Есть мнение Кровли Преимущества технологии нанесения покрытия из полимочевины

Преимущества технологии нанесения покрытия из полимочевины

ПРЕИМУЩЕСТВА ТЕХНОЛОГИИ НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЯ ИЗ ПОЛИМОЧЕВИНЫ

Технология нанесения покрытий из полимочевины методом распыления представляет собой одно из последних достижений в промышленности полиуретановых покрытий за последние 20 лет. Этот технологический процесс объединяет в себе высокую скорость отверждения покрытия даже при очень низких температурах и отсутствие чувствительности к воздействию воды с исключительно механическими свойствами, химической стабильностью и высокой долговечностью покрытий.

Использование новых видов сырья и улучшенного распыляющего оборудования позволило преодолеть многие проблемы, такие как смачивание подложки, адгезия между подложкой и покрытием, а также качество конечной поверхности.

Самые последние исследовательские программы фирмы Huntsman сфокусированы на расширении областей применения такого рода технологии за счет внедрения дифенил-метандиизоцианатных (MDI) форполимеров, сочетающих низкую вязкость с малым содержанием NCO-групп, что приводит к меньшей реакционной способности и/или более высокой гибкости продукта. С другой стороны, форполимеры, содержащие более высокое количество NCO-групп, позволяют получать покрытия с более высокой твердостью.

Использование полимочевины в конструкциях:

• кровельные покрытия;
• ремонт плоских крыш;
• водонепроницаемые мембраны;
• вторичные защитные устройства;
• настилы для автостоянок;
• мосты;
• прибрежные сооружения.

В данной статье приведены отдельные детали технологического процесса и последние достижения в области создания новых типов сырья, композиций и технологического оформления процессов получения полимочевинных покрытий.

Технология нанесения полимочевинных покрытий методом распыления представляет собой одно из последних достижений в промышленности полиуретановых покрытий. Химия полиуретанов существует уже в течение приблизительно 60 лет, тогда как эластомерные полиуретановые покрытия известны с 1970-х гг. В это же время же была создана технология получения эластомерных полимочевин.

Основными областями нанесения полимочевин являются реакционное формование и распыляемые покрытия. Покрытия из полимочевины сочетают в себе такие исключительные свойства, как высокая скорость отверждения даже при температурах ниже 0°С, отсутствие чувствительности к влаге, исключительные физические свойства, такие как высокая твердость, гибкость, сопротивление на разрыв и прочность при растяжении, а также химическая стойкость и стойкость по отношению к воде. Эти свойства обусловливают высокую стойкость к атмосферным осадкам этих материалов и сопротивление истиранию.

Полимочевинные системы являются полностью твердыми и тем самым отвечают самым строгим требованиям, предъявляемым к летучим органическим веществам. Специфические условия отверждения и исключительные свойства получаемых пленок позволяют использовать технику нанесения полимочевинных покрытий методом распыления для различных целей, в частности, для защиты от коррозии, создания защитных покрытий, мембран, футеровочных и уплотняющих составов.

Развитие рынка полимочевины началось в США и затем в Азии, причем очень сильный рост спроса на продукт наблюдался во второй половине 1990-х гг. На первой стадии развития полимочевина использовалась в качестве защитного слоя на вспененную полиуретановую изоляцию, применяемую в кровельных работах. В Европе рынок покрытий из этого материала, получаемых методом распыления, стал развиваться только в последние несколько лет.

Высокая устойчивость по отношению к влаге как из внешней среды, так и из подложки, а также по отношению к температуре делает полимочевину очень подходящим покрытием для бетона, используемого в строительных целях (например, при ремонте крыш, изготовлении изолирующих прокладок, мембран, настилов для автостоянок, мостов). Высокое сопротивление истиранию обусловливает применение этого продукта в качестве прокладок для грузовиков, объемных транспортных фургонов, грузовых судов и конвейерных ремней.

СПЕЦИФИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ПРОДУКТА

Наиболее важным моментом получения полимочевинных покрытий является смешивание компонентов. Хорошее смешивание будет достигнуто при использовании специального модуля смешивания за счет соударения перемешивающихся частиц и механического воздействия на систему. Рабочее давление и повышенная температура продукта повышают эффективность смешения.

Из-за высокой скорости отверждения полимочевины и короткого времени смешивания продукты смешиваются за счет соударения при высоком давлении. Действительно, для практических целей предпочтительно получать композицию при фиксированном 1:1 объемном отношении компонентов. Давление, используемое при применении этого продукта, изменяется от 150 до 250 Бар. В идеальном случае вязкость продукта при рабочей температуре, как и вязкость двух компонентов, должна быть менее 100 мПа.с. Вязкость полимерной смеси при 25 °С составляет приблизительно 900 мПа.с, однако при рабочей температуре она падает ниже 100 мПа.с. Проведенные эксперименты показывают, что пленки полимочевины, полученные при 65, 70 и 80 °С, имеют различные свойства, причем свойства продукта улучшаются при повышении температуры.

