Технологии получения пенополиуретана (ППУ)

С каждым годом увеличивается количество изделий в разных сферах промышленности, где в качестве теплоизоляционного материала используются полимерные материалы, из которых формуются теплоизоляторы. К числу наиболее перспективных и эффективных них относится весьма эффективный теплоизоляционный материал, как пенополиуретан (ППУ). Только рост потребления предварительно изолированных труб в ППУ изоляции в нашей стране с 2000 года возрос в десятки раз, превратившись из заграничной диковинки в обычный строительный материал своей отрасли.

Теплоизолированные пенополиуретаном изделия получают двумя основными методами – напылением и заливкой (формованием в пресс-формах). При значительном различии данных технологий, применяемом оборудовании и рецептурах исходных систем компонентов принципы получения теплоизоляционного материала из ППУ все-таки весьма похожие.

Наиболее простые и первые в широком применении технологии переработки пенополиуретана – это получение ППУ методом напыления. В данной технологии реализуется способ получения ППУ, который образуется в результате рассчитанного заранее перемешивания двух основных компонентов изначально жидкой консистенции.

В производстве полиуретановых систем обычно применяют простые и сложные полиэфиры, которые обладают концевыми гидроксильными группами и малым кислотным числом (рН<5). При этом исходные составные, а именно компонент «А» (полиол) и компонент «Б» (полизоцианат), являются основными составными исходниками смешанной полимерной системы, на основе которых и получаются теплоизоляторы пенополиуретановых композиций с нужными свойствами и характеристиками.

В результате смешивания этих двух компонентов образуется смесь, которая вспенивается под воздействием выделяющегося в ходе реакции тепла. В конце реакционной фазы пена начинает застывать и отвердевать – получается жесткий полимерный пенопласт – пенополиуретан. Нанесенный с помощью пистолета заливочной переносной установки в несколько слоев пенополиуретан обеспечивает надежную тепловую защиту. Благодаря спресованной корке наружного слоя ППУ этот же материал параллельно обеспечивает покрытию бесшовную гидроизоляцию, которая защищает теплоизоляционный слой ППУ от выпадающих осадков для всех видов кровель.

Пенополиуретаны в процессе переработки получают беспрессовым методом заливки и процессы получения ППУ происходят в результате взаимодействия диизоцианатов с полиэфирами в присутствии катализаторов, воды, эмульгаторов и других добавок.

Для получения самозатухающих систем вспененных полиуретанов в качестве полиэфирного сырья применяют фосполиолы — фосфорсодержащие олигомеры с содержанием фосфора не менее 10%.

Процесс образования пенополиуретанов как правило протекает в присутствии катализаторов. Благодаря их воздействию на вступающие в химическую реакцию компоненты появляется возможность согласовывать реакции образования полиуретана, его вспенивания и отверждения, что крайне важно с технологической точки зрения при изготовлении изделий различного назначения. Катализаторами в этом случае могут служить различные вещества, в том числе третичные амины, щелочи, соли жирных и органических кислот, феноляты натрия, соединения олова и др. В промышленных технологиях применяются преимущественно третичные амины: триэтиламин, триэтаноламин и диметилбензиламин.

В последние годы приступили к использованию полиизоцианатов, обладающие малой токсичностью. При получении эластичных полиуретанов используют полиэфиры линейного или слаборазветвленного строения, а для жестких — разветвленные. В качестве теплоизоляции чаще всего применяются жесткие и полужесткие пены. Например, скорлупы ППУ, предварительно изолированные трубы ППУ – все это примеры использования жестких пен. Трубы в ППУ изоляции нового поколения (основа из полимерных материалов – сшитый полиэтилен РЕХ) в качестве теплоизоляции используют полужесткие пены, за счет чего возникает возможность производить трубы с их накруткой на барабаны.

ФОТО: оборудование для получения вспененного полиуретана (ППУ).