ЗАРУБЕЖНЫЙ ОПЫТ ПРОИЗВОДСТВА И ПРИМЕНЕНИЯ ПЕНОПЛАСТОВ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ

ПОЛ МУР ПАНОВЫ Е ПННОПЛАСТЫ

Для получения полнуретапового пенопласта применяют динзоцианаты и полиэфиры или алкидные смолы.

Применяя различные по химической структуре полиэфиры и динзоцианаты, получают жесткие, эластичные и полужест­кие полнуреганопые пенопласты с различными по величине ячейками и характером пористости.

При производстве эластичных полиуретанов применяют тинзоцнаиат и линейный или слабо разветвленный полиэфир.

Для производства жестких пенополиуретанов применяют пшзоциаиат и сильно разветвленные полиэфиры, которые по - чаю. верификацией днкарбоповых кислот трнолом или

Смееыо триолов с диоламн. При добавлении воды днп. шцпапаг разлагается, выделяя углекислый газ, который вспенивает высокомолекулярный полиуретан в процессе его образования.

Установлено [53], что для получения эластичных пен при­менение толуилендиизоцианата при соотношении изомеров 60:40 является наилучшим. При комнатной температуре пено - материал образуется медленно, поэтому для ускорения про­цесса используют катализаторы. Для лучшего диспергирова­ния катализатора и воды со смесью полиэфира н динзоциаиа - та вводят эмульгирующий агент. Для изменення структуры, повышения износоустойчивоегп и огнестойкости часто добав­ляют другие материалы.

Примерное соотношение компонентов для получения поли - уретапового пенопласта различного объемного веса ирпведе по в табл. 6.

Впервые полнуретаповые пенопласты были получены в ФРГ [54. 55,56].

В ФРГ полиуретановый пенопласт выпускают под маркой «Moltopren». Фирма «Farbenfabrik Bauer Aktiengeselschaft» впервые разработала специальную установку для получения полиуретанового пенопласта.

Полиэфир, дпизоцианат. активаторы и эмульгаторы дози­руются и подаются с помощью насосов в смесительную камеру небольшого размера, из которой смесь, находящаяся в легко - подвижном состоянии, выталкивается сопловым устройством в формы. На установке осуществляется непрерывное изготов­ление блоков пенополиуретана различных размеров.

Эластичный пенопласт выпускается различных цветов в листах толщиной от 3 до 230 мм. Материал имеет сообщаю­щиеся поры, размеры которых колеблются от 0,5 до 2 мм. 32

Основные фнзпко-механнческне свойства im. niv рстатчюго пенопласта приведены в табл. 7.

В ФРГ [57] выпущены транспортабельные установки для послойного нанесення жестких пенополиуретанов непосредст­венно па месте пх потребления. Для изготовления пенополи­уретана смешивают 2 жидких компонента, нз них один подает­ся через центральное сопло установки, другой—через распо­ложенное по периферии кольцевое сопло. Вспеииванне начи­нается через 3—10 сек после нанесения, через 60 сек высыха­ние и отверждение пенополиуретана практически заканчивает­ся. Общая толщина наносимого пенополиуретана может варьироваться от 3 до 30 ил. Пенополиуретан можно наносить н па вертикальные поверхности. Производительность тлпог.- ки достигает 1,75 л/мин при давлении сжатого воздуха 4,5 кГ/см2.

Жесткий пенополиуретан «Moltopren» [58] применяется для звуко - и теплоизоляции. Жидкая смесь приготовляется в смесителе перед употреблением путем смешивания многоатом­ных спиртов (Desmopren) и полипзоциаиата (Dcsinodur) с во­дой и некоторыми добавками. Сначала многоатомный спирт смешивается с активирующими добавками в механической мешалке, затем полученная смесь и полиизоцианат насосами под высоким давлением (60—150 атм) нагнетаются в камеру емешивапня очень малого объема (до 3 елі1). Производитель­ность такого смесителя составляет 5—33 кг/мин. Готовая смесь с помощью пистолета вводится в пустотелые конструк­ции.

Фирма «Каті Пеппеске MaschinenfabriK» (ФРГ) проекти­рует и изготавливает установки для многокомпонентных 3. Зак. 2047 3-3 Пластмасс: полиуретанов, эластомеров, эпоксидных смол и т. д. [59].

На рис. 14 показан передвижной универсальный агрегат типа HZ-50 для производства двухкомпопенгных пластмасс. Этот агрегат может применяться для приготовления и нанесе­ния пенопластов из полиуретановых, эпоксидных и других смол. Производительность установки может автоматически регулироваться от 0,4 до 7 л/мин. Установка снабжена пено* смесителем в виде дополнительного агрегата.

В США производство пенополиуретана [60, 61] в последние годы возросло более чем в 7 раз. Эластичные пенопласты про­изводят, главным образом, на основе простых полиэфиров, преимущественно полимеров окиси пропилена. Полужесткие изготовляют, главным образом, на основе касторового масла.

