Напыляемая полимочевина

Размещено на http://www.allbest.ru/

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

РЕФЕРАТ

НАПЫЛЯЕМАЯ ПОЛИМОЧЕВИНА

Выполнили:

Арбатская Анна

Тохунц София

Введение

В наше время появление каких-то новых терминов уже никого не удивляет, они появляются и исчезают. Но странное слово «полимочевина», появившись, не исчезло, и в последние десять лет его произносят всё чаще и чаще. Поначалу можно подумать, что речь идёт о каком-то чудо удобрении или возможно заболевании. Но нет, полимочевина не болезнь, а скорее наоборот. Пользуются этим словом люди, занимающиеся здоровьем. Здоровьем того, что производится и строится.

Особенно таких объектов, систем и устройств, которые подвержены воздействию коррозии, или там, где нужна надёжная на долгие годы, безопасная гидроизоляция. Ну это и понятно, потому что полимочевина - это полимерное покрытие. Защитное полимерное покрытие.

Во всём мире она широко используется для таких целей, как покрытие и защита бетона, стальных конструкций, для финишного покрытия, а также как гидроизоляция и сдерживание сточных вод на очистных сооружениях. Применение полимочевины ограничивается только нашим воображением потому, как она практически универсальна.

Полимочевина - представляет собой монолитное эластомерное толстослойное покрытие в виде пленки, образующейся в результате напыления двухкомпонентной высоко реактивной системы на различные поверхности.

Иногда полимочевину относят к разновидности модифицированных двухкомпонентных полиуретановых систем, но несмотря на то что некоторые характеристики действительно схожи, в действительности полимочевина сама по себе является уникальной технологией.

1. Области применения напыляемой полимочевины

Основные направления:

- Гидроизоляционный материал при строительстве сооружений всех типов, а также для фундаментов, подвалов, погребов, цокольных этажей, полов, бункеров и т. д.;

- Покрытие с отличными гидроизоляционными свойствами для всех видов кровли;

- Гидроизоляция и коррозионно-устойчивые покрытия при строительстве мостов, настилов, пирсов, пристаней, причалов, морских и речных судов, туннелей, путепроводов и трубопроводов;

- Гидроизоляционный материал для любых ёмкостей, резервуаров, бассейнов, аквариумов, прудов, коллекторов;

- Гидроизоляционный материал для дорожных работ;

- Химически стойкая защита для канализационных и очистных сооружений, для реакторов, ёмкостей, резервуаров, цистерн, ванн для травления и электролиза, топливных баков;

- Химически, коррозионно-устойчивые и абразивно-устойчивые покрытия для судов всех типов выше и ниже ватерлинии, а также для понтонов, переправ и т. п.;

- Коррозионно-устойчивая защита нефтяных и газовых, резервуаров нефтепродуктов;

- Коррозионно-устойчивое и абразивно-устойчивое покрытие вагонов, кузовов грузового транспорта, горнодобывающего и дробильного оборудования, напольных покрытий, стояночных мест, проходных и т. д.;

- Материал для бесшовного мембранного покрытия земляных котлованов-отстойников путем нанесения на геотекстиль;

- Декоративное покрытие с защитными свойствами для конструкций из пористого материала. Таких, как скульптуры, архитектурные объекты, «арт» объекты и объекты для развлечений, игр и отдыха;

- Материал для устройства наливных полов в производственных помещениях, складах, торговых и на спортивных объектах.

2. История появления полимочевины

Впервые полимочевина упоминается в технической литературе 80-х годов 20 века. Тогда специалисты компании Texaco Chemical, развивая технологию RIM (реакционное инжекционное формование), которая и по сегодняшний день активно применяется в автомобилестроении при производстве крупногабаритных деталей, начали использовать вместо традиционных для химии полиуретанов высокомолекулярных полиэфирполиолов стали применять полиэфирамины.

Это позволило повысить производительность технологического процесса, сократив время формования деталей до нескольких секунд. В дальнейшем специалисты этой компании разработали систему применения новой химической технологии в совершенно иной области - напыления полимерных покрытий. В течение нескольких лет продолжалась серьёзная работа по усовершенствованию химической формулы продукта, создания соответствующего оборудования и устранения выявляемых опытным путём недостатков. Новый полимер получил название «полимочевина» (polyurea), а новая технология - «напыляемые полимочевинные эластомерные покрытия» (spray polyurea elastomer coatings).

