Polyuretanová pěna, běžně známá jako PUR pěna nebo stříkaná izolace, je univerzální polymerní materiál s širokou škálou použití. Její vlastnosti ji předurčují pro mnoho aplikací, od izolací až po výrobu matrací.
Historie polyuretanové pěny
Historie polyuretanu sahá do 30. let 20. století. V roce 1936 německý chemik Otto Bayer a jeho tým v Leverkusenu (u firmy BAYER) zjistili zkoumáním vznik polymerů, jež pojmenoval jako polyuretany. Konkrétně v roce 1937 profesor Otto Bayer a jeho tým objevili, že reakce alifatických diisokyanátů a alifatických dipolyolů vede ke vzniku lineárních polymerů s vysokou molekulovou hmotností. Tyto polymery měly velmi zajímavé vlastnosti pro výrobu umělých hmot a vláken a v roce 1942 byly uvedeny na trh.
Ve větším měřítku odstartovalo jejich výrobu další zkoumání, tentokráte amerických vědců po roce 1942. Dalšími významnými osobnostmi, podílejícími se na procesu tvorby polyuretanu, byli američtí vědci Dr. William "Butch" Hanford a Dr. Donald Fletcher Holmes. V roce 1942 objevili skutečnost, že diisokyanáty a stávající polyoly se dají sloučit velmi rychle, na rozdíl od původní (časově zdlouhavé a finančně nákladné) německé metody. Hanfordova věta "vývoj tohoto vynálezu mi trval sedmnáct minut" se stala známou i vzhledem k faktu, že především rychlost reakce byla důležitou částí tohoto objevu. Jejich postup se používá dodnes pro výrobu většiny polyuretanových systémů.
V roce 1953 Dr. Bayer navázal spolupráci s firmou Monsanto Chemical Company a vznikla společná firma MoBay Chemical Corporation pro výrobu umělých hmot v USA. Skutečný rozmach polyuretanů nastal v roce 1957 především díky použití nových typů polyolů na bázi polyéterů. V tomto roce byla PUR pěna poprvé použita například při výrobě čalounění. Za tu dobu prošla PUR pěna nejrůznějšími inovacemi. Do popředí se dostávají nové technologie, a proto má nyní tato pěna daleko lepší vlastnosti než kdysi.
Co je PUR pěna a jak se vyrábí?
Polyuretanová pěna je pěnový materiál, který vzniká chemickou reakcí mezi polyisokyanáty (složka A) a polyoly (složka B). Tato reakce produkuje polymer s buněčnou strukturou, která dává pěně její jedinečné vlastnosti. Základem syntézy polyuretanových pěn je reakce izokyanátů (látky obsahující chemicky reaktivní skupiny - NCO), polyolů (polyalkoholů), aminů a vody (látky obsahující hydroxylové skupiny a aminové skupiny -OH, -NH2). Volbou vhodné kombinace látek vstupujících do reakce lze získat polyuretany s různými vlastnostmi, od velmi „pružných“ elastických pěn až po „silně zesíťované“ tvrdé pěny, v závislosti na druhu použitého polyolu, popř. přítomnosti dalších látek ovlivňujících průběh reakce.
Čtěte také: Výroba betonové dlažby v ČR
Proces „vypěňování“ začíná vývinem nadouvacího plynu. Tímto plynem může být buď CO2 (uvolněný chemickou reakcí izokyanátu s vodou) nebo inertní látka freon R-XX, který se při vzrůstu teploty nad jeho bod varu mění na plyn, aniž by předtím chemicky reagoval. Předpokladem pro začátek napěňování je přesycenost reakční směsi plynem a dostatek zárodečných center pro vznik bublin. V dalším průběhu reakce se objem bublin, které mají přibližně kulovitý tvar, zvětšuje až do objemové hmotnosti pěny cca 250 kg/m³. Příprava PUR pěny je tedy složitý chemický a fyzikální proces. Pro dosažení určitých vlastností PUR pěn je nutno k reagujícím složkám přimísit pomocné a přídavné látky, které ovlivňují jejich výslednou podobu.
Suroviny jsou vloženy do napěňovacích strojů se směšovací hlavou. Za vysokých otáček se připraví homogenní kapalina, která se nalije na pás. Zde proběhnou všechny reakce, jež vedou k napěnění, a to v průběhu pouhých pár sekund. K napěnění surovin dochází za pomocí vzniklého CO2. Proces se nazývá polymerace a po jeho ukončení je k dispozici konečný výrobek - pěnový blok. Ten se vyjímá zhruba po 10 až 20 minutách.