Новое оборудование для распыления имеет значительные улучшения, а именно:

• отдельную установку температуры для обоих компонентов;
• более легкую установку переменного отношения компонентов;
• легкий выходной контроль;
• легкий мониторинг рабочих параметров.

Другие области применения полимочевины:

• защита труб;
• ремонт внутренних труб;
• покрытия резервуаров;
• прокладки для грузовиков;
• прокладки для грузовых судов;
• прокладки для объемных транспортных фургонов;
• конвейерные ремни.

Благодаря этому оно позволяет устанавливать различную температуру для двух компонентов, обеспечивая тем самым оптимальное смешивание в аппарате для распыления.

Индекс полимочевинной системы (отношение компонентов) обычно сохраняют на несколько более высоком уровне (в пределах 1,05:1,10) по отношению к количеству изоцианата. Поскольку изоцианатные группы реагируют с влагой, то чтобы компенсировать потери изоцианатных групп при хранении и применении продукта, нужно использовать избыток изоцианата. Свойства пленок, полученных при объемном соотношении компонентов в распыляемой системе 1:1, были измерены при изменении индекса в интервале от 0,90 до 1,15. Результаты испытаний показывают, что наилучшие эксплуатационные показатели пленок достигаются при значении индекса 1,05 и выше. При индексе ниже 1,05 полученные результаты могут существенно различаться и становиться непредсказуемыми даже при малом изменении индекса.

ВАЖНЫЕ АСПЕКТЫ ТЕХНОЛОГИИ НАНЕСЕНИЯ ПОЛИМОЧЕВИННОГО ПОКРЫТИЯ МЕТОДОМ РАЗБРЫЗГИВАНИЯ

Применение полимочевины связано с некоторыми проблемами, возникающими на начальной стадии нанесения покрытий и обусловленными неправильными подходами, еще существующими в технологии полимочевинных покрытий. Ошибки могут быть частично связаны, во-первых, с отсутствием достаточного опыта в то время, когда эта технология внедрялась в практику. Во-вторых, они могут быть обусловлены отсутствием адекватного оборудования, необходимого для этой технологии, и, кроме того, тем фактом, что данная новая технология не может быть полностью использована к существующим в настоящее время системам, применяемым для получения покрытий.

На первый взгляд, полимочевинные распыляемые покрытия очень легко наносятся на обрабатываемую поверхность. Полимочевина очень легко отверж-дается, покрытия готовы выполнять свою роль сразу же после нанесения на поверхность, конечные свойства покрытия достигаются уже через несколько часов после его нанесения. Полимочевина практически не чувствительна к воде и температуре; композиции для получения полимочевины легко получить.

Первые системы, появившиеся на рынке, и в самом деле были очень быстрыми и характеризовались временем гелеобразования менее двух секунд. Поэтому начальные проблемы полимочевин были связаны с высокой реакционной способностью систем.

Первая упомянутая проблема заключалась в смачивании подложки. Эта проблема была связана с образованием фазы полимочевины при использовании исключительно быстрых распыляемых систем. Исследовательские программы, направленные на изучение адгезии по отношению к бетону полимочевинных систем, имеющих время гелеобразования от трех до четырех секунд, указывали на плохую адгезию полимочевины к бетону. На практике для того, чтобы свести к минимуму возможность разрыва связи между полимочевиной и бетоном в рабочих условиях, использовали многослойные системы, состоящие из грунтовки и верхнего слоя.

Второй недостаток, обнаруженный при появлении этого продукта на рынке, заключался в ухудшении адгезии к верхнему слою. Лабораторные испытания изменения адгезии верхнего слоя со временем, продолжавшиеся в течение нескольких недель, показали, что адгезия полимочевины с верхним слоем очень хорошая. В тех же системах, где наблюдались проблемы с адгезией к верхнему слою, в большинстве случаев они были связаны с использованием некачественного сырья, а также несоответствующих производственных систем или оборудования для распыления. Проблемы с оборудованием для распыления или равномерного распределения одного или обоих компонентов в модуле смешения могут привести к плохому смешиванию компонентов реакционной системы. Использование адекватного разбрызгивающего оборудования может решить эту проблему.

Высокая реакционная способность систем приводит к тому, что первоначально образуется распыленная пленка, обладающая очень плохим качеством поверхности. Первым шагом к решению этой проблемы явилась тонкая настройка распыляющего оборудования. Использование нелетучих органических соединений, реакционно-способных разбавителей и новых MDI-форполимеров с более высоким содержанием 2,4'-изомера также привело к улучшению качества поверхности без изменения рабочего времени.

