В последние годы термин «полимочевина» привлекает к себе пристальное внимание специалистов, работающих в самых различных областях техники, промышленности и строительства, — везде, где актуальной является проблема создания эффективных и долговечных, экологичных и высокотехнологичных антикоррозионных и гидроизоляционных покрытий. Этому интересу далеко не всегда сопутствует четкое понимание того, а что, собственно, представляет собой полимочевина. Является ли она абсолютно новым полимерным материалом с доселе не виданными свойствами, «революционным прорывом в области полимерных покрытий», как утверждают некоторые мифотворцы, или, наоборот, всего лишь рекламным трюком, не заслуживающим серьезного внимания, как считают некоторые скептики. Истина, очевидно, как всегда, посредине.
Первые упоминания о полимочевине в технической литературе относятся к 80-м годам прошлого века, когда в ходе развития технологии RIM (реакционное инжекционное формование), которая и по сегодняшний день широко применяется в автомобилестроении при производстве некоторых крупногабаритных деталей, например бамперов, усилиями фирмы Texaco Chemical (позднее вошла в состав Huntsman Corporation) вместо традиционных для химии полиуретанов высокомолекулярных полиэфирполиолов стали применять полиэфирамины – схожие с ними продукты, но содержащие на концах макромолекул не гидроксильные, а аминные группы. Это позволило повысить производительность технологического процесса, сократив время формования деталей до нескольких секунд.Полимочевина: свойства и применение. Что такое полимочевина
О материалах -
Полимочевина
Что такое полимочевина? Краткий исторический экскурс
Специалистам этой же фирмы принадлежит идея коммерциализации новой химической технологии в совершенно иной области техники – напыляемых полимерных покрытиях. На это ушло более 10 лет и потребовалась серьезная работа по синтезу аминных сшивателей (удлинителей цепи) и изоцианатных форполимеров, а также по созданию принципиально нового оборудования и преодолению таких «детских болезней», как плохое смачивание подложки, низкая межслойная адгезия и посредственное качество поверхности покрытий. Новый полимер получил название «полимочевина» (polyurea), а новая технология – «напыляемые полимочевинные эластомерные покрытия» (spray polyurea elastomer coatings).
Бурное развитие рынка напыляемых покрытий началось в конце 90-х годов в США и Канаде, где в 2000 г. была создана Ассоциация развития полимочевины (PDA), объединяющая поставщиков сырья, производителей систем компонентов и оборудования, а также подрядчиков, выполняющих монтаж покрытий на объектах. В первую очередь наиболее заметный рост был отмечен применительно к защитному слою поверх пенополиуретановой изоляции на кровлях и износостойкому покрытию кузовов популярных в Америке пикапов, а также при ремонтных работах на трансаляскинском нефтепроводе. К настоящему времени объем производства полимочевины в Северной Америке достигает нескольких десятков тысяч тонн в год. Высокие темпы роста отмечены и в Азии. В более консервативной Европе рынок напыляемых покрытий только начал формироваться в последние годы.
В России рынок полимочевины, как и в целом полимерных покрытий, находится в зачаточном состоянии, хотя и здесь нельзя не заметить произошедшие за последние 1-2 года изменения. Основными предпосылками для роста потребления полимочевины в России являются, во-первых, большая потребность в эффективных материалах для гидроизоляции и защиты от коррозии, адаптированных к суровым климатическим условиям, и, во-вторых, заинтересованность многочисленных российских фирм, уже имеющих необходимое оборудование, но использующих его исключительно для напыления пенополиуретана, в более полной загрузке своих установок.
Параллельно с совершенствованием рецептур и оборудования идет постоянный поиск новых возможностей применения. Ниже перечислены только некоторые из них:
Облицовка изготовленных из бетона емкостей, отстойных прудов, резервуаров, плотин, каналов, насыпей, туннелей, труб, колодцев; гидроизоляция и декоративное покрытие чаш, стен и полов плавательных бассейнов.
Гидроизоляция полов и стен в производствах с высокой влажностью и коррозионным воздействием агрессивных жидкостей.
Напольные покрытия производственных и складских помещений, торговых центров, многоэтажных парковок.
Защита поверхности бетонных мостов от воздействия солей-антиобледенителей.
Антикоррозионные покрытия по металлу: внутренние и наружные покрытия стальных емкостей, силосов и труб, мостов, опор, свай, корабельных палуб.
Гидрозащитные кровельные покрытия, в том числе наносимые поверх теплоизоляционного слоя из жесткого напыляемого пенополиуретана
Облицовка платформ грузовых автомобилей, самосвалов, вагонов для перевозки зерна, угля, минеральных удобрений и других сыпучих грузов; защита от износа горнодобывающего оборудования, дробильных установок.
