Polyuretanová izolace v současnosti patří k nejoblíbenějším izolačním materiálům. Často se však můžete setkat s pojmy jako měkká, polotvrdá nebo tvrdá pěna. Odlišnost mezi jednotlivými druhy pěn spočívá právě v rozdílné buněčné struktuře a tedy i trochu jiném využití. 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.
Co je polyuretanová pěna?
Polyuretany (PUR) jsou speciální druhy plastů, které se vyrábějí chemickou reakcí polyadicí diphenyldiisocyanátu a směsí vícesytných polyéter a polyester alkoholů, aktivátorů, katalyzátorů, stabilizátorů, retardérů hoření, vody a pomocných nadouvadel. Polyuretanová pěna je makromolekulární materiál převážně na organické bázi. Vznikající polyuretanová hmota se napěňuje a vytváří 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. Po vytvrzení je zdravotně nezávadná, odolná vůči chemikáliím, plísním i vlhkosti a lze ji snadno přetírat. Vyniká výbornou tepelnou i zvukovou izolací, přilnavostí k většině materiálů a pevností.
Zdravotní nezávadnost: Kvalitní pěny jsou certifikovány (např. dle OEKO-TEX Standard 100). Jakmile PU pěna vytvrdne, nedochází k uvolňování chemických látek, a tak je zdravotně nezávadná. Při aplikaci však dochází k uvolňování hořlavého plynu. Jednou z hlavních nevýhod PUR pěn je nízká odolnost vůči UV záření. Po delší době působení slunečního záření začne degradovat a měnit své vlastnosti, proto je třeba ji ošetřit ochranným nátěrem. Při použití v exteriéru také dochází ke zvětrávání pěny a zkrácení životnosti působením vlhkosti.
Typy buněčných struktur
Možná jste se ale už setkali také s typem pěny s tzv. „otevřenou buněčnou strukturou“ a „uzavřenou buněčnou strukturou“. Polyuretanová pěna má trojrozměrnou strukturu vzájemně spojených buněk. Buňka je základní jednotkou pěny. Počet buněk se mění od 20 milionů až do 20 miliard na m³ pěny. Buňka představuje tvar dvanáctistěnu zhotovený z 30 podpěr a 12 ploch pětibokých hranolů - oken. Okna jsou povrchově ohraničená 5 podpěrami. Podpěry jsou pevný materiál pěny (elastomer polyuretanu). Zbytek pěny je naplněný vzduchem. Mechanické vlastnosti jsou ovlivněné funkčností a parametry buněk pěny. Vlastnosti pěny jsou závislé na atributech jednotlivých buněk, zejména na chemických vlastnostech materiálu elastomeru polyuretanu, na tloušťce podpěr, objemu buňky, výskytu reziduálních membrán z okna a anizotropii buňky.
Druhy polyuretanových pěn podle tvrdosti
Obecně pěny dělíme na měkké a tvrdé, případně ještě polotvrdé. Odlišnost mezi jednotlivými druhy pěn spočívá právě v rozdílné buněčné struktuře a tedy i trochu jiném využití.
Čtěte také: Více o polyuretanové barvě na beton
- Měkká pěna: Měkká pěna je pěna s otevřenou buněčnou strukturou. Jedná se o lehký stavební materiál se stálými vlastnostmi, který slouží zejména k zateplení stěn, stropů, krovů, podkroví a všech oblastí, kde materiál nebude zbytečně zatěžovaný. Zdravotně je zcela nezávadná a vytváří souvislou bezešvou vrstvu. Velkým plusem je její schopnost bez problému utěsnit i ty nejmenší škvíry a praskliny - když se nanese, několikanásobně zvětší svůj objem. Pěny s otevřenou buněčnou strukturou mají velmi nízký difúzní odpor, dobře propouštějí vodní páry (tedy i vzduch). Veškeré lehké pěny jsou více méně nasákavé a jejich nasákavost je okolo 30 % objemu, objevují se i pěny s nasákavostí vyšší. Právě z tohoto důvodu je nutné téměř vždy doplňovat skladbu o velmi dobře provedenou parotěsnou zábranu (obvykle fólii).
- Polotvrdá pěna: 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. Setkáte se s ní při izolaci základů, průmyslových kontejnerů, ale také v kuchyních a při izolaci podlah nebo stěn a stropů.
