Yangına Dayanıklı KimRIGID PIR Sistemler

31 Ocak 2019


Dr. Emre Baştürk

Ar-Ge Sorumlusu 
Rijit Sistemler
Kimteks Poliüretan San. ve Tic. A.Ş.

 

Günümüzde tüm dünyada olduğu gibi ülkemizde de önlenebilir ya da önlenemez etkenlere bağlı olarak yaşam alanlarımızda yangınlar çıkmaktadır. Ülkemizdeki hızlı nüfus artışı, çarpık kentleşme ve hızlı sanayileşme etkenlerine bağlı olarak gerçekleşen yangın sayıları ve yangınlar nedeniyle oluşan maddi kayıplar her geçen gün artmaktadır. Şu açık bir gerçektir ki; bir kıvılcım tüm emeklerimizi ve umutları dakikalar içinde yok edebilmektedir. Birçok ülke, yangından korunma amacıyla çeşitli yönergeler geliştirmiştir. Bu yönergelere bağlı olarak yapılarımızda kullanılan malzemelerin yangına dayanıklı olması gerekmektedir [1].

Günümüz mimari yapılarında geleneksel malzemelerin kullanımından ekonomik sebepler ve inşa aşamasında karşılaşılan zorluklar nedeniyle vazgeçilmektedir. Bu sebeplerle yapı inşa malzemesi olarak; kolay kullanımları ve ekonomik olmaları nedeniyle sandviç paneller kullanılmaktadır. Sandviç paneller genel olarak alüminyum veya galvaniz levhalar arasında farklı cins ve kalınlıkta dolgu malzemesi içeren ısı yalıtımı ve mekanik mukavemet sağlayan yapı inşa malzemeleridir. Sandviç panellerde iç dolgu malzemesi olarak genellikle poliüretan köpük (PUR), poliizosiyanurat köpük (PIR), genleştirilmiş polistiren köpük (EPS), ekstrüde polistiren sert köpük (XPS), taş yünü ve cam yünü kullanılmaktadır [2].

Şekil 1. Yapı malzemesi olarak sandviç panel sistemleri

Poliüretan köpükler üretan grupları ile birbirine bağlı, iki veya daha fazla –NCO grubu içeren diizosiyanatlar ile iki veya daha fazla –OH grubu içeren diollerin oluşturduğu, kimyasal veya fiziksel yollarla köpürtülen kopolimerlerdir [3,4]. Poliizosiyanurat köpükler (PIR); sahip oldukları düşük ısıl iletim katsayısı, yüksek basma mukavemeti ve yüksek boyutsal kararlılıkları ile geleceğin yangına dayanımlı yapı malzemeleri olarak gösterilmektedirler. Poliizosiyanurat köpükler poliüretan köpüklerin daha özellikli bir türüdür.

Şekil 2. Poliüretan köpük ile poliizosiyanurat köpük yapılarının kimyasal gösterimi

Poliüretan köpük (PUR) ile poliizosiyanurat köpük (PIR) arasındaki fark; köpük oluşum reaksiyonları aşamasında diizosiyanat ile diollerin sitokiyometrik olarak farklı oranlarda olmasıdır. Poliüretan köpüklerin (NCO/OH) oranı 1’e yakın ya da 1’in biraz üzerinde iken, poliizosiyanurat köpüklerde (PIR) bu oran poliüretan köpüklerindeki orandan daha büyük ve 2’ye daha yakındır. Kısacası poliizosiyanurat köpüklerde sitokiyometrik olarak dioller ile tamamen reaksiyona girecek miktardan daha fazla oranda ortamda diizosiyanat molekülleri bulunmaktadır. Ortamda bulunan fazla miktardaki –NCO grupları çeşitli trimerizasyon katalistleri ile kendi aralarında reaksiyona girerek izosiyanurat yapılarını oluştururlar. Halkalı yapıdaki izosiyanurat blokları köpük yapısının yanmazlık özelliklerini geliştirmektedir [5,6,7].