Создание бесшовных пленочных покрытий, наносимых на подложку из геотекстиля, для обкладки земляных котлованов-отстойников, предназначенных для удержания различных жидкостей.
Сходство и различия между полиуретаном и полимочевиной отчетливо видны из представленных ниже в упрощенном виде химических реакций:
Из них, в частности, следует, что:
Компонент «Б» (изоцианат, отвердитель), представляющий собой в данном случае форполимер с концевыми изоцианатными группами, в обеих системах по сути одинаков, что дает основание классифицировать полимочевину как одну из разновидностей полиуретанов. Во избежание путаницы в терминах необходимо помнить, что в США и Канаде, в отличие от всего остального мира, принято именовать изоцианат компонентом «А» (A-side), а смолу (базу, полиол) — компонентом «Б» (B-side).
Основой компонента «А» полиуретановых систем служат полиолы — простые и/или сложные полиэфиры с концевыми гидроксильными группами. Как правило, для ускорения реакции образования полиуретанов (I) используют добавки катализаторов. Основой компонента «А» полимочевины служат полиэфирамины с концевыми аминогруппами, намного превосходящими гидроксильные группы по реакционной способности с изоцианатами. Реакция образования полимочевины (II) проходит очень быстро даже на холодных поверхностях и не нуждается в катализаторах, то есть является автокаталитической.
Важное значение в понимании различия между полиуретаном и полимочевиной имеет побочная реакция (III) изоцианата с водой, проходящая с выделением углекислого газа и способная ухудшить качество покрытия. По скорости она сравнима с реакцией (I) образования полиуретана, но значительно уступает реакции (II) образования полимочевины. И поскольку влага в тех или иных количествах присутствует везде – на поверхности и в порах субстрата, в окружающем воздухе и в самом компоненте «А», процесс нанесения полиуретановых покрытий является уязвимым, не очень надежным и зависимым от внешних условий, чаще всего неблагоприятных, особенно в России с ее преимущественно холодным и сырым климатом.
Обязательным условием для получения полимочевинного покрытия надлежащего качества является хорошее смешивание компонентов «А» и «Б». Поскольку скорость их реакции высока, смешивание должно происходить за очень короткое время. Этому требованию отвечают специальные двухкомпонентные распылительные установки, обеспечивающие точное дозирование компонентов «А» и «Б» в заданном соотношении (обычно 1:1 по объему), под давлением 150-250 атм и при температуре 60-80°С, и тонкое распыление смеси с помощью самоочищающегося распылительного пистолета, снабженного смесительной камерой высокого давления. Подогрев компонентов, желательно раздельный, нужен не для чего иного, как для снижения вязкости каждого из них до уровня ниже 100 мПа*с, одного из важных условий качественного смешивания. Чем выше температура и давление компонентов, тем тоньше их смешивание и выше физико-механические свойства полимерной пленки. Установки компактны и вместе с компрессором и минимальным запасом компонентов могут размещаться на базе небольшого грузовика типа «Газели». Большая длина обогреваемых шлангов (до 90 м) позволяет быстро разворачивать такой мобильный комплекс на объекте и заниматься укладкой покрытия без перемещения оборудования и бочек с компонентами. Обычные двухкомпонентные дозаторы низкого и среднего давления со статическими или механическими смесителями и промывкой смесительной камеры растворителями, широко применяемые для переработки менее реактивных систем, таких как эпоксидные, полиуретановые и полиэфирные смолы, для полимочевины непригодны.
В противном случае нарушение пропорции дозировки компонентов неизбежно приведет к тем или иным дефектам материала покрытия, которое придется удалять ценой больших потерь времени и сил.
Не менее важно надлежащее техническое обслуживание оборудования, которое может обеспечить только профессиональный, хорошо обученный и опытный персонал, знающий как техническую сторону оборудования, так и особенности химической технологии применяемых материалов.
При всем многообразии полимерных покрытий, полимочевина занимает в их ряду особое место благодаря следующим уникальным особенностям:
Большинство традиционных полимерных покрытий (эпоксидных, полиэфирных, акриловых, хлорсульфополиэтиленовых, каучуковых, и др.) наносятся тонкими слоями в несколько проходов с длительной промежуточной сушкой и отверждаются 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.