- Tvrdá pěna: Vznikající polyuretanová hmota se napěňuje a vytváří uzavřenou mikroskopickou buněčnou strukturu, díky které má výsledná PUR pěna výborné tepelněizolační a hydroizolační vlastnosti. Izolační parametry si zachovává bez patrných změn v obrovském rozsahu provozních teplot, od cca -200°C do + 110°C. Důvodem je, že tvrdá PUR pěna neobsahuje vzduch a změna teplot a obsah vlhkosti vzduchu tak neovlivňuje izolační parametry PUR pěny. 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.
Montážní pěna - všestranný pomocník
Montážní pěna na polyuretanové bázi patří mezi nejvšestrannější typy stavebních hmot vůbec. Je vhodná pro vyplňování dutin, usazování oken, izolaci stavebních konstrukcí a mnohé další práce. Montážní pěna je důležitým pomocníkem mnoha stavebníků. Montážní pěny (PU nebo také PUR pěny) obsahují polyuretan, který vyniká svými izolačními vlastnostmi, dlouhou životností, pevností a nízkou hmotností. Vzhledem k dobré přilnavosti drží na většině stavebních materiálů a díky lepicí schopnosti je vhodnou alternativou ke stavebním lepidlům.
Rozdělení montážních pěn podle parametrů
Montážní pěny se dělí podle dvou základních parametrů: expanze a způsobu aplikace.
Expanze
- Nízkoexpanzní PU pěna: Obsahují méně hnacího plynu, a proto se při aplikaci rozpínají jen minimálně - zároveň však mají vyšší hustotu. Nízkoexpanzní PU pěna se hodí na montáž dřevěných obložkových zárubní, oken a menších mezer, kde by mohla vysokoexpanzní pěna způsobit deformaci. Díky minimální expanzi vytváří přesné výplně a po vytvrzení má vysokou hustotu. Obecně se tento typ PUR pěn používá pro vyplňování menších otvorů a dutin či potrubních prostupů.
- Vysokoexpanzní PUR pěna: Zvětší svůj objem několikanásobně - ideální pro vyplňování větších mezer. Klasická vysokoexpanzní PUR pěna se po aplikaci několikanásobně zvětší - díky tomu snadno vyplní i velké nepravidelné dutiny. Typicky se používá při vyplňování mezer mezi stropem a příčkou, utěsnění prostupů (např. trubky, kabely) a při tepelném nebo akustickém zateplení dutin. Díky své vysoké expanzi dokáže tato pěna vyplnit velké mezery a nepravidelné dutiny i tam, kde jiné pěny nestačí. U tzv. vysokoexpanzních pěn je naopak obsažený hnací plyn hodně stlačený. Díky tomu pěna po aplikaci zvětší několikanásobně svůj objem, a tak dokonale vyplní a izoluje i větší otvory a dutiny. Proto se využívá při zednických a izolatérských pracích.
- Středně expanzní pěna: Příkladem je MULTI FOAM PRO FM310 od Illbrucku, která je celoroční PU pěna vhodná pro tepelnou a zvukovou izolaci spár kolem oken, dveří, izolaci potrubí, vyrovnání podkladu i lepení EPS/XPS desek. Pěna se přirozeně přizpůsobí různým stavebním materiálům (beton, zdivo, kámen, dřevo, omítka, plasty) a vytváří pevnou, soudržnou strukturu.
Způsob aplikace
- Trubičkové pěny: Jednoduché řešení pro příležitostné použití - nepotřebujete žádné nářadí. Pro hobby použití jsou určené trubičkové pěny, které lze aplikovat bez dalšího příslušenství. Vhodné jsou pro občasné použití a nenáročné aplikace. Součástí kovové plechovky je aplikační nástavec s trubičkou, kterou zasunete do požadovaného otvoru.
- Pistolové pěny: Profesionální volba s přesným dávkováním. Pro profesionální využití a náročnější aplikace jsou určené pistolové pěny. Pro jejich aplikaci potřebujete pistoli na PUR pěnu, do které plechovku nasunete. Výhodou pistolových pěn je možnost dávkování množství na jedno stlačení. Protože pistole na PUR pěnu obsahuje dlouhou a tenkou trysku, dostanete se s ní do podstatně hlubších a užších dutin.