В результате стремительного развития рынка напыляемых покрытий в 2000 г., была создана Ассоциация развития полимочевины (PDA), объединяющая поставщиков сырья, производителей оборудования и подрядчиков. Применение полимочевины, как покрытия в промышленных объёмах, началось с того, что её стали использовать для создания защитного слоя на кровлях (наносили поверх полиуретана), затем автомобилестроители Америки в качестве антикоррозионной и механической защиты стали использовать нанесение полимочевины на кузова популярных пикапов. На сегодняшний день объём производства полимочевины в Северной Америке составляет несколько десятков тысяч тонн в год. Быстроразвивающаяся Азия не осталась в стороне, полимочевина и там применяется активно. Рынок Европы в последние годы тоже проявляет нескрываемый интерес к полимеру.

Россия, конечно, пока отстаёт. У нас всё только начинается. Но изменения есть, и это радует. Высокая потребность полимерного покрытия высочайшего класса, устойчивого к нелёгким климатическим условиям нашего региона - вот что создаёт рост потребления полимочевины в России. Гидроизоляция полимочевиной - самый качественный, долговечный и универсальный метод, и именно полимочевина - главный конкурент на этом рынке. Свойства полимочевины уникальны, она практически идеальный материал для гидроизоляции, антикоррозионных покрытий и защиты от механического износа. Кроме всего прочего это ещё отличный облицовочный материал.

3. Полимочевина

Простая и эффективная молекулярная структура напыляемой полимочевины во многом объясняет её применение в столь разных областях. А столь странное для нашего уха название появилось потому, что для получения полимера «полимочевина» используется химическая реакция при соединении изоцианата и смолы полиэфира амина. То есть полимочевинные связи - это основа для получения полимочевины.

4. Покрытие полимочевиной и классификация по составу

По составу полимочевины бывают ароматические и алифатические. Алифатическая полимочевина менее чувствительна к излучению ультрафиолетового спектра и, что приятно, не выцветает под воздействием солнечных лучей. Применяют её, конечно, там, где важна эстетическая составляющая. Это, в первую очередь, фасады зданий и декоративные покрытия на объектах. Таким образом некоторые важные объекты: мосты, вышки, мачты, дамбы, покрашенные краской непонятного цвета - вдруг стали бы благодаря алифатической полимочевине яркими, жизнерадостными...

Цена полимочевины ароматической ниже, чем алифатической, при этом по своим антикоррозионным, химическим и механическим характеристикам она абсолютно ей не уступает. Но отличие есть. Цветовая стабильность ароматической полимочевины ниже, что никак не отражается на качестве покрытия.

5. Два типа полимочевинных систем

Полимочевину можно назвать умным полимером. Почему? Полимочевина может меняться, приобретая разные свойства, и может позитивно влиять на то, с чем соприкасается. Есть два основных типа полимочевинных систем: чистые и гибридные. Чистые полимочевинные системы превосходят характеристики любых других материалов, но у них есть недостаток. Они относительно дороги. Именно поэтому гибридные системы всё шире завоёвывают рынок применения. Некоторая потеря всего комплекса свойств чистой полимочевины практически не влияет на возможность широкого использования. Самыми востребованными в последнее время стали полимочевинные полиуретановые системы. Применяются они повсюду, где заказчик не предъявляет очень жёстких и широких эксплуатационных требований к конечному покрытию. Конечно же, есть перечень ограничений в применении гибридных составов, что понятно, так как полиуретаны активнее, чем полимочевина реагируют с влагой из воздуха. Для того, чтобы получить гибридный состав, отлично работающий в данном месте, варьируются компоненты в него входящие. Это даёт возможность подобрать специфические, заранее известные свойства. Минимальные изменения в структуре формул компонентов - и вы получаете новый вид полимочевины. Сейчас известно уже огромное количество полимочевинных систем для самых разных областей применения.

Полимочевины с добавками могут получить такие характеристики, как эластичность за счёт добавления пластификаторов, негорючесть - благодаря антипиренам, повышенная твёрдость и износостойкость - если внесены отвердители. А ещё добавками могут быть гидрофобизаторы для снижения водопоглощения, полимочевина для повышения химической стойкости к агрессивным средам. А силикон повышает адгезию и эластичность.

То есть очевидно, что можно подобрать материал под любые цели и задачи. И для России с её многообразными климатическими условиями полимочевина как материал для защитных покрытий может открыть фантастические возможности.