Покрытия на полиуретановой основе могут наноситься только на идеально сухую поверхность с температурой, превышающей точку росы не менее чем на 3°С, при относительной влажности воздуха не более 80%. Содержимое бочек с компонентами даже в течение короткого времени работы должно быть надежно изолировано от контакта с атмосферной влагой. Выполнение этих требований не всегда возможно или затруднительно, а несоблюдение их приводит к большим экономическим потерям в виде безнадежно испорченного покрытия вследствие его подвспенивания или наличия микропор, мелких отверстий, пузырьков и кратеров. Напротив, скорость реакции мочевинообразования столь высока, что побочная реакция изоцианата с водой не может с ней конкурировать, и опасности выделения СО2 не существует. Поэтому полимочевина мало чувствительна к влажности и может наноситься в экстремальных условиях, при которых все остальные полимерные покрытия неработоспособны.
Разумеется, нет и не может быть идеального материала, превосходящего все прочие по всем показателям. Но для полимочевины список ограничений, сдерживающих ее широкое распространение, сравнительно короток. К ним относятся:
Дорогое сырье. Система для напыляемого полимочевинного покрытия представляет собой поставляемые в раздельной упаковке (бочки, канистры) жидкие компоненты «А» и «Б». Для их приготовления на специализированных химических предприятиях используются, в зависимости от рецептуры, от 10 до 20 сырьевых ингредиентов, как правило дорогостоящих. При этом практически ни один из них в России не производится. Справедливости ради надо отметить, что аналогичная ситуация характерна и для всех прочих качественных полимерных материалов.
Дорогое оборудование. В зависимости от модели (рабочего давления, производительности насосов, мощности нагревателей и типа привода) двухкомпонентного дозатора, его комплектации (обогреваемые шланги, бочковые насосы, блок рециркуляции), марки пистолета-распылителя, производительности компрессора и набора запчастей и принадлежностей, цена комплекта оборудования у различных его поставщиков колеблется в пределах 27-40 тысяч долларов США. Относительная дороговизна оборудования, впрочем, имеет и свою положительную сторону, поскольку создает рыночный барьер для мелких, с низким уровнем ответственности и профессиональной подготовки, субподрядчиков.
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.
Посредственная стойкость к ультрафиолету. Под действием ультрафиолетовых лучей в сочетании с другими вредными атмосферными факторами ароматическая полимочевина быстро теряет глянец и меняет исходный цвет в сторону коричневых тонов. Эти изменения являются первыми признаками деструкции полимера, сопровождаемой постепенным ухудшением его физико-механических показателей.Поэтому для наружных работ обязательным условием обеспечения длительной эксплуатационной стойкости гидроизоляции является ее окрашивание светостойкими защитными покрытиями либо отказ от применения ароматической полимочевины в пользу более дорогой, но и более светостойкой алифатической полимочевины.
Полимочевина общего назначения, за исключением специальных марок, обладает весьма ограниченной химической стойкостью. Она устойчива к воздействию средне агрессивных химических реагентов (вода, растворы солей, разбавленные кислоты и щелочи), но разрушается или набухает под действием многих растворителей и концентрированных кислот и не годится в качестве защитного покрытия, находящегося в постоянном контакте с высоко агрессивными химикалиями.
Перед принятием решения о проведении работ необходимо оценить возможность принятия мер по недопущению случайного попадания аэрозоля полимочевины на расположенные в зоне его досягаемости окна, оборудование, транспортные средства и т.п., во избежание нанесения их собственникам серьезного ущерба
К сожалению, с первых дней продвижения на рынок имиджу новой технологии наносила серьезный вред переоценка ее возможностей, во многом действительно незаурядных и отмеченных выше. Этому в немалой степени поспособствовали эффектные, но не имеющие никакого практического значения рекламные ролики некоторых зарубежных фирм, демонстрирующие, например, напыление полимочевины прямо на лед и воду, но никогда не показывающие трудоемкую и кропотливую работу по подготовке изолируемых поверхностей на реальных объектах, почти всегда предшествующую нанесению финишного полимочевинного покрытия. В результате многие новички, идя на поводу иллюзии кажущейся простоты процесса и стремясь свести к минимуму черновую подготовительную работу, испытывают на первых порах разочарование и несут большие материальные потери, не получая ожидаемого результата. Так, при напылении полимочевины в качестве напольного покрытия необходимо отдавать себе отчет в том, что, как и любое другое тонкослойное покрытие, оно лишь подчеркнет, а не скроет все дефекты и неровности плохо подготовленного, не выровненного бетонного основания. Соблазн нанести полимочевину, как и любой другой самотвердеющий полимер, на пористую подложку (бетон, цементно-песчаная стяжка или даже фанера) без ее предварительного грунтования неизбежно приведет к многочисленным дефектам в виде кратеров, «перекрыть» которые не удастся ни за один, ни за два последующих прохода. Возможность напыления полимочевины на неочищенную, не обработанную праймером и мокрую сталь – также не более чем миф. Действительно, полимочевина прощает некоторые мелкие огрехи подготовки поверхности, но в приведенном примере полного игнорирования общепринятых правил рассчитывать на высокую адгезию полимера к основанию не приходится.
