Kauczuk komórkowy

Kauczuk komórkowy to elastyczna pianka o strukturze zamkniętokomórkowej, wytwarzana z syntetycznego kauczuku. Materiał ten nazywany jest po angielsku FEF (Flexible Elastomeric Foam) i normalizowany jest według EN 14304 [iteh.ai EN 14304:2015]. Kompendium AMU opisuje go jako „wytworzony z ok. 40 różnych części chemicznych i pierwiastków w materiale kauczukowym, który pod wpływem ciepła został spieniony w miękką izolacyjną membranę, charakteryzującą się całkowicie zamkniętymi komórkami" [Cellegummi slanger.pdf s.3].

Dominują dwa rodzaje kauczuku:

• NBR (Nitrile Butadiene Rubber, kauczuk nitrylowy) — podstawa klasycznego czarnego Armaflex AF i Kaiflex KKplus. Dobry do wewnętrznych instalacji chłodniczych przy temperaturach −50 °C do +110 °C.
• EPDM (Ethylene Propylene Diene Monomer) — podstawa wariantów HT. Wytrzymuje do +150 °C, ma lepszą odporność na UV i ozon, lecz nieco wyższą wartość λ.

Decydującym słowem jest zamkniętokomórkowy. Każda pojedyncza komórka w piance jest zamknięta i zaplombowana, więc para wodna nie może wniknąć do środka. Daje to dwie zalety w porównaniu z otwartokomórkową wełną mineralną:

1. Wbudowana paroizolacja. Opór dyfuzyjny μ wynosi zwykle ≥ 10.000. Dla porównania wełna mineralna ma μ ≈ 1 (powietrze). Przy 13 mm kauczuku komórkowego uzyskuje się opór dla pary odpowiadający 130 m nieruchomego powietrza. Dlatego nie wymaga się osobnej paroizolacji na zimnych rurach.
2. Stabilny wobec wilgoci współczynnik przewodzenia ciepła. Jeśli woda wniknie do wełny mineralnej, λ może wzrosnąć dwukrotnie lub więcej. Kauczuk komórkowy nie wchłania wody w takim stopniu, więc wartość λ utrzymuje się stabilna w czasie.

Pierwszy komercyjny kauczuk komórkowy został opracowany przez Armstrong World Industries w USA w 1954 roku pod nazwą „Armaflex". Rozwiązał on problem numer 1 przy zimnych rurach: kondensację. Gdy Armacell zostało wydzielone z Armstrong w 2000 roku, marka Armaflex przeszła wraz z nim. W latach 90. i 2000. pojawili się konkurenci tacy jak Kaimann (Kaiflex), K-Flex i NMC. Kauczuk komórkowy jest dziś duńskim standardem przy wewnętrznych rurach chłodniczych.

Pierwotnie produkt był „przeznaczony głównie do zimnych instalacji, lecz w miarę postępu rozwoju zarówno materiały płytowe, jak i otulinowe stosowane są również przy instalacjach ciepłych" [Cellegummi slanger.pdf s.4]. Rosnące ceny ropy uczyniły straty chłodu droższymi: „Obniżenie temperatury o 10 stopni kosztuje 10–12 razy więcej niż jej podniesienie" [Cellegummi slanger.pdf s.4]. DS 452 (2011) wymaga teraz co najmniej 29 mm kauczuku komórkowego na rurze chłodniczej 60 mm przy 0/+22 °C, a nie 13 mm jak wcześniej [Cellegummi slanger.pdf s.4].

Główne składniki mieszanki kauczuku komórkowego:

• Polimer bazowy: NBR (kauczuk nitrylowy) lub EPDM
• Środki wulkanizujące: systemy na bazie siarki
• Środki spieniające: uwalniają gaz podczas obróbki cieplnej i tworzą strukturę komórkową
• Środki zmniejszające palność: związki halogenowe (chlor, brom) w produktach standardowych; bezhalogenowe w wariantach NH
• Stabilizatory i pigmenty: sadza nadaje charakterystyczną czarną barwę
• Dodatki mineralne: tlenek cynku (występuje w karcie danych SF990 jako ≥1–5 % masowych) [Armaflex SF990 datablad s.2]

Rodziny produktów:

Do izolacji wentylacji i izolacji kondensacyjnej kanałów stosuje się ponadto płyty o grubościach od 6 do 50 mm, często samoprzylepne.

Wartość λ jako funkcja temperatury (AF/Armaflex): ok. 0,031 W/m·K przy −20 °C; ≤ 0,033 przy 0 °C (deklarowana); ok. 0,036 przy +25 °C; ok. 0,038 przy +40 °C. λ rośnie wraz z temperaturą, więc dla rur klimatyzacyjnych i chłodniczych (zastosowanie podstawowe) niska λ przy niskich temperaturach stanowi dużą zaletę.

