Главная
/Блог
/Статьи
/ Кейс: Проблемы адгезии ППУ при утеплении металлического ангара в условиях точки росы

Кейс: Проблемы адгезии ППУ при утеплении металлического ангара в условиях точки росы

Исходные условия

Северная стена ангара (рис.1). Выполнялись работы по утеплению методом напыления пенополиуретана на подготовленное металлическое основание, предварительно обработанное полиуретановым грунтом. Толщина слоя — 10 мм.

рисунок 1

Предварительная гипотеза

В вечернее время, при охлаждении стен, на внутренней поверхности металлического листа могли возникнуть условия для образования точки росы. Конденсат при этом визуально не фиксировался, но мог присутствовать в виде тонкой пленки влаги.

Экспериментальная проверка

Для оценки влияния грунтовочного слоя проведено контрольное напыление ППУ на идентичный металлический лист без предварительного нанесения полиуретанового грунта (рис. 2). Напыление выполнялось при температуре основания +3 °C.
Через 10–12 часов образцы продемонстрировали удовлетворительную адгезию: при отрыве пена разрушалась с сохранением поверхностного слоя («шубы»), что указывает на формирование когезионных связей внутри структуры материала. Ожидается, что по мере полимеризации, в течение нескольких последующих суток, прочность сцепления увеличится.
Для сравнения, на фрагменте с дефектом (рис.2) зафиксировано отслоение ППУ без сохранения «шубы», что свидетельствует о деламинации и слабой межслойной адгезии.

рисунок 2

При проведении испытания на отрыв зафиксировано значительное сопротивление отделению материала. ППУ имеет плотный контакт с металлическим основанием, разрушение происходит фрагментарно, с отрывом отдельных участков, а не сплошным слоем. Данный характер разрушения подтверждает наличие удовлетворительной адгезии к металлической поверхности даже при отсутствии полиуретанового грунта (рис. 3).

рисунок 3

Работа с оцинкованными металлическими поверхностями требует обязательного предварительного обезжиривания для удаления транспортировочных масел, нанесенных производителем в процессе изготовления и хранения материала. Очистка выполняется с применением щелочных растворов, которые наносятся на поверхность методом распыления или с использованием щеточного инструмента (рис. 4).

рисунок 4

После обработки металлической поверхности моющим раствором необходимо обеспечить полное высыхание основания. Далее на подготовленную поверхность наносится полиуретановый грунт. При правильном нанесении грунтовочного слоя его структура должна иметь каплеобразную фактуру (рис.5).

рисунок 5

После нанесения полиуретанового грунта и его полного высыхания выполняется напыление грунтовочного слоя полиуретановой пены (рис.6). Данный слой должен иметь дискретную структуру в виде отдельных капель, без образования сплошного покрытия. Перед нанесением основного слоя необходимо обеспечить полное формирование грунтовочного слоя на основании. В теплое время года (при температуре воздуха выше +10 °C) это занимает, как правило, 1–2 часа; при температуре ниже +10 °C продолжительность выдержки увеличивается.

рисунок 6

Паспорт ппу, примененного в утеплении ангара.

Выводы эксперимента

В условиях значительного понижения температуры наружного воздуха и, как следствие, увеличения относительной влажности, на внутренней поверхности металлических стен и потолка ангара возможно образование точки росы. Наибольший риск возникновения конденсата отмечается на сторонах, не подверженных солнечному нагреву.

Разница температур между холодным наружным воздухом и тёплым воздухом внутри помещения может привести к образованию точки росы во внутренней зоне ограждающих конструкций в момент, не совпадающий с временем напыления теплоизоляции. При этом на поверхности металла образуется влага, а при низких температурах её испарение замедляется, что негативно влияет на адгезию полиуретановой пены.

Особенности при работе с новым окрашенным металлом

В случае использования нового окрашенного металла применение полиуретанового грунта не требуется, так как это может снизить адгезию. Грунтовочный слой следует наносить точечной опыловкой по всей поверхности, избегая сплошного покрытия, которое заполняет поры металла, формирует гладкую глянцевую поверхность и ухудшает сцепление с ППУ.

Заключение

Предварительная гипотеза о том, что причиной низкой адгезии ППУ могла стать влага, образовавшаяся в результате достижения точки росы на внутренней поверхности металлических стен, подтвердилась. Экспериментальные напыления показали, что при отсутствии влаги и при правильной подготовке основания (включая обезжиривание и сушку) пена формирует прочную когезионную связь даже без применения полиуретанового грунта.

Таким образом, ключевым фактором, определяющим качество сцепления, является не только тип грунтовки, но и микроклиматические условия в момент напыления. Конденсат, образующийся в определенные периоды суточного температурного цикла, даже если он не виден визуально, значительно снижает прочность адгезии. Это требует обязательного контроля состояния поверхности перед нанесением и применения технологических мер, исключающих наличие влаги.

Дополнительные технические наблюдения, основанные на опыте работы в сходных условиях

Наличие дисбаланса компонентов (избыточное содержание полиола при недостатке изоцианата).
Нарушение качества факела распыления.
Одновременный подогрев обоих шлангов без возможности раздельной регулировки температур.
Необходимость нанесения грунта методом точечной опыловки («пупырышками»), а не сплошным слоем.
Рекомендуемое время выдержки опыловочного слоя — 2–4 часа.
Увеличенная плотность пены может указывать на переуплотнение вследствие дисбаланса компонентов.
При проверке адгезии методом отрыва фрагмента материал должен оставлять «шубу» на основании.
Нанесение более толстого слоя ППУ на металлический лист может способствовать лучшей адгезии за счет большей тепловой энергии, компенсирующей теплосъем металла.