Close X
www.xn--o1aaap.xn--p1ai
В последние годы термин «полимочевина» привлекает к себе пристальное внимание специалистов, работающих в самых различных областях техники, промышленности и строительства, — везде, где актуальной является проблема создания эффективных и долговечных, экологичных и высокотехнологичных антикоррозионных и гидроизоляционных покрытий. Этому интересу далеко не всегда сопутствует четкое понимание того, а что, собственно, представляет собой полимочевина. Является ли она абсолютно новым полимерным материалом с доселе не виданными свойствами, «революционным прорывом в области полимерных покрытий», как утверждают некоторые мифотворцы, или, наоборот, всего лишь рекламным трюком, не заслуживающим серьезного внимания, как считают некоторые скептики. Истина, очевидно, как всегда, посредине.
Первые упоминания о полимочевине в технической литературе относятся к 80-м годам прошлого века, когда в ходе развития технологии RIM (реакционное инжекционное формование), которая и по сегодняшний день широко применяется в автомобилестроении при производстве некоторых крупногабаритных деталей, например бамперов, усилиями фирмы Texaco Chemical (позднее вошла в состав Huntsman Corporation) вместо традиционных для химии полиуретанов высокомолекулярных полиэфирполиолов стали применять полиэфирамины – схожие с ними продукты, но содержащие на концах макромолекул не гидроксильные, а аминные группы. Это позволило повысить производительность технологического процесса, сократив время формования деталей до нескольких секунд.
Специалистам этой же фирмы принадлежит идея коммерциализации новой химической технологии в совершенно иной области техники – напыляемых полимерных покрытиях. На это ушло более 10 лет и потребовалась серьезная работа по синтезу аминных сшивателей (удлинителей цепи) и изоцианатных форполимеров, а также по созданию принципиально нового оборудования и преодолению таких «детских болезней», как плохое смачивание подложки, низкая межслойная адгезия и посредственное качество поверхности покрытий. Новый полимер получил название «полимочевина» (polyurea), а новая технология – «напыляемые полимочевинные эластомерные покрытия» (spray polyurea elastomer coatings).
Бурное развитие рынка напыляемых покрытий началось в конце 90-х годов в США и Канаде, где в 2000 г. была создана Ассоциация развития полимочевины (PDA), объединяющая поставщиков сырья, производителей систем компонентов и оборудования, а также подрядчиков, выполняющих монтаж покрытий на объектах. В первую очередь наиболее заметный рост был отмечен применительно к защитному слою поверх пенополиуретановой изоляции на кровлях и износостойкому покрытию кузовов популярных в Америке пикапов, а также при ремонтных работах на трансаляскинском нефтепроводе. К настоящему времени объем производства полимочевины в Северной Америке достигает нескольких десятков тысяч тонн в год. Высокие темпы роста отмечены и в Азии. В более консервативной Европе рынок напыляемых покрытий только начал формироваться в последние годы.
В России рынок полимочевины, как и в целом полимерных покрытий, находится в зачаточном состоянии, хотя и здесь нельзя не заметить произошедшие за последние 1-2 года изменения. Основными предпосылками для роста потребления полимочевины в России являются, во-первых, большая потребность в эффективных материалах для гидроизоляции и защиты от коррозии, адаптированных к суровым климатическим условиям, и, во-вторых, заинтересованность многочисленных российских фирм, уже имеющих необходимое оборудование, но использующих его исключительно для напыления пенополиуретана, в более полной загрузке своих установок.