Typy PUR pěny a jejich vlastnosti
PUR pěny dělíme dle vzniklé buněčné struktury na pěny s otevřenou nebo uzavřenou strukturou buněk. Rozdíl mezi oběma druhy PUR pěn spočívá v jejich fyzikálně-technických vlastnostech. Z nich pak vyplývá také rozdílné použití.
- Měkké PUR pěny s otevřenou strukturou buněk:
- Jsou paropropustné, takže umožňují kontrolovaný průchod vzduchu a vlhkosti a stavební konstrukce může „dýchat“.
- Používají se všude tam, kde lze použít klasické izolační materiály, a jsou vhodné i pro dřevostavby, difuzně otevřené konstrukce a pasivní domy.
- Optimální prodyšnost a paropropustnost zabraňuje nekontrolovanému pronikání vlhkosti a vzduchu. Díky zateplení se rosný bod posouvá mimo dům a zlepšují se vlastnosti obálky domu.
- Tvrdé izolační pěny s uzavřenou strukturou buněk:
- Mají vynikající tepelně-izolační vlastnosti (až o 60 % lepší ve srovnání s klasickými izolačními materiály).
- Jsou ideální pro izolaci základů budov, podlah, stěn, plechových hal, nádrží a kontejnerů.
- Slouží jako zábrana proti pronikání páry.
- Od 6cm tloušťky působí jako parozábrana.
Kódování PUR pěny: Objemová hmotnost a odpor proti stlačení
Při výběru polyuretanové pěny se setkáte s číselným označením, například T3050 nebo N2540. Tato čísla nejsou náhodná - skrývají v sobě dva nejdůležitější údaje o vlastnostech pěny.
-
První dvojčíslí: Objemová hmotnost (kg/m³)
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.
Čtěte také: Výrobci tvárnic v ČR
- 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.
-
Druhé dvojčíslí: Odpor proti stlačení (kPa)
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 pěny podle struktury
Existuje několik typů polyuretanových pěn, které se liší svými vlastnostmi a využitím:
- Standardní PUR pěna: Základní, cenově dostupný typ.
- HR pěna (studená pěna): Vysoká elasticita a prodyšnost díky otevřenější buněčné struktuře.
- Paměťová (visco) pěna: Reaguje na teplo a tlak, pomalu se vrací do původního tvaru.
- RE pěna (recyklovaná pěna): Vyrábí se lisováním kousků různých pěn. Používá se pro zvukovou a tepelnou izolaci, zpevňující jádra matrací, gymnastické žíněnky, pevné sedáky. RE pěna má větší hmotnost i tuhost. V matracích bývá součástí především jádra, protože jí dodá tuhost.
- Hydro PUR pěna (vodou prodyšná pěna): Zahradní nábytek, polstrování na lodě, lehátka k bazénu.
Využití PUR pěny
Stříkaná izolační pěna má široké využití při nové výstavbě i rekonstrukci budov a jejich zateplování, a to v interiéru i exteriéru. Využít ji můžete všude tam, kde lze použít i ostatní druhy izolace - ať už jde o střechy, podlahy, stropy, stěny, pláště budov, základy staveb, izolace garáží a sklepů nebo plechových hal a kontejnerů. Mimo stavebnictví má PUR pěna i další využití například v automobilovém průmyslu, při výrobě matrací, izolují se s ní lodě i potrubní systémy.
V praxi skvěle poslouží jako zvuková izolace, čalounění sedacích souprav, křesel, polštářů, sedáků židlí, výplní dveří nebo v interiérech automobilů, přidává se do lepidel, barev či jako stříkaná tepelná izolace.
Čtěte také: Výroba OSB desek v ČR
Aplikace PUR pěny
Pro nástřiky a lití se v praxi používají dvousložkové systémy PUR pěn, které se liší svými vlastnostmi (např. objemovou hmotností, startovacími časy, směšovacími poměry, výslednými fyzikálně technickými vlastnostmi, apod.).
