Grundlagen zu Sprüh-Polyurethanschaum (SPF)

Sprüh-Polyurethanschaum (SPF) ist ein vielseitiges und hochwirksames Isolier- und Dichtungsmaterial, das in der Baubranche, der Automobilindustrie, der Schifffahrt und in der Industrie weit verbreitet ist. Es ist einzigartig, da es als Flüssigkeit aufgetragen wird und sich dann zu einer nahtlosen, monolithischen Schaumschicht ausdehnt.

SPF wird vor Ort durch Mischen zweier flüssiger Komponenten, üblicherweise als „A“-Seite und „B“-Seite bezeichnet, an der Sprühdüse erzeugt:

• „A“-Seite: Hauptsächlich bestehend aus Isocyanate, am häufigsten Methylendiphenyldiisocyanat (MDI) und Polymer-MDI (pMDI).
• „B“-Seite: Eine Mischung aus Polyole und verschiedene Zusatzstoffe, darunter Katalysatoren (zur Kontrolle der Reaktionsgeschwindigkeit), Treibmittel (zur Erzeugung der Schaumstruktur), Tenside (zur Stabilisierung der Zellen) und Flammschutzmittel.

Wenn diese beiden Flüssigkeiten kombiniert und versprüht werden, kommt es zu einer schnellen chemischen Reaktion. Diese Reaktion führt dazu, dass sich die Mischung stark ausdehnt und anschließend zu einem harten oder halbharten Schaum aushärtet. Durch diese Ausdehnung kann SPF unregelmäßige Formen, Lücken, Risse und Spalten füllen und so eine durchgehende Barriere bilden.

Die beiden Haupttypen von Lichtschutzfaktoren werden nach ihrer Zellstruktur und -dichte kategorisiert:

1. Offenzelliger Sprühschaum (ocSPF):
   • Dichte: Geringere Dichte (0,4–1,2 lbs/ft³).
   • Struktur: Besteht aus winzigen Zellen, die nicht vollständig geschlossen sind, sodass Luft in den Schaum eindringen kann.
   • R-Wert: Im Allgemeinen niedriger (etwa R-3,5 bis R-4,0 pro Zoll).
   • Eigenschaften: Weicher, flexibler und lässt etwas Wasserdampf durch. Es hat außerdem eine hervorragende Schalldämpfung.
   • Anwendungen: Wird häufig in Innenwandhohlräumen, Dachböden und Decken verwendet, wo Schallabsorption und Kosteneffizienz im Vordergrund stehen. Es fungiert in erster Linie als Luftbarriere, jedoch nicht als Dampfsperre.

1. Geschlossenzelliger Sprühschaum (ccSPF):
   • Dichte: Höhere Dichte (1,75–2,25 lbs/ft³ für Standard, bis zu 3 lbs/ft³ für Dächer).
   • Struktur: Besteht aus dicht gepackten, vollständig gekapselten Zellen, die ein Gas (oft ein Treibmittel) in sich einschließen.
   • R-Wert: Viel höher (normalerweise R-6,0 bis R-7,0 pro Zoll), was einen besseren Wärmewiderstand bietet.
   • Eigenschaften: Es ist steifer, stärker und fungiert zusätzlich zur Luftbarriere auch als Dampfsperre. Es ist außerdem wasserabweisend.
   • Anwendungen: Ideal für Außenanwendungen, Dächer, Kriechkeller, Keller und Bereiche, in denen Feuchtigkeitskontrolle, strukturelle Integrität und maximale Isolierung entscheidend sind. Es kann die Regalstärke von Wandsystemen erheblich erhöhen.C

Gebäudeisolierung: Wände, Dächer, Dachböden, Kriechkeller, Keller in Wohn-, Geschäfts- und Industriegebäuden.

  Dachdeckung: Als primäres Dachmaterial (oft mit einer Schutzbeschichtung) für Flachdächer oder Dächer mit geringer Neigung bietet es Isolierung und Wasserdichtigkeit.

