عایق ها بر مبنای محدوده دمائی کارکرد به دو گروه اصلی عایق گرم و عایق سرد تقسیم بندی میشوند.
با توجه به دمای مطلوب زندگی انسان که حدود 20-21 درجه سانتیگراد است در صورتی که هدف حفظ دما در بالاتر از این نقطه باشد از عایق گرم و در صورتیکه هدف حفظ دما در زیر این نقطه باشد از عایق سرد استفاده میکنیم. البته در محیط های به شدت گرم یا به شدت سرد این محدوده تغییر میکند و مبنا به جای 20-21 درجه ، دمای محیط میگردد.
عایق های سرد عایق هائی هستند که برای سیستم های در محدوده دمائی کمتر از 20 درجه سانتیگراد عملکرد بهتری نسبت به عایق های دیگر دارند. البته دمای محیط نیز نقش مهمی در انتخاب عایق سرد دارد. عایق های سرد موجود نیز بر مبنای 1- هدایت حرارتی 2- محدوده دمای کارکرد 3- مقاومت در مقابل آتش سوزی 4-خواص شیمیایی 5- خواص فیزیکی 6- مسائل اقتصادی و ... مقایسه میشوند. اما باید توجه داشت که در مواردی یکی از این عوامل مهمتر میشود و دیگر پارامتر ها بخصوص قیمت اهمیت کمتری پیدا خواهند کرد. به طور مثال برای زمانیکه بدنبال عایق مناسبی که هم در دمای کمتر از منهای پنجاه درجه سانتیگراد به خوبی کار کند و هم آتشگیر نباشد میگردیم باید گران بودن قیمت آنرا بپذیریم. زیرا انتخاب های ما به شدت محدود میشوند.
عایق های سرد مورد استفاده در ایران را به 1- عایق های پلی استایرن (یونولیت) 2- عایق های پلی اورتان 3- عایق های شیشه 4 - عایق های پلی ایزوسیانورات (PIR) تقسیم بندی میکنیم و به طور مختصر در مورد سه عایق اول و به شکل کامل تری در مورد عایق (PIR) توضیح خواهیم داد.
1- عایق های پلی استایرن: این عایق ها از نظر انتقال حرارت کمی ضعیف تر از عایق PIR هستند اما به علت ضعف بالا در مقابل آتش در صنایع نفت و گاز مورد استفاده ای ندارند و صرفا در کارهای ساختمان سازی استفاده میشوند.
2- عایق های پلی اورتان :(PU)این عایق ها در دهه 1930 برای اولین بار ساخته شدند و به سرعت گسترش یافتند. و در سیستم های سرد مانند یخچال ها و سردخانه ها مورد استفاده گسترده ای پیدا کردند. در دهه 1970 با توجه به تغییراتی که در نسبت مواد مخلوط شده و کاتالیزورهای مورد استفاده صورت گرفت نسل جدید این عایق ها یعنی عایق (PIR) ساخته شد که برتری هایی بر این عایق داشت اما کماکان مصرف این عایق در بخش زیادی از سیستم های سرد ادامه یافت.
3- عایق های شیشه متخلخل : Cellular Glass این عایق ها از نوع خاصی از شیشه با روشی خاصتر به شکل متخلخل (حفره های بسته) در می آیند. با توجه به خواص کلی شیشه این عایق ها غیر قابل اشتعال و غیر قابل نفوذ هستند. ویژگی منحصر به فرد این عایق ها این است که میتوانند دمای بسیار پایین و بالا را تحمل کنند و بنا براین کاملا منحصر به فرد هستند و غیر قابل جایگزینی. هرچند که قیمت آنها بالاست و تکنولوژی ساخت آنها هم بسیار بالا می باشد
4- عایق پلی ایزو سیانورات( PIR) : این عایق ها که به شکلی خواص مثبت عایق های پلی اورتان را دارند و در عین حال به راحتی آتش نمیگیرند در صنایع نفت گاز و پتروشیمی ایران که مشکل آتش گیری عایقها در آنها جدی است مورد استفاده گسترده ای دارند. عایق های پلی ایزوسیانورات از واکنش یک الکل چند عاملی (پلی اول) و ایزوسیانورات + یک ماده پف کننده (گاز ساز) + کنترل کننده سرعت + کاتالیزور بدست میایند. استفاده همزمان کاتالیزور و کنترل کننده سرعت ممکن است دوستان نکته سنج را به فکر بیندازد. اما با توجه به ضرورت تشکیل حفره های هم سایز و بسته وجود این دو ماده در کنار هم برای تشکیل فوم در بهترین حالت ضروری است. ماده گاز ساز هم از نوع مواد سازگار با لایه اوزون استفاده میشود که مشکل محیط زیستی نداشته باشیم. روش قدیمی تر تولید این نوع عایق روش تولید قالبی یا batch بوده است. این روش به علت غیر یکنواخت بودن محصول (تفاوت در نقاط مختلف محصول و همچنین تفاوت تولید در قالب های مختلف) و عدم امکان بهسازی در حال تولید معایب خود را دارد. به صورتیکه امکان اینکه تمامی قالب ها و تمامی نقاط دارای یک کیفیت باشند دور از ذهن است.