Şekil 3. Poliüretan köpük (PUR) ve poliizosiyanurat köpükteki (PIR) indeks oranları

Genel olarak poliizosiyanurat köpük formülasyonunu; polyester poliol karışımları (-OH komponenti), polimerik MDI (-NCO komponenti), katkı malzemeleri, trimerizasyon kataliz karışımları ve kabarma ajanlarını içerir. Poliizosiyanurat köpüklerin yanmazlık özelliklerinin iyi olması; izosiyanurat ve aromatik yapıdaki poliester poliol yapılarına bağlıdır.

Şekil 4. Poliizosiyanurat köpük (PIR) panel sistemleri

Tablo 1. Sandviç panellerde kullanılan izolasyon malzemelerinin yangın sınıfları, yoğunlukları ve ısıl iletkenlik katsayısı değerleri

Kimteks Poliüretan ailesi olarak yenilikçi, ekonomik ve çevre dostu ürünlerin hazırlanması için her geçen gün Ar-Ge çalışmalarımızı artırmaktayız. Firmamızın ürünleri olarak KimRIGID PIR sistemleri sandviç panel üreticileri için mükemmel çözümler sunmaktadır. KimRIGID PIR sistemler PUR sistemlere göre daha yüksek yangın dayanımı sağlayan özellikli yapılardır. İzosiyanurat yapıları sayesinde yangın esnasında köpüğün aleve karşı direnci artmaktadır. KimRIGID PIR sistemler basma mukavemet değerleri 130-150 kPa aralığında olan, 38-42g/ml yoğunluklarda, 21 mW/mK ısıl iletkenlik katsayısına sahip ve Avrupa standartı SBI’ya (Single Burning Item) göre minimum B s2 d0 seviyesinde yanma direncine sahip ürünlerdir.

Tablo 2. Kimteks Poliüretan KIMrigid PIR sistemlerine ait köpüklerin reaksiyon profili analizi ve fiziksel karakterizasyonu

Kaynaklar
1. Market study flame retardants, http://www.ceresana.com/en/market-studies/additives/flame-retardants, 26 Mayıs 2016.
2. Flame Retardants, Specialty Chemicals Update Program, https://ihsmarkit.com/products/chemical-flame-retardants-scup.html, September 2017.
3. D.K. Chattopadhyay, Dean C. Webster, Thermal stability and flame retardancy of polyurethanes, Progress in Polymer Science, Volume 34, Issue 10, October 2009, Pages 1068-1133
4. Yao Yuan, Chao Ma, Yongqian Shi, Lei Song, Yuan Hu, Weizhao Hu, Highly-efficient reinforcement and flame retardancy of rigid polyurethane foam with phosphorus-containing additive and nitrogen-containing compound, Materials Chemistry and Physics, Volume 211, 1 June 2018, Pages 42-53.
5. J. Xu, T. Wu, C. Peng, S. Adegbite, Influence of acid and alkali pre-treatments on thermal degradation behaviour of polyisocyanurate foam and its carbon morphology, Polymer Degradation and Stability, Volume 141, (2017) Pages 104-118.
6. M. Kuranska, A. Prociak, U. Cabulis, M. Kirpluks, J. Ryszkowska, M. Auguscik, Innovative porous polyurethane-polyisocyanurate foams based on rapeseed oil and modified with expandable graphite, Industrial Crops and Products, Volume 95, (2017) Pages 316-323.
7. Ming-Jun Chen, Xu Wang , Mei-Cen Tao, Xing-Ya Liu, Zhi-Guo Liu, Yan Zhang, Cheng-Shou Zhao , Jun-Sheng Wang, Full substitution of petroleum-based polyols by phosphorus containing soy-based polyols for fabricating highly flame-retardant polyisocyanurate foams, Polymer Degradation and Stability, Volume 154, (2018) Pages 312-322.