu a ohybu. To usnadňuje snadnou instalaci bez mezer, které je například u vláknitých materiálů obtížnější dosáhnout. Součinitel délkové roztažnosti tvrdé pur pěny se pohybuje v rozmezí 5 - 8 x 10^-5 .K^-1, tzn. 0,00005 m při nárůstu teploty o 1°C pro délku 1 m. Materiál PIR je tvořen kombinací uretanových a isokyanurátových vazeb. Jde o velmi podobný materiál jako známější polyuretan (PUR), PIR má ale obecně vyšší pevnost v tlaku (PUR 100 kPa, PIR 170 kPa) a menší tepelnou vodivost. Objemová (specifická) hmotnost - hustota PUR pěny používané na izolace střech činí cca 60 kg/m³.

Hustota pěny

Při výběru molitanu se setkáte s číselným označením, například T3050 nebo N2540. Tato čísla nejsou náhodná - skrývají v sobě dva nejdůležitější údaje o vlastnostech pěny. První dvojčíslí v kódu (např. 30 v T3050) udává objemovou hmotnost v kilogramech na metr krychlový (kg/m³). Tento parametr přímo souvisí s kvalitou, odolností a životností pěny. Neplatí zde přímá úměra, že vyšší hustota znamená vyšší tvrdost.

Přehled hustoty pěn:

• Pěny s nižší hustotou (18-25 kg/m³): Jsou vhodné pro méně namáhané části, jako jsou opěrky zad, područky nebo jako výplňový a obalový materiál.
• Pěny se střední hustotou (25-35 kg/m³): Univerzální volba pro matrace střední třídy a občasně využívané sedáky.
• Pěny s vysokou hustotou (nad 35 kg/m³): Používají se pro vysoce kvalitní a odolné matrace a pro molitanové desky na sedáky, které jsou vystaveny každodenní zátěži.

Odpor proti stlačení

Druhé dvojčíslí v kódu (např. 50 v T3050) označuje odpor proti stlačení. Pozor, toto číslo se obvykle uvádí v desetinách kilopascalů. Číslo 50 tedy odpovídá tvrdosti 5,0 kPa. Tento údaj vypovídá o tom, jak tuhá nebo měkká pěna je na dotek.

Přehled odporu proti stlačení:

Čtěte také: Exteriérové aplikace modřínových latí

• Měkké pěny (do 3,0 kPa): Ideální pro opěrky zad, dekorační polštáře nebo jako komfortní vrchní vrstva matrace.
• Středně tuhé pěny (3,0-4,5 kPa): Nejčastější volba pro matrace, kde poskytují optimální oporu tělu.
• Tuhé a velmi tuhé pěny (nad 4,5 kPa): Perfektní pro sedáky, sedací soupravy, jídelní lavice nebo pro matrace určené pro vyšší váhové kategorie.

Důležité: Hustota a tvrdost nejsou totéž. Životnost stříkaných polyuretanových systémů je po celou dobu životnosti stavby, pokud je pěna správně navržena a zpracována. Při tloušťce vrstvy 30 mm má 1 m² hmotnost 1,8- 2,0 kg! Izolační systém PUR IZOLACE s bezúdržbovou variantou silikon/drcená břidlice/pečetící silikon max. Záruky výrazně přesahující 10 let, obzvláště od nových, resp. mladých firem, které začali před pár lety jsou více než podezřelé. Často se také objevují záruky na materiál 50 - 100 let a tenkým drobným písmem záruku na práci 24 měsíců. Paradoxně se často jedná o živnostníky nebo firmy, s minimálním základním jměním. Dodržení záruky 35 let je proto naprostá utopie a pouze reklamní tah na nezkušeného zákazníka. Naopak, takové nesmyslné záruky jsou k úvaze vyřadit takového dodavatele.

