Тел/факс 8(473) 224-44-94, +7 915 541 44 21
394040 г.Воронеж ул. Латненская 15в, пн-пт с 9-00 до 18-00

эл.почта: 1305877@mail.ru

 
 
Навигация

ПЕНОПЛАСТЫ НА ОСНОВЕ ПЕНОПОЛИУРЕТАНОВ

Производство пенопластов на пенополиуретанов впервые было организовано в 1941 г. С тех пор оно неуклонно развивается и совершенствуется. В настоящее время пенополиуретаны заняли ведущее место среди полимерных теплоизоляционных материалов. Это объясняется простотой их изготовления, возможностью изготовления на месте производства работ, хорошими физико-механическими и теплоизоляционными свойствами. Кроме того, можно варьировать свойства конечного продукта из пенополиуретана путем изменения количественного и качественного состава сырьевой композиции при его производстве. Используя различное сырье и регулируя степень смешивания, можно получить пенопласты от жестких до эластичных, с открытыми и закрытыми порами в широком диапазоне объемных весов и прочностных показателей. Используя соответствующее сырье или вводя различные добавки, можно также регулировать горючесть материала, т. е. получать трудновоспламеняемые или даже трудносгораемые пенопласты.

СЫРЬЕ:

Пенополиуретаны получают беспрессовым методом в результате взаимодействия диизоцианатов с полиэфирами в присутствии соответствующих катализаторов, воды, эмульгаторов и других добавок.
Диизоцианаты. Выбор диизоцианата для получения пенополиуретана обусловливается его реакционной способностью, температурой его плавления, токсичностью, доступностью и стоимостью.
Наиболее широко применяемые диизоцианаты по активности можно расположить в следующем порядке: 1,5-нафтилендиизоцианат, 2,4-толуилендиизоцианат, смесь 2,4-2,6 толуилендиизоцианатов. Наибольшее распространение для получения пенополиуретанов нашли толуилеидиизоцианаты. Из толуилендиизоциаинатов наиболее активным является изомер 2.4, представляющий собой светлую жидкость с температурой плавления 19,5—21,5°С и кипения 246—247°С; удельный вес— 1,22 Жидкость горючая, температура вспышки 110°С, воспламенения — 130°С.

 

Полиэфиры. Для получения пенополиуретанов обычно применяют простые и сложные полиэфиры. При получении эластичных полиуретанов используют полиэфиры линейного или слаборазветвленного строения, а для жестких разветвленного. Линейные полиэфиры получают поликонденсацией дикарбоновых кислот с диэтиленгликолем, а слаборазветвленные на основе дикарбонатовых кислот, диэтиленгликотя и триола.  При получении эластичных и жестких пенопластов используют простые полиэфиры различного молекулярного веса (от 750 до 6000). Они представляют собой вязкие жидкости от бесцветных до темно-желтых, нетоксичные, их вязкость находится в пределах 100—600 спз по Гепплеру при 75°С. Например, для получения пенопласта марки ППУ-304 применяется полиэфир 1HII 500 (лапрол, ГУ В-77-07). имеющий вязкость 140- 200 спз содержание ОН-групп 6—8%, кислотность — не более 0,01% НС1; содержание воды — до 0,25%. Для снижения горючести полиэфиров их модифицируют, например  хлоралем. Для получения самозатухающих пенополиуретанов в качестве полиэфирного сырья применяют фосполиолы — фосфорсодержащие олигомеры.
Катализаторы. Пенополиуретаны образуются в присутствии катализаторов, благодаря которым появляется возможность согласовывать реакции образования полиуретана, его вспенивания и отверждения. В качестве катализаторов можно применять различные вещества третичные амины, щелочи, соли жирных и органических кислот, феноляты натрия, соединения олова и др. Применение смешанных катализаторов позволяет избежать усадки пенопластов.

