Pianka poliuretanowa – właściwości i zastosowanie

Pianka poliuretanowa w składzie posiada poliuretan, który na przestrzeni lat przeszedł wiele modyfikacji. Na początku był wykorzystywany tylko do produkcji pianek sztywnych i twardych, natomiast z czasem półsztywnych i elastycznych. Ten typ pianki ze względu na właściwości jest wykorzystywany do ocieplania budynków oraz montażu wielu elementów wyposażenia wnętrz. Wysoki stopień rozprężania pozwala wdmuchać piankę nawet w najdrobniejsze zakamarki, dzięki czemu tworzy skuteczną izolację. Jakie jeszcze właściwości posiada pianka poliuretanowa oraz gdzie można ją stosować?

Pianka poliuretanowa – właściwości

Spieniony poliuretan poza piankami występuje również pod postacią płyt i otulin do różnego rodzaju instalacji jako izolacja termiczna, która wytrzymuje zakres temperatur od –60°C aż do +95°C. Zarówno właściwości mechaniczne, t.j. wytrzymałość na ściskanie, jak i fizyczne, czyli współczynnik przewodzenia ciepła oraz przepuszczalność pary wodnej zależą od rodzaju struktury piany. Pianka z dużymi komórkami w strukturze są mniej elastyczne niż drobniejsze, dlatego cechuje je mniejsza wytrzymałość mechaniczna. Ten typ wykorzystywany jest często w izolacjach cieplnych. Z kolei gęstsza i bardziej zwarta struktura komórkowa sprawia, że pianka posiada dużą elastyczność. Dzięki temu jest bardziej odporna na uszkodzenia. W głównej mierze o strukturze piany decyduje skład chemiczny oraz sposób nakładania jej na ocieplany element. Nawet niewielkie zmiany składu mogą znacznie pogorszyć właściwości tego produktu. Na przykład: zbyt duże stężenie izocjanianów zwiększa wagę piany oraz powoduje, że nie spienia się prawidłowo, a jej struktura jest nieregularna. Przez to powstają tzw. kawerny. Natomiast całość utwardza się nierównomiernie, przez co izolacja nie spełnia odpowiednich wymogów.

Pianki poliuretanowe cechuje wysoka przyczepność do większości materiałów budowlanych, m.in.: stali, drewna i betonu, nie łączą się z: polietylenem, polipropylenem, teflonem, silikonem i woskiem. Na przyczepność w dużej mierze wpływa struktura – im gęstsza i bardziej zwarta, tym mocniej łączy się z innymi materiałami. Pianki po zanurzeniu pochłaniają wodę, ale w warunkach na powierzchni są odporne na działanie wilgoci. Natomiast im większe rozmiary komórek w strukturze, tym mniejsza przyczepność, ponieważ występuje mniej punktów styku z powierzchnią materiału. Kolejną właściwością jest przepuszczalność pary wodnej – im bardziej zagęszczone rozmieszczenie komórek, tym mniejsza przepuszczalność pary. Pianki poliuretanowe same się wygaszają po zaniknięciu płomienia. Istnieją 3 klasy palności pianek: B1 – trudno zapalne, B2 – normalnie zapalne i B3 – łatwo zapalne. Należy je dobrać odpowiednio do warunków, w jakich zostanie wykonana izolacja. Są odporne na działanie temperatury w zakresie -40 do +100^oC. Natomiast działanie promieni ultrafioletowych może je zniszczyć. Dużą zaletą pianek jest fakt, że po odpowiednim zabezpieczeniu tynkiem lub farbą, mogą przetrwać przez wiele lat, nie tracąc swych właściwości termoizolacyjnych, ponieważ nie ulegają starzeniu się. Nadają się do stosowania wewnątrz, jak i na zewnątrz budynków oraz są bardzo lekkie. Optymalna temperatura nakładania mieści się w przedziale od +5 do +30^oC. Natomiast pianki zimowe o odpowiednim składzie chemicznym można nakładać w temperaturze sięgającego do -10^oC. Ponadto są doskonałym izolatorem akustycznym, termicznym oraz elektrycznym, ponieważ nie przewodzą prądu. 

Pianka poliuretanowa – rodzaje

Pianka poliuretanowa występuje w postaci jednoskładnikowej lub wieloskładnikowej. Utwardzanie pian jednoskładnikowych następuje pod wpływem powietrza o wilgotności ponad 35%. Nie nadają się zatem do wtryskiwania w mury warstwowe z uwagi na fakt, że panuje tam zbyt mała wilgoć. Współczynnik przewodzenia ciepła lambda wynosi 0,032-0,036 [W/mK]. To pianki niskoprężne, ponieważ zwiększają swoją objętość tylko ok. 50%. Dlatego są wykorzystywane do uszczelniania i montażu elementów, które łatwo mogą ulec odkształceniu.

Z kolei dwuskładnikowy typ pian nie potrzebuje wilgoci do utwardzania i pęcznienia. Ich przyrost wynosi od 70% do 120%. Dzięki temu mogą być używane do ocieplania murów warstwowych oraz stopodachów. Ich struktura jest bardziej zwarta niż jednoskładnikowych, a współczynnik lambda wynosi 0,07 [W/mK]. Natomiast czas wyschnięcia jest krótszy niż jednoskładnikowych, dzięki czemu można je prędzej obrabiać. Są mniej elastyczne, ale cechują się wysoką twardością i wytrzymałością na ściskanie. 

