ФЕНОПЛАСТЫ В ТЕПЛОИЗОЛЯЦИИ


В данной статье суммирована информация об энергосберегающей технологии теплоизоляции строительных конструкций многопланового назначения с использованием резольноноволачного пенопласта (РНП), получаемого на основе жидких новолачнорезольных смол и являющегося первым представителем фенолоформальдегидных (ФФ) пенопластов нового поколения.


В отличие от него отечественные и зарубежные резольные ФФ пенопласты (ФРП) первого поколения получают из жидких резольных смол.

В обобщенном анализе наличной информации рассмотрено многообразие критериев в их единстве, позволяющее считать РНП на сегодняшний день по технико-экономической эффективности наилучшим теплоизоляционным материалом для строительства. Подготовленная к производственному использованию в необходимом масштабе технология теплогидроизоляции (ТГИ) трубопроводов тепловых сетей с РНП в гидроизоляционной оболочке из пенополиэтилена (ППЭ) в России безальтернативна по сочетанию ее индустриальной простоты, высокого качества, долговечности эксплуатации и относительно низкой ее стоимости. Плиты негорючего РНП низкой плотности и низкой теплопроводности при малой их толщине в сочетании с относительно низкой стоимостью исходных компонентов при массовом производстве будут вне конкуренции среди негорючих минеральных и полимерных теплоизоляционных материалов. Высокий уровень энергосбережения обеспечивает применение плит РНП в производстве разного рода легких 2-х слойных кровельных и 3-х слойных стеновых  панелей.

В статье приведено сравнение теплоизоляционных материалов по основным критериям.

Сопротивление теплопередаче теплоизоляционных материалов как эталон энергосбережения в каждой области их применения

 Материал и его назначение Плот-ность, кг/м3 Тепло-провод-ность сухого матери-ала, Вт/м.Ч.0СПовыше-ние тепло-проводно-сти при увлажне-нии, % Теплопе-редача, Вт/Ч.0С Источ-ники инфор-мации
Армопенобетон, битумоперлит, битумо-керамзит, битумовермикулит,слой толщ. 7см на бесканальных теплопроводах:              1, 2
-сухой 350-6000,105-0,130 1,50-1,86 
-в грунте, насыщенном водой    0,147-0,169 25-40  2,10-2,41   
Минераловатный войлок, слой толщ.6см на теплотрассах:         2
-сухой100-1500,060 1,00 
-увлажненный    0,120 100 2,00   
Пенополиуретан – открыто ячеистыйи ФФ пенопласт, слой толщ.4,5см на бесканальных и внепроходных каналах в теплотрассах:                   1
- сухой60-800,050 0,91 
- в грунте, насыщенном водой 0,055-0,05710-151,00-1,05 
Минераловатная плита «ROCKWOOL», слой толщ.10см в легких стеновых конструкциях зданий:               
- сухая120-1700,060 0,603
- при 100%-ной относительной влажности воздуха    0,090 50 0,90 2, 6
 Плита РНП, толщ.7см в легких стеновых конструкциях зданий:              4, 5, 6
- сухая400,030-0,034 0,46 
- при 100%-ной относительной влажности воздуха     0,038  10-15  0,54    
Пенополиуретан закрыто ячеистый, слой толщ.3,5см в навесных сэндвич-панелях стен  40-50   0,020     0,57  4

Значения показателей в таблице приведены по источникам информации без изменений или пересчитаны автором статьи. Например, в информации (2) теплопроводность сухого армопенобетона плотностью 350 кг/м3 равна 0,09 Вт/м.Ч.0С, а при влажности 12% по массе, эквивалентной 4,2% по объему, равна 0,14 Вт/м.Ч.0С, т.е. увеличивается в 1,55 раз. Допустимо полагать, что при долговременной (до нескольких дней) 100%-ной относительной влажности воздуха теплопроводность всех минеральных теплоизоляционных материалов повышается на величину примерно того же порядка. Для примера, по источнику информации (6) в дождливые дни в ноябре месяце, т.е. при 100%-ной относительной влажности воздуха, влажность по объему наружного слоя бетона 3-х слойной панели с ФРП была близка тем же 4%.

Наилучший по сопротивлению теплопередаче пенополиуретан (ППУ) малой плотности при малой толщине изоляционного слоя уже на протяжении десятилетий не имеют конкурента в массовом производстве холодильников и навесных стеновых панелей из профилированного металлического листа. Но на горячих трубопроводах тепловых сетей пары фреона с большим перепадом давления по толщине изоляционного слоя быстро прорывают тонкие стенки ячеек и замещаются на воздух. Поэтому, почти при одинаковом сопротивлении теплопередаче через одинаковый по толщине слой изоляции на горячей трубе предпочтительный выбор ППУ или ФФ пенопласта определяется не сопротивлением теплопередаче, а другими, более весомыми критериями.