Эмульгаторы. В качестве эмульгаторов при получении пенополиуретанов применяют сульфожирные спирты и кислоты.  Эмульгаторы, в качестве которых обычно применяют поверхностно-активные вещества, позволяют добиться в очень короткий промежуток времени однородного диспергирования довольно большого числа компонентов рецептуры, различных по относительным количествам, физическим и химическим свойствам, взаимной растворимости. Высокая степень диспергирования положительно влияет на равномерность пенообразования и однородность пенопласта по свойствам, особенно при применении взаимно нерастворимых компонентов рецептуры. Эмульгаторы облегчают вовлечение пузырьков воздуха во время перемешивания и их устойчивость в реакционной  смеси. Эти пузырьки в дальнейшем служат центрами пенообразования. Во время вспенивания и отверждения реакционной массы эмульгаторы выполняют роль пеностабилизаторов.
 
Прочие добавки. В состав рецептуры для получения пенополиуретанов могут входить дистиллированная вода, газообразователи, регуляторы пористости, антипирены, красители. В качестве газообразователей обычно применяют фреон-11 пли фреон-113. Для регулирования пористости применяют ализариновое масло — желтую или коричневую жидкость, хорошо растворимую в воде. Для этих же целей применяют парафиновое или силиконовое масло. В качестве антипиренов применяют трехокись сурьмы, поливинилхлорид. 
В тех случаях когда требуется получить окрашенный пенопласт, можно применять органические красители. Красители в тонкодисперсном виде вводятся в полиэфирную часть композиции.

ЗАКОНОМЕРНОСТИ ПОЛУЧЕНИЯ:

Пенопласты на основе  пенополиуретанов получаются в результате реакции при взаимодействии диизоцианата, полиэфира и воды в присутствии катализаторов, эмульгаторов и других компонентов (газообразователей, антипиренов, наполнителей, стабилизаторов). Их можно получить одностадийным, когда все компоненты смешиваются одновременно, и форполимерным способами, когда компоненты смешивают последовательно.
Большое значение для образования трехмерной структуры имеет температура окончательного отверждения: при нормальной температуре окончательное отверждение заканчивается обычно в течение 5—7 дней, при 80— 200°С за 2—6 ч. Вспенивать и отверждать пенополиуретаны можно непрерывным методом, методами заливки и напыления.

ПОЛУЧЕНИЕ ПЕНОПОЛИУРЕТАНОВ НЕПРЕРЫВНЫМ МЕТОДОМ.

Непрерывным методом изготовляются эластичные и жесткие пенополиуретаны.
При введении в рецептуры трихлорэтилфосфата получаются самозатухающие пенопласты. Технологический процесс получения пенопластов состоит из следующих основных операций: подготовка сырья; смешение компонентов; вспенивание и формование блоков; термообработка; обрезка кромок и разрезка блока на плиты. Компоненты смешиваются непрерывно в специальной машине. Основной частью машины является смесительная головка, представляющая собой цилиндрический сосуд с мешалкой (3000—5000 об/мин). Средняя производительность смесителя 1—2 м3 в минуту (по пенопласту).
Полученная смесь компонентов непрерывной струей вытекает из сливного патрубка  на бесконечную бумажную ленту, движущуюся по наклонному пластинчатому транспортеру со скоростью 3—5 м/мин. Смеситель находится на каретке, совершающей возвратно-по- ступательное движение поперек движущейся формы. Таким образом, реакционная смесь равномерно наливается в форму. В результате взаимодействия компонентов реакционной смеси выделяется СО2, и масса начинает вспениваться. Реакция экзотермична, поэтому темпертура внутри блока повышается до 70°С, что ускоряет процесс отверждения. Полученный блок пенопласта перерабатывают в различные изделия на станках  для горизонтальной резки с приспособлением для профилирования, и станках  для вертикальной резки. Отходы производства в виде обрезков измельчают на мельницах и используют повторно. Готовую продукцию упаковывают в пакеты. Для уменьшения объема перевозок и экономии тары, эластичный пенополиуретан сжимают в упаковочных машинах до 55% по высоте.