Параллельно с совершенствованием рецептур и оборудования идет постоянный поиск новых возможностей применения. Ниже перечислены только некоторые из них:
Сходство и различия между полиуретаном и полимочевиной отчетливо видны из представленных ниже в упрощенном виде химических реакций:
Из них, в частности, следует, что:
Обязательным условием для получения полимочевинного покрытия надлежащего качества является хорошее смешивание компонентов «А» и «Б». Поскольку скорость их реакции высока, смешивание должно происходить за очень короткое время. Этому требованию отвечают специальные двухкомпонентные распылительные установки, обеспечивающие точное дозирование компонентов «А» и «Б» в заданном соотношении (обычно 1:1 по объему), под давлением 150-250 атм и при температуре 60-80°С, и тонкое распыление смеси с помощью самоочищающегося распылительного пистолета, снабженного смесительной камерой высокого давления. Подогрев компонентов, желательно раздельный, нужен не для чего иного, как для снижения вязкости каждого из них до уровня ниже 100 мПа*с, одного из важных условий качественного смешивания. Чем выше температура и давление компонентов, тем тоньше их смешивание и выше физико-механические свойства полимерной пленки. Установки компактны и вместе с компрессором и минимальным запасом компонентов могут размещаться на базе небольшого грузовика типа «Газели». Большая длина обогреваемых шлангов (до 90 м) позволяет быстро разворачивать такой мобильный комплекс на объекте и заниматься укладкой покрытия без перемещения оборудования и бочек с компонентами. Обычные двухкомпонентные дозаторы низкого и среднего давления со статическими или механическими смесителями и промывкой смесительной камеры растворителями, широко применяемые для переработки менее реактивных систем, таких как эпоксидные, полиуретановые и полиэфирные смолы, для полимочевины непригодны.
Очень важен правильный выбор оборудования. Оно должно в полной мере соответствовать конкретному распыляемому полимерному материалу, поскольку для каждого из них необходима своя температура, давление, размер шлангов, вид распылительного пистолета, типоразмер смесительной камеры и сопла и т.д. Установка должна быть снабжена автоматическим контролирующим устройством, подающим сигналы или прекращающим работу насосов при появлении сбоя в дозировке одного из компонентов, означающего нарушение соотношения смешивания вследствие неисправности оборудования или засоренности фильтров.
В противном случае нарушение пропорции дозировки компонентов неизбежно приведет к тем или иным дефектам материала покрытия, которое придется удалять ценой больших потерь времени и сил.
Не менее важно надлежащее техническое обслуживание оборудования, которое может обеспечить только профессиональный, хорошо обученный и опытный персонал, знающий как техническую сторону оборудования, так и особенности химической технологии применяемых материалов.
При всем многообразии полимерных покрытий, полимочевина занимает в их ряду особое место благодаря следующим уникальным особенностям:
Разумеется, нет и не может быть идеального материала, превосходящего все прочие по всем показателям. Но для полимочевины список ограничений, сдерживающих ее широкое распространение, сравнительно короток. К ним относятся:
К сожалению, с первых дней продвижения на рынок имиджу новой технологии наносила серьезный вред переоценка ее возможностей, во многом действительно незаурядных и отмеченных выше. Этому в немалой степени поспособствовали эффектные, но не имеющие никакого практического значения рекламные ролики некоторых зарубежных фирм, демонстрирующие, например, напыление полимочевины прямо на лед и воду, но никогда не показывающие трудоемкую и кропотливую работу по подготовке изолируемых поверхностей на реальных объектах, почти всегда предшествующую нанесению финишного полимочевинного покрытия. В результате многие новички, идя на поводу иллюзии кажущейся простоты процесса и стремясь свести к минимуму черновую подготовительную работу, испытывают на первых порах разочарование и несут большие материальные потери, не получая ожидаемого результата. Так, при напылении полимочевины в качестве напольного покрытия необходимо отдавать себе отчет в том, что, как и любое другое тонкослойное покрытие, оно лишь подчеркнет, а не скроет все дефекты и неровности плохо подготовленного, не выровненного бетонного основания. Соблазн нанести полимочевину, как и любой другой самотвердеющий полимер, на пористую подложку (бетон, цементно-песчаная стяжка или даже фанера) без ее предварительного грунтования неизбежно приведет к многочисленным дефектам в виде кратеров, «перекрыть» которые не удастся ни за один, ни за два последующих прохода. Возможность напыления полимочевины на неочищенную, не обработанную праймером и мокрую сталь – также не более чем миф. Действительно, полимочевина прощает некоторые мелкие огрехи подготовки поверхности, но в приведенном примере полного игнорирования общепринятых правил рассчитывать на высокую адгезию полимера к основанию не приходится.
www.npkreagent.ru
Применение полимочевины в областях промышленности и строительства:
Промышленность покрытий проделала длинный путь от производства мастик на основе модифицированного битума, каучука и растворителей до современных покрытий на основе полиуретана и полимочевины. За последние 30 лет инженеры-химики создали инновационные полимерные смолы, не содержащие в своём составе растворителей, имеющие высокую прочность и относительное удлинение, быстрое время реакции, высокую износостойкость и способность противостоять воздействию химикатов. Сегодняшние современные покрытия, включая полиуретан и полимочевину, являются самыми перспективными среди наиболее продвинутых развитых смол. Полимочевина, больше чем любое другое покрытие на основе полимерных смол, выделяется в многосторонности применения, прочности и долговечности. Полимочевина — следующий шаг в развитии покрытий.