- Montážní pěny s aplikátorem GENIUS GUN: Umožní vám nanášet pěnu snadno, precizně a kdykoli práci přerušit.
Speciální montážní pěny
Kromě univerzálních PUR pěn naleznete na trhu i specificky upravené a vylepšené typy, které jsou určené pro speciální aplikace. Vyznačují se vylepšenými vlastnostmi jako ultra rychlá reakce, vysoká a trvalá pružnost, vynikající adheze nebo odolnost vůči vysokému zatížení a agresivnímu prostředí.
- Rychlomontážní PU pěna: Vyznačuje se extrémně krátkou dobou vytvrzení - řezatelná už za 15-20 minut. Používá se při montáži dveří, výloh, vrat nebo oken. Potřebujete rychle dokončit montáž?
- Elastické montážní pěny: Jsou speciální PU pěny s dlouhodobou pružností až 35 % a minimální postexpanzí. Díky elastickým vlastnostem zaručují trvalou izolaci spár kolem oken, dveří i konstrukcí srubů.
- Studnařská pěna: Je speciálně atestovaná montážní pěna určená pro použití v místech s přímým stykem s pitnou vodou. Hledáte pěnu do studní a rozvodných šachet, kde je nutný atest na pitnou vodu? Tohle je přesně ona.
- Kanalizační pěna: Je speciálně vyvinutá pro použití v agresivním a trvale vlhkém prostředí. Ideální řešení pro montáže, utěsnění kanalizačních šachet, průlezů nebo sběračů. Vyvinutá pro kanalizace, čističky i průmyslové šachty - tam, kde běžná pěna nestačí.
- Zimní pěna: Běžné typy montážních pěn lze aplikovat jen při teplotě nad bodem mrazu. Potřebujete-li v exteriéru vyplnit dutiny nebo namontovat okna a dveře v zimním období, zvolte zimní pěnu, s níž můžete pracovat při teplotě až do -15 °C.
- Protipožární pěna: V prostorách se zvýšenými nároky na protipožární opatření se pro izolaci a vyplňování otvorů používá speciální protipožární pěna. Na oheň a vysoké teploty reaguje minimálně a splňuje přísné protipožární předpisy a normy.
- Lepící a zdící pěny: Představují speciální řadu montážních pěn, které kombinují vlastnosti klasické PU pěny a stavebního lepidla. Illbruck PU700 je vysokopevnostní jednosložkové polyuretanové lepidlo třídy D4, speciálně navržené pro lepení a montáž v konstrukcích, kde je potřeba extrémní pevnost a odolnost vůči vlhkosti i mrazu. Díky výborné přilnavosti dokáže pevně slepit dřevo s kamenem, betonové a vápenopískové tvárnice, truhlářské i tesařské výrobky. Pro zdění nosných i obvodových konstrukcí se používá zdicí pěna neboli PUR lepidlo, která představuje kombinaci běžné montážní pěny a stavebního lepidla. Vhodná je například pro lepení zdiva z pórobetonu (např. YTONG) nebo sádrokartonových a cementotřískových desek.
Polyuretanové desky a stříkané izolace
Pěnový polyuretan může účinně izolovat jak ve formě stříkané či lité, tak i ve formě stavebních desek. Polyuretanové desky nacházejí uplatnění jednak při dodatečném zateplování čel staveb nebo rovných střech, jednak při zateplování podkrovních obytných prostor s šikmou sedlovou střechou. Desky z polyuretanů lze jednoduše použít všude tam, kde se běžně používají desky z jiných izolantů, přičemž zaručeně dosáhnete alespoň jedné výhody: buď uspoříte tloušťku materiálu, anebo - při použití stejně silných desek - dosáhnete podstatně lepších izolačních vlastností.
Příkladem izolačního materiálu, který se aplikuje nástřikem na místě, je lehčená PUR pěna Sinpol S. K její výrobě jsou použity také polyoly na bázi řepkového oleje, takže jde o výrobek relativně šetrný k životnímu prostředí. Materiál je nenasákavý: nepropouští vodu v kapalném stavu, ale propouští vodní páru, čímž zajišťuje „dýchání“ střešního souvrství. Nehrozí tedy kondenzace vodní páry ve střešním plášti a následné riziko poškození mrazem nebo naopak horkem. Díky lehkosti materiálu (hmotnost cca 2 kg/m²) nemusíte zpravidla ani odstraňovat předchozí vrstvu izolace.