ПОЛУЧЕНИЕ ПЕНОПОЛИУРЕТАНОВ МЕТОДАМИ ЗАЛИВКИ И НАПЫЛЕНИЯ:

Методом заливки, пенопласты можно получать периодическим или непрерывным способом, методом напыления — непрерывным способом. Технологические процессы заливки или напыления пенополиуретана состоят из следующих операций: подготовка формы или поверхности для напыления; расчет и приготовление компонентов; смешение компонентов; заливка или напыление реакционной смеси; отверждение пенопласта. Технологические операции подготовки формы или поверхности, расчет и приготовление компонентов при заливке и напылении имеют много общего. Кроме того, заливку и напыление ведут на однотипных машинах.
Для получения формованных изделий из пенополиуретана применяют разъемную форму с отполированными или хромированными внутренними поверхностями. Для предохранения от прилипания пенополиуретана внутренние поверхности форм покрывают бумагой, а формы сложной конфигурации смазывают. Методом заливки в настоящее время получают не¬сколько различных марок пенопластов, из которых наибольший интерес для строительства представляют марки ПУ-101, ППУ-3 и ППУ-305 

Получение ППУ методом напыления. Методом напыления пенопласт получают непрерывным способом с использованием машин ПУУН или «Пена» с пистолетом распылителем. Подготовку поверхности, на которую напыляется пенопласт, ведут по описанному способу. Методом напыления в настоящее время получают несколько различных марок пенополиуретанов; наибольший интерес для строительства представляют марка ППУ-ЗН и ППУ-304Н, которые получают на различных видах сырья.
Перед напылением, а также при использовании каждой новой партии исходных материалов необходимо, как и при получении ППУ методом заливки, проводить технологическую пробу на вспенивание.
Необходимое количество пенопласта  рассчитывают по формуле, исходя из величины поверхности, подлежащей напылению, объемного веса пенопласта и толщины напыляемого слоя. Напыление ведут сверху по горизонтали с вертикальным перемещением. Расстояние пистолета-распылителя до изолируемой поверхности, в пределах 40—50 см. Толщина слоя, напыленного за один проход  8—10 мм. Повторные слои наносятся сразу же после вспенивания предыдущего слоя.

СВОЙСТВА И ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ:

Пенопласты на основе пенополиуретанов в зависимости от вида применяемого сырья, рецептуры, способа получения, температурного режима отверждения и других показателен могут обладать различными свойствами: эластичностью, теплостойкостью, прочностными показателями, горючестью и т. д. Пенопласты устойчивы к бензину, керосину и органическим маслам; воздухо- и морозостойки, но обладают существенным недостатком — горючи. Частично горючесть можно снизить, введя в их состав трихлорэтилфосфат. Пенопласты ПУ-101 применяются в качестве легких силовых и теплоизоляционных наполнителей панелей, плит покрытий, штучных и профилированных изделий теплоизоляционного и акустического назначения.

Пенопласты ППУ-З выпускаются следующих марок: ППУ-З, получаемый заливкой в формы или конструкции в заводских условиях или на месте применения; ППУ-ЗС (самозатухающий) и ПГ1У-311, получаемый методом напыления. Пенопласт ППУ-З представляет собой жесткий мелкоячеистый материал с преобладанием закрытых ячеек, от белого до светло-коричневого цвета. Сообщающиеся между собой (открытые) ячейки занимают обычно не более 3—5% всего объема. Использование пенопласта допускается до 100— 120°С. Он используется для изготовления трехслойных конструкций в заводских условиях.

Пенопласт марки ППУ-ЗС представляет собой материал с закрыто-ячеистой структурой, белого пли различных оттенков желтого цвета, выпускается в виде блоков размером 800± 15х600± 15Х 110± 15 мм, объемным весом около 50 кг/м3. При введении в рецептуру трихлорэтилфосфата горючесть материала снижается, но вследствие пластифицирующих свойств трнхлорфосфата у пенопласта резко снижается верхний предел рабочих температур до 60°С.