Материал полимочевины имеет два компонента: многофункциональный предполимер изоцианата и смесь смолы. Смесь смолы - это комбинация сшитых аминами удлинённой цепи. В отличие от полиуретанов, никакие полиэфиры не используются в изготовлении смол полимочевины. Когда материалы смешиваются вместе в оборудовании высокого давления - изоцианаты и аминные составляющие смолы реагируют, получая полимочевину.
Впервые полимочевина была разработана в 1989 Texaco Chemical Co. В первые годы после внедрения в практику полимочевина была отнесена к классу полиуретанов и лишь в последние семь лет была выделена в самостоятельный класс покрытий.
Строители, подрядчики, инженеры и производители нуждаются в быстрореагирующей, нечувствительной к влажности системе покрытия. В их требования входит разнообразие физических свойств, превосходной адгезии, хороший внешний вид, превосходный предел прочности и высокое сопротивление износу. Система покрытий из полимочевины подходит под самые жёсткие требования. Прекрасные физические свойства полимочевины обеспечивают успех её применения.
Физические свойства полимочевины:
Быстрое время реакции полимочевины (5—15 секунд) оставляет полиуретан и материалы из эпоксидной смолы далеко позади. Это — автокаталитический полимер. Быстрое время реакции полимочевины позволяет наносимому покрытию не реагировать с влажностью воздуха и влажностью основания, так что материал может быть легко нанесён по холодному или влажному основанию, типа стали, бетона, древесины или полиуретановой пены. Быстрое время реакции — большое преимущество полимочевины. В случае ремонта кровель, окраски судов и т.д. заказчики хотят, чтобы работа была выполнена как можно скорее. Применение быстро реагирующих покрытий из полимочевины позволяет выполнить ремонт в течение нескольких часов, тогда как большинство покрытий из полиуретана или покрытий эпоксидной смолы требуют 24—48 часов до того, как покрытые области могут использоваться по прямому назначению.
Полимочевина часто используется, чтобы защитить поверхность стальных трубопроводов без дорогого оборудования. Нанесение полимочевины осуществляется очень быстро, и труба может почти немедленно быть зарыта в землю. Много трубопроводов во всем мире, включая трубопровод штата Аляска, были покрыты с использованием этой технологии, чтобы ускорить производство и свести затраты на обслуживание трубопроводов к минимуму.
В возможности нанесения на влажное основание полимочевина выигрывает у любого изделия на рынке сегодня. Полиуретаны могут быть чувствительны к высокой влажности воздуха и влажности основания. В результате, изоцианатный компонент будет реагировать с атмосферной влажностью или высокой влажностью основания с выделением углекислого газа и соответствующего вспенивания покрытия. Напротив, полимочевина не реагирует с водой.
Реакция сшивки Компонента А и Компонента B в системе полимочевины настолько быстра, что никакая влажность не может оказать воздействия. Это большое преимущество во влажном климате и в регионах с высокой влажностью.
В целом, покрытия из полимочевины — наиболее универсальная защита для бетона. Покрытия из полимочевины используются для устройства полов, автостоянок, защиты мостов, судовых палуб, для устройства гидроизоляции.
Если основание является сырым или имеет следы обледенения, полимочевина выполнит своё предназначение намного лучше, чем полиуретаны. Многие заказчики и строители были удивлены, когда Texaco показал видеоматериалы о полимочевине, распыляемой по льду и воде, не затрагивая реакцию компонентов. С этой демонстрацией вообще не сталкиваются в реальном применении. Использование любого покрытия по чрезмерно влажному или обледенелому основанию может иметь низкую адгезию.
Сопротивление абразивному воздействию у полимочевины выше, чем у других покрытий, особенно по сравнению с эпоксидными смолами. Из-за высокого относительного удлинения и превосходной прочности покрытия из полимочевины не подвержены образованию трещин.
Благодаря своему молекулярному строению полимочевины лучше сопротивляются высокой температуре, не оседают и поддерживают форму.
При пожаре полимочевины ведут себя намного лучше, чем другие полимерные смолы. Способность к самозатуханию и сопротивление распространению пламени происходит из-за молекулярной структуры полимочевин. Подвергнутый постоянному пламени в течение 20—30 секунд образец полимочевины не будет поддерживать огонь.