-
Lití PUR pěny
Tohoto způsobu se používá především u velkoprostorových izolací jako jsou zásobníky, nádrže, energetické kanály a jiné mezistěnové izolace. Nejčastěji se provádí jako lití po vrstvách tak, aby nedošlo k deformacím nebo k poškození PUR pěny vysokou koncentrací reakčního tepla. K lití se používají systémy PUR pěny o objemové hustotě 30-250 kg/m³. Použité nadouvadlo je nejčastěji na bázi CO2. Nejrozšířenější uplatnění této technologie je ve výrobě izolačních panelů sendvičové konstrukce ve stavebním a automobilovém průmyslu. Tento způsob se uplatňuje především při sériové výrobě izolačních prvků, u kterých se požaduje přesný rozměr a vysoká kvalita povrchu spolu s dobrými mechanickými vlastnostmi.
-
Injektáž PUR pěny
Tato speciální technologie se používá především pro zpevňování hornin nebo zdiva, utěsňování stavebních konstrukcí proti průnikům tlakové vody (tunely, podzemní stavby, hráze vodních děl, důlní konstrukce, apod.). Princip injektáže PUR spočívá obvykle v předvrtání potřebného množství otvorů v místě aplikace, do kterých jsou upevněny speciální injektážní trysky. Injektážní PUR systém je po připojení vysokotlakého čerpadla na tyto injektážní trysky vháněn pod vysokým tlakem až do místa injektáže, kde účinkem reakce složek dojde k následnému zpevnění a zatěsnění injektované části stavby.
-
Stříkání PUR pěny
Zpracování PUR pěny stříkáním na místě patří k nejmodernějším, ale současně k nejnáročnějším způsobům vytváření tepelných a vodotěsných izolací. PUR pěna vzniká přímo na místě směšováním dvou tekutých složek, které se na podklad nanášejí stříkáním. K nástřiku PUR pěn se používá speciální vysokotlaké zařízení se směšovací pistolí. Pěnové izolace se v dnešní době řadí k nejmodernějším a nejefektivnějším tepelným izolacím ve stavebnictví a průmyslu.
Výhody stříkané izolace
Stříkaná pěnová izolace EXYSPRAYSYSTEM dokonale a bezkonkurenčně nahradí stávající a známé izolační materiály, jako je vata, foukaná celulóza, polystyren. EXY pěny vytvářejí monolitický celek bez nutnosti mechanického kotvení a zároveň zabraňují vzniku tepelných mostů. Takto izolovaná plocha nemá žádné spoje, a tím kompletně eliminuje možnost proudění vzduchu ve spojích. Izolační pěna EXY vytvoří celistvou vzduchovou bariéru a vyplní všechna těžce dostupná místa. Rychlé a efektivní řešení v otázce zateplení nebo izolování domů a staveb. Správně aplikovaná pěna zajistí stoprocentní utěsnění dutin ve stěnách a stropech, takže do stavby v zimě nepronikne studený vzduch a zevnitř teplo neuteče. To platí v létě samozřejmě obráceně. Pěna zároveň zabrání kondenzaci vlhka; vždyť dnes je už každému známo, že vlhkem nasáklá izolace neizoluje. Stříkaná dvousložková polyuretanová pěna EXY vyhovuje nejnovějším normám pro stavebnictví a výstavbu pasivních domů. Nahrazuje tak izolační materiály, které již nejpřísnějším normám nebudou vyhovovat nebo už teď fungují jen na výjimku.
Stříkaná pěnová izolace se může pochlubit nejnižším součinitelem tepelné vodivosti 0,026 W/(m.K) v poloviční tloušťce proti tradičním izolacím. Jedná se o bezpříměsovou ekologicky nejlépe hodnocenou tepelnou izolaci s nulovým odparem jakýchkoliv látek s výjimkou vodní páry. Je certifikovaná na nejvyšší stupeň hygienické nezávadnosti a šetrnosti k životnímu prostředí.
Polyuretanová pěna hlodavcům ani kunám opravdu nechutná. Díky své houževnatosti a pevnosti tvoří stříkaná izolace účinnou bariéru proti těmto škůdcům, na rozdíl od minerální vaty nebo polystyrenu, které zvířata snadnou prokoušou. Kvalitní PUR pěna drží tvar a objem po celou dobu své životnosti, takže se postupem času neslehne. Nevznikají tak ani žádné mezery nebo otvory, kudy by škůdci mohli pronikat do stavby. Pěna výborně přilne k povrchu bez spojů a švů, díky tomu nevytváří tepelné mosty.