Odolnost proti vlhkosti, hnilobě a stárnutí

Odolnost materiálu vůči rozpouštědlům je rovněž příznivá pro bezpečné zpracování na stavbě. Rozpouštědla a změkčovadla, která se na stavbách běžně používají v těsnicích hmotách nebo membránách, nenapadají tuhou pěnu, která je navíc odolná proti hnilobě a stárnutí. Plísně se v ní mohou jen stěží uchytit, protože v ní nemohou najít potravu. Chování prvků z tuhé pěny vůči vlhkosti je rovněž dobré pro odolnost vůči plísním. Díky hliníkové vrchní vrstvě jsou téměř zcela parotěsné, a proto nepropouštějí prakticky žádnou vlhkost. Maximální absorpce vlhkosti, která může proniknout difuzí nebo kondenzací, je přibližně 6 % objemu.

Požární odolnost

Izolace z tuhé polyuretanové pěny má dobré chování při požáru. Ani při vysokých teplotách materiál nehoří a neodkapává. Naproti tomu levná polystyrenová izolace je nejen hořlavá, ale může dokonce přispět k šíření požáru odkapáváním hořících, roztavených zbytků materiálu. U izolačních prvků purenotherm je proto dobrá protipožární ochrana již zabudována. A tuhé pěny purenotherm pro vnější tepelněizolační kompozitní systémy (ETICS) jsou dokonce schváleny stavebními úřady jako protipožární lišty ve fasádách z polystyrenu nebo EPS.

Jako celá řada plastů, může být i tvrdá PUR pěna různě požárně odolná. Požární odolnost se reguluje obsahem a druhem retardérů hoření. V případě, že zcela chybí, je pěna hořlavá, avšak neskapává. V 90 % aplikací jsou pěny požárně retardované, tzn. jsou samozhášivé. Krátkodobě snesou teploty do 250°C, bez jakéhokoliv poškození struktury. Izolační systém PUR IZOLACE z požárně technického hlediska splňuje nejpřísnější kritéria dle EN ČSN (viz Certifikáty). Zde opět platí, čím nižší cena výsledného produktu, tím větší riziko. Požární retardéry (obzvláště moderní a vysoko účinné) zvyšují cenu produktu.

Polyuretanové pěny spadají do dvou různých tříd reakce na oheň. Třída reakce na oheň B1 znamená, že stavební materiál je „těžce zápalný“. Tato PU pěna je vhodná pro elektroinstalace a podobné práce. Třída reakce na oheň B2 znamená „normálně zápalné“. Pěny v této třídě jsou vhodné pro většinu běžných kutilských prací, jako je izolace, utěsnění a lepení. Všechny námi používané pěny jsou v reakci na oheň klasifikovány do třídy E, tedy samozhášivá neodkapávající pěna.

Zvuková izolace

Díky speciálním prvkům z tuhé pěny, jako je puren SilentPro, splňují polyuretanové izolace také zvýšené požadavky na zvukovou izolaci. Kromě vlastní izolace mají také dodatečnou izolaci z kamenných vláken o tloušťce 40 milimetrů s λD 0,039, která dále zlepšuje zvukovou izolaci. Materiál s otevřenou strukturou buněk zcela zaplní a uzavře všechny složité zákoutí a dokonale přilne k povrchu. Vytvoří vrstvu vzduchotěsného paropropustného izolantu se souvislým povrchem a tím dokonale zaizoluje. Je velmi lehká a také zvukotěsná.

Trvanlivost a zdravotní nezávadnost

Díky své trvanlivosti má tuhá polyuretanová pěna běžnou životnost nejméně 50 let, což zhruba odpovídá životnosti izolovaného stavebního prvku. K největším přínosům polyuretanové pěny patří její dlouhá životnost i skutečnost, že vrstva izolace nemusí být tak silná jako třeba u minerální vaty a konečný výsledek bude srovnatelný. Navíc pomáhá předcházet vzniku plísní, neláká škůdce, spolehlivě chrání před horkem a chladem a vydrží i desítky let (samozřejmě za předpokladu, že je aplikována odborně). To všechno jsou již dobře známé vlastnosti, které jasně svědčí v její prospěch a lákají nové zájemce o kvalitní a především trvalé zateplení.