Пенопласт марки ППУ-ЗН предназначен для напыления на различные поверхности. По рецептуре он сходен с пенопластом ППУ-ЗС, но для улучшения смешения компонентов и предотвращения усадки пенопласта в него дополнительно вводят стабилизатор пены. По внешнему виду пенопласт представляет собой мелкоячеистую массу, от белого до желтого цвета, с бугристой поверхностью.
Пенопласты ППУ-ЗС и ППУ-ЗН при эксплуатации до 60°С не выделяют летучих или вредных веществ и относятся к самозатухающим материалам. После удаления источников огня допускается их самостоятельное горение в течение не более 15 сек. Благодаря мелкоячеистой структуре пенопласты ППУ-ЗС п ППУ-ЗП достаточно водостойки. Их водопоглощение является в основном поверхностным эффектом надрезанных ячеек и составляет не более 9% по объему. Гигроскопичность не превышает 4%, что свидетельствует о гидрофобной природе этого материала. Пенопласт ППУ-ЗС применяется в качестве тепло- и звукоизоляционного материала, как и ПУ-101 Пенопласт ППУ-ЗН применяется для теплоизоляции кривых и труднодоступных поверхностей, теплоизоляции изотермических хранилищ сжиженных углеводородных газов, холодильных установок, трубопроводов, хранилищ с нагретой нефтью и нефтепродуктами, корабельных и железнодорожных контейнеров, морозильных помещений и т. д.

Пенополиуретан марки ППУ-304Н представляет собой напыленный слой пенопласта желтого или зеленовато-желтого цвета с бугристой поверхностью. При испытании на горючесть методом калориметрии, по данным ВНИИПО, пенопласт ППУ-304Н отнесен к группе трудновоспламепяемых. Он не растворяется во многих органических растворителях (ацетон, бутилацетат, четыреххлористый углерод и др.), по слегка набухает; после длительного нахождения в воде несколько снижает прочностные показатели. Применяется для теплоизоляции фасонных, кривых и труднодоступных поверхностей (изоляции изотермических хранилищ, резервуаров с нагретыми нефтепродуктами, морозильных помещений и т. д.).

Пенопласты ППУ-305 представляют собой жесткие вспененные материалы с закрытой мелкоячеистой структурой от светло-желтого до коричневого цвета. Применяются в виде изделий тепло- и звукоизоляционного назначения, эксплуатируемых при температурах до 120°С. Пенополиуретан марки ППУ-9П представляет собой напыленный слой пенопласта от белого до темно-желтого цвета, с бугристой поверхностью. Области применения его те же, что и у пенопластов ППУ-ЗН, ППУ-304Н. Пенопласты марок ППУ-9Н и ППУ-304Н при напылении выделяют значительно меньше токсичных веществ, чем при напылении ППУ-ЗН.

Эластичный пенополиуретан в зависимости от объемного веса и размера ячеек выпускается следующих марок: ППУ-Э-25-1,8; ППУ-Э-25-3,2; ППУ-Э-35-0,8;ППУ-Э-40-0,8; ППУ-Э-40-1,2; ППУ-Э-45-0,8; ППУ-Э-45-1,2; ППУ-Э-50-1; ППУ-Э-60-0,4. Это газонаполненный легкий материал с преобладанием открытых ячеек. Поэтому правильнее его называть поропластом. Он выпускается в виде листов прямоугольной формы, гладких или профилированных, а также в виде полотна светло-желтого цвета. При введении в его состав красителей можно получать поропласты, окрашенные в различные цвета. При действии ультрафиолетовых лучей поропласт быстро желтеет, но пожелтение затрагивает только поверхностные слои и не сказывается на прочности и других физико-механических показателях материала. Размеры выпускаемых листов следующие: длина 2000 и 1000 мм. ширина 1000, 850, 750 мм; толщина 3—10, 10—30, 30—50, 50—100, 100— 400 мм.

 
 

8(473) 224-44-94, 394040 г.Воронеж ул.Латненская 15в.
©  2007-2017, ООО "Паровые машины". Все права защищены.

Создано в студии
"Алекс"