  Luftabdichtung: Abdichten von Fenstern, Türen, Rohren, elektrischen Leitungen und anderen Durchdringungen, um Luftlecks zu verhindern.

  Schalldämmung: Besonders offenzelliger Schaumstoff zur Reduzierung der Geräuschübertragung zwischen Räumen oder von außen.

  Kühllagerung: Isolierung von Kühlhäusern, Gefrierschränken und Verarbeitungsanlagen.

Allgemeine Eigenschaften von Polyurethanschaum:

  Geringe Dichte: Im Vergleich zu vielen anderen Materialien, insbesondere Metallen.

  Wärme- und Schalldämmung: Sowohl flexible (offenzellige) als auch starre (geschlossenzellige) Schäume bieten hervorragende Isoliereigenschaften.

  Mechanische Eigenschaften: Kann je nach Formulierung stark variieren, einschließlich Druckfestigkeit, Zugfestigkeit, Reißfestigkeit und Elastizität.

  Haltbarkeit: Im Allgemeinen ein widerstandsfähiges Material, das sich im Laufe der Zeit nicht wesentlich verschlechtert.

  Vielseitigkeit: Kann in einer großen Bandbreite an Härten und Flexibilitäten formuliert und in verschiedenen Formen (Schäume, Elastomere, Beschichtungen, Klebstoffe, Dichtungsmittel) verwendet werden.

  Chemische Beständigkeit: Kann so formuliert werden, dass es gegen verschiedene Chemikalien, Öle und Lösungsmittel beständig ist.

  Wasserbeständigkeit: Geschlossenzellige Hartschäume weisen eine besonders hohe Wasseraufnahmefestigkeit auf.

Brandschutz ist ein entscheidender Aspekt bei Polyurethanschaum, insbesondere im Bauwesen und in der Automobilindustrie. Polyurethan ist ein organisches Material und brennbar. Um bestimmte Brandschutznormen und Bauvorschriften zu erfüllen, werden Schäume jedoch mit Flammschutzmitteln formuliert.

Entflammbarkeit: Unmodifizierter Polyurethanschaum brennt, wenn er einer ausreichenden Wärmequelle ausgesetzt wird.

Flammschutzmittel: Bei der Herstellung werden Additive eingearbeitet, um die Entzündungsbeständigkeit des Schaums zu verbessern und die Flammenausbreitungsgeschwindigkeit zu verringern.

Bauvorschriften: Bauvorschriften legen das erforderliche Brandverhalten für Isolierungen und andere Schaumanwendungen fest und schreiben häufig die Verwendung von Brandschutzbarrieren (wie Trockenbauwänden) in Verbindung mit Schaumkunststoffen vor, um die erforderliche Feuerbeständigkeit zu erreichen.

Wichtiger Hinweis: Feuerhemmende Schäume sind feuerbeständiger als unmodifizierte Schäume, aber nicht feuerfest. Eine ordnungsgemäße Systemkonstruktion und -installation, einschließlich der Verwendung vorgeschriebener Brandschutzbarrieren, sind für den Brandschutz unerlässlich.

Die bemerkenswerte Vielseitigkeit von Polyurethanschaum ist eine direkte Folge seiner Fähigkeit, in verschiedene Formen mit einem breiten Spektrum an Eigenschaften hergestellt zu werden. Die Klassifizierung von PU-Schaum nach seiner Grundstruktur (offene oder geschlossene Zellen), Flexibilität (flexibel oder starr), Herstellungsverfahren und Schlüsseleigenschaften wie Dichte und Feuerbeständigkeit bietet einen klaren Rahmen zum Verständnis dieses komplexen Materials. Durch das Verständnis dieser Klassifizierungen können sich Fachleute und Verbraucher gleichermaßen in der riesigen Vielfalt der Polyurethanschäume zurechtfinden und den idealen Typ für ihr spezifisches Projekt oder Produkt auswählen.