Все виды покрытий из полимочевины являются высокоустойчивыми к воздействию различных химических веществ. Растворители, нефтепродукты, масла, щёлочи и разбавленные кислоты не оказывают никакого влияния на покрытия из полимочевины. Полимочевины, сделанные на алифатических предполимерах изоцианата, являются высоко погодоустойчивыми и не теряют блеска и цвета. Ароматические полимочевины под воздействием УФ облучения приобретают матовую поверхность. Изменения в структуре покрытия не происходит. Поэтому для долговременного сохранения внешнего вида необходимо использовать алифатические покрытия.
build.novosibdom.ru
Полимочевины (поликарбамиды) — синтетические полимеры, содержащие в главной цепи фрагменты мочевины -NH-CO-NH- и получаемые переамидированием мочевины алифатическими диаминами либо сополимеризацией диизоцианатов с олигомерными ди- или полиаминами (поэтому термин не применяется по отношению к мочевино-формальдегидным смолам, синтезируемым поликонденсацией мочевины и формальдегида). Полимочевины структурно сходны с полиуретанами, синтезируемыми сополимеризацией диизоцианатов с полиолами и, подобно полиуретанам, являются эластомерами.
Первым поликарбамидным полимером, синтезируемым в промышленных масштабах, стала полинонаметиленмочевина, получаемая переамидированием мочевины нонаметилендавином:
h3N(Ch3)Nh3 + h3NCONh3 (-(Ch3)NHCONH-)n + Nh4Этот эластомер начал производиться японской компанией Toyo Koatsu (подразделение Mitsui Chemicals), выпустившей в начале 1960-х на его основе синтетическое волокно урилон (англ. urylon)[1].
Полимочевины также синтезируют поликонденсацией диизоцианатов с олигомерами — полиаминами:
OCN-R-NCO + h3N-R'-Nh3 (-CONHR-NHCONH-R'-NH-)nВ качестве изоцианатной компоненты реакционной смеси используются как ароматические (4,4'-дифенилметандиизоцианат), так и алифатические (изофорондиизоцианат, гексаметилендиизоцианат, а также его димер и тример) диизоцианаты.
В качестве аминной компоненты используются алифатические ди- и полиамины на основе алифатических простых олигомерных полиэфиров, чаще всего — полипропиленоксиддиамина [h3N(-CH(Ch4)Ch3O-)n]2R. В олигомерную полиаминную смесь в качестве модификаторов времени отвержения[неизвестный термин] добавляют также мономерные ароматические диамины — как первичные (например, изомерные диамино-3,5-диэтилтоуолы), так и вторичные (N,N'-алкил-4,4'-дифенилметаны).
Гидролиз изоцианатов с выделением углекислотыПоскольку амины являются более сильными нуклеофилами, чем спирты, то скорость реакции образования полимочевин значительно выше, чем полиуретанов, что обеспечивает, с одной стороны, быстрое отвержение покрытий на их основе, но, с другой стороны, требует более сложного технологического оформления процесса формовки изделий из них.
Другой особенностью полимочевин, обусловленной большей, по сравнению с водой, нуклеофильностью аминов, является меньшая, по сравнению с полиуретанами, чувствительность процесса к влаге и, соответственно, меньшее вспенивание композизии из-за выделения CO2 при гидролизе изоцианата.
Наибольшее применение полимочевины нашли в качестве основы для быстрозатвердевающих эластомерных покрытий, при этом изоцианатный и аминный компоненты, подающиеся дозирующими насосами, смешиваются непосредственно в распылителе и реакционная смесь наносится на поверхность, где и происходит полимеризация.
Для формирования монолитных изделий из полимочевин используется реакционно-литьевое формование (англ. Reaction Injection Molding, RIM), при котором изоцианатный и полиаминный компоненты смешиваются непосредственно перед впрыском в форму.
dic.academic.ru
Применение полимочевины в областях промышленности и строительства:
Промышленность покрытий проделала длинный путь от производства мастик на основе модифицированного битума, каучука и растворителей до современных покрытий на основе полиуретана и полимочевины. За последние 30 лет инженеры-химики создали инновационные полимерные смолы, не содержащие в своём составе растворителей, имеющие высокую прочность и относительное удлинение, быстрое время реакции, высокую износостойкость и способность противостоять воздействию химикатов. Сегодняшние современные покрытия, включая полиуретан и полимочевину, являются самыми перспективными среди наиболее продвинутых развитых смол. Полимочевина, больше чем любое другое покрытие на основе полимерных смол, выделяется в многосторонности применения, прочности и долговечности. Полимочевина — следующий шаг в развитии покрытий.
Материал полимочевины имеет два компонента: многофункциональный предполимер изоцианата и смесь смолы. Смесь смолы - это комбинация сшитых аминами удлинённой цепи. В отличие от полиуретанов, никакие полиэфиры не используются в изготовлении смол полимочевины. Когда материалы смешиваются вместе в оборудовании высокого давления - изоцианаты и аминные составляющие смолы реагируют, получая полимочевину.
