Карбамидный пенопласт (КФП) - универсальный утеплитель. Впервые появился в конце 30-х годов в Германии. Активно начал использоваться в 50-х годах. В настоящее время объем утеплителей на основе карбамидно-формальдегидных смол за рубежом составляет порядка 30% от всех производимых утеплителей. В СССР производился под названием Мипора, однако не нашел широкого распространения в связи с отсутствием специальных смол, необходимых для его производства, а также оборудования и технологии. После 90 -х годов стал активно выходить на рынок строительных утеплителей под различными торговыми марками. Наиболее известными из них являются: Пеноизол, Меттэмпласт, Поропласт cf, Пентил, Омифлекс, Юнипор.

    В наше время Мипора также вернулась на рынок. Мипора представляет собой жесткий поропласт, похожий на отвердевшую рыхлую пену, белого или желтоватого цвета, с открытой ячеистой структурой. Мипору изготовляют из мочевины, водного раствора смеси формальдегида (формалина), глицерина, пенообразователя и фосфорнокислого аммония. Средняя плотность мипоры не более 18 кг/м3. Теплопроводность при средней температуре 25°С – 0,035 Вт/(м·К). Прочность на сжатие не менее 0,025 МПа. Содержание влаги не более 15% по массе. Содержание свободного формальдегида - 0,003% по объему. Материал трудносгораемый. Температура воспламенения 397 °С.

    Мипору выпускают марок М и Н в виде прямоугольных блоков длиной 950 - 1100мм, шириной 440 - 500мм, высотой 200 - 300мм. Применяют мипору в качестве теплоизоляционного материала в пассажирских вагонах, холодильных камерах, для передвижных и контейнерных инвентарных зданий, а также в стационарных и транспортных сосудах для хранения и перевозки жидкого кислорода.

    КФП имеет низкую теплопроводность и низкую объёмную плотность, которая колеблется от 6 до 60 кг/м³. Наиболее часто применяется плотность 10-15 кг/м³. С пенополистиролом имеет только внешнее сходство - белый мелкоячеистый материал, без крупных воздушных пузырей. После высыхания не имеет запаха, упругий (при незначительной деформации восстанавливающий первоначальную форму). Если провести по срезу материала пальцами, то осыпаются только поврежденные при резке мелкие пузырьки. Материал стоек к действию микроорганизмов и грызунов.

    В зависимости от плотности, карбамидный пенопласт имеет различные прочностные характеристики. Если легкий карбамидный пенопласт (Пеноизол, Юнипор) можно сжимать, как губку, то по плитам изготовленным из карбамидного пенопласта большой плотности (Омифлекс, Поропласт) можно ходить, заливать по верху песчано- цементную стяжку и наплавлять кровельные материалы на битумной основе.

  В качестве недостатка материала нередко упоминается его гораздо меньшая механическая прочность по сравнению, например с экструзионным пенополистиролом. Причиной этого является практическое отсутствие на рынке карбамидного пенопласта большой плотности (более 30 кг/м³), который по прочностным характеристикам не уступает указанному утеплителю.

Отличия от пенополистирола

    Карбамидный пенопласт не способен к самостоятельному горению и по ГОСТу относится к группе горючести Г-1 и Г-2 ( в зависимости от плотности). Это свойство вытекает из его химического состава в основе которого лежит азот - не горючее химическое вещество. Карбамидный пенопласт изготавливается из смол относящихся к группе термореактивных, в которых обратная реакция не происходит и материал не может снова перейти в жидкую форму, т.е. во время пожара он не дает расплава а только теряет в массе, выделяя при этом воду, углекислый газ и азот, не опасные для человека. Он способен сохранять свои свойства при температуре до +120°С. Пенополистирол относится к группе от Г1 до Г4 в зависимости от содержания антипиренов. Кроме этого, не зависимо от их наличия при нагревании пенополистирол переходит в жидкое состояние и дает расплав, что обусловлено термопластичным исходным материалом. Тепловая деструкция пенополистирола начинается при температуре + 160°С.

  С точки зрения безопасности ситуация двойственная. Низкокачественный пенополистирол может выделять ядовитый мономер стирол, в то время как неправильно изготовленный карбамидный пенопласт после высыхания может выделять формальдегид. 

    Влагопоглощение у карбамидных пенопластов долгое время было существенным недостатком по сравнению с экструдированным пенополистиролом (у XPS - не более 0,3% от объёма, EPS и ППУ - до 3%, КФП - до 20%). Однако современные технологии позволяют использовать ряд кремнийорганических гидрофобизаторов, снижающих величину водопоглощения до 4 - 5%. Чем ниже влагопоглощение тем стабильнее теплоизоляционные свойства материала. Иначе говоря, если утеплитель набрал влажность, это уже не утеплитель (особенно данное утверждение касается минеральной ваты). Вместе с тем, в отличии от всех названных материалов карбамидный пенопласт имеет капиллярную структуру, т.е он не только способен поглощать воду, но и отдавать ее, переходя при этом во влажностное равновесие с окружающей средой и полностью восстанавливая свои теплотехнические характеристики. Он не накапливает и не консервирует влагу .

    Так же можно отметить более высокую воздухопроницаемость КФП, связанную с той же причиной, что и повышенное влагопоглощение - 0,221 мг/(м·ч·Па), для EPS - 0,05, а для XPS - 0,013. Этот материал более дышащий.

  По сроку службы карбамидный пенопласт значительно превосходит обычный пенополистирол и сопоставим со сроком службы экструдированного пенополистирола (порядка 80 лет).