Гидрофильные по своей природе минеральные теплоизоляционные материалы в бесканальных подземных или в непроходных каналах теплотрасс по тем или иным причинам увлажняются вплоть до значительного водонасыщения, теряя, соответственно, в большой мере изначальное сопротивление теплопередаче, а стальные трубы при контакте с мокрым теплоизоляционным материалом подвержены коррозии и достаточно быстро ржавеют. Из наличных тепловых сетей России протяженностью более 200 тыс.км в 2-х трубном исчислении свыше 90% имеют минеральную теплоизоляцию.

Поэтому, по разным источникам информации, от четверти до половины находятся в аварийном или предаварийном состоянии с проржавевшими трубами, а в обновленных тепловых сетях с такой изоляцией трубы ржавеют за каких-то 5-7 лет эксплуатации. Множащиеся из года в год ремонты и перекладка теплотрасс с кажущейся дешевой минеральной изоляцией при низком ее сопротивлении теплопередаче создали нетерпимое положение в стране по масштабу бессмысленного перерасхода энергоносителей на централизованное теплоснабжение.

По информации одного из руководителей кампании ОАО «Российские коммунальные системы» (7) в стране при нормальной потребности в тепле на централизованное теплоснабжение 100-120 млн.т.у.т «… реально расходуется по данным Госкомстата 380 млн.т.у.т только на теплоснабжение…», а с учетом затрат «… на производство и транспортировку этого пережога 260-280 млн.т.у.т, т.е. около 100 млн.т.у.т..», цена потерь приближается к 370 млн.т.у.т из 1400 млн.т.у.т, производимых в стране в год. В денежном выражении по экспортным ценам энергоносителей ежегодные потери тепла составляют в расчете по газу около 22 млрд.USD, по каменному углю около 43 млрд.USD. С учетом вынужденных постоянных ремонтов и перекладки аварийных участков тепловых сетей суммарные потери тепла оцениваются примерно в 40 млрд.USD ежегодно, а это сумма государственной значимости. Очевидно, поэтому, что государственная власть должна всеми возможными средствами исключить криминальное по существу лоббирование дальнейшего использования в теплоснабжении минеральных теплоизоляционных материалов и обеспечить замену их на пенополимеры.

В постсоветские годы в России возник вопрос конкуренции между двумя видами пенополимеров, ФФ и ППУ пенопластами, для теплоизоляции труб тепловых сетей.

На ряде предприятий в начале 70-х годов минувшего века началось производство скорлуп из ФРП-1 для изоляции труб тепловых сетей, а к началу 90-х годов оно стало массовым. Производства скорлуп из ППУ в этот период не было, поскольку получаемый из дорогих импортных компонентов ППУ был втрое дороже.

В те же годы была разработана эффективная отечественная технология ТГИ труб ФФ пенопластами рецептур ФЛ, ФРП-1 и последующих рецептур с гидроизоляционной оболочкой из битумных, затем из полимерных материалов, таких как ПВХ и другие водонепроницаемые пленки и пенополиэтилен. Из предизолированных труб в разных климатических зонах (г.Ленинград и область, г.Владимир и районы области, г.Сургут) были смонтированы бесканальные теплотрассы ограниченной протяженности и производилась оценка их состояния при многолетней эксплуатации, в частности, путем вскрытия и осмотра отдельных участков этих теплотрасс. Оказалось, что первые теплотрассы эксплуатируются без аварий в г.Ленинграде и области около 30-ти лет (с пенопластом ФЛ), в ряде районов Владимирской области 28 лет (с пенопластом ФРП-1), в г.Сургуте 20 лет (с пенопластом–аналогом ФРП-1). Контрольные вскрытия участков таких теплотрасс через несколько лет их эксплуатации показали, что их изоляция полностью сохранила все свои свойства и, что еще более важно, обеспечила защиту внешней поверхности труб от каких-либо признаков коррозии (8).

В Западной Европе 3-4 десятилетия тому назад началось и развивалось производство скорлуп из ППУ и изоляция ими труб тепловых сетей. Одновременно началось производство предизолированных труб с ППУ теплоизоляцией в наружной водонепроницаемой оболочке из полиэтиленовой трубы по технологии датской фирмы «Logstor Ror» и прокладка бесканальных тепловых сетей из них. Предположение об абсолютной надежности гидроизоляции теплотрассы в полиэтиленовой (ПЭ) трубе не оправдалось. Вскоре были обнаружены первые повреждения на норвежском полиэтилене, «…где на калиброванных муфтах пошли поперечные трещины, после того, как в течение недели они находились под открытым сильным солнцем, а при нормальной эксплуатации они начали растрескиваться через три года.

Наружные оболочки из того же материала начали растрескиваться через 4-5 лет». Серии повреждений и растрескиваний зарегистрированы на материалах других  производителей, британских, в частности. Автор статьи (9) справедливо объясняет растрескивание такой гидроизоляционной оболочки напряжениями в монолитном полиэтилене трубы, которые суммируются со сдвиговыми напряжениями, возникающими при удлинении горячей и укорачивании холодной стальной трубы при лишенной возможности удлиняться-укорачиваться ПЭ трубы, защемленной грунтом. Всегда наличные напряжения в ПЭ трубе также усиливаются с увеличением перепада температур в слое теплоизоляции от поверхности контакта пенополиуретана с горячей  стальной трубой до поверхности ПЭ трубы в холодном грунте.

В итоге долговременных исследований, проведенных фирмой для восстановления доверия к своей технологии производства предизолированных труб и смонтированных из них тепловых сетей, она стала использовать в производстве ПЭ труб исключительно высококачественный полиэтилен и увеличила толщину стенок ПЭ трубы для придания ей большей устойчивости к растрескиванию. Одновременно была повышена плотность слоя ППУ до 80-100 кг/м3, спаянного со стальной и полиэтиленовой трубами силами адгезии. В итоге прочность ТГИ на трубе по европейскому стандарту стала достаточной для эксплуатации теплотрассы в течение не менее 30 лет. Но это привело к двух-, трехкратному увеличению расхода полимерных материалов, поскольку механическая  прочность слоя ППУ на трубе достаточна при плотности 30-50 кг/м3.

В первые постсоветские годы некоторые отечественные бизнесмены на свои капиталы, образовавшиеся при первоначальной приватизации производств, приобрели датскую технологию производства предизолированных труб и, покупая исходные компоненты ППУ у зарубежных фирм, преимущественно у германских, создали к настоящему времени 6-7 заводов с единичной мощностью каждого 200-450 км предизолированных труб, т.е. на 100-225 км 2-х трубных теплотрасс.

Но они не учли, что российские климат и протяженность тепловых сетей у нас далеко не европейские - у них единичная протяженность тепловых сетей измеряется десятками метров, а у нас километрами. Что у них почва в отопительный период имеет, как правило, плюсовую температуру, а у нас промерзает до -20..-300С, что замороженный в почве слой полиэтилена в почве особенно хрупок, что у них температура теплоносителя в трубопроводе до 1000С, а у нас нужна от 130 до 1600С. По сочетанию всех этих причин датская ТГИ в российском использовании обречена на массовое растрескивание-разрыв ТГИ на всю толщину в короткие сроки эксплуатации.

Кроме того, при перепаде температур в слое изоляции в отопительный период, достигающем от 150 до 1800С, давление паров фреона в ячейках пенополиуретана в пограничной с ним зоне горячей трубы столь велико по  отношению к давлению в пограничной зоне с ПЭ трубой, что тонкие стенки закрытых ячеек немедленно рвутся, а пары фреона под давлением находят выход наружу и замещаются  воздухом. Соответственно, теплопроводность увеличивается, становясь одинаковой с теплопроводностью открытоячеистого пенопласта равной плотности и при близкой величине мелких ячеек. Поэтому, указанные бизнесмены, зная это, лукавят, вводят в заблуждение доверчивых руководителей строительных предприятий, приписывая своей ТГИ низкую теплопроводность, присущую только что полученному при вспенивании фреоном закрытоячеистому пенополиуретану.

Как показано в таблице, сухие, гидрофильные по своей природе, минераловатные плиты высокой (до 170 кг/м3) плотности отличаются от гидрофобных пенополимеров низкой (30-50 кг/м3) плотности примерно в 1,9 раз большей величиной теплопередачи, а при долговременной 100%-ной влажности разница в теплопередаче возрастает примерно до 2,4 раз.

Долговечность эксплуатации ТГИ на теплотрассах

При температуре эксплуатации до 1300С срок эксплуатации ТГИ из ППУ скорлуп в гибкой наружной оболочке из полимерной пленки, тонкого слоя стеклопластика и т.п., судя по отечественной и зарубежной информации, достигает 30 и более лет. Такая долговечность обеспечивается при условии надежной герметизации продольных по длине трубы и поперечных по наружной окружности скорлуп стыков между ними. Длина этих щелеобразных стыков - швов на стандартной 12-ти метровой трубе 24 м + (12 х х d) м, где d - наружный диаметр ППУ скорлуп, а 12 - число поперечных стыков при длине скорлуп     1 м, что создает немалые трудности при производстве изоляционных работ с герметизацией стыков в полевых условиях. В нашей стране уже достигнут тридцатилетний срок эксплуатации теплотрасс с ТГИ скорлупами из ФРП в гибкой гидроизоляционной оболочке при температуре эксплуатации до 1500С. Это доказано начавшимся в 1969-1971г.г. и продолжавшимся до 1992г. производством ФРП скорлуп всех диаметров и длиной 2 м с использованием их в ТГИ 2-х трубных теплотрасс протяженностью до 1000 км ежегодно.

Широкая рекламная информация о долговечности теплотрасс с ТГИ труб ППУ в оболочке из ПЭ трубы по технологии фирмы Logstor Ror, Дания до 30 и более лет для условий нашей страны оказалась абсолютно ложной. ГОСТом 30732-2001 установлен в пункте 11.2 гарантийный срок эксплуатации труб с такой ТГИ в 5 лет со дня отгрузки изготовителем. В Национальном докладе «Теплоснабжение  Российской Федерации. Пути выхода из кризиса», 04.06.2003г., отмечено, что эксплуатируемые в европейских странах по 30-50 лет трубопроводы с ТГИ из ППУ в оболочке ПЭ трубы у нас часто начинают выходить из строя на 2-4-й год эксплуатации. Авторы доклада объясняют этот факт тем, что, цитирую: «Качество ППУ труб большинства предприятий-изготовителей ниже всякой критики, качество строительства еще ниже, система контроля влажности изоляции (единственный источник правдивой информации о качестве строительства и эксплуатации) почти не применяется.».


ТГИ из ФРП и РНП в гибкой гидроизоляционной оболочке в процессе эксплуатации не испытывает сдвиговых напряжений, поскольку и пенопласт, и наружная оболочка способны удлиняться-укорачиваться вместе со стальной трубой. Поэтому, бесканальные 2-х трубные теплотрассы из предизолированных труб с ТГИ из ФРП в гибкой  полимерной оболочке эксплуатируются без ремонтов и аварий уже до 30 лет. В частности,  сохранность такой ТГИ при многолетней эксплуатации подтверждена актом № 5 от 8.10.1981г. вскрытия одной бесканальной теплотрассы, смонтированной в 1976г. из предизолированных труб во Владимирской области (10). «На день вскрытия срок эксплуатации ее составил 5 лет.

При визуальном осмотре вскрытой теплотрассы обнаружено:
 а) гидроизоляционный слой теплотрассы находится в удовлетворительном состоянии и никаких признаков разрушения нет;
 б) утеплитель, фенольно-резольный пенопласт, по внешнему виду соответствует первоначальному изготовлению;
 в) стальные трубы Д=86 мм на поверхности не имеют признаков коррозии.
     По результатам визуального осмотра комиссия считает, что теплотрасса пригодна для дальнейшей эксплуатации.».


Дополнительным подтверждением долговечности теплоизоляции трубопроводов на чердаках жилых домов является акт от 8.02.1983г. определения состояния пенопласта ФРП-1 после 7-11 лет эксплуатации в чердачных проходных крышах и внутренних трубопроводах жилых домов серии П-57/12 в г.Москве (5). Данный акт составили представители НИИ Мосстроя и ЦНИИЭП Жилища. Обследование производилось в трех домах по адресам:

 «1. ул.Винницкая, д.19 (монтаж дома произведен в 1971г.)
 2. Мичуринский проспект, д.54/к.3 (монтаж - в 1975г.)
 3. Мичуринский проспект, д.54/к.1 (монтаж - в 1974г.)»

Целостность теплоизоляции ФРП-1 на внутренних трубопроводах этих жилых домов в г.Москве, составляющая уже, соответственно, 33, 29 и 28 лет может быть подтверждена повторно визуальным осмотром.

Специалисты-представители Всесоюзного научно-исследовательского института синтетических смол (ВНИИСС) и ЦНИИЭП Жилища в дождливый день в ноябре 1982г. определяли состояние пенопласта ФРП-1 после 11 лет эксплуатации 3-х слойной стеновой панели жилого дома в г.Владимире и составили соответствующий акт (6), который утвердили в начале января 1983г. руководители этих НИИ. В акте отмечено:

«Стеновые железобетонные панели и панели крыши были изготовлены осенью 1971 года Владимирским ДСК и установлены в качестве наружных ограждений в 2-х торцовых квартирах на 4-м и 5-м этажах 5-этажного жилого дома серии 11-121 по адресу: Владимир, ул.Растопчина, д.41, кв.10 и 13. Панели представляют собой 3-слойную железобетонную конструкцию на гибких связях из двух слоев железобетона: внутреннего слоя толщиной 100 и наружного слоя толщиной 50 мм, среднего слоя утеплителя из фенолорезольного пенопласта  марки ФРП-1 толщиной 80 мм.».

В акте сделаны следующие основные выводы:

1. Объемная влажность слоев панели в день вскрытия была: наружного слоя бетона 7,2%, тонкого слоя пенопласта, контактирующего с наружным слоем бетона 1,72%, слоя пенопласта, контактирующего с внутренним слоем бетона 0,8%. Таким образом, вопреки широко распространенным, но неверным представлениям открытоячеистый фенольный пенопласт ФРП-1 в трехслойных стеновых панелях жилых зданий, в сравнении с традиционным строительным материалом - бетоном в дождливое время увлажняется в существенно меньшей мере и на малую глубину и, благодаря этому, служит достаточно хорошей защитой от увлажнения внутреннего слоя бетона со стороны жилого помещения. С другой стороны, благодаря открыттоячеистой структуре и хорошей проницаемости для водяных паров, этот утеплитель не мешает стене «дышать» и, тем самым, обеспечивает лучшую коифортность обитаемых помещений в сравнении с замкнутоячеистыми пенопластами, например, ППУ.


2. Определена «долговечность пенопласта ФРП-1, которая не менее 81 года, соответствует расчетной долговечности зданий из железобетонных панелей». Примечание: подробная информация о проведенных исследованиях о долговечности ФФ пенопластов при эксплуатации в стеновых железобетонных панелях приведена в статье (9)

3. Установлено, что за 11 лет эксплуатации стеновой панели жилого дома пенопласт   ФРП-1 не вызвал каких-либо следов коррозии контактировавшей с ней или находившейся в бетоне на расстоянии до 5-7 мм от него арматуры (сталь-3).

4. Установлено, что за этот срок эксплуатации жилого дома показатели механической прочности пенопласта не ухудшились, а, напротив, существенно повысились. Данный факт объясняется тем, что в свежеполученном пенопласте, заложенном в железобетонную панель продолжается долговременный процесс доотверждения, а сам по себе пенопласт, в отличие от пенополистирола и ППУ, практически не подвержен термической и термоокислительной деструкции.

Санитарно-токсикологические условия производства ФФ пенопластов и допустимость применения их в строительстве обитаемых домов

В нашей стране иногда имело место безграмотное использование фенолоформальдегидных связующих (фенолоспиртов) в производстве минераловатных изделий как утеплителя и использование последних в жилищном строительстве. Так например, в газете «Московский комсомолец» от 22.07.2004г.сказано, что «Рекордсменами по части вредных испарений являются жилые дома серии II-49 «П», построенные в 1970-х годах по немецкой технологии. Суть ее была в том, что традиционные минеральные утеплители заменили технической ватой, пропитанной фенолоформальдегидными смолами германского производства. Со временем бетон трескался, и ядовитые испарения стали проникать через него в помещение. В Германии, обнаружив это, фенольные дома снесли еще 20 лет назад… Всего таких домов в Москве порядка двухсот…".

Каждый специалист-химик объяснит это тем обстоятельством, что в производстве минеральной ваты со связующим - фенолоспиртами не достигается полнота их отверждения, т.е. полнота конверсии в полимере мономеров фенола и формальдегида из-за недостаточно высокой температуры и недостаточной продолжительности процесса отверждения фенолоспиртов. В этой связи нужно упомянуть, что используемая в настоящее время в качестве утеплителя в жилищном строительстве импортная минплита «ROCKWOOL» (3) плотностью 140-175 кг/м3 не имеет в своем составе свободных фенола и формальдегида, а, поэтому, для применения безвредна.

В производстве ФРП и РНП полнота отверждения вспенивающейся композиции при кислотном катализе и без внешнего нагревания достигается за несколько минут. В пенопластах типа ФРП в течение нескольких дней ощущается слабый запах фенола, а в пенопласте типа РНП даже слабый запах фенола исчезает в течение первых суток после изготовления, а далее свободные фенол и формальдегид химическим анализом не обнаруживаются: они связаны химически в твердом полимере, не подверженном деструкции. Поэтому, Перечнем полимерных материалов и конструкций, разрешенных к применению в строительстве Министерством здравоохранения СССР, утвержденном заместителем Главного государственного санитарного врача СССР Э.М.Саакъянцем 19.04.1965г., № 3859-85, разработанные ФРП разрешены к применению без ограничений в качестве утеплителя в производстве обитаемых домов всех категорий

О горючести и термостойкости ФФ и ПУпенопластов.

РНП негорючий теплоизоляционный материал, а его ближайший аналог ППУ легко воспламеняется, выделяя при быстром горении высоко токсичные газы. РНП обладает повышенной огнестойкостью по отношению к ФРП, что показано проведенными двумя простыми опытами. В одном опыте образец РНП длиной около 20 см диаметром около 8 см, будучи наполовину в пламени костра в течение 10-15 мин., а затем поставленный этой половиной на тлеющие дровяные угли на те же 10 мин. горения не поддерживал, а будучи снятым с тлеющих углей, признаков тления не имел. Находившаяся в огне половина образца почернела без потери формы и без разрушений, а другая половина сохранилась неизменной.

В огне произошла карбонизация материала с сохранением какой-то доли его исходной прочности. Поэтому можно предположить, что РНП допустимо эксплуатировать при очень высоких температурах. Для подтверждения этого предположения был проведен специальный опыт. На стальную трубу диаметром 76 мм и длиной 1 м была нанесена ТГИ из РНП толщиной слоя 40 мм и наружного слоя пенополиэтилена толщиной 8 мм . В трубу вмонтировали ТЭН и в течение 1 часа нагрели ее до 3000С. Тонкий слой РНП на поверхности трубы почернел, а на глубину 6-8 мм изменил цвет от темно-коричневого до светло-коричневого. На остальную глубину до 30 мм цвет пенопласта не изменился. Наружный пенополиэтиленовый слой сохранился без изменений.

Технология производства и применения РНП в строительной индустрии

РНП сохранил все положительные качественные характеристики своего предшественника ФРП-1, а при существенно большей его механической прочности, близкой механической прочности ППУ одинаковой плотности, его можно с существенно большей экономической выгодой применять во всех основных областях строительной индустрии. Направления использования, в строительстве ФРП-1 описаны в статьях автора данной статьи с соавторами (11-16), преимущественно, из числа бывших своих сотрудников.

На протяжении десятилетий  ФРП-1, образующийся при смешении двух исходных компонентов за счет химического вспенивания жидкой композиции, сопровождающегося ее отверждением за короткий, в несколько минут, отрезок времени, использовался в крупном масштабе в следующих направлениях строительной индустрии:

- в производстве на простой по конструкции и высокопроизводительной установке непрерывного действия длинномерных плит толщиной 5-8 см для изготовления кровли производственных зданий и утепления чердаков (потолка верхнего этажа) жилых домов и    для изготовления трехслойных стеновых железобетонных и иных панелей;

- в производстве на высокопроизводительной технологической линии непрерывного действия кровельных панелей из крупно гофрированного стального листа длиной до 12  м с приформованным к нему слоем пенопласта толщиной до 10 см;

-  в производстве каркасных стеновых панелей из мелко гофрированного стального листа со средним пенопластовым слоем;

-  для утепления и герметизации вертикальных и горизонтальных стыков, образующихся при монтаже из  трехслойных панелей 18-ти этажных жилых домов в г.Москве;

-  в производстве скорлуп любых диаметров для утепления трубопроводов тепловых сетей;

-  в производстве (в небольшом масштабе) предизолированных труб для тепловых сетей с поверхностным пленочным гидроизоляцмонным слоем на слое пенопласта.

Во всех перечисленных направлениях РНП потенциально значительно более эффективен по технологии, по качественным показателям и экономике.

О готовности технологии для крупнотоннажного производства компонентов РНП и  его использования в строительных конструкциях разного назначения

По поданным в 2003г. в Федеральный институт промышленной собственности (ФИПС) заявкам автор данной статьи получил недавно Патент Российской Федерации регистр. № 2237516 с приоритетом 21 июля 2003г. на изобретение «Кислотный катализатордл для получения пенопластов из жидких фенолоформальдегидных композиций» и Патент РФ регистр.№ 36482 с приоритетом 14 мая 2003г. на полезную модель «Теплогидроизоляционный элемент и форма для его изготовления» (устройство-конструкция пенопластового ТГИ цилиндра и формы для его изготовления).

В соответствии с рекомендациями государственных экспертов отдела органических соединений ФИПС переделал первичную и направил вторичную заявку на изобретение «Резольноноволачный пенопласт и компоненты для его получения».

Судя по наличным патентам США последних нескольких лет по ФФ пенопластам резольного типа, заявленным авторами от фирм США, Англии и Японии, близкого аналога РНП по изобретениям автора данной статьи за рубежом нет, как нет и производства пенопласта близкого химического состава. РНП уникален, обладая примерно вдвое большей механической прочностью при равной плотности в сравнении с ФРП и примерно одинаковой прочностью жесткого ППУ, будучи вдвое дешевле последнего. В отличие от недопустимо пожароопасных ППУ, горящих с выделением черного высокотоксичного дыма, РНП практически негорючий материал.

Технология производства исходных компонентов РНП освоена в опытном масштабе на одном крупном акционерном и одном частном предприятиях, которые выпустили опытные партии, а из них изготовлены образцы-экспонаты РНП в форме плиты и теплогидроизоляционного цилиндра для изоляции труб тепловых сетей. Эти предприятия готовы и располагают соответствующими мощностями к началу опытно-промышленного и крупнотоннажного промышленного производства компонентов РНП. Масштаб производства компонентов определяется востребованностью их для производства РНП и строительных конструкций с ним. Поскольку рынок тепла в холодной стране России по емкости является вторым после продовольственного рынка, потребность уникального по качественным показателям и невысокой стоимости РНП практически неограничена.

К настоящему времени руководители двух крупных производственных компаний по своей инициативе обратились к автору данной статьи с предложением заключить лицензионный договор на право использования запатентованной технологии в их производствах строительных конструкций. Продолжаются переговоры по техническим и экономическим вопросам, касающимся создания соответствующих производств в возможно короткие сроки.

Экономика производства и использования РНП в строительных конструкциях


Выше уже было упомянуто, что при полной реконструкции наличных тепловых  сетей в стране с ТГИ трубопроводов РНП в оболочке ППЭ, потери тепла из-за пережога энергоносителей по экспортным их ценам, составляющие ежегодно около 40 млрд.USD,  будут исключены. Дело государственных органов не позволить недобросовестным владельцам тепловых сетей присвоить эту огромную экономию энергоносителей. В соответствии с патентным Законом РФ вся эта экономия юридически принадлежит патентообладателю, а только часть может принадлежать владельцам тепловых сетей по заключаемым лицензионным договорам.

В этой связи автор данной статьи предлагает дополнить обновленный патентный Закон РФ специальным законодательным положением о налогообложении дохода изобретателя-патентообладателя по его лицензионным договорам по прогрессивной шкале от нескольких процентов с малого дохода до 80 процентов с дохода, измеряемого миллионами долларов. Такое налогообложение по прогрессивной шкале будет соответствовать существующему во всех странах с высоким изобретательским потенциалом. Полагаю, что при таком налогообложении само правительство России будет заинтересовано в крупномасштабном производственном использовании потенциально высокодоходных запатентованных изобретений и, тем самым, будет обеспечена действенная помощь государства изобретателю-патентообладателю высоких технологий и материалов.

Как упомянуто выше, после полной реконструкции наличных тепловых сетей страны только в сфере их эксплуатации потери тепла в сумме 40 млрд.USD ежегодно будут исключены и, тем самым, обратятся в доход. Из этого дохода 80%-ный налог составит 32 млрд.USD. Кроме того, по технологии автора данной статьи в крупных производствах ТГИ тепловых сетей и легких ограждающих строительных конструкций стен и кровли с плиточным РНП ежегодная экономия, по подсчету, потенциально также составит многие миллиарды долларов.

Значительную часть ее по лицензионным договорам будут иметь предприятия, создающие соответствующие крупные производства. Например, руководители одной крупной производственной компании в Восточной Сибири, занятой производством ППУ скорлуп для теплоизоляции труб тепловых сетей и утеплением минераловатными плитами стен обитаемых домов и ведущая с мая с.г. переговоры с патентообладателем о замене в своем производстве указанных теплоизоляционных материалах на РНП, уже понимают, что при достаточном масштабе своих производств с использованием РНП они могут рассчитывать на самый высокий доход. Это вытекает из следующих результатов подсчета.

ТГИ с РНП в ППЭ в производстве дешевле ТГИ с ППУ в ПЭ трубе примерно вдвое; при диаметре 89/180 мм примерно на 15 тыс.USD в расчете на 1 км 2-х трубной изоляции. Патентообладатель предлагает руководителям компании создать производство ТГИ мощностью на 300-400 км 2-х трубной изоляции. Разовые затраты на создание такого производства ориентировочно на порядок и более ниже ожидаемого годового дохода. Используемая в производстве легких стеновых конструкций зданий минераловатная плита ROCKWOOL толщиной 0,1 м по ценнику в проспекте (3) имеет продажную цену 13 EUR за 1 м2. Плита РНП толщиной 0,07 м при лучшем сопротивлении теплопередаче, произведенная на установке непрерывного действия, по подсчету будет иметь заводскую себестоимость не более 6 EUR за 1 м2. Легко подсчитать, какая экономия образуется при масштабе производства плит РНП до 1 млн.м2 в год. Такую мощность будет иметь одна установка непрерывного действия, которая может быть изготовлена в короткий срок, до 6 месяцев,  с использованием имеющихся рабочих чертежей первой установки непрерывного действия по производству ФРП-1, дополненных техническим заданием автора данной статьи.

Автор данной статьи с сотрудниками готов дать дополнительную информацию по новой технологии и показать экспонаты плиточного РНП и ТГИ цилиндра с РНП для изоляции труб тепловых сетей.

Источники информации

1. СНиП 2.04.14-88 «Тепловая изоляция оборудования трубопроводов», таблица в приложении 2, таблица 3 в п.3.11.
2. Б.Правдин, ж. Энергетическое строительство, 1986г., 12, с.15-16.
3. Проспект германской фирмы «BauColor», 2003г.
4. А.А.Берлин, Ф.А.Шутов, монография «Пенополимеры на основе реакционноспособных олигомеров», М., изд.Химия, 1978г.
5. Акт от сентября 1983г. НИИ Мосстроя и ЦНИИЭП Жилища определения состояния пенопласта ФРП-1 после 7-10 лет эксплуатации в чердачных проходных крышах и внутренних трубопроводах жилых домов серии П-57/12 в г.Москве.
6. Акт от ноября 1982г. ВНИИСС и ЦНИИЭП Жилища определения состояния пенопласта ФРП-1 после 11 лет эксплуатации в 3-х слойной стеновой панели жилого дома в г.Владимире.
7. В.Л.Машинский, директор Дирекции по теплоснабжению компании ОАО «Российские коммунальные системы», стенограмма выступления на Международном Конгрессе, состоявшемся 9-10 октября 2003г. и посвященном 100-летию теплофикации и централизованного теплоснабжения в России.
8. В.Д.Валгин, Ю.А.Куликов, Л.И.Покровский, ж. Энергетическое строительство,  1986г., 12, с.17-18.
9. В.Х.Корсунский, академик ЖКХ, ж. Новости теплоснабжения, 2002г.,2(18) с.26-28.
10. Акт № 5 от 08.10.1981г. вскрытия бесканальной теплотрассы, смонтированной в 1976г. из предизолированных с ФРП труб в г.Ставрово Владимирской области
11. В.Д.Валгин, Ю.С.Мурашев, ж. Пластмассы , 1968г., 2, с.49-52; 3, с.22-25.
12. В.Д.Валгин, ж. На стройках России, 1974г., 4,  с.41-43
13. В.Д.Валгин, В.А.Новак, А.И.Мякота, В.В.Крестьянинов, ж.Пластмассы, 1974г., 1,
     с.28-29.
14. В.Д.Валгин, В.М.Ручкин, В.В.Крестьянинов, ж.Пластмассы, 1982г., 9, с.9-10.
15. В.Д.Валгин, Ч.М.Емелина, ж.Пластмассы, 1982г., 1, с.56-57.
16. А.Г.Дементьев, О.Г.Тараканов, В.Д.Валгин, ж.Строительные материалы, 1984г., 5,
      с.24-25.

С анализом российского рынка теплоизоляции Вы можете познакомиться в отчете Академии Конъюнктуры Промышленных Рынков «Рынок теплоизоляционных материалов в России».


Доктор технических наук по специальности «Химия высокомолекулярных соединений», заслуженный изобретатель РСФСР  Валгин Василий Дмитриевич

Телефон: (0922) 32-64-48
E-mail:
valgin@list.ru

www.newchemistry.ru