SPF Builders Handbook - Spray Polyurethane Foam Alliance

554 Pages·2013·23.41 MB·English

by  Kurt Riesenberg

SPFA Builder’s Reference Handbook 
V1.0 / IBS 2013

Reference Materials for Professional Builders
NAHB IBS 2013 
Educational Session Companion: 

What You Need To Know When Working With Spray Polyurethane Insulation 
For Residential Buildings 
Jan. 22, 2013 

Simplifying SPF 
  © SPFA 2013
SPFA Builder’s Reference Handbook
Connecting You with the Information Professional Builders Need 
Spray Polyurethane Foam (SPF) insulation and roofing is one of the most innovative, 
accommodating and high‐performance products on the market.  Many homebuilders are 
drawn to the use of SPF because it can provide an all‐in‐one solution for: 
 High R‐Value Insulation 
 Air‐Barrier / Vapor Barrier  
 Increased Racking Strength / Wind Uplift 
TABLE OF CONTENTS 
 Improved Indoor Air Quality (IAQ) 
 Challenging Geometry / Architecture 
 GENERAL INFORMATION 
 Many Other Demands 
o SPF Overview PPT (SPFA) 

o SPF Attic PPT (SFC) 
Sprayfoam is a field‐installed product.  Being field‐installed allows SPF to realize its 
o LCA – Short Report 
greatest benefit: producing a tightly‐sealed building envelope resulting in substantial 
o LCA – Long Report  energy cost‐savings and other benefits for the owner.  This is a notable value‐add for a 
 FIRE SAFETY  homebuilder and one of the best ways a builder can differentiate itself from the 
o ICC‐ES AC‐377  competition. 

o Decoding Thermal and Ignition 
However, SPF is also a complex product that requires installation by a trained, 
Barriers PPT 
qualified, and ideally SPFA‐Certified professional contractor.  There are many concepts 
o AY 126 – Thermal & Ignition 
and practices that SPF professionals must master to install SPF in a safe, healthful, 
Barriers  effective and proper manner.  As a homebuilder it is not necessary that you possess all of 
 TECHNICAL DOCUMENTATION (AY Docs)  the knowledge, skills and abilities of an SPF professional contractor.  But it is important 
o AY112 – SPF For B.E. Insulation and Air‐ that you be familiar with the technical concepts, installation practices, health, safety and 
other SPF‐related information to be empowered in your dealings with your professional 
Seal 
SPF contractor. 
o AY118 – Moisture Vapor Transmission 

o AY119 – Glossary of SPF Terms 
The materials offered within this document are intended as a reference point for you 
o AY140 – SPF for Exterior Subgrade 
and your home‐building company regarding basic information on SPF.  It is a first draft and 
o AY141 – SPF Unvented Cathedral 
presented in conjunction with the NAHB IBS 2013 Educational Session: What You Need To 
Ceilings & Attics 
Know When Working With Spray Polyurethane Foam In Residential Buildings (Jan 22, 
o AY146 – SPF Hybrid Insulation Systems 
2013).  This is meant to be a companion document to the many presentation materials 
 INSTALLATION QUALITY / H+S 
offered during the session.  
o SPFA Professional Certification 

Program (PCP) Overview PPT  For more information on any of the reference materials in this document, questions, 
o SPFA PCP CSC Manual  suggestions for improvement, or requests for the presentations to be delivered directly 
(in‐person or via webinar) to your home‐building company, please contact SPFA: 
o SPFA Field Examiner Inspection 

Form / Checklist 
Spray Polyurethane Foam Alliance (SPFA) 
o Sprayfoam Coalition Installation 
4400 Fair Lakes Ct. Suite 105 
Guidelines 
Fairfax, VA 22033 
 INDUSTRY PROMOTION  800.523.6154  |  703.222.5816 (f) 
o Sprayfoam Professional Magazine  [email protected]  |  www.sprayfoam.org 
Simplifying SPF 
o SPFA Annual Convention 2013 

