За всю свою историю человечество накопило огромный опыт по защите от температурного воздействия окружающей среды. В конечном итоге вся защита основана на материалах, способных сдерживать распространение температуры. Все эти материалы принято называть теплоизоляторами. Способность сдерживать распространение тепла у теплоизоляторов различна и характеризуется коэффициентом теплопроводности. Чем выше коэффициент теплопроводности, тем хуже теплоизоляционные свойства. Наилучшим естественным теплоизолятором в условиях Земли является воздух (коэффициент теплопроводности 0,0226 Вт/м град). Основная задача при создании искусственных теплоизоляторов - обеспечить в толще материала наибольшее количество воздуха. Вспененные теплоизоляторы наиболее полно решают данную задачу.
Наиболее высокими теплоизоляционными характеристиками обладают теплоизоляционные пенопласты. Они представляют собой пористые пластмассы, получаемые при вспенивании и термообработке полимеров. Под воздействием температуры происходит интенсивное выделение газов, вспучивающих полимер. В результате образуется материал с равномерно распределенными в нем порами. В ячеистых пластмассах поры занимают 90-98 % объема материала, в то время как на стенки приходится 2-10 %. Поэтому пенопласты очень легки. Кроме того, они не загнивают, достаточно гибки и эластичны. Недостаток теплоизоляционных полимеров - их ограниченная теплостойкость и горючесть.
Пенопласты подразделяются на жесткие и эластичные. В фургоностроении для теплоизоляции применяют жесткие, которые наряду с теплоизоляционными свойствами обладают несущей способностью, т.е. могут служить конструкционным элементом кузова. Пенопласты легко обрабатываются, им легко можно придать любую форму. Кроме того, их можно склеивать между собой и с другими материалами: алюминием, фанерой, пластиком. Для склеивания применяют различные клеи либо используют клеящую способность самого полимера.
Пористые пластмассы вырабатывают на основе полистирольных, поливинилхлоридных, полиуретановых, фенольных и карбамидных смол. В фургоностроении широко используются только два вида.
Полистирольный пенопласт (пенополистирол) является наиболее распространенным теплоизоляционным материалом. Пенополистирол является твердой пеной с замкнутыми порами. Это жесткий материал, стойкий к действию воды, большинства кислот и щелочей. Существенный недостаток пенополистирола - его горючесть. При температуре 80°С он начинает тлеть, поэтому его надо изолировать огнестойкими материалами. Его выпускают в виде плит плотностью 40-60 кг/м3 с коэффициентом теплопроводности 0,03-0,045 Вт/(м град.).
Пенополиуретан находит широкое применение по двум причинам: имеет наименьшую величину теплопроводности из всех известных в мире теплоизоляционных материалов (коэффициент теплопроводности 0,024-0,035 Вт/м град.) и имеет отличную клеящую способность. Если другие пенопласты употребляются только в виде готовых плит, то пенополиуретан способен формировать любую законченную конструкцию. Будь это простое напыление на стену или заполнение пространства между какими либо обкладками. В любом случае без использования клея достигается адгезия не менее 2 кг/см2. Значительной особенностью пенополиуретана является то, что температурный диапазон эксплуатации от - 250°С до + 180°С. При добавлении антипирена пенополиуретан относится к группе самозатухающих или трудногорючих материалов.
Попробуем сравнить эти теплоизоляторы в режиме вопрос-ответ.
1. «Правда ли, что пенополиуретан со временем превращается в труху?» - «Да, это правда. Под воздействием ультрафиолетового излучения пенополиуретан разлагается и теряет свои свойства (осыпается). Но для того, чтобы это произошло, необходимо прямое воздействие солнечного излучения на пенополиуретан. В сэндвич-панелях это абсолютно исключено, так как слой пенополиуретана полностью защищен от воздействия света. Пожалуй, это единственный недостаток пенополиуретана (легко устраняемый) и для сэндвич-панелей не актуальный».