عایق های پلی ایزوسیانورات
عایق های پلی ایزوسیانورات که با اختصار PIR شناخته می شوند، از جمله عایق های سلولی بسته و صلب بوده و از جمله عایق های سرد محسوب می شود. پلی ایزوسیانورات در خانواده عایق های پلی یورتان بوده و مواد تشکیل دهنده، مشخصات و کاربردهای مشترک زیادی با هم دارند. در واقع از منظر عایق کاری، پلی ایزوسیانورات نوعی بهبود در تکنولوژی پلی یورتان محسوب می شود و از نظر عایق بودن، خواص بهتری دارد. پلی ایزوسیانورات در اسلب های پیش ساخته موجود بوده و یا میتوان در محل عایق کاری به صورت فله ای تزریق شده و یا اسپری شود. از این محصول به صورت تخته ای، لوله، نیم لوله و اسپری در بازار موجود می باشد. نوع تخته ای پلی ایزوسیانورات را می توان با استفاده از دستگاه های CNC به دقت برش داد و برای کاربرد های مختلف ساختمانی از آن ها استفاده نمود.
ماده اصلی تشکیل دهنده اینگونه عایق ها، بر اساس فوم سخت پلی یورتان می باشد که بر اساس استاندارد ASTM C591 تولید میگردد و به جهت راندمان هر چه بهتر میبایست دارای حداقل 90% Closed Cell باشد. از لحاظ ساختاری، نسبت MDI به پلی یول (polyol) در پلی ایزوسیانورات، بین 200 تا 500 است (در پلی یورتان این نسبت تقریبا 100 است) که این امر استحکام فشاری و همچنین تردی ساختار را افزایش می دهد و اجازه می دهد عایق در دماهای بالاتری کار کند. به همین دلیل، عایق های پلی ایزوسیانورات تا دمای 250 درجه پایداری دارند.
همانند پلی یورتان، پلی ایزوسیانورات نیز در چگالی ها و رنگ های مختلف و متنوع تولید می شود. دانسیته های متعارف این نوع عایق 32-40-48-64 و96 kg/m3 می باشند که بسته به درخواست مشتری امکان تولید در سایر دانسیته های نیز وجود دارد. معمولا عایقهای پلی ایزوسیانورات به همراه پوشش های ضدبخار و ضدرطوبت آلومینیوم عرضه می شوند.
کاربری عایق های پلی ایزوسیانورات
- عایق سرد، مناسب برای کانال های هوا و سیستم های خنک کننده
- مناسب برای عایق کاری سیستم های کرایوجنیک
- مناسب برای ساندویچ پنل ها
- مناسب برای عایق کاری مخازن بزرگ و خطوط لوله بسیار حجیم
- مناسب برای عایق کاری شکل های پیچیده و یا مکان هایی که دسترسی به آنها مشکل است
مزایای پلی ایزوسیانورات
- حداقل ضریب انتقال حرارت در مقایسه با سایر عایق ها، مناسب برای عایق کاری حرارتی
- بسیار مناسب برای مصارف صنعتی
- مقاومت بالا در برابر سایش و خوردگی
- مقاومت بالا در برابر اسیدها، حلال ها و رطوبت
- مقاومت بالا در برابر آلودگی های میکروبی، قارچی و بیولوژیکی
- قابلیت تغییر دانسیته از 30kg/m3 تا 700kg/m3
- قابلیت تزریق و قالب گیری، مناسب برای عایق کاری شکل های پیچیده، حجیم یا دور از دسترس
- وزن سبک
- نسبت استحکام به وزن بسیار خوب
- خاصیت ضد شعله وری مناسب
- سلول بسته و ساختار بدون الیاف
- مقاومت فشاری و دوام بالا
- نصب آسان
- عمر بالای عایق
- هزینه نصب و تعمیرات پایین
- قابلیت استفاده در رنج گسترده دمایی
- مشکلات آلرژی را کاهش می دهد
- تغییرات ناچیز Thermal conductivity برحسب زمان
- تغییرات ناشی ضریب انتقال حرارت با افزایش دانسیته