  © SPFA 2013
SPF OVERVIEW PPT 
(SPFA)
Introduction to Spray Polyurethane Foam (SPF)
g
or
m.
a
o
ayf Introduction to Spray 
pr
s
@
Polyurethane Foam (SPF)
n
a
c
n
u
d
k
c
at ri [LO[DCAATTEIO]N
n
a
c
n
u
D
d
ar
h
c
Ri
Dr. Rick Duncan
ct Technical Director
nta Spray Polyurethane Foam Alliance 
o v2.6
c
e
s
a
e
pl ©2013 SPFA ‐Spray Polyurethane Foam Overview
ar,
n
bi
e
w
a
vi
or
n
o
s
er
p Today’s Presenter
n-
u i
o
y
o
ct t Richard S. Duncan, Ph.D., P.E. 
e
dir Technical Director, Spray Polyurethane Foam Alliance
d
e
er Rick is currently Technical Director for the Spray 
v
eli Polyurethane Foam Alliance. Prior to joining SPFA, he was 
d the Senior Marketing Manager for Honeywell’s Spray Foam 
e
v Insulation business from 2006 to 2008. From 1997 to 2006, 
a
h he was the Global Program Director for CertainTeed/Saint‐
or Gobain Insulation’s New Materials and Applications 
n Portfolio.  From 1989 to 1997 he was a Visiting Assistant 
o
ati Professor of Mechanical Engineering at Bucknell
nt University. He holds a Ph.D. in Engineering Science and 
se Mechanics from The Pennsylvania State University, MSME 
pre from Bucknelland a BSME from the University of 
s Maryland. Rick is a Registered Professional Engineer in 
hi three states and is a certified BPI Building Analyst. 
n t
ai
bt
o
To ©2013 SPFA ‐Spray Polyurethane Foam Overview
© SPFA 2013 1
Introduction to Spray Polyurethane Foam (SPF)
g
or
m.
a SPFA History
o
yf
a
pr
s
@
n • Spray Polyurethane Foam Alliance
a
c
n
u – Originally founded as the Urethane Foam Contractors Association 
d
ck (UFCA) in 1975
at ri – In 1987 it became the Polyurethane Foam Contractors Division of the 
an Society of the Plastics Industry (SPI)
c
n
u – Since 2003, it has been an independent trade association for 
D
d contractors, manufacturers and distributors of polyurethane foam, 
ar equipment, protective coatings, inspections, surface preparations and 
h
Ric other services. 
Dr. – Maintains strong relationship with the American Chemistry Council 
ct (ACC) and their Centerfor Polyurethanes Industry (CPI)
a
nt
o
c
e
s
a
e
pl ©2013 SPFA ‐Spray Polyurethane Foam Overview
ar,
n
bi
e
w
a
vi
or
n
o
s
er
n-p SPFA Programs and Activities
u i
o
y
o
ct t • Education and Research
e
d dir – Accreditation/Certification and Education Programs
e
er – Technical Literature and Guidelines
v
eli – "Hotline" for Technical questions (1‐800‐523‐6154) 
d
e – Industry Research Programs
v
a
h • Promotion and Awareness
or
on – Regulatory and Legislative Activities 
ntati – Promotional and Marketing Tools 
e
s – Website www.sprayfoam.org
e
pr – Annual Spray Foam Conference and Exposition 
s
hi – Spray FoamProfessional magazine
n t
ai – Directory and Buyers' Guide
bt
o
To ©2013 SPFA ‐Spray Polyurethane Foam Overview
© SPFA 2013 2
Introduction to Spray Polyurethane Foam (SPF)
g
or
m.
a SPFA Members
o
yf
a
pr
s
@
n • Membership Categories
a
c
n
u
d
k
c 10
at ri 25
n 24 Contractor
a
nc Distributor
u 32
D Equipment Supplier
d
ar 15 SPF Supplier
h
c Coating Supplier
Ri 22
Dr. 250 Raw Material Supplier
ct Inspector/Other
a
nt
o
c
e
s
a
e
pl ©2013 SPFA ‐Spray Polyurethane Foam Overview
ar,
n
bi
e
w
a
vi
or
n
o
s
er
n-p SPFA Members
u i
o
y
o
ct t
e
dir
d
e
er
v
eli
d
e
v
a
h
or
n
o
ati
nt
e
s
e
pr
s
hi
n t
ai
bt
o
To ©2013 SPFA ‐Spray Polyurethane Foam Overview
© SPFA 2013 3
Introduction to Spray Polyurethane Foam (SPF)
g
or
m.
a SPFA Website