PUR pěna je zdravotně nezávadná, jako tepelný izolant se přednostně používá např. v potravinářském průmyslu (izolace v pivovarech, mlékárnách, mrazírnách atd.) Všechny lednice a mrazáky jsou výhradně izolovány tvrdou PUR pěnou. Z PUR pěny se nic neuvolňuje. Např. všem obecně známý molitan je měkká forma polyuretanové pěny, na které každý den spíme. Kvalitní pěny jsou certifikovány (např. Öko-Tex Standard 100).

Použití tvrdých polyuretanových pěn

Tvrdé polyuretanové pěny se díky svým materiálovým vlastnostem používají nejen při zateplování budov, ale i v mnoha dalších průmyslových oblastech. Polyuretanové produkty mají mnoho použití. Přes tři čtvrtě celosvětové spotřeby polyuretanových produktů je ve formě pěn. Tvrdé a měkké typy polyuretanových pěn pokrývají zhruba stejný podíl na trhu. V obou případech je pěna obvykle používána spolu s jinými materiály: měkké pěnové hmoty najdeme v oblasti reklamy, při čalounění nábytku, interiérů automobilů apod.

Ve stavebnictví

Široké uplatnění má v detailech konstrukcí jako výplň a izolace spár apod. Lze ji využít i pro zateplení plošných konstrukcí, stropů, střech. Aplikuje se nástřikem nebo litím. Jelikož pěna na povrchu ulpívá, přizpůsobí se i složitě tvarovaným povrchům. Mnohdy se setkáváme s tím, že se na nás lidé obracejí se slovy: „Nevíme, co si máme myslet, každý nám tvrdí něco jiného“. Na nejčastější dotazy se vám pokusíme odpovědět. Tyto mylné informace dokážou laického zákazníka dovést k rozhodnutí aplikovat pěnu i tam, kam rozhodně nepatří. Technologie nástřiku polyuretanových pěn je v porovnání s jinými technologiemi (natavení asfaltových lepenek, pokládka PVC fólií, pokládka polystyrenu nebo minerálních vat) mnohem náročnější na odborný, zkušený, školený a zodpovědný personál. Taktéž vyžaduje velké investice do kvalitních technologických zařízení. Proto je tento způsob izolací méně rozšířený, než ty tzv. klasické, kde stačí propan butanový hořák a špachtle, případně horkovzdušná svářečka. V celém světě se však technologie používá, v Evropě je to např. Španělsko, Řecko, Německo, Polsko atd. Nejvíce se používá v USA.

Tvrdá PUR pěna s uzavřenou buněčnou strukturou je typ stříkané PUR pěny, který má vysokou hustotu a pevnost. Je efektivní a spolehlivá izolace, která se používá v široké škále aplikací.

Izolace stěn

Tvrdá PUR pěna se může použít k izolaci stěn, jak vnějších, tak vnitřních. Vnější stěny lze izolovat stříkanou PUR pěnou, aby se snížila spotřeba energie na vytápění nebo chlazení. Fenolická pěna se vyrábí napěněním fenolformaldehydových pryskyřic do bloků, které se následně řežou na desky a oboustranně opatřují skelným vláknem či reflexní hliníkovou fólií. Používá se pro zateplení fasád, s výhodou u rekonstrukcí či v detailech, kde není místo na velkou tloušťku izolantu pro její dobrou hodnotu součinitele tepelné vodivosti.

Izolace podlah

Tvrdá PUR pěna se může použít k izolaci podlah, aby se snížila ztráta tepla a zlepšila se akustika. Je vhodný k izolaci krovů, sklepů, podlah, základů domů a staveb zvenčí.