Применение в строительстве

     Карбамидный пенопласт, на сегодняшний день, один из немногих материалов, которым можно заполнять полости в строительных конструкциях уже эксплуатирующихся зданий и сооружений, не нарушая при этом их внешний вид и прочность. Возможность заливать карбамидный пенопласт непосредственно на стройплощадке делает его крайне удобным для строительства. Он не увеличивается в объёме, однако может несколько усаживаться, и, во избежание появления трещин, следует строго выдерживать технологию высыхания - использовать качественные компоненты и производить заливку при температуре не ниже +5°С. Данный вид утеплителя идеально подходит для утепления полов (с дощатым настилом), чердачных перекрытий, крыш (при наличии обрешетки по стропилам), межкомнатных перегородок, ограждающих конструкций в качестве среднего слоя (материал не обладает адгезией - следовательно не подходит для утепления под штукатурку). Весьма удобен при утеплении фасадов под сайдинг, сендвич-панели, и другие материалы внешней отделки.

   Карбамидный пенопласт может использоваться и в виде плит, а также в виде крошки - термоваты. При этом он в сухом состоянии пневматически укладывается (задувается) в любые пустотелые каркасы и создает бесшовный утепляющий и шумоизолирующий слой. В конструкциях, заполненных карбамидным пенопластом, даже при наличии трещин во внешней стене, опасность проникновения влаги в помещение исключается.

Другие применения материала:

• теплоизоляция наружных ограждений различных видов;

• утепление различных вариантов стен в том числе и комбинированных (состоящих из различных материалов);

• в качестве теплоизолирующего слоя в трехслойных кирпичных стенах;

• в виде наполнения в железобетонные стеновые панели;

• шумоизолирующие и шумопоглощающие покрытия;

• утеплитель в слоистые панели из сборных сооружений;

• утепление каркасных домов и сооружений

• утепление подкровельного пространства, а так же мансард и чердаков

• утепление и шумоизоляция межэтажных перекрытий и потолков

• абсорбент при разливе нефтепродуктов

• утепление грунтов

 

Опасность и безопасность КФП

   По заявлениям российских производителей, карбамидный пенопласт произведенный по современным технологиям и из спец сырья, полностью экологически безопасен, он прошёл массу различных испытаний и сертификаций. Однако в ряде штатов США и Канаде произведенный карбамидный пенопласт по устаревшей технологии и из смол не предназначенный для этого, был временно запрещен законодательно как потенциально опасный для здоровья. Первоначальный федеральный запрет карбамидного пенопласта в США в дальнейшем было решено не продлевать, так как было доказано, что никаких выделении на самом деле не было, а фонила мебель.

   В некоторых европейских странах, например, в Великобритании, использование карбамидного пенопласта допускается для теплоизоляции при соблюдении строгих правил безопасности обращения с токсичными строительными материалами. Нарушение технологии применения материала, особенно, при заливке пены в полости между внутренней и внешней кирпичными стенами строения, может приводить к резко отрицательному результату. Причиной потенциальной опасности является избыток формальдегида, выделяющийся при полимеризации карбамидно-формальдегидного пенопласта. Формальдегид может вызывать раздражение и аллергию у чувствительных к нему людей, кроме того, его подозревали в канцерогенности. Однако канцерогенность выделяющихся в воздух при застывании карбамидного пенопласта концентраций паров формальдегида рядом ученых оспаривается как недоказанная.

   Риски, связанные с выделением в помещение формальдегида при заливке карбамидно-формальдегидного пенопласта между стенами, могут быть уменьшены применением современных технологий производства, качественных компонентов и пароизоляции на внутренней стороне стены - избыточный формальдегид будет выветриваться в окружающее пространство, не проникая в помещение.

    Очевидными ключевыми условиями для уменьшения количества выделяемого при отвердении карбамидного пенопласта формальдегида и связанных с ним рисков являются применение качественных материалов с современными модификаторами и тщательное соблюдение технологии заливки. Дешевизна оборудования для заливки карбамидного пенопласта и исходных его компонентов привели к появлению на рынке большого количества мелких подрядчиков, предлагающих услуги по заливке карбамидного пенопласта в межстеновые промежутки домов, которые, однако, не всегда могут обеспечить качество работ. Поэтому потребителю, решившему воспользоваться данной технологией, следует тщательно относиться к выбору подрядчика - удалить некачественную пену после заливки очень сложно. Применение карбамидного пенопласта в виде плит и Термоваты полностью исключает все побочные последствия и создает качественное утепление и шумоизоляцию. 

    Для общего развития предлагаю ознакомится с документами ЧПТУП "Гомельтеплострой", посвящёнными испытаниям карбамидно-формальдегидного пенопласта, находящимися в свободном доступе на сайте компании:

• Протоколы испытаний НИИЛ БиСМ БНТУ;

• Протоколы испытаний НИИ ПБ и ЧС МЧС РБ.

 

Общие пожарные характеристики

   Карбамидноформальдегидный пенопласт КФП-1 относится к трудновоспламеняющимся, а «Мипора» - к сгораемым материалам. Она воспламеняется при 397 °С, самовоспламеняется при 540 °С. Теплота сгорания 18000 кДж/кг. При введении фосфорно-кислого аммония можно получить трудновоспламеняющийся материал.

    Температура начала интенсивного разложения на воздухе этих пенопластов 225...275 °С; из 1 г выделяется 760 см³ газообразных веществ, состоящих в основном из оксида и диоксида углерода, аммиака и цианистого водорода. Содержание токсичных веществ в продуктах пиролиза карбамидноформальдегидного пенопласта при 500 °С увеличивается при продувке воздухом.

Дымообразующая способность у мочевиноформ альдегидных пенопластов высокая.