Una domanda particolarmente ben ponderata e approfondita del lettore GBA Aaron Birkland sul pH della schiuma fenolica e la sua possibile natura corrosiva mi ha spinto a seguire il mio blog originale sull’isolamento rigido Kooltherm di Kingspan.
Aaron ha due domande principali:
- Il problema dell’acidità e della corrosione degli elementi di fissaggio o dei ponti metallici è stato risolto con Kooltherm di Kingspan?
- Se è così, Kooltherm è l’unico gioco di isolamento rigido in schiuma fenolica in città?
Breve background
L’isolamento rigido in schiuma fenolica è stato introdotto negli Stati Uniti negli anni ‘ 80 e venduto da Beazer East e Johns Manville, ma gravi problemi di corrosione hanno portato ad azioni legali ed entrambe le società hanno cessato la produzione nel 1992.
Kingspan, un’azienda irlandese con una formulazione completamente nuova per il suo isolamento in schiuma fenolica, produce e vende Kooltherm in Europa dal 1992, introducendolo negli Stati Uniti nel 2016.
The Dow report
Nel 2012, Dow Building Solutions ha introdotto un white paper, “Rigid Polymeric Foam Boardstock Technical Assessment”, in una conferenza della Society of Plastics Engineers. Questo documento mette a confronto alcune proprietà prestazionali di due tipi di schiuma fenolica, un tipo di poliisocianurato e un tipo di isolamento in polistirene estruso (XPS). Ecco i punti più importanti di questo documento:
- 1. Nessuno dei due isolamenti fenolici del bordo della schiuma menzionati nel libro bianco di Dow è Kooltherm di Kingspan.
- 2. Il valore R elencato per i pannelli in schiuma fenolica è da R-6,7 a R-7,5 per pollice; L’isolamento Kooltherm è R-8+ per pollice. (Poiché la struttura cellulare della schiuma fenolica di Koolspan non è uniforme, l’effettivo valore R per pollice dell’isolamento varia a seconda dello spessore.)
- 3. La formaldeide residua nel pannello di schiuma fenolica discusso nel documento varia da 137 a 253 parti per milione (ppm). Kingspan ha dati di terze parti indipendenti (test condotti dall’Istituto Fraunhofer in Germania) che mostrano la formaldeide residua a meno di 0,15 ppm. (Una difficoltà è che come azienda con sede in Europa, Kingspan non ha ancora risultati di test standardizzati negli Stati Uniti.)
- 4. Il documento riporta i risultati del pH secondo ASTM 971 per l’isolamento fenolico A di 2,7 e per l’isolamento fenolico B di 2,0 (abbastanza acido). Kingspan sostiene che i test Kooltherm producono pH nello stesso intervallo di polyiso – da 3,8 a 4. Ancora una volta, la mancanza di risultati ASTM di terze parti è un problema attuale su cui Kingspan sta lavorando con le agenzie di test statunitensi.
Dott. Jan Kosny del Fraunhofer Institute (vedi ultima sezione del blog) è uno scienziato edificio ampiamente rispettato ed esperto di materiali; Kosny caratterizzato questo rapporto Dow come “materiale di marketing.”
Kingspan mi ha fornito un test di pH di terze parti del loro isolamento Kooltherm condotto dall’Università di Cardiff, datato 21 luglio 2010, seguendo il metodo di prova per EN13468: “Prodotti isolanti termici per attrezzature da costruzione e impianti industriali – Determinazione di tracce di cloruro solubile in acqua, fluoro, silicato e ioni sodio e pH.”Due campioni dell’isolamento hanno prodotto i risultati dei test di pH di 6.51 e 6.49.
Rapporto di prova BDA Keuringsinstituut di Kingspan
Kingspan ha condiviso con me un rapporto di prova preparato da BDA Keuringsinstituut (una divisione di Kiwa NV, un laboratorio di test con sede nei Paesi Bassi), datato 22 gennaio 2010. Non ho il permesso di copiare o pubblicare questo rapporto completo, ma di seguito sono riportate le informazioni dal rapporto.
Per i test BDA Keuringsinstituut, quattro tipi di isolamento rigido — lana minerale, schiuma fenolica Kingspan, poliuretano (PUR) e polistirene espanso (EPS) — sono stati fissati con rondelle e viti a un ponte in acciaio profilato (vedi immagine #1, sopra) e l’isolamento è stato poi coperto con una membrana per tetto in EPDM (vedi Immagine #2, sotto). Questi gruppi sono stati poi collocati su un serbatoio di acqua riscaldata in modo tale che i gruppi sono stati sottoposti a 70°C (158°F) e 95% di umidità relativa per 28 giorni.
Per vedere le condizioni degli elementi di fissaggio al termine del test, vedere le immagini #3, #4 e #5 di seguito (tutte le foto tratte dal report).