6. Немного физики, или кое-что о свойствах полимочевины

Скорость реакции полимочевины (менее 15 секунд) отбрасывает всех акриловых, каучуковых, полиуретановых и эпоксидных конкурентов далеко в прошлое. Почему важна скорость реакции... Очень просто: при такой скорости нелегко вступить в реакцию воде во всех её формах. Но когда требуется время для смачивания формы, или напыление полимочевины происходит на сложные поверхности, скорость реакции полимочевины может быть замедлена от 20-60 секунд. Полимочевина часто наносится для защиты поверхности металлических трубопроводов, так как труба может быть покрыта защитным слоем буквально в поле и без дорогостоящего оборудования. Полимочевина «лечит» быстро, и объект может быть сразу же погружен в грунт без всяких трещин в покрытии. Именно такая технология используется уже по всему миру. Ремонт трубопроводов не такое уж редкое явление, и применение полимочевины может снизить эксплуатационные расходы во время выполнения таких работ до минимума. Влажность нередко становится проблемой при нанесении защитных покрытий. Но так как компоненты полимочевины не чувствительны к влаге, а скорость реакции потрясающая, то этот враг защитных покрытий, можно сказать, повержен. И это здорово для всех регионов с высокой влажностью. Более того, при нанесении полимочевины нет такой болезни, как пузырьки углекислого газа в конечном покрытии.

Адгезия полимочевины просто удивительна. Однажды специалисты фирмы Texaco Chemical распространили видео, где покрытие полимочевиной происходит напылением по льду и воде. Причём результат нанесения внешне просто превосходен, а адгезия для таких условий кажется фантастической. Подобное напыление полимочевины мы категорически запрещаем делать. Адгезия при избыточном увлажнении или на неподготовленную поверхность выше, чем у традиционных полимеров, но всё же заметно падает по сравнению с лучшими условиями. Отверждение полимочевины может происходить и при температурах до -30 градусов Цельсия, но только на материалах с повышенным теплопоглощением (металлы). Правда и реакция отверждения в этом случае будет медленнее обычного.

При гидроизоляции полимочевиной особенно важна прочность при растяжении. Полимочевины благодаря успехам химии могут растягиваться гораздо больше и сохранять при этом способность противостоять значительным механическим нагрузкам. Очень низкий уровень летучих веществ делает возможным применение полимочевины для ограниченных рабочих пространств. Покрытие полимочевиной идеально подходит для использования в помещениях пищевой промышленности и при соприкосновении с питьевой водой. Высокая стойкость к истиранию полимочевины - это ещё одно замечательное её свойство. Железнодорожные вагоны, баржи, морские суда, грузовики могли бы сказать большое спасибо, ну если бы могли, за то, что полимочевина стала использоваться при защите их поверхностей. Огнестойкость полимочевины гораздо выше полиуретана. Из-за своей формулы полимочевины мало подвержены тепловой деформации и провисаниям. При этом полимочевины сохраняют высокую ударная прочность и гибкость. Если же полимочевина подвергается длительному воздействию открытого пламени, то происходит слабое горение с небольшим выделением дыма, а при прекращении внешнего пламени - следует самостоятельное затухание. Долгосрочная стабильность полимочевины тоже заслуживает нескольких строчек.

7. Основные преимущества

К преимуществам относятся:

- Быстрое отверждение в течение 15 секунд (полная эксплуатация уже через час);

- Применение при значительно повышенной влажности и отрицательных температурах (до -30°С);

- Отличная адгезия с многими материалами применяемых в строительстве (исключение составляет фторопласт);

- Хорошая термостойкость (до 130°С);

- Устойчива к УФ излучению (алифатическая);

- Стойкость к химическим воздействиям;

- Хорошая стойкость покрытия к износу, оставляя позади покрытия из резины, эпоксидных смол и полиуретана;

- Отсутствие швов на всей площади покрытия;

- Высокая производительность работ (до 500 м² в смену);

- Высокие диэлектрические характеристики;

- Не содержит растворители и не имеет запаха;

- Долговечность (более 50 лет);

- Не горюч, является затухающим материалом;

- Обработка форм любой сложности;

- Широкая цветовая гамма;

- Высокая ремонтопригодность покрытия.

