Technische Aspekte der Feldspritzung von Polyurethan-Hartschaum
Polyurethan-Hartschaum (PU) ist ein Dämmstoff, der aus sich wiederholenden Carbamatsegmenten besteht und durch die Reaktion von Isocyanat und Polyol entsteht. Aufgrund seiner hervorragenden Wärmedämmung und Wasserdichtigkeit findet er breite Anwendung in der Außenwand- und Dachdämmung sowie in Kühlhäusern, Getreidespeichern, Archiven, Rohrleitungen, Türen, Fenstern und anderen speziellen Bereichen der Wärmedämmung.
Neben Anwendungen zur Dachisolierung und -abdichtung dient es derzeit auch verschiedenen anderen Zwecken, wie zum Beispiel Kühlhäusern und großen bis mittelgroßen Chemieanlagen.
Schlüsseltechnologie für die Polyurethan-Spritzschaumkonstruktion
Die Beherrschung der Polyurethan-Hartschaum-Spritztechnologie birgt aufgrund potenzieller Probleme wie ungleichmäßiger Schaumporen eine Herausforderung. Es ist daher unerlässlich, die Schulung des Baupersonals zu verbessern, damit dieses die Spritztechniken fachgerecht anwenden und auftretende technische Probleme während der Bauarbeiten selbstständig lösen kann. Die wichtigsten technischen Herausforderungen beim Spritzbau betreffen im Wesentlichen folgende Aspekte:
Kontrolle über Aufhellungszeit und Zerstäubungseffekt.
Die Herstellung von Polyurethanschaum erfolgt in zwei Schritten: Aufschäumen und Aushärten.
Vom Mischvorgang bis zum Ende der Schaumvolumenausdehnung wird dieser Prozess als Schäumen bezeichnet. Während dieser Phase ist eine gleichmäßige Blasenverteilung wichtig, da beim Sprühen eine erhebliche Menge reaktiven Heißesters in das System eingebracht wird. Die Blasengleichmäßigkeit hängt primär von folgenden Faktoren ab:
1. Abweichung des Materialverhältnisses
Es bestehen erhebliche Dichteunterschiede zwischen maschinell und manuell erzeugten Blasen. Typischerweise beträgt das maschinell festgelegte Materialverhältnis 1:1; aufgrund unterschiedlicher Viskositäten der Weißmaterialien verschiedener Hersteller können die tatsächlichen Materialverhältnisse jedoch von diesen festgelegten Werten abweichen, was zu Abweichungen in der Schaumdichte durch übermäßigen Weiß- oder Schwarzmaterialverbrauch führt.
2. Umgebungstemperatur
Polyurethanschäume reagieren sehr empfindlich auf Temperaturschwankungen; ihr Schäumprozess ist stark von der Wärmeverfügbarkeit abhängig, die sowohl durch chemische Reaktionen innerhalb des Systems selbst als auch durch Umgebungsbedingungen entsteht.
Wenn die Umgebungstemperaturen hoch genug sind, um eine Wärmezufuhr aus der Umgebung zu gewährleisten, beschleunigt dies die Reaktionsgeschwindigkeit und führt zu vollständig expandierten Schäumen mit gleichmäßiger Dichte von der Oberfläche bis zum Kern.
Umgekehrt wird bei niedrigeren Temperaturen (z. B. unter 18 °C) ein Teil der Reaktionswärme an die Umgebung abgegeben, was zu verlängerten Aushärtungszeiten und erhöhten Formschrumpfungsraten führt und somit die Produktionskosten erhöht.
3. Wind
Idealerweise sollten die Windgeschwindigkeiten während des Sprühvorgangs unter 5 m/s bleiben; wird dieser Wert überschritten, wird die durch die Reaktion erzeugte Wärme weggeblasen, was die schnelle Schaumbildung beeinträchtigt und die Produktoberflächen spröde macht.
4. Basistemperatur und Luftfeuchtigkeit
Die Temperatur der Grundwand beeinflusst die Schäumungseffizienz von Polyurethan während des Applikationsprozesses erheblich, insbesondere wenn die Umgebungs- und Grundwandtemperaturen niedrig sind – nach der ersten Beschichtung erfolgt eine schnelle Absorption, was die Gesamtausbeute an Material verringert.
Daher ist die Minimierung der Mittagsruhezeiten während der Bauarbeiten in Verbindung mit einer strategischen Terminplanung von entscheidender Bedeutung, um optimale Expansionsraten des Polyurethan-Hartschaums zu gewährleisten.
Bei starrem Polyurethanschaum handelt es sich um ein Polymerprodukt, das durch Reaktionen zwischen zwei Komponenten – Isocyanat und kombiniertem Polyether – entsteht.
Isocyanatkomponenten reagieren leicht mit Wasser und bilden Harnstoffbindungen; ein Anstieg des Harnstoffbindungsgehalts macht die entstehenden Schäume spröde und verringert die Haftung zwischen ihnen und Substraten, weshalb saubere, trockene und rost-, staub-, feuchtigkeits- und schmutzfreie Substratoberflächen erforderlich sind. Insbesondere sollten Regentage vermieden werden, da Tau und Frost entfernt und die Oberflächen vor dem weiteren Vorgehen getrocknet werden müssen.
Veröffentlichungsdatum: 16. Juli 2024