Čtěte také: o PUR pěně
Mobilní systémy s neobyčejně širokými možnostmi použití vytváří rovněž dvousložková PUR pěna od firmy Gasco. Hodí se jednak pro utěsňování a montáž dveří, oken či sendvičových panelů, jednak pro opravy a údržbu technických izolací, ale také pro izolační systémy ve stavebnictví nebo chladírenství. Pod názvem Handi Foam PUR systémy dostanete pěnu v tlakové nádobě (v nabídce je různá doba reakce obou směšovaných složek a velikost balení od 890 až do 4 500 litrů podle konkrétní aplikace). Na tlakovou nádobu jednoduše namontujete hadici s aplikační pistolí, nasadíte směšovací trysku (teprve zde dochází k promíchání obou složek), otevřete bezpečnostní ventily a systém je připraven k aplikaci pěny.
Mýty o stříkaných pěnách
Internet je plný různých mýtů a polopravd o technologii stříkaných pěn. Často mají příčinu z nedostatku zkušeností a neznalostí této zdánlivě jednoduché technologie. Technologie nástřiku polyuretanových pěn je v porovnání s jinými technologiemi (natavení asfaltových lepenek, pokládka PVC fólií, pokládka polystyrenu nebo minerálních vat) je mnohem náročnější na odborný, zkušený, školený a zodpovědný personál. Taktéž vyžaduje velké investice do kvalitních technologických zařízení.
Často dochází k záměně dvousložkové PUR pěny (např. používané na střechy) a jednosložkové montážní pěny ve spreji (např. používané k montáži oken). Tyto pěny, ač jsou chemicky téměř shodné, mají zcela rozdílné poměrové složení chemických komponentů. U jednosložkové montážní pěny způsobuje její poměrové složení abnormální nestálost vůči UV záření a otevřenou buněčnou strukturu. Zcela jiná je situace u dvousložkové 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. Vzhledem k nízké hustotě měkké pěny - cca 12 kg/m³ - je povrchová odolnost UV záření menší než u tvrdých pěn. Přesto každou PUR pěnu je nutno opatřit UV ochrannou vrstvou - obvykle nátěrem. Nátěr proto tvoří část izolačního systému PUR IZOLACE.
Požární odolnost polyuretanových výrobků lze zvýšit tím, že budou suroviny připravovány na bázi PIR systémů (modifikace polyizokyanurátem). Výsledkem mohou být vypěněné PUR nebo PIR bloky s nižší hořlavostí, z nichž se pomocí řezacích strojů připravují izolační desky nebo různě tvarované výrobky. 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. U měkkých a lehkých pěn zvyšuje retardér hoření spotřebu. Retardovaná pěna je ve třídě E, neretardovaná ve třídě F. Další požární ochranu v případě potřeby přebírá zakrytí.
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. Neméně důležitá je kontrola rosného bodu a zvolit parozábranu příp. provětrávání nad izolační vrstvou.
Čtěte také: Fenomén nejdražší krávy na světě
Stříkané izolace není možné aplikovat svépomocí. Technologie nástřiku polyuretanových pěn je v porovnání s jinými technologiemi mnohem náročnější na odborný, zkušený, školený a zodpovědný personál.
Použití polyuretanových pěn v nábytkářství (Molitan)
Chystáte se čalounit nábytek, vyrábět matraci na míru nebo jen potřebujete nový sedák na židli? Pak se s největší pravděpodobností setkáte s materiálem zvaným polyuretanová pěna, u nás známější pod obchodním názvem molitan. Ačkoliv se jedná o jeden a ten samý materiál, jeho vlastnosti se mohou dramaticky lišit. Polyuretanová pěna je polymer s buněčnou strukturou, který vyniká svou všestranností. Díky širokým možnostem úpravy výrobního procesu může být měkký a pružný jako pěna v pohodlné sedačce, nebo naopak tuhý a pevný jako izolace ve stavebnictví. Pěny pro použití ve výrobě čalouněného nábytku jsou měkké lehčené polyuretany, vznikající jako adiční produkt polyisokyanátů a sloučenin s vysokým obsahem hydroxylových skupin (polyolů). Jsou tvořeny sítí buněk, které jsou převážně otevřené a navzájem propojené. Vyrábějí se pěny éterové a esterové. Polyuretanové pěny jsou vyráběny v rozsáhlém sortimentu objemových hmotností a tvrdostí a přidáváním dalších substancí jsou modifikovány jejich charakteristické vlastnosti i přidaná hodnota. Mechanické vlastnosti jsou ovlivněné funkčností a parametry buněk pěny.