o
yf
a
pr
s
@
n • www.sprayfoam.org
a
c
un – Key features of home page
d
ck – Health and Safety
at ri – Technical
n
a – Membership
c
n
u
D
d
ar
h
c
Ri
Dr.
ct
a
nt
o
c
e
s
a
e
pl ©2013 SPFA ‐Spray Polyurethane Foam Overview
ar,
n
bi
e
w
a
vi
or
n
o
s
er
n-p SPFA Publications
u i
o
y
o
ct t • Spray Foam Professional Magazine
e
d dir – Quarterly magazine through NACE Publishing
e
er – SPFA works with SFP editors at Naylor to develop and review 
v
eli content
d
e
v
a
h
or
n
o
ati
nt
e
s
e
pr
s
hi
n t www.naylornetwork.com/spfa/
ai
bt
o
To ©2013 SPFA ‐Spray Polyurethane Foam Overview
© SPFA 2013 4
Introduction to Spray Polyurethane Foam (SPF)
g
or
m.
a Content
o
yf
a
pr
s
@
n • History and products
a
c
n
u • SPF chemistry and delivery methods
d
k
c
at ri • Safety requirements
an • Environmental impact
c
n
Du • Performance
d
ar • Applications
h
c
Ri • Building codes
Dr.
ct
a
nt
o
c
e
s
a
e
pl ©2013 SPFA ‐Spray Polyurethane Foam Overview
ar,
n
bi
e
w
a
vi
or
n
o
ers History of SPF in Buildings
p
n-
u i SPF in construction for 50 years
o
y
o
ct t • Late 60’s   ‐Medium Density (agricultural and 
e
dir industrial)
ed • Mid 70’s  ‐Roofing
er
v ‐Medium Density (general const.)
eli
d ‐Sealants 
e
v
a • Mid 90’s    ‐Low Density (residential)
h
or
n
o
ati
nt
e
s
e
pr
s
hi
n t
ai
bt
o
To ©2013 SPFA ‐Spray Polyurethane Foam Overview
© SPFA 2013 5
Introduction to Spray Polyurethane Foam (SPF)
g
or Product Category
m.
a
o
yf SPF: field‐applied thermoplastic foam
a
pr
s
@
n
a
c
n
u
d
k
c
at ri
n
a
c
n
u
D
d
ar
h
c
Ri
Dr. © 2007 DEI
ct
a
nt
o
c
e
s
a
e
pl ©2013 SPFA ‐Spray Polyurethane Foam Overview
ar,
n
bi
e
w
a
vi
or
n
o
ers Product Category
p
n-
u i Four types of SPF in Construction
o
y
o
ct t Spray Foam
e
dir
d Sealant LD MD Roof
e
er
v Density (lb/ft3) 0.6 –1.8 0.5 ‐1.4 1.5 ‐2.3 2.5‐3.5
eli
d Thermal Resistivity(R/in) NR 3.6 ‐4.5 6.2 ‐6.8 6.2 ‐6.8
e
v
a Air Impermeable Material *   
h
or Integral Air Barrier System   
n
o Integral Vapor Retarder  
ati
nt Water Resistant  
e
s Cavity Insulation  
e
s pr Continuous Insulation   
n thi Low‐Slope Roofing 
ai Structural Improvement  
bt
o
To ©2013 SPFA ‐Spray Polyurethane Foam Overview
© SPFA 2013 6
Introduction to Spray Polyurethane Foam (SPF)
g
or Basic Chemistry
m.
a
o
yf Reaction of 1:1 mixing of two liquids
a
pr
s
@
n • A‐Side: Blend of monomeric and polymeric MDI 
a
c
n
u (MDI=Methylene diphenyldiisocyanate)
d
k
at ric • B‐Side or Polyol
n – polyols
a
nc – blowing agents
Du – flame retardants Proprietary blend of additives affect 
d cell formation and foam performance
ar – surfactants
h
c
Ri – catalysts 
Dr.
ct
a
nt
o
c
e
s
a
e
pl ©2013 SPFA ‐Spray Polyurethane Foam Overview
ar,
n
bi
e
w
a
vi
or
n
o
ers Basic Chemistry
p
n-
u i Two Competing Chemical Reactions
o
y
o
ct t
e BLOW: Expansion of liquid into a cellular structure
dir
d a. MDI + chemical blowing agent (H2O)    CO2gas
ere b. Exothermic heating of polymerization transforms liquid 
eliv physical blowing agent (HFC)into vapor
d
e
av SET: Polymerization of liquid into solid polyurethane
h
or a.  MDI + polyols  polyurethane
n
o
ati
nt Other additives are important:
e
es • Catalysts control polymerization reaction time and temperature (speed)
pr • Surfactants control cell formation and structure
s
hi • Flame retardants embedded in PU provide built‐in fire resistance
n t
ai
bt
o
To ©2013 SPFA ‐Spray Polyurethane Foam Overview
© SPFA 2013 7