Жесткие пенопласты получают на основе иизкомолекуляр* ных простых полиэфиров. Пенообразователем для пенополи­уретана является С02, выделяющийся при реакции воды с изоциаиатами. Однако в последнее время пенообразование осуществляется с помощью легколетучих галоидоуглеводоро - дов, которые придают пенопласту гидрофобность и хладоизо - лируюшую способность. В качестве пенообразователя приме­няют трифторхлорметан, который позволяет получать пено - 34 Пласт с очень низкой теплопроводи сгыо и ьысокой устончи востыо к старению.

Полиурстановые пенопласты имеют широкий рабочи іем - пературный иіапазон при высокой і тонкости к воздс вито разбавленных кислот, растворителей, масел, ароматі іскич* углеводородов, соленой воды, солнечного света, истирания. Они хорошо склеиваются и обладают высокими ілекгрсп >ля циоппычн свойствами.

Фирма «Brow and Forth» (США) изготовляет полнурі новый пенопласт па машине периодического действия, что сь кию с необходимостью наполнять формы заранее онре ным количеством вспепеиного материала [62].

Главными частями машины являются дозаюр. итак и смесительная головка Смола поступает самотеком из р^зер вуара емкостью '10 л к пасосу производительностью 4,5 кг/мин. Затем материал под давлением подается в теплообменник. Теплоносителем служит масло. Катализатор поступает из pt зервуара емкостью 8 л к специальному пасосу и далее чере дозатор в смесительную головку. Трубопроводы, по которым подается катализатор, изготовлены из нержавеющей стали.

Конструкция смесительной головки позволяет прерывать процесс ценообразования; при этом смола и катализатор на чикают циркулировать по замкнутому трубопроводу, линуя смесительную головку. Конструкция СМЄСІІГСЛЫЮП ГОЛСІІК,. позволяем производить очистку ее без разборки.

Смеситель, приводимый во вращение от специального электродвигателя, сконструирован таким образом, что в еі. верхнюю часть всасываются смешиваемые материалы, в ере нем иропечо ип их вспенивание, і і і нижней ік іюдае'гс форсунке дозатора.

В последнее время выпущены переносные но; И. ІІІЬ машины [63] весом около 100 кг, дающие в минуту до 0,17 .1. пены. Эти машины имеют отдельные резервуары для смолы и полнизоциаиатов, дозирующее устройство для подачи точныч порций компонентов и подвижную смесительную головку, сое диненную с дозирующим устройством гибкими рукавами. Разработаны также самоочищающиеся смесительные головки, позволяющие снизить отходы и упростить работ

Выпущены также машины пульверизирующего типа весом около 45 кг, состоящие из пистолета, дозирующего устройства н регулирующей системы Производительность таких машин— до 0,085 м3/мин. Способ пульверизации позволяет заполнять не только пространство сложной конфигурации, но и быстро готовить большие объемы изоляции без применения опалубки. Полученный жесткий пенополиуретан имеет удовлетворитель­ную паропроиицаемость, хорошо защищает стальную поверх­ность от коррозии, огнестоек и стоек к действию растворителей.

3* 35

Фирмой «Du Pont» [64] разработана новая технология из - жпдких-Л „ В - и одного газообразного компонента в спе готовления полиуретанового пенопласта, включающая пред- ииалы. ом смесителе Baxenden [69]. Компонент «А»-полимер. варительное вспенивание. В качестве газообразователя ис. состоящий 113 "зоциапового эфира или гликолевон смолы пользуют смесь 2 галогеносодержащих углеводородов: один-и эмульгатора; компонент «В» состоит из полиэфирном смолы, с низкой температурой кипения, другой—С более высокой (как катализатора и галондированного газообразователя R-11. Freon-I2 и Freon-ll). Первичное вспенивание происходит при Газообразный компонент характеризуется пизкои температу выходе реакционной смеси из смесительной головки в резуль - Р°й кипения. Когда давление в смесителе увеличивается, он тате испарения первого газообразователя; объем при этом превращается в жидкость, и эти 3 жидки? компонента тша - увеличивается в 10-12 раз. При экзотермической реакции телыю перемешиваются. В то время, как в зоне давления про - отверждения начинает испаряться второй газообразователь, текает химическая реакция смеси, газообразный компонент который завершает процесс ценообразования. свободно испаряется, вспучивая смесь. В результате получает-

Увеличению производства жестких полиуретановых пено-ся аэрозоль белого цвета с объемным весом 1.0—160 кг/м Пластов способствует широкое использование нового метода Пеномасса заливается в формы или в пустотелую конструк - получения пенопласта непосредственно в процессе изготовле - Ц1ІЮ> где и затвердевает. По окончании процесса отверждения ння изделий. Так, фирма «Carbayd» [65] производит полупро - получается жесткий пенопласт с объемным весом ЗО кгім Дукты для производства жесткого пенопласта непосредственно Отверждение может происходить в течение нескольких минут в процессе изготовления изделия в открытых формах. Полученный пенопласт содержит равно-

В производстве жестких пенопластов все более зиачитель- мерно распределенные закрытые поры, обладает хорошими ное место занимает фирма «Corvin», производящая полимети - механическими и теплоизоляционными свойствами и инертен ленполнфенилизоцианат. Этот продукт используется, главным к большинству растворителей.