Ekologické aspekty PUR pěny
Ačkoliv je stříkaná izolace vyrobená z plastu, její dopady na životní prostředí jsou překvapivě mnohem nižší než u jiných druhů izolačních materiálů. Zaprvé vyniká dlouhodobou trvanlivostí - vydrží po celou dobu životnosti budovy, takže izolaci nemusíte brzy opravovat nebo nahrazovat. Její uhlíkovou stopu snižuje také mnohem nižší prostorová náročnost při dopravě materiálu na místo stavby. PUR pěna se vytváří až na místě smícháním dvou tekutých složek a jejich reakcí se vzdušnou vlhkostí po provedení nástřiku, kdy svůj objem mnohonásobně zvětší. Emise z její dopravy dosahují proto jen několika procent emisí, jež vznikají při dopravě jiných, mnohem objemnějších izolačních materiálů.
Během používání nevypouštějí stříkané PUR pěny do ovzduší žádné škodlivé látky. Samotná polyuretanová pěna lidské zdraví nijak neovlivňuje. Po aplikaci se prostory vyvětrají a dále již má pěna nulové dopady na okolní prostředí. Stříkané pěny Honter neobsahují žádné škodlivé látky, jako jsou chlor-fluorované uhlovodíky (CFC) nebo hydrochlorofluorouhlovodíky (HCFC), z nichž se uvolňuje chlór poškozující ozónovou vrstvu zemské atmosféry. Stříkaná izolace je vhodná pro alergiky, protože nezpůsobuje prašnost a zabraňuje tvorbě plísní.
Srovnání PUR a PIR pěny
PIR pěna (polyisokyanurátová) se často srovnává s PUR pěnou. Ačkoliv se jedná o zdánlivě podobné materiály, mají pár shodných vlastností a řadu rozdílů.
Vlastnosti a výroba
Polyuretan - PUR vzniká reakcí polyolu a isokyanátu. Polyisokyanurát - PIR vzniká trimerizací isokyanátu samého se sebou - tedy tři molekuly isokyanátu utvoří jeden isokyanurátový kruh (vazbu). Protože čistý PIR není využitelný, nedá se vypěnit na použitelný materiál, část isokyanátu se nechává reagovat s polyolem nadouvaným např. směsí vody + fyzikálního nadouvadla (nyní např. HCFC, přechází se na HFO). Princip zpracování PUR nebo PIR je naprosto shodný. Tepelně izolační vlastnosti - stejně jako u PUR - tedy zásadně ovlivňuje typ systému napěňování. Tedy to, co se prodává pod názvem PIR, je vždycky kombinace PUR/PIR (v polyolové složce systému), i když se tomu říká isokyanurátová pěna. Poměr PUR/PIR určuje tepelnou odolnost.
Tabulka srovnání PUR a PIR pěny
| Vlastnost | PUR pěna | PIR pěna |
|---|---|---|
| Reakce na oheň | Obvyklá třída E, u nejlevnějších F, lze dosáhnout i třídy C (s retardéry hoření). Při hoření nevznikají kapky. | Bez retardéru může, ale nemusí, hořet (závisí na kyslíkovém čísle a poměru PUR/PIR). Třída hořlavosti B2 (dle německé normy). Při hoření nevznikají kapky. |
| Tepelná odolnost | Až 120 °C (krátkodobě i více). | Až 250 °C (čistý „PIR“), v praxi testováno na 160 °C (kombinace PUR/PIR). |
| Objemová hmotnost | Rovnocenná s PIR, ale spíše nižší. | Rovnocenná s PUR, těžko nižší. U panelů od 40 kg/m³, „in situ“ obvykle 45 kg/m³ a více. |
| Nasákavost | Nižší než u PIR (lze zlepšit hydrofobním polyolem). | Vyšší než u PUR díky otevřenější struktuře (lze zlepšit hydrofobním polyolem, poměr PUR/PIR má vliv). |
| Struktura | Může být otevřená nebo uzavřená. | Tužší, má uzavřenou strukturu, tudíž nepřijímá žádnou vlhkost (platí pro desky). |
| Tloušťka pro normové požadavky | Vyšší než u PIR. | Splňuje normové požadavky i při tloušťkách 40-80 mm (díky výborným tepelně-izolačním vlastnostem). |
| Forma dodání | Složky pro stříkání nebo lití na místě, pěnové bloky, desky. | Obvykle v předem vyrobených dílcích - sendvičové panely nebo kašírované desky. |
| Aplikace „in situ“ | Běžné. | Náročné, vyžaduje speciální zařízení a zkušenosti (použití především v potravinářských a energetických provozech). |
Jak platné normy ČSN EN 14 315-1 a další (318, 319, 320) uvádějí, součinitel λ je závislý na tom, zda je povrch pěny difúzně zavřený či otevřený. Možnost migrace (difúze) nadouvacího/izolačního plynu potom z dlouhodobého hlediska ovlivňuje tzv. deklarovanou hodnotu λ.