8. Недостатки

Мы перечислим некоторые недостатки полимочевины. Их немного, и с ними можно, что называется, жить при таком количестве достоинств. Да, под действием открытого солнца ароматическая полимочевина темнеет. Это никак не сказывается на эксплуатационных качествах, но косметические изменения происходят. Поэтому для наружных покрытий полимочевиной стоит выбирать цвета близкие к чёрному, коричневому, а также серый, оранжевый, серебристый. Реально такое ограничение важно при выборе полимочевины как материала декоративного. В этом случае мы рекомендуем выбрать более светостойкие материалы.

Так же из недостатков можно отметить следующие пункты: дорогое сырье, дорогое оборудование, потребность в квалифицированном персонале, способном не только наносить равномерным слоем покрытие требуемой толщины на поверхности любой формы и конфигурации, но и оценивать степень подготовленности объекта, поддерживать в рабочем состоянии сложную технику.

9. Нанесение полимочевины или напыление полимочевины

Большинство традиционных полимерных покрытий (эпоксидных, полиэфирных, акриловых, каучуковых, и др.) наносятся тонкими слоями в несколько проходов с длительной промежуточной сушкой только при положительных температурах в течение от нескольких часов до нескольких суток. Высокая скорость химической реакции отверждения полимочевины дает возможность наносить покрытие требуемой толщины (до нескольких миллиметров) без подтеков за один проход, перемещаться по покрытию или совершать внутрицеховые перевозки изделий с покрытием практически сразу после его нанесения, сокращая до минимума время простоя и повышая производительность. При этом известны примеры успешного напыления полимочевины на холодную поверхность с высоким теплопоглощением, например сталь, при -20°С. Такая непревзойденно низкая чувствительность полимочевины к температуре окружающей среды и основания уменьшает негативную роль сезонного фактора при проведении изоляционных работ в строительстве. технологический полимочевина промышленный

Конечно, самый быстрый и эффективный способ - это использование распыляемых полимочевинных систем. Назначение оборудования довольно простое: подогреть и подать компоненты в камеру, смешать их и распылить полученный материал на поверхность. Напыление полимочевины происходит только после качественного смешивания компонента «А» (полиэфирамин) и компонента «Б» (изоцианат, отвердитель). И встреча этих двух компонентов должна произойти под высоким давлением и высокой температурой за очень короткое время. Для этого у нас есть специальное оборудование высокого давления. Оно обеспечивают точное дозирование компонентов в заданном соотношении под давлением до 200 атомов и при температуре близкой к 80°С. А точное распыление смеси происходит с помощью пистолета со смесительной камерой. Подогрев компонентов, обычно раздельный, снижает вязкость каждого из них, и это важное условие качественного смешивания. А оно в первую очередь зависит от температуры и давления, под которым подаются компоненты: чем выше эти характеристики, тем лучше смешивание. Покрытие на года, а может, и на века. Доля такого способа нанесения полимочевины расчётам около 95%. Но бывают случаи, когда основной способ не подходит заказчику. Причины могут быть разные, но в основном это не возможность технологически нанести материал. Тогда мы предлагаем вам второй способ - ручное нанесение полимочевины.

Для этого способа потребуются кисти и валики. Для ручного нанесения используются полимочевины ручного нанесения. В их состав входят сложные эфиры, и они отличаются тем, что жизнеспособность реакционной смеси сохраняется на более длительное время. Такие смеси также используются в качестве ремонтных составов. Но качество покрытия зависит не только от этого.

Необходима достаточно кропотливая, а главное - правильная подготовка поверхностей. Если это не происходит, то вы можете испытать разочарование и понести большие материальные потери, так и не получив ожидаемого результата. Например, при напылении полимочевины на пол нужно учитывать, что наносимая тонким слоем, она подчеркнет все неровности неподготовленного основания.

Желание сделать всё быстро - понятное желание, но, как и любой другой полимер, напыляемый на пористую подложку без грунтования, несомненно, получит дефекты в виде кратеров. И «перекрыть» их не удастся и за десять последующих проходов.

Да и в сказки о возможности нанесения полимочевины на влажный металл, рекомендуется не верить. То есть, чтобы получить надёжное и долговечное покрытие и использовать отличную адгезию полимочевины к металлу, бетону, дереву, необходимо всё же провести подготовительные работы с основанием.

Если это кирпичный фундамент, то мы рекомендуем предварительно его оштукатурить песчано-цементной смесью по армирующей сетке. Железобетонные фундаменты предварительно очищаются от «бетонного молока», удаляется рыхлый слой, пыль, и затем наносится грунт. В результате вы получите надежную и эффективную гидроизоляцию.

10. Характеристики покрытия

Размещено на Allbest.ru