Образом, для военных целей, а также в тех случаях, когда Физико-механические свойства пенопласта следующие требуются невоспламеняющиеся, неплавкие и термостойкие предел прочности при растяжении—2,7 к/ /*-, удлинение—о/0. пенопласты. Поданным фирмы, при применении полиметнлен - предел прочности при сжатии—1,о /: и, пустотпость ьк полифенилизоцианата получаются пенопласты большей плот - коэфф. шнеш теплопроводности 0,0 О ккал/м - ч • граи. Ности, чем пенопласты на основе толунлендиизоцианата При Фирма «ViKing Engineering Со» (Англия) спроектировала сочетании полиметиленполифенилизоциаиата с обычными по - » изготовила установку для непрерывного производства о-з - пиэфирамн получаются пенопласты, прочность которых при ков 1,3 пенополиуретанов [70.

Температуре 315° С составляет 70% от прочности их при ком - Установка состоит из емкостеп с дозирующими ш :осами иатной температуре, в то время как наиболее распространен - Для полиэфира, толуплепдпн. юцпапата п активатора, смеси ные полиуретановые пенопласты могут выдерживать темпе - тельной головки и 2 транспоргеров—наклонного и горизон- ратуру не выше 150° С. тального. Бу мажная прокладка, служащая в дальнейшем

Сообщается [66], что при применении трифторхлорметана желобом для пенопласта, подается на наклонный транспор - вместо С02 для вспенивания полиуретанов получаются мате теР с барабана. Специальное приспособление укладывает бу - рпалы с низкой теплопроводностью. мажную ленту в желоб. Жидкая композиция подается смеси-

В ряде случаев [67] для производства пенополиуретанов тельной головкой на наклонный транспортер и, продвигаясь применяют неочищенный днФенилМетап-4.4-диизоциапат и по "емУ. полнмсризуется п отверждается. Над отвердевшим неочищенный толуилендиизоцианат. Крбме того, получены но - пенопластом размещены инфракрасные нагреватели. В конце вые полиспирты, среди них фосфорсодержащие полиспиргы горизонтального транспортера смонтирована машина для рез - В США предложен способ получения наполненных каоли - ки материала на блоки. Агрегат укомплектован набором ном полужестких пенополиуретанов с сообщающимися транспортеров н системой для удаления летучих веществ, порами [68]. Получаемый пенополиуретан имеет малый объем - Фирма поставляет установки производительностью ный вес и повышенные физико-механические свойства. Поп - 27—75 кг/час при ширине блоков от 1,5 до 2 м. В настоящее меняемый каолин не содержит частиц, диаметр которых пре время изготовлена установка производительностью выгпает 40 мк. Содержание каолина в реакционной смеси при —227 кг/мин.

Получении пенопласта составляет 5—40% от веса полиуре - Все емкости, предназначенные для хранения отдельных хи­тана. микатов, комплектуются мешалками и водяными рубашками Фирма «Baxenden Chemical Comnany» (Англия) выпускает с системой для регулирования температуры, циркуляцнонны - жесткий пенополиуретан «Fermula F-56», получаемый из двух насосами п электродвигателями. Цилиндрическая верти 36

Кальная смесительная головка крепится на каретке, которая для равномерного распределения сырья совершает возвратно - ниступателыюе движение но ширине наклонного транспорте ра. Длину хода и скорость движения каретки можно регули ровать. Внутри смесительной головки находится мешалка. Мешалка крепится на кольце, к которому подведены шланги от емкостей с различными химикатами. Специальные зажимь позволяют быстро отсоединять и промывать эги шланги.

Приборы для регулирования температуры в емкостях, ско­рости движения транспортеров и каретки со смесительной го ловкой, дозировки различных химикатов, сжатого воздуха и фтористого углерода вынесены на пульт управлення. Кромі того, на панели управления монтируются сигнальные лампы При остановке транспортеров каретка со смесительной голов кой останавливается, а инфракрасные нагреватели отключа­ются.

Специальный прибор типа реле времени управляет рабо той смесительной головки, открывая и закрывая соответствую­щие клапаны в заданной последовательности.

Фирмой «Кау Brothers, Ltd» (Англия) построен, новый за вод по производству непрерывным способом пепополиуретаної па основе сложных и простых полиэфиров [71]. На заводе установлена изготовленная в ФРГ самая большая в мире ма­шина с полностью автоматизированным процессом. Мощность предприятия 8 т пенополиуретана в час, что соответствует 280 м3 материала с объемным весом 32 кг/м3. Пенополиуретан выпускают в блоках высотой 91 и шириной 183 см. Вспени вающая установка представляет собой вариант вспепивагели cHennecke VBT-ГіГ)». Она снабжена программирующим уст ройством, которое почти полностью исключает образование брака и отходов.

В Англии в настоящее время широко применяется тепло­изоляция из пенополиуретанов, изготовляемая непосредст­венно на месте ее применения, что совершенно исключает все неровности [73]. В качестве пенообразователя используют Фреон, значительно снижающий теплопередачу; при этом тол щипа изоляционного слоя может быть уменьшена в 2-3 раза