- با توجه به ضریب انتقال حرارت دارای بیشترین میزان صرفه جوئی انرژی می باشد
- پس از تماس با شعله مستقیم با تأخیر بسیاری مشتعل می گردد و با كنار بردن شعله بلافاصله خاموش می گردد (Fire Retardant
معایب پلی ایزوسیانورات
- نیاز به ضخامت ها و قطرهای بیشتر برای عایق کاری (نسبت به عایق های سرد دیگر چون الاستومری)
- در صورتی که نیاز به پلی ایزوسیانورات تزریقی باشد، اپراتور کارآزموده و تجهیزات مخصوص الزامی است
- اگر دمای کاری از محدوده دمای مجاز بالاتر برود، مقاومت حرارتی پلی ایزوسیانورات به شدت پایین می آید
- قابلیت شعله ور شدن دارد و در صورت آتش سوزی و شعله ور شدن، گازهای سمی تولید می کند
- گردزا – بلوک ها و اشکال از پیش ساخته عایق های پلی یورتان، گردزا هستند و تولید غبار می کنند
فرآیندهای تولید
تولید این عایق ها با روش تزریق در قالب یا برش از بلوک های بزرگ می باشد. در حالت برش امکان تولید قطعات در فرم های لوله ای ،زانویی ،تخته ای به صورت یک تکه در سایزها و دانسیته های مختلف وجود دارد. در حالت تزریقی نیز امکان تولید قطعات در فرم های لوله ای ، زانویی و سه راهی به صورت یک تکه وجود دارد.
معرفی ساندویچ پانل نسوز پلی ایزوسیانورات (PIR)
ساندویچ پانل نسوز PIR عملکرد حرارتی بالایی داردکه با عث صرفه جویی در انرژی می شود و درمقایسه با سایر سیستم های عایق پانل ، ضدآتش ، بهداشتی و دارای فیبر آزاد می باشد. کارخانه ها برای پاسخگویی به نیازهای صنعت بیمه جهانی ملزم به انطباق با استاندارهای ضدآتش FM می شوند، که ساندویچ پانل PIR منطبق با این استاندارد است.
فرمول مولکولی ساندویچ پانل PIR یک راه حل قابل اعتمادی هست برای پروژه هایی که فوم PUR برای آنها نا مناسب می باشد. فوم PIR نتیجه یک برنامه تحقیقاتی بلند مدت است که از خواص آن می توان به ضدآتش بودن ، عایق بودن و چسبندگی بهتر آن به ورق های احاطه شده اش اشاره کرد.
معیار اندازه گیری برای واکنش در مقابل آتش آزمایش های بین المللی تحت استاندارد EN 14509 می باشد، ویژگی های مکانیکی ساندویچ پانل پلی ایزوسیانورات با توجه به این استانداردها تعیین می شود، درنتیجه محصولی که مورد انتظار مشتری می باشد و از لحاظ کیفیت قابل مقایسه با ساندویچ پانل PUR می باشد عرضه می گردد. امتیاز این محصول در آزمایش (SBI)EN 13823، ( فقط سوزانده شدن مستقیم در مقابل آتش ) گرید B s2 d0 می باشد.
این محصول در شرکت ایمن پلیمر شیمی در دانسیته های مختلف برای کاربردهای متنوع، دمای کاربری وسیع ( 150+ تا200-) تولید و عرضه می شوند.
از مشخصات اختصاصی پلی ایزوسیانورات (PIR) تولیدی شرکت ایمن پلیمرشیمی، دانسیته های مختلف با هدایت حرارتی بسیار پایین و قابلیت استفاده در رنج گسترده دمایی (-200 C to 150 C) و ساختار ملکولی بسته بالاتر از 95% (Closed Cell)آن اشاره کرد. همچنین یکی از بارز ترین مشخصات عایق سرد PIR خاصیت عدم شعله ور ماندن آن به صورت خود به خودی پس از دور شدن شعله از آن میباشد. به شکلی که پس از دور نمودن شعله مستقیم خود به خود خاموش میگرد.
عایق لوله ای پلی ایزوسیانورات | پایپ
عایق زانویی پلی ایزوسیانورات
عایق تخته ای پلی ایزوسیانورات
