Как производят теплоизоляционные PIR-плиты из пенополиизоцианурата
Пенополиизоцианурат на сегодняшний день является самым современным и высокотехнологичным утеплителем. Этот огнестойкий пенополиуретан нового поколения обладает самой низкой теплопроводностью среди всех известных теплоизоляционных материалов, что позволяет использовать меньшую толщину PIR-плит по сравнению с другими теплоизоляционными материалами.
Первый завод в России по производству такого утеплителя открыла в Саратове компания PirroGroup еще в 2014 году.
Предлагаю вместе ознакомиться с полным циклом производства PIR и провести собственные испытания этого инновационного продукта.
2. Производство расположено в бывшем цеху №15 Саратовского авиационного завода. Ранее здесь было организовано производство самолетов Як-42.
3. Если говорить коротко, то теплоизоляционные плиты из пенополиизоцианурата (PIR) сочетают в себе достоинства экструдированного пенополистирола и каменной ваты, при этом полностью лишены таких их недостатков как горючесть (недостаток полистирола), низкая прочность на сжатие и влагопоглощение (недостатки минеральной ваты). Пенополиизоцианурат (PIR) же не впитывает влагу и не поддерживает горение, самостоятельно затухая при отсутствии пламени.
4. Химический состав пенополиизоцианурата (PIR) близок к составу классического полиуретана (PUR), за исключением того, что доля метилендифенилдиизоцианата (MDI) выше, а вместо полиолов на простых эфирах в реакции используется полиэфирный полиол.
Как следует из названия, пенополиизоцианурат представляет собой ячеистую полимерную массу, причем сам полимер занимает всего 2,5% от объема пены. Он образует систему замкнутых, почти сферических ячеек, внутри которых находится газ с очень низкой теплопроводностью. Все вместе и образует легкий, прочный и, самое важное, очень эффективный теплоизолятор.
5. Цистерны с исходным сырьем. Стоит отметить такой момент, что в России отсутствуют заводы по производству изоцианатов, и все сырье приходится покупать заграницей.
6. В заводской лаборатории контролируют качество используемого сырья, а так же проводят испытания образцов готовой продукции. Например, определяется теплопроводность и прочность на сжатие для отобранного образца PIR-плиты. Плиты из пенополиизоцианурата обладают в среднем меньшей на 25-30% теплопроводностью, чем плиты из экструдированного пенополистирола. А прочность с запасом перекрывает все требования по применению и позволяет использовать PIR-утеплитель даже в фундаменте типа УШП.
7. Плавно подбираемся к производственной линии. Изоцианат и Полиол - основные компоненты производства.
8. Метилендифенилдиизоцианат (MDI) и Полиол сначала смешивают, а затем вспенивают с помощью добавления специального вспенивающего агента.
9. При производстве пенополиизоциануратных плит сразу формируется плита заданной толщины с обкладками с двух сторон. В качестве облицовки могут использоваться: многослойная крафт-бумага, стеклохолст (в том числе с битумной пропиткой), алюминиевая фольга или многослойный алюминий, кашированный бумагой.
10. Облицовка плиты зависит от назначения утеплителя. Если говорить об утеплении скатной кровли, то подойдут плиты с облицовкой из алюминиевой фольги или фольгированной бумаги. А при утеплении фасада с внешней стороны лучше использовать PIR-плиты с облицовкой из стеклохолста со специальной пропиткой, что позволит получить надежное сцепление между плитой и штукатурной смесью.
11. Начало производственной линии. Сегодня будут производить плиты с двухсторонней облицовкой многослойным алюминием, кашированным бумагой и нанесенной разметкой (для удобства резки уже на объекте).
12. Начался процесс подачи подготовленной смеси на ленту. Сопла обмотаны пленкой для того, чтобы защитить их от возможных брызг - отмыть застывшую пену потом невозможно.
13. Пена практически моментально расширяется, и происходит формовка готовой плиты фиксированной ширины и заданной толщины.
14. В принципе, теплоизоляционная плита готова, остается только её охладить и обрезать в нужный размер.
15. Отличное применение для iMac - это просто монитор для видеокамеры с производственной линии. Полагаю, что выбран он был из-за прочного алюминиевого корпуса, что достаточно важно в условиях производства.
16. На этом участке происходит первая резка плит.
17. После чего они попадают на башню аэрокулинга, где идет процесс затвердевания (охлаждения) пены перед тем, как плиты попадут на линию резки в размер.
18. Далее происходит резка плит на меньшие размеры и, при необходимости, формируется профилировка торцов. На заводе установлена итальянская производственная линия, монтировать которую помогали сами итальянцы. Портреты команды украшают линию резки.
19. После чего плиты попадают на линию упаковки, через вот такой аппарат. Он переворачивает каждую нечетную плиту на 180 градусов, для компенсации стягивающих усилий, возникающих в одной из обкладок.
20. Плиты с помощью вакуумного подъемника складываются в стопки.
21. И попадают на автоматизированную упаковочную линию.
22. Транспортировочный «поддон» изготавливается здесь же, из обрезков плит - три опоры приклеиваются к основанию упаковочной единицы.
23. После чего её перемещают на склад. Обратите внимание на очень высокую степень автоматизации производства: ручной труд вообще не используется, для контроля работы линии достаточно буквально 3-4 человека.
24. Единовременно линия может производить плиты с разными облицовками, но одной толщины. А наличие склада позволяет всегда иметь в наличии запас продукции в различных исполнениях.
25. Теплоизоляционные плиты из пенополиизоцианурата в России пока еще малоизвестны, хотя этот материал активно применяется в Европе и США уже несколько десятков лет.
26. Пенополиизоцианурат (PIR) - это универсальный утеплитель, возможные области применения которого: в кровельных конструкциях, фасадах, фундаментах, межэтажных перекрытиях, теплых полах, стенах и даже вентиляции. По факту их можно применять везде, вплоть до того, что монтировать прямо поверх обрешетки на скатной кровле.
27. Плиты с облицовкой из фольги также применяются в изготовлении теплоизолированных воздуховодов. Одно из серьезных преимуществ таких воздуховодов перед оцинкованными - в 6-8 раз меньший вес, что, во-первых, облегчает нагрузку на конструкцию, а, во-вторых, сокращает расходы на монтаж и упрощает крепеж.
28. Этот станок позволяет в автоматическом режиме формировать стенки будущих воздуховодов. Фактически это станок с ЧПУ и обычным канцелярским ножом - работает очень быстро и эффективно. Вот пример формирования квадратного воздуховода, на котором остается только склеить углы. Причем сборка в вентиляционные короба может происходить непосредственно на объекте, что позволяет экономить еще и на транспортных расходах.
29. А это гибочная машина, которая позволяет изготовить поворотные элементы для воздуховодов. Мне еще видится производство теплоизолированных боксов-холодильников для автомобиля, причем наличие алюминиевой обкладки придает конструкции очень высокую прочность.
Одно из самых интересных применений - обшивка стен в сауне. Огнестойкость и экологическая чистота материала даже при высоких температурах позволяют без проблем использовать плиты для утепления стен изнутри. Фактически это единственный возможный утеплитель в сауне, т.к. минеральная вата требует защиту от влаги, плюс она выделяет токсичную формальдегидную смолу. Да и пенополистирол небезопасен из-за возможности возгорания с выделением токсичных веществ - стиролов.
О непосредственном применении материала и его свойствах поговорим в следующей части - я набрал образцы материала в различных исполнениях, чтобы провести собственные испытания.
Продолжение здесь!