2. «Правда ли, что пенополиуретан впитывает воду?» - «Да, это правда. Но это относится и к пенополиуретану, и к пенополистиролу в одинаковой степени. Связано это с тем, что вспененные теплоизоляторы имеют 2-8 % открытых ячеек, в которые, благодаря капиллярному эффекту, проникает вода. Необходимо отметить, что при одинаковых условиях пенополистирол впитает больше воды из-за того, что для получения одинаковой степени теплоизоляции требуется больше пенополистирола, чем пенополиуретана (в силу разных коэффициентов теплопроводности). Объем впитавшейся воды столь незначителен (водопоглощение 0,04-0,05 % для обоих теплоизоляторов), что не может повредить даже при многократном замораживании. Строители, например, широко используют вспененные теплоизоляторы в условиях открытого атмосферного воздействия и получают отличные результаты. Мало того, даже используют их как гидроизоляцию. Однако, при изготовлении автофургонов возможные пути проникновения воды к теплоизолятору перекрывают с помощью герметика».
3. «Сэндвич-панели из пенополистирола дороже, чем панели из пенополиуретана. Следовательно, они лучше?» - «Абсолютно абсурдное мнение, искусственно культивируемое производителями панелей из пенополистирола, - не более как дешевый рекламный ход. Дело в том, что пенополистирол продается только в готовых плитах различного размера. Для изготовления сэнвич-панели из пенополистирола необходимо доставить пенополистирольные плиты. При этом транспорт везет практически воздух. Это расходы на транспорт. Далее слои сэндвич-панели необходимо склеить между собой. Для этого используют дорогостоящие клеи. Это расходы на клей. Наконец, пенополистирола необходимо на 25-40 % больше, чем пенополиуретана (из-за разной теплопроводности). За это тоже надо заплатить. Получается накладно, но ведь все затраты можно включить в себестоимость, а покупателю рассказать рекламный миф о том, что хорошо только то, что дорого. Истинная причина в желании сэкономить, ведь для изготовления панелей из пенополиуретана необходимы долгосрочные вложения в специальное оборудование, и далеко не все готовы пойти на такие затраты. Но если оборудование приобретено, то получается следующая картина. Для изготовления пенополиуретана необходимы жидкие компоненты, а смешивание и пенообразование происходит в ходе заливки сэндвич-панели. Следовательно, транспортные расходы уменьшаются в десятки раз. Также здесь не нужен клей, так как пенополиуретан в жидком состоянии сам является отличным клеем. Вот и получается, что панели из пенополистирола дороже, но не лучше. Скорее наоборот».
4. «В пенополиуретане образуются воздушные полости, а в пенополистироле их нет?» - «Абсолютно справедливое замечание. Действительно, при вспенивании пенополиуретана могут образовываться небольшие воздушные полости - такова специфика технологии. Но воздух - самый лучший теплоизолятор, следовательно, на теплоизолирующие свойства наличие полостей не влияет. Размер полостей очень мал для того, чтобы ухудшить несущую способность пенополиуретана. Поэтому, принято считать наличие полостей несущественным фактом - их просто воспринимают как естественное свойство пенополиуретана. Если образуются полости большого размера, способные ослабить конструкцию, - это типичный результат нарушения технологии, несовместимый с производством (брак). Не надо думать, что подобный брак может быть только в пенополиуретане. Это случается и с пенополистиролом - просто такие плиты выбраковываются на заводе-изготовителе и в продажу не поступают».
5. «Какой же теплоизолятор предпочесть?» - «Необходимо знать, что теплоизолирующие свойства пенополиуретана выше, чем пенополистирола (при одинаковой плотности 60 кг/м3 коэффициент теплопроводности соответственно 0,035 и 0,043 Вт/м град.). Это значит, что для достижения одного уровня теплозащиты потребуется разная толщина теплоизоляторов. Возьмем, к примеру, фургон для перевозки замороженных продуктов:
|
Очевидно, что фургон из пенополиуретана будет иметь меньшую массу, большую полезную грузоподъемность, больший полезный объем. Преимущество пенополиуретана налицо.
Анализируя приведенные вопросы и ответы, приходишь к однозначному выводу: ПЕНОПОЛИУРЕТАН - наилучший вариант теплоизоляции для фургоностроения. К этому выводу давно пришли такие <авторитеты> фургоностроения, как SCHMITZ, LAMBERET, KOGEL и др. И здесь вопрос финансовых вложений в оборудование не стоит - все направлено на получение продукции высокого качества при снижении себестоимости и массы изделия. Высокая клеящая способность пенополиуретана позволяет получать высокопрочные многослойные панели (сэндвич-панели). Внешние слои сэндвич-панели могут быть из разного материала (металл, пластик, фанера). Пространство между внешними слоями заполняется пенополиуретаном в гелеобразном состоянии. После полимеризации получается жесткая многослойная конструкция».
Поделиться с друзьями: