Теплоизоляционные панели PIR и PUR: в чём разница?

1. PIR и PUR: что у них общего

PIR (полиизоцианурат) и жёсткий PUR (пенополиуретан) представляют собой закрытоячеистые жёсткие пенопласты. Их получают в результате реакции полиола с изоцианатом (как правило, с полимерным MDI). Оба материала являются основными видами теплоизоляционного сердечника в сэндвич-панелях с металлическими облицовками для холодильных складов, ограждающих конструкций зданий и кровли. Низкую теплопроводность обоим материалам обеспечивает газ вспенивающего агента: он сам плохо проводит тепло и остаётся внутри закрытых ячеек.

Различия между ними определяются тем, как сбалансирована рецептура. Эти небольшие отличия в итоге приводят к существенной разнице в поведении панели при пожаре и в её теплоизоляционных свойствах.

2. Химия: разница в изоцианатном индексе

В обеих системах используются полиол и изоцианат. Ключевым параметром является изоцианатный индекс, то есть соотношение изоцианатных и гидроксильных групп в рецептуре:

• PUR: изоцианатный индекс обычно близок к стехиометрическому (примерно от 100 до 120). Все изоцианатные группы реагируют с гидроксильными группами полиола и образуют уретановые связи. Полимер представляет собой уретановую сетку.
• PIR: изоцианатный индекс значительно выше (обычно от 180 до 350 и выше). Изоцианат находится в избытке, и в присутствии катализаторов тримеризации избыточные группы тримеризуются, образуя термостабильные изоциануратные циклы. Полимер представляет собой гибридную структуру из уретановых и изоциануратных фрагментов.

Изоциануратные циклы являются ароматическими и отличаются высокой термостабильностью. Именно это изменение в химическом строении и обеспечивает PIR более высокие пожарные характеристики.

3. Теплоизоляционные свойства

Ниже в качестве общих ориентиров приведены типичные для отрасли значения коэффициента теплопроводности (λ). Фактические показатели зависят от конкретной рецептуры, вспенивающего агента, плотности и толщины панели:

• Жёсткий PUR: типичный коэффициент теплопроводности λ находится в пределах от 0,022 до 0,028 Вт/(м·К) в зависимости от рецептуры и вспенивающего агента.
• PIR: типичный коэффициент теплопроводности λ находится в пределах от 0,022 до 0,027 Вт/(м·К). После длительного старения показатель λ у PIR часто немного лучше, чем у PUR, поскольку PIR устойчивее к диффузии газов при повышенных температурах.

На практике PIR и высокоэффективный PUR во многом совпадают по начальной теплопроводности. Преимущество PIR проявляется в показателях после длительного старения и при повышенных рабочих температурах. В этих условиях более высокая термостабильность PIR сдерживает диффузию газов и разрушение стенок ячеек. Именно из-за этих процессов λ у PUR постепенно растёт в течение срока службы.

4. Пожарные характеристики

Сильнее всего PIR и PUR различаются по пожарным характеристикам. Ароматические изоциануратные циклы в PIR обеспечивают более высокую термостабильность и образование огнестойкого коксового слоя. У PUR такой слой образуется в меньшей степени.

По сравнительным данным, опубликованным в журнале Materials (MDPI, 2026), для пенопластов PIR характерны:

• снижение пиковой скорости тепловыделения примерно на 50% по сравнению с PUR;
• увеличение выхода коксового остатка примерно с 3 мас.% до более чем 22 мас.%: коксовый слой защищает нижележащий материал от дальнейшего горения;
• смещение основного пика термического разложения примерно на 55 °C в сторону более высоких температур, то есть PIR дольше сопротивляется разложению под действием огня.

Согласно европейской классификации по реакции на огонь (EN 13501-1), панельные системы PIR с хорошо проработанной рецептурой могут достигать классов B-s2,d0 или даже B-s1,d0, тогда как многие стандартные системы PUR относятся к классам E или D-s3,d0. Если строительные нормы или страховщик требуют более высокого класса (высотные здания, холодильные склады в промышленных зонах, предприятия пищевой промышленности), PIR часто оказывается единственным вариантом из семейства полиуретанов, который отвечает этим требованиям.

Важная оговорка: при горении и PIR, и PUR выделяют токсичные газы (в том числе цианистый водород и CO). Более высокий класс по реакции на огонь означает лучшую стойкость к воспламенению и распространению пламени, но не устраняет токсичность продуктов горения. При проектировании пожарной безопасности здания наряду с выбором материала необходимо учитывать вентиляцию, эвакуационные пути и активные системы пожаротушения.

5. Различия в переработке

На линии по производству панелей PIR сложнее в переработке, чем PUR:

• Более высокая реакционная способность: высокий изоцианатный индекс и катализаторы тримеризации ускоряют реакцию PIR и увеличивают тепловыделение. Поэтому скорость линии и контроль температуры здесь особенно важны.
• Повышенная хрупкость: PIR с высокой степенью тримеризации более хрупок, чем PUR. Поэтому рецептура и пакет добавок должны обеспечивать баланс между пожарными характеристиками и стойкостью панели к механическим повреждениям при транспортировке и монтаже.
• Особенности адгезии: химия PIR может влиять на адгезию к отдельным видам облицовочных материалов. Поэтому некоторые производители панелей выделяют под PIR отдельные линии или применяют модифицированные праймеры.

6. Сравнительная таблица

7. Когда выбирать PUR, а когда PIR

PUR целесообразно выбирать, если:

• речь идёт о стандартных холодильных складах или ограждающих конструкциях коммерческих зданий, где допустим класс по реакции на огонь E или D;
• стоимость является главным критерием, а область применения не предполагает повышенных требований к классу по реакции на огонь;
• важна стойкость панелей к механическим повреждениям при транспортировке и монтаже (PUR менее хрупок).

PIR следует выбирать, если:

• строительные нормы или страховщик требуют класса по реакции на огонь B (или более строгого местного аналога);
• речь идёт о высотных зданиях, больницах, предприятиях пищевой промышленности или промышленных холодильных складах в зонах со строгими нормативными требованиями;
• критически важны стабильные теплоизоляционные свойства на протяжении длительного срока службы (PIR медленнее стареет);
• панели работают в более широком диапазоне температур (PIR лучше сопротивляется термической деградации).

На практике большинство производителей панелей предлагают оба варианта. Выбор делают отдельно для каждого проекта с учётом требуемого класса по реакции на огонь, целевых теплоизоляционных показателей, стоимости и условий, в которых будет эксплуатироваться панель.