Dalla sezione “Risultati” del rapporto:”….t sembra che non vi sia alcuna differenza strutturale nella quantità di corrosione dopo la prova. Tutte le viti mostrano in media la stessa quantità di corrosione sulla parte della vite che è stata girata attraverso il ponte in acciaio profilato. Su quella parte che non è stata girata attraverso il ponte di acciaio profilato e quindi era in contatto diretto con il materiale isolante non è stata trovata alcuna corrosione.”
Ho provato a contattare Dow Building Solutions per ottenere la loro risposta al precedente rapporto BDA Keuringsinstituut su Kooltherm di Kingspan, ma non ho risposto.
Il mio “Wingnut testing”
Mi sono reso conto che potevo andare al progetto Kooltherm proprio qui a Brattleboro, salire nella soffitta incompiuta e tirare fuori alcune viti per vedere se c’era qualche corrosione (vedi Immagini #6 e #7). L’unico problema è che quelle viti big bad-boy sono stati protetti da una finitura smalto al forno, e sono stati solo sul posto circa 4 o 5 mesi.
Ho anche ricordato che per il mio blog sul sistema di installazione di isolamento in cellulosa X-Floc, abbiamo usato Kooltherm in un mockup a parete installato con viti interne in cartongesso vecchie (vedi Immagini #8 e #9). Questo mockup muro è stato seduto nel mio garage abbastanza umido per gli ultimi tre mesi. Non c’è ancora corrosione di fissaggio, quindi ho deciso di riempire i fori delle viti del muro a secco con acqua e rimettere le viti (vedi Immagine #10). L’immagine #11 mostra la stessa vite una settimana dopo: nessuna corrosione, per quello che vale.
DOE Buildings Technology Office project on phenolic foam insulation development
Non ero a conoscenza del progetto DOE Buildings Technology Office fino a quando Aaron non me lo ha fatto sapere: Sviluppo di una schiuma fenolica bio-based, economica, non corrosiva e non infiammabile per l’isolamento degli edifici (vedi immagine #12). Ho controllato con il partner del progetto, Atlas Roofing. Hanno riferito che non c’è stata alcuna commercializzazione di questo lavoro, né da parte loro né come evidenziato da eventuali nuovi brevetti che potevano trovare sulla base di questo progetto (un indicatore chiave di qualsiasi commercializzazione del progetto).
Poco prima di completare questo blog, però, ho raggiunto Dr. Jan Kosny, Direttore di recinzioni e materiali di costruzione presso il Fraunhofer Institute U. S. A. Kosny rapporti:
- 1. Questo progetto DOE è stato completato nel 2017. Attualmente Fraunhofer è finanziato dal DOE e lavora con Oak Ridge National Laboratory su test di corrosione sul campo di una gamma di isolanti in schiuma fenolica, ricerca che sarà completata nel 2019.
- 2. Come parte del test di corrosione sul campo, Fraunhofer ha una capanna di prova sul tetto per 5 o 6 isolamenti in schiuma fenolica disponibili in commercio e due nuove formulazioni (vedi Immagini #12 e #13).
- 3. Fraunhofer sta continuando in modo indipendente il suo lavoro sull’isolamento in schiuma fenolica, un processo che prevede uno sviluppo pluriennale prolungato del prodotto (fino ad altri otto anni).
- 4. Mentre Atlas Insulation non è più coinvolta in questo sforzo di sviluppo del prodotto, Fraunhofer è seriamente impegnata in discussioni riservate con un certo numero di altre aziende per continuare lo sviluppo dell’isolamento in schiuma fenolica.
Non sorprendentemente, queste immagini (e il test che rappresentano) mettono il mio “Wingnut-testing” alla vergogna.
Conclusioni?
Kooltherm rimane il “vero McCoy” dell’isolamento rigido in schiuma fenolica attualmente disponibile negli Stati Uniti
Problemi di acidità e corrosione sono stati risolti con Kooltherm isolamento rigido in schiuma fenolica. E mentre i concorrenti di isolamento Kooltherm possono essere diversi anni fuori, ricerca e sviluppo Fraunhofer-guidato potrebbe significare seria concorrenza negli anni a venire.
Oltre ad agire come direttore tecnico di GBA, Peter Yost è il Vice Presidente per i servizi tecnici presso BuildingGreen a Brattleboro, Vermont. Ha costruito, ricercando, insegnando, scrivendo e consultando su case ad alte prestazioni per più di venti anni. Un formatore esperto e consulente, è stato riconosciuto come Educatore NAHB dell’anno. Avete un puzzle di scienza edificio? Contatta Pete qui. Puoi anche iscriverti alla newsletter di BuildingGreen per ottenere un rapporto gratuito sull’isolamento, oltre a post regolari di Peter.