Firma PUR-IZOLACE s.r.o. provádí aplikace několika PIR systémů „in situ“. Jeden z těchto systémů byl vyroben přímo pro dané technologické zařízení firmy PUR-IZOLACE a pro účely použití jako tepelná, ale i chladová izolace. Řada zákazníků, např. pivovarská skupina Asahi Group (dříve SAB Miller) - tedy Prazdroj, Gambrinus, Kozel a další dávají jednoznačně přednost technologii PIR. Vede je k tomu větší tepelná odolnost při možném nebezpečí požáru. PIR „in situ“ je obvykle zpracováván jako licí pěna s pomalým reakčním profilem.
Význam kvalitního dodavatele a aplikace
Polyuretanových pěn pro stříkanou izolaci je na trhu celá řada a jejich kvalita je velmi různorodá. Protože v první řadě chcete, aby izolace vaší střechy, podlahy či tovární haly byla vysoce funkční, odolná a trvanlivá, měli byste si dobře prověřit původ výrobku. Výběrem PUR pěny od neprověřeného dodavatele nebo její neodbornou aplikací rozhodně neušetříte. Počáteční výdaj bude možná o něco nižší, ale je zde velké riziko, že pěna bude mít kratší životnost a horší užitné vlastnosti.
V Evropě je řada firem, které nabízí různé pěny, které jsou často náhražkou kvalitních pěn, nebo jsou doslova nebezpečné a používají zakázané látky, které jsou hořlavé a toxické. Zákazník nepozná rozdíl a často naletí na různé triky firem, které nemají ani dostatečné vybavení, zázemí, odbornost. Zákazník zvolí levnější pěnu a myslí, že ušetří, což je pravý opak. V domnění, že má kvalitní stříkanou pěnu defacto prodělá a neušetří žádné peníze. Dále může docházet ke značným problémům s plísní, scvrkáváním pěny, drolením, možným zápachem a podobně. Pro zvolení kvalitní pěny jsou nutné certifikáty z nezávislých certifikovaných laboratoří, které opravdu potvrdí parametry izolační pěny. Dále pomůže přečíst si o daném produktu na internetu, což je velice dobrý nástroj k posouzení. Spousta menších firem v České republice uvádí superlativy o tom, odkud pěna pochází, kdo ji vyrábí, mění jméno produktu. Na certifikátu v ČR je možné uvést informaci, že daná firma je výrobce a zákazník nemá šanci zjistit, co to je za produkt a vzniká tak velký problém.
Je velice důležité zvolit odborné a dobře proškolené aplikační firmy, které jsou proškoleny přímo výrobcem. Pokud je pěna správně nainstalovaná (zpracovaná) tak nemění svůj tvar a vydrží po celou dobu životnosti budovy a má neměnné izolační parametry.
Společnost HONTER působí v celé Evropské Unii a USA. Izolační pěna EXY je výrobek německé firmy Honter, která se vývoji a výrobě polyuretanových systémů věnuje již více než 25 let a své výrobky dodává do celé Evropy i USA. Její kvalita je odborně testována a potvrzena certifikáty z nezávislých laboratoří. Společnost PURing odebírá izolační pěny EXY od české pobočky německého výrobce, která v ČR zajišťuje distribuci produktů a kompletní služby a poradenství. Hlavní výhodou těchto produktů je přímé zastoupení výrobce. EXY pěny nejsou dovážené či překupované pěny. Jedná se o prémiovou řadu izolačních pěn, které firma Honter sama vyvíjí a vyrábí. Výrobce má plnou kontrolu nad kvalitou vstupních materiálů, což nás zcela odlišuje od ostatních firem na trhu. Jak výroba, tak i samotná kvalita aplikace je klíčová pro koncové zákazníky.
tags: #vyrobce #pur #pen #informace