Pianka poliuretanowa – zastosowanie

Pianki poliuretanowe służą do montażu oraz uszczelniania okien i drzwi. Doskonale wypełniają każdą szczelinę, dzięki czemu zapewniają solidne mocowanie futryn. Mocno przyczepiają się do materiałów drewnianych, plastikowych, jak i metalowych. Ponadto izolacja z piany zapobiega stratom ciepła w zimie oraz napływaniu gorącego powietrza do pomieszczeń w lecie. Znajdują również zastosowanie w klejeniu oraz izolowaniu paneli ściennych, parapetów, blach falistych oraz dachówek. Kolejnym zastosowaniem jest wypełnianie szczelin dylatacyjnych oraz braków w termoizolacjach, m.in. wykonanych ze styropianu. Mogą być również używane w celu wyciszenia i ocieplenia spodniej strony wanien stalowych lub akrylowych oraz brodzików, dzięki czemu woda dłużej zachowuje swoją temperaturę, a odgłosy nie przenoszą się do pomieszczenia znajdującego się na niższym poziomie. Ponadto pianka poliuretanowa doskonale uszczelnia przejścia instalacji rurowych w ścianach i stropach.

Często znajduje zastosowanie w ocieplaniu budynków, ponieważ cechuje ją nieprzewiewność, która ogranicza powstawanie pętli konwekcyjnych i w efekcie stratę energii cieplnej. Piankę aplikuje się szybko i łatwo pod odpowiednim ciśnieniem, dzięki czemu doskonale wypełnia wszystkie szczeliny i tworzy solidną termoizolację. Materiał ten doskonale współpracuje z konstrukcją dachu, przez co często jest stosowany do ocieplania powierzchni dachowej. Z racji niewielkiej wagi, nie wymaga dodatkowego wzmacniania konstrukcji niż np. w niektórych przypadkach ocieplania wełną mineralną. Po zastygnięciu nie kruszy się i nie pyli oraz nie wymaga dodatkowych prac konserwacyjnych. Poza zastosowaniem pianki do ocieplania i uszczelniania fundamentów, ścian, stropu oraz poddasza, popularne jest również jej wykorzystywanie w przemyśle. Służy do ocieplania oraz uszczelniania obiektów handlowych, produkcyjnych, usługowych, hal stalowych, magazynów, a także chłodni. W rolnictwie natomiast ociepla się nią przechowalnie warzyw, owoców oraz różnego rodzaju produktów rolnych. 

Piankę poliuretanową należy dobrać odpowiednio do warunków oraz elementów, w których będzie wykorzystana. Ten typ pian posiada niski współczynnik lambda. Należy pamiętać, że  im niższa jego wartość, tym mniejsze zdolności materiału do przewodzenia ciepła, dzięki czemu lepiej zapobiega jego utracie. Z tego względu produkty te należą do czołowych w dziedzinie termoizolacji. Do montażu mniejszej ilości elementów służą pianki w pojemnikach sprężone pod odpowiednim ciśnieniem. Natomiast wypełnianie większej ilości szczelin oraz ocieplanie odbywa się za pomocą agregatów ciśnieniowych. 

Ocieplanie pianką poliuretanową – wady i zalety

Pianka poliuretanowa jest jednym z najnowocześniejszych materiałów ociepleniowych. Jest wszechstronnym produktem, dlatego też jest coraz chętniej wykorzystywana w budownictwie.

Zalety pianki poliuretanowej

• idealne dopasowanie do każdej powierzchni, nie pozostawia nieszczelności,
• bardzo dobre właściwości termoizolacyjne, ma około 2 razy niższy współczynnik przewodzenia ciepła niż w np. przypadku wełny mineralnej lub styropianu i to przy mniejszej grubości izolacji,
• doskonała bariera dla wilgoci, nie nasiąka,
• zabezpiecza materiały budowlane przed pleśnią i korozją,
• jest elastyczna i trwała,
• lekka i łatwa w instalacji,
• zapewnia dobrą izolację akustyczną
• jest wydajna, po nałożeniu zwiększa swoją objętość nawet 30-krotnie,
• nadaje się do aplikacji w temperaturze od -10 do +25 stopni Celsjusza.

Wady ocieplenia pianką

Największym zagrożeniem dla izolacji z pianki jest prawdopodobieństwo wystąpienia wad wynikających z nieprawidłowego montażu – zbyt cienka warstwa izolacyjna czy nieprawidłowy natrysk pianki może skutkować niedostatecznym ociepleniem budynku. Możliwe jest także jej nieprawidłowe przetworzenie przez wykonawcę ocieplenia, prowadzi to do tego, że parametry produktu mogą ulec zmianie na gorsze. Piany natryskowe są mało odporne na dłuższe działanie promieni UV, dlatego warstwę należy chronić przed słońcem. Zazwyczaj cena pianki jest też wyższa niż cena styropianu czy wełny mineralnej.