Впервые полимочевина была разработана в 1989 Texaco Chemical Co. В первые годы после внедрения в практику полимочевина была отнесена к классу полиуретанов и лишь в последние семь лет была выделена в самостоятельный класс покрытий.
Строители, подрядчики, инженеры и производители нуждаются в быстрореагирующей, нечувствительной к влажности системе покрытия. В их требования входит разнообразие физических свойств, превосходной адгезии, хороший внешний вид, превосходный предел прочности и высокое сопротивление износу. Система покрытий из полимочевины подходит под самые жёсткие требования. Прекрасные физические свойства полимочевины обеспечивают успех её применения.
Физические свойства полимочевины:
Быстрое время реакции полимочевины (5—15 секунд) оставляет полиуретан и материалы из эпоксидной смолы далеко позади. Это — автокаталитический полимер. Быстрое время реакции полимочевины позволяет наносимому покрытию не реагировать с влажностью воздуха и влажностью основания, так что материал может быть легко нанесён по холодному или влажному основанию, типа стали, бетона, древесины или полиуретановой пены. Быстрое время реакции — большое преимущество полимочевины. В случае ремонта кровель, окраски судов и т.д. заказчики хотят, чтобы работа была выполнена как можно скорее. Применение быстро реагирующих покрытий из полимочевины позволяет выполнить ремонт в течение нескольких часов, тогда как большинство покрытий из полиуретана или покрытий эпоксидной смолы требуют 24—48 часов до того, как покрытые области могут использоваться по прямому назначению.
Полимочевина часто используется, чтобы защитить поверхность стальных трубопроводов без дорогого оборудования. Нанесение полимочевины осуществляется очень быстро, и труба может почти немедленно быть зарыта в землю. Много трубопроводов во всем мире, включая трубопровод штата Аляска, были покрыты с использованием этой технологии, чтобы ускорить производство и свести затраты на обслуживание трубопроводов к минимуму.
В возможности нанесения на влажное основание полимочевина выигрывает у любого изделия на рынке сегодня. Полиуретаны могут быть чувствительны к высокой влажности воздуха и влажности основания. В результате, изоцианатный компонент будет реагировать с атмосферной влажностью или высокой влажностью основания с выделением углекислого газа и соответствующего вспенивания покрытия. Напротив, полимочевина не реагирует с водой.
Реакция сшивки Компонента А и Компонента B в системе полимочевины настолько быстра, что никакая влажность не может оказать воздействия. Это большое преимущество во влажном климате и в регионах с высокой влажностью.
В целом, покрытия из полимочевины — наиболее универсальная защита для бетона. Покрытия из полимочевины используются для устройства полов, автостоянок, защиты мостов, судовых палуб, для устройства гидроизоляции.
Если основание является сырым или имеет следы обледенения, полимочевина выполнит своё предназначение намного лучше, чем полиуретаны. Многие заказчики и строители были удивлены, когда Texaco показал видеоматериалы о полимочевине, распыляемой по льду и воде, не затрагивая реакцию компонентов. С этой демонстрацией вообще не сталкиваются в реальном применении. Использование любого покрытия по чрезмерно влажному или обледенелому основанию может иметь низкую адгезию.
Сопротивление абразивному воздействию у полимочевины выше, чем у других покрытий, особенно по сравнению с эпоксидными смолами. Из-за высокого относительного удлинения и превосходной прочности покрытия из полимочевины не подвержены образованию трещин.
Благодаря своему молекулярному строению полимочевины лучше сопротивляются высокой температуре, не оседают и поддерживают форму.
При пожаре полимочевины ведут себя намного лучше, чем другие полимерные смолы. Способность к самозатуханию и сопротивление распространению пламени происходит из-за молекулярной структуры полимочевин. Подвергнутый постоянному пламени в течение 20—30 секунд образец полимочевины не будет поддерживать огонь.
Все виды покрытий из полимочевины являются высокоустойчивыми к воздействию различных химических веществ. Растворители, нефтепродукты, масла, щёлочи и разбавленные кислоты не оказывают никакого влияния на покрытия из полимочевины. Полимочевины, сделанные на алифатических предполимерах изоцианата, являются высоко погодоустойчивыми и не теряют блеска и цвета. Ароматические полимочевины под воздействием УФ облучения приобретают матовую поверхность. Изменения в структуре покрытия не происходит. Поэтому для долговременного сохранения внешнего вида необходимо использовать алифатические покрытия.
build.novosibdom.ru