Izolace střech

Kompozity z PUR a PIR pěny se užívají pro izolaci střech, podlah, stěn, popřípadě se vyrábějí jako hotové celostěnové panely s hliníkovým pláštěm (k montáži na průmyslové haly apod.). Izolace stříkanou PUR pěnou je nejprogresivnější tepelně izolační technologie současnosti. Při aplikaci PUR pěny dochází k úplnému vyplnění aplikovaného prostoru včetně špatně přístupných detailů - rohů, špiček. Eliminace dutin, tedy neexistence míst pro vznik tepelných mostů a rosných bodů (kondenzovaná voda ve stavební konstrukci).

Dokonalé přilnutí na aplikovaný suchý podklad i k navazujícím stavebním částem. Akustická izolace. Bezešvý tepelně izolační systém nejen po aplikaci, ale po celou dobu životnosti budovy. Nenahraditelná dokonalost při zateplení otvorů průchodek antén, elektroinstalace, konstrukčních prvků stavby (nosné trámy). Tepelný odpor „R" přímo úměrný síle aplikované vrstvy. Nízké statické zatížení konstrukce v řádu několika málo kg na metr čtvereční. Rychlost aplikace - zakázka tepelné izolace podkroví či zateplení střechy rodinného domu za jednu pracovní směnu. Pěna vytváří souvislou vrstvu, přecházející z vodorovných do kolmých ploch, bez omezení tvarů podkladu.

Dnes je tato problematika řešena ČSN EN 14315/2 a následných normách. Jinou věcí je, že nástřik věrně kopíruje podloží, tzn., že např. spoj asfaltových pásů v podkladu je věrně zobrazen ve vrstvě 30 mm (i více) silné. Je nutno si uvědomit, že tepelně izolační vrstva musí izolovat na všech místech povrchu rovnoměrně, tzn. že kopírování tvaru podkladu je velkou výhodou této technologie. Nepatrné smršťování izolační vrstvy na střeše vzniká ihned po nástřiku, neboť dochází ke chladnutí pěny. Tento běžný efekt je kompenzován pevným podkladem, a dále se nemusí nijak projevovat. Toto napětí je úměrné aplikované tloušťce a hustotě pěny. Velké deformace mohou být důsledek nekvalitně provedené práce nebo volby nevhodné pěny. Příčina může být jak ve špatně zpracované pěně, tak v nedostatečné přípravě podkladu.

V ostatních průmyslových oblastech

Tvrdé polyuretanové pěny se díky svým materiálovým vlastnostem používají i v mnoha dalších průmyslových oblastech. Několik příkladů:

• Konstrukce vozidel: izolace v užitkových nebo obytných vozidlech, přístrojové desky, sedadla.
• Vysokoteplotní a nízkoteplotní izolace se zvýšenými požadavky na teplotní odolnost.
• Profesionální modelářství, rychlé prototypování, hobby modelářství.
• Pevný pěnový stavební materiál Purenit: Pro profily a výlisky, koupelnový a lodní nábytek, kuchyňské pracovní desky, pro sendvičové prvky a mnoho dalšího.

Dodavatelé polyuretanových pěn na českém trhu

Na českém trhu působí několik výrobců a dodavatelů polyuretanu PUR a polyisokyanurátu PIR. Jsou to společnosti PCC Morava-Chem, Bachl, puren gmbh - obchodní zastoupení Puren v ČR a SR, Nipos (značka Eurothane) a Pama. Svou značku Dekpir má společnost Dektrade. Kingspan je prakticky jediným výrobcem desek z fenolické pěny, a to pod značkou Kooltherm.

tags: #použití #tvrdých #polyuretanových #pěn #informace

Oblíbené příspěvky:

• HELUZ Family vs. HELUZ UNI: srovnání vlastností
• Více o optických kabelech s volnou izolací
• Efektivní řezačky z Polska
• prodej izolace na severu Čech
• Zjistěte, jak vlnitá lepenka revoluuje balení