Стоимость технологии нанесения полимочевинных покрытий методом распыления также является серьезным барьером на пути этой технологии к рынку. «Чистые» полимочевинные системы являются более дорогими, если рассматривать только стоимость сырья, однако эти системы могут быть использованы в тех областях, где все другие системы будут терпеть неудачу или где они не могут быть использованы. Начальные инвестиции в оборудовании также являются довольно большими. Однако если при оценке капиталовложений в проект учитывать время обработки, а также время, необходимое для достижения обрабатываемым изделием требуемых эксплуатационных свойств, полимочевина становится даже более конкурентоспособной.

Как отмечено выше, успех проекта в значительной степени зависит от используемого в нем оборудования и устройства для распыления.

Кроме того, мы полагаем, что качественные услуги от специализированных и квалифицированных операторов помогут этому процессу выйти на широкий рынок.

ДЕФЕКТЫ ПОВЕРХНОСТИ БЕТОНА И ПОДГОТОВКА ПОВЕРХНОСТИ

Малая стоимость, высокая прочность и структурные свойства бетона делают его идеальным материалом для строительной промышленности. Некоторые типичные свойства бетона, такие как ограниченная химическая стабильность, выделение пыли и пористость или проницаемость, обусловливают необходимость нанесения защитного и/или декоративного слоя на его поверхность. Подготовка поверхности бетона является чрезвычайно важным процессом. В зависимости от качества поверхности бетона, надо проделать одну или большее количество следующих операций:

• очистку бетона струей воды или растворителем;
• обработку бетона песком;
• заполнение отверстий и трещин в бетоне;
• ремонт бетонного слоя;
• грунтовку бетона.

ДЕФЕКТЫ ПОВЕРХНОСТИ СТАЛИ И ПОДГОТОВКА ПОВЕРХНОСТИ

Время жизни стальных конструкций в значительной степени зависит от защитной системы, установленной на этой конструкции. В свою очередь, время службы защитного покрытия существенно зависит от состояния поверхности стальной конструкции перед нанесением на нее покрытия. Защита подложки обусловлена главным образом хорошей адгезией между подложкой и покрытием. Возможны два механизма адгезии:

• адгезия за счет сил межфазного притяжение молекул покрытия и подложки друг к другу на границе между покрытием и субстратом;
• механическое связывание или закрепление покрытия на подложке.

В зависимости от состояния поверхности, необходимо провести одну или большее количество предварительных операций:

• очистка и обезжиривание поверхности растворителями, струей воды или моющими средствами;
• очистка поверхности с помощью ручных или механических инструментов;
• обработка поверхности песком.

На свежеочищенной с помощью песка и не содержащей пыли стальной поверхности, шероховатость которой находится в пределах от SA 2 1/г до SA 2 в соответствии со стандартом Международной организации по стандартизации ISO 8501-1, для полимочевины могут быть получены очень высокие значения адгезии, даже без использования соответствующих грунтовок.

Технология нанесения полимочевинных покрытий методом распыления отличается от других методов получения полимерных покрытий и может быть использована в тех случаях, где невозможно применять другие системы.

Полимочевинные покрытия, получаемые методом распыления, могут эффективно использоваться в строительных конструкциях. Высокая скорость отверждения позволяет применять полимочевинные покрытия в тех случаях, когда покрытие надо нанести в очень короткий промежуток времени. Тот факт, что реакция между изоцианатом и водой не оказывает влияния на физические свойства наносимой на подложку пленки, позволяет наносить полимочевинные покрытия и в условиях высокой влажности, позволяя, таким образом, не придерживаться строгих ограничений по отношению к содержанию влаги в подложке. Хотя понижение температуры и снижает скорость отверждения полимочевины, тем не менее, отверждение полимочевинных покрытий может протекать при таких температурах, когда эта реакция не протекает для других химических соединений. Композиции, используемые для нанесения полимочевинных покрытий методом распыления, могут применяться таким же образом, как и другие системы. Однако для того, чтобы можно было осуществлять нанесение покрытий в очень трудных условиях, нужно проводить очень тщательный подбор сырья для составления композиции.

При нанесении полимочевинных покрытий методом распыления приходится проводить работу с реактивами, обладающими очень высокой реакционной способностью. В связи с этим при производстве этих продуктов, их упаковке или использовании необходимо всегда надевать соответствующую защитную одежду.
В последние годы полимочевина широко применяется в разных климатических регионах России. Компанией ООО «СК «Полибилд» уже реализованы десятки объектов в разных городах нашей страны. Среди них: здание по адресу Гашека, 6 (Москва), отель «Митино» (Москва), ряд жилых домов в Екатеринбурге и другие.

Журнал "Кровля| Фасады| Изоляция", №2 (25)/2010