Компоненты пенополиуретановой оболочки труб

C8H16N2O2 - эту формулу проходят еще в школе, на уроках химии, а сам пенополиуретан используется несколько десятков лет. Обыкновенный поролон применяют для набивки мягкой мебели и игрушек, автокресел и многих других изделий, для теплоизоляции стен и защиты труб от промерзания. Пенополиуретан для труб изготавливают непосредственно во время обработки металлических или пластиковых изделий.

То, что может показаться раствором, быстро застывающим на поверхности труб, представляет собой двухкомпонентный, наполненный кислородом состав. Компоненты этого состава и образуют однородный материал с пониженной теплопроводностью и минимальным весом - пенополиуретан.

Основные компоненты ППУ - изоцианат (полиизоцианат) и полиол.

Изоцианат получен в результате реакции формальдегида и анилина с кислотным катализатором. Эта реакция приводит к появлению полиаминов, которые проходят процесс фосгенирования. В этом компоненте присутствуют железо и кислоты с содержанием хлора. Вещество генерируют за пределами России, к нам оно поступает из США, Европы, Азии и может различаться по числу примесей и характеристикам.

Второй компонент - полиольный. Это смесь полиолов (веществ с содержанием кислорода и воды) и всевозможных добавок. Именно в эту смесь добавляют антипирены (вещества, делающие поролон негорючим), вспенивающие агенты, катализаторы и другие компоненты. Этот состав изготавливают и в России.

При нанесении компоненты подаются одновременно из разных сопел. При смешивании они сразу вступают в реакцию и образуют сложный полимер, поэтому оба состава необходимо держать отдельно друг от друга до момента напыления. Во время работы компоненты подают под действием сжатого воздуха. Они мгновенно взаимодействуют между собой и образуют слой пенополиуретана. Пропорции зависят от требований к скорлупе ППУ или покрытию и могут составлять как 1х1, так и 1,2х1.

Добавки в полиольный компонент

Полиол не вступает в реакцию с добавками, поэтому их вводят именно в этот компонент. Среди таких добавок можно отметить:

• Вспенивающие агенты

От этих веществ зависят ключевые характеристики пенополиуретана - его теплопроводность и плотность. Таким агентами является СО2 (диоксид углерода). Он может образовываться при взаимодействии изоцианата и воды в виде газа. В другой технологии применяются летучая жидкость и диоксид углерода. Такая жидкость имеет минимальную температуру кипения, поэтому быстро испаряется, образуя пузырьки газа в материале, как только начинает выделяться тепло. Сейчас используют и другие агенты - например, циклопентан и пентан. Они опаснее диоксида углерода и применяются только со специальным оборудованием.

• Катализаторы

Катализаторы используют для того, чтобы реакции протекали быстрее, а сама оболочка образовывалась мгновенно. Их используют и для того, чтобы пена быстро затвердела. Как правило, в их качестве применяют этаноламины и третичные амины.

• Регуляторы пены

Для того, чтобы появилась пена, то есть полимер насытился газом и стал легким, используют вспенивающие агенты. Но они не могут придать ячейкам определенную частоту и размер. Не смогут они и закрыть все ячейки на поверхности пенополиуретанового изделия. Чтобы это произошло, используют поверхностно-активные вещества. К ним относят:

• непосредственно пенорегуляторы, которые отвечают за размер полостей;
• пеностабилизаторы (делают так, чтобы ячейки, образовавшиеся в ходе реакции, не исчезли);
• эмульгаторы (делают смесь компонента стабильной).

Как правило, речь идет о силиконе. Могут применяться и другие регуляторы.

• Антипирены

Оболочка ППУ не может противостоять огню: к сожалению, полимер плавится под воздействием слишком высоких температур и открытого пламени. Но он не горит. Это возможно благодаря антипиренам. Это соединения на основе галогенов и фосфора, оксиды или фосфаты.

Состав ППУ и качество напыления

Качество напыления из пенополиуретана зависит именно от состава и, прежде всего, от добавок, которые входят во второй компонент. Они влияют на плотность и вес покрытия, его теплопроводность, огнестойкость и другие характеристики.

При подборе компонентов для ППУ-скорлупы учитывают условия использования труб и требования к ним.