Značení PUR pěn pro nábytek
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. Písmeno většinou značí klasifikaci pěny, číselné označení je údaj hodnot objemové hmotnosti (OH) v kg/m³ a tuhosti (při 40% poměrném stlačení) v kPa. Číselné označení vyjadřuje relaci hodnoty, přípustnou pro daný typ pěny. Tuhost, kvalita a životnost je dána typem PUR pěny, složením receptury a stupněm vypěnění.
- Objemová hmotnost (první dvojčíslí): 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.
- 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 (např. v restauracích).
- Odpor proti stlačení / Tvrdost (druhé dvojčíslí): 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.
- 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.
Typy pěn pro čalounění
- Standardní pěna (PUR, molitan): Základní, cenově dostupný typ.
- HR (vysoce elastická pěna): Vysoká elasticita a prodyšnost díky otevřenější buněčné struktuře.
- Viscoelastická (líná) pěna: Reaguje na teplo a tlak, pomalu se vrací do původního tvaru.
- Pojená RE pěna: Vyrábí se lisováním kousků různých pěn. Použití: Zvuková a tepelná izolace, zpevňující jádra matrací, gymnastické žíněnky, pevné sedáky.
- Molitan pro exteriér (dry feel, rychle schnoucí): Zahradní nábytek, polstrování na lodě, lehátka k bazénu.
Příklady inovativních pěn
- GELTECH: Gelový 3D materiál, který má schopnost „obtékání“ těla uživatele, dodává vyšší oporu s velmi dobrou tepelnou vodivostí a zároveň schopností akumulace tepla. Vývojově byl použit v jádru matrace.
- CELLPUR: PUR pěna s příměsí celulózy, který zvyšuje schopnost pěny absorbovat vlhkost prostřednictvím vnitřní struktury velmi jemných vláken. Jeho uplatnění je zejména ve výrobě profilovaných pěnových matrací nebo jader matrací, kde jsou nejlépe využity jeho specifické vlastnosti.
- ELIOSOFT a ELIOFORM: Pěnové materiály, vyvinuté kombinací polyuretanové pěny pěněné ve vodě sloučené s molekulami latexu. Pěna má mikro buněčnou strukturu, je pružná, prodyšná a výborně reguluje vlhkost, zajišťuje optimální tuhost a odolnost matrace.
- HYDROLATEX: Nově vyvinutá pěna, vzniklá kombinací pěnové pryže a PUR pěny. Její příčná perforace zabezpečuje dokonalou ventilaci, pěna má lepší propustnost než samotná PUR pěna.
- VISCOLATEX: Viskoelastická pěnová pryž s tvarovou pamětí, která v sobě spojuje výhody materiálů s efektem pomalého vracení a pěnové pryže. Materiál je přizpůsobivý, prodyšný, pružný, tvarově stálý s vysokou trvanlivostí.
- Vícehustotní pěnová pryž (Dual latex by Gumotex): Nový typ pěnové pryže, který vznikl zapěněním dvou typů pěnové pryže do jediného jádra (bez lepení), kde je spodní vrstva s vyšší hustotou a horní vrstva s nižší hustotou pěny.
Výběr správné PUR pěny závisí na konkrétním použití. Pro sedáky na paletový nábytek budete potřebovat jiný typ než pro matraci pro hosty. Vždy si položte otázku, jak často a jak intenzivně bude pěna namáhána. Investice do pěny s vyšší objemovou hmotností se u často používaného nábytku vždy vyplatí v podobě delší životnosti a stálého komfortu.
tags: #polyuretanova #pena #postupna #tvrdost #informace