Opór dyfuzyjny pary wodnej: „Wartość My, tzn. zdolność do zatrzymywania pary, jest jedną z najlepszych, dochodząc aż do 10.000 my" [Cellegummi slanger.pdf s.3]. Armacell poprawił μ z 7.000 do 10.000 poprzez mniejszy rozmiar komórek w swojej serii BØG („Beregnet Øget Godstykkelse") [Cellegummi slanger.pdf s.4].

Wytrzymałość mechaniczna: Wytrzymałość na rozciąganie ok. 0,4 MPa, wydłużenie przy zerwaniu > 100 %. Elastyczny, ale nie może przenosić obciążeń.

Odporność na UV: Niska w wariancie standardowym — przy zastosowaniu zewnętrznym musi zostać pomalowana lub obłożona w ciągu 7 dni [Cellegummi plader.pdf s.4]. Warianty EPDM oraz specyficzne dla kolektorów słonecznych (Kaiflex Solar EPDMplus, Armaflex HT Solar) są fabrycznie stabilne na UV.

Odporność chemiczna: Dobra wobec kwasów, zasad i większości rozpuszczalników. Klej jednak nie przylega do asfaltu, bitumu ani minii ołowiowej [Cellegummi plader.pdf s.4]. Przy rurach ze stali nierdzewnej należy skontaktować się z producentem (ryzyko chlorków) [Cellegummi plader.pdf s.5].

• Otuliny (izolacja rurowa, produkt główny): długości 2 m, średnice wewnętrzne 6–89 mm, grubości 6/9/13/19/25/32/50 mm. Standardowe (nacinane i klejone) lub samoprzylepne (pasek kleju wzdłuż nacięcia) [Cellegummi slanger.pdf s.7].
• Płyty (powyżej Ø89 mm, gdzie otulina się kończy): płyty 1 × 2 m lub role zwykle 6 m². Grubości 3–50 mm. Z/bez samoprzylepnej warstwy spodniej. Grube płyty (32–50 mm) stosuje się do kanałów, zbiorników i dużych rur.
• Taśma (samoprzylepna, 3 mm × 50 mm): zamyka połączenia. Nie wolno stosować jako jedynego punktu mocowania — tylko jako uzupełnienie klejenia [Cellegummi plader.pdf s.4].
• Sznur i profil kwadratowy: uszczelki i specjalne fugowania.
• Prefabrykowane kształtki:
  • Podpory rurowe Armafix AF — przenoszące obciążenia wkładki PUR/PIR otoczone kauczukiem komórkowym, z wbudowaną paroizolacją i samoprzylepną osłoną aluminiową [Cellegummi slanger.pdf s.23]
  • Prefabrykowane trójniki i kolana dla wymiarów standardowych
  • Skrzynki zaworowe (Dancap Valvbox to popularny duński system)

• Wewnętrzne rury chłodnicze (standard, klasyczne zastosowanie — chłód zdalny, solanka, glikol)
• Instalacje klimatyzacyjne / klimatyzacja — zarówno rury, jak i kanały
• Pompy ciepła — rury czynnika chłodniczego i linie kondensatu
• Instalacje niskotemperaturowe do −50 °C (mroźnie, instalacje zamrażające)
• Przemysłowe instalacje chłodnicze — chłodzenie procesowe, instalacje amoniakalne
• Instalacje morskie — statki, gdzie preferowane są warianty samoprzylepne lub bezhalogenowe
• Przemysł spożywczy — ze względu na strukturę zamkniętokomórkową, brak włókien, higieniczną powierzchnię
• Instalacje kolektorów słonecznych — tylko z wariantami HT/EPDM
• Woda użytkowa (BVK, BVV) — jako cienka izolacja na małych rurach, gdzie jest ciasno

• Ciepłe rury powyżej granicy temperatury — kauczuk komórkowy na bazie NBR wytrzymuje maks. +110 °C; zwykłe zasilanie ciepłownicze (90–110 °C) znajduje się dokładnie na granicy, więc tutaj preferowana jest wełna mineralna z papą/płótnem. Warianty EPDM (HT/Armaflex, Kaiflex EPDMplus) wytrzymują +150 °C [Cellegummi plader.pdf s.3] [kaimann.com EPDMplus].
• Instalacje zewnętrzne narażone na UV bez płaszcza zewnętrznego lub powłoki malarskiej — materiał z czasem się kruszy.
• Drogi ewakuacyjne bez wariantu trudnopalnego — standardowy B-s3,d0 ma zbyt wysokie wydzielanie dymu; tutaj wymagane są warianty Ultima lub AC/Evo.
• Bardzo duże średnice rur — powyżej Ø273 mm montaż płytowy staje się uciążliwy, a maty lamelowe lub otuliny PIR mogą być lepsze.
• Tam, gdzie wymagana jest mechaniczna odporność na ścieranie — kauczuk komórkowy nie znosi ruchu pieszego ani uderzeń.