Химия напыляемых пенополиуретанов (ППУ)

С химической точки зрения напыляемые ППУ не имеют существенных отличий от других. Специфика их проявляется, главным образом, в области технологии. Для напыляемых ППУ характерен, прежде всего, короткий старт: после того, как исходные компоненты смешиваются, в течение очень короткого времени (как правило, около 10 секунд) происходит вспенивание (экспресс-газонаполнение), структурирование полимерной матрицы, стабилизация ячеистой структуры и формы получившейся массы ППУ).

Возникновение ППУ в процессе напыления почти всегда происходит непосредственно на изолируемой поверхности. Распыляемая реагирующая масса представляет собой либо жидкость, имеющую достаточно высокую вязкость, либо подвспененную массу (т.н. фросинг-пена).

При выборе компонентов напыляемых ППУ химик ориентируется, прежде всего, на базовые реакции. Речь идет об органических полифункциональных изоцианатах, вернее, реакциях, которые приводят к образованию их них полимерной структуры. Далее ему необходимо подобрать такой состав полиольного компонента и комплекса добавок, чтобы обеспечить необходимые технические, технологические и эксплуатационные требования к конечному продукту.

Конкретные рецептуры ППУ фирмами-производителями, разумеется, не раскрываются, поскольку составляют коммерческую тайну. Известно, однако, что помимо основных компонентов, практически повсеместно используются:

• газогенерирующие агенты;
• пеностабилизирующие ПАВ (поверхностно-активные вещества);
• комбинированные катализаторы. Возможно и использование некоторых других веществ. Так, например, известно, что введение такого компонента, как формиат аммония, обеспечивает существенное сокращение времени старта, а также желатинизации и вспенивания смеси.

Использование диэтаноламина позволяет улучшить качество поверхности образующегося изолирующего слоя. Эффект повышения огнестойкости достигается при обогащении полимерной матрицы ароматическими, карбодиамидными либо изоциануратными компонентами. Иногда требуется введение в композицию красителей и др.

Необходимо упомянуть и об использовании в композициях, используемых для нанесения на вертикальные (стеновые) и потолочные поверхности, загустителей, а в отдельных случаях - тиксотропирующих веществ (тиксотропность - способность вещества уменьшать вязкость от механического воздействия, и, наоборот, сгущаться в состоянии покоя); наиболее распространенным веществом данного класса является коллоидный диоксид кремния. В сельскохозяйственной отрасли в смесь могут добавляться различные репелленты - агрохимические препаратов, отпугивающие грызунов, насекомых–вредителей.

Важный аспект – тепло, выделяемое в процессе напыления (образования ППУ). Разгон реакций в начале процесса – это результат применения катализаторов. Завершение процесса вспенивания происходит за счет тепла, выделяющегося в экзотермических реакциях. Именно поэтому время достижения максимальной температуры вместе с величиной ее пика считается одним из важнейших параметров напыляемых ППУ.