Начиная с 80-х годов XX века, инженеры-химики создали инновационные полимерные смолы, не содержащие в своем составе растворителей (имеющие 100% сухой остаток). Материалы имеют высокую прочность и относительное удлинение, быстрое время реакции, высокую износостойкость и способность противостоять воздействию химикатов. На текущий момент современные покрытия, такие как полимочевина и гибриды на ее основе, являются самыми перспективными среди возможных материалов обладающих высокой абразивной устойчивостью и стойкостью к химическим реагентам.
Защитные покрытия на основе полимочевины, выделяются многосторонностью применения, прочностью и долговечностью по сравнению с любыми другими видами покрытий. Материалы данной группы имеет два компонента: многофункциональный преполимер изоцианата и смесь полиолов и аминов, состав которой меняется в зависимости от формулы продукта и его конечного применения. При смешивании материалов с помощью оборудования высокого давления при повышенной температуре образуется высоко-качественный полимочевинно-полиуретановый эластомер.
Общие сведения о полимочевине
Материал относится к синтетическим полимерам и по своей структуре напоминает полиуретаны, которые синтезируются сополимеризацией диизоцианатов. В первую очередь материал, способный формировать твердые и прочные покрытия.
Особенность синтетического материала обусловлена высокой нуклеофильностью аминов. Это означает, что структура готовых изделий обладает меньшей чувствительностью к влаге. Именно эта характеристика и определила одну из главных задач, для которых используют покрытие полимочевиной в строительстве, – гидроизоляцию.
Виды полимочевины по химическому строению
Основная классификация полимочевин касается типа изоцианатного преполимера, который используется для получения полимочевины. Изоцианатный компонент полимочевины может быть алифатической или ароматической природы. Отсюда и саму полимочевину делят на алифатическую и ароматическую.
Ароматические полимочевины
Исходными компонентами для синтеза ароматических полимочевин являются изоцианатные преполимеры на основе ароматических диизоцианатов и простого полиэфирполиола, а также смесь аминосодержащих компонентов. Компонентами аминной смеси являются полиэфирамины и так называемые «удлинители» цепи (низкомолекулярные первичные и вторичные амины).
Полимочевины, полученные с использованием ароматических диаминов и диизоцианатов, плавятся при более высокой температуре и менее растворимы в сравнении с алифатическими полимочевинами.
Как правило, изоцианатный компонент в ароматических полимочевинах - это продукт взаимодействия метилендифинилдиизоцианата (МДИ) и полиэфирполиола. Изменяя природу полиола и соотношение компонентов можно регулировать как свойства полимочевинных систем, так и продуктов, полученных на ее основе. Следует отметить, что толуилендиизоцианат, как правило, не используется для получения ароматических полимочевин.
Алифатическая полимочевина
Изоцианатным компонентом такой полимочевины является, в основном, продукт взаимодействия гидроксилсодержащего полиэфира и алифатического диизоцианата, например изофорондиизоцианата.
Алифатические полимочевины отличаются по свойствам от ароматических. Так, например, значительное влияние на температурные характеристики полимочевины оказывает количество метиленовых групп между амидными. Если число метиленовых групп четное, то полимочевины плавятся при более высокой температуре, чем полимочевины с нечетным числом СН2- групп; уменьшение числа метиленовых групп также приводит к повышению температуры плавления и уменьшению растворимости. Замещение атомов водорода в метиленовой цепочке и, в особенности, у атома азота вызывает понижение температуры плавления и увеличение растворимости.
Алифатическая полимочевина растворяется лишь в полярных растворителях, способных специфически сольватировать амидные группы, причем растворимость в значительной мере определяется строением полимера.
В качестве аминного компонента в таких полимочевинах используют, как правило, те же смеси аминов, что и в ароматических.
Алифатическая полимочевина отличается тем, что менее чувствительна к ультрафиолетовому излучению, и, соответственно, не выцветает под воздействием прямых солнечных лучей. Ее применяют там, где эстетическая составляющая важна, например, на фасадах зданий.
Химия полимочевины
Общая реакция получения полимочевины:
В 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 [H 2 N(-CH(CH 3 )CH 2 O-) n ] 2 R. В олигомерную полиаминную смесь в качестве модификаторов времени отверждения добавляют также мономерные ароматические диамины — как первичные (например, изомерные диамино-3,5-диэтилтоуолы), так и вторичные (N,N'-алкил-4,4'-дифенилметаны).
Поскольку 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 композиции из-за выделения CO 2 при гидролизе изоцианата:
Принципиальное отличие ароматической и алифатической полимочевин
Алифатическая полимочевина имеет более высокую устойчивость к воздействию ультрафиолетовой составляющей солнечного спектра. Благодаря этому качеству, она отлично подходит для нанесения на наружные поверхности — кровельное покрытие, фасады, цоколь, придомовые сооружения, требующие гидроизоляции. Кроме того, она показывает максимальную устойчивость к агрессивной среде, и к нефтепродуктам – в частности. Недостаток – самая высокая по стоимости среди других разновидностей.
Ароматическая полимочевина является универсальным материалом, то есть применяется в различных областях — это гидроизоляция наносится на полы, стены, потолки, крыши частных домов, или промышленных объектов. Привлекает ее ценовая доступность.
Модифицированные (гибридные) варианты полимочевины получают путем включения в состав добавок: антипиренов, эпоксидных смол, пластификаторов и других, улучшающих эксплуатационные характеристики покрытия. Например, при гидроизоляции деревянных поверхностей в состав включается антипирен, позволяющий защитному покрытию более длительное время противостоять воздействию открытого огня. Чтобы сделать гидроизоляцию более эластичной, в полимочевину добавляются пластификаторы, с помощью которых покрытие будет более устойчиво и к динамическим нагрузкам, и к атмосферным воздействиям.
Классификация по способу нанесения
По способу нанесения полимочевины делятся на распыляемые и полимочевины ручного нанесения.
Распыляемые полимочевины
Данные полимочевины образуют высококачественные покрытия. Их доля составляет примерно 95% всего рынка полимочевины. Наносят такие полимочевины при помощи установок среднего и высокого давления.
Напыляемые полимочевины наносят при температуре от 60 до 80°С и давлении от 160 до 240 атм, используя для этого специально разработанные установки высокого давления. Наиболее важным показателем для такого материала является его вязкость и жизнеспособность. Оба этих показателя во многом зависят от содержания изоцианатных групп в полимочевине и удлинителей цепи. Хороший компромисс в этом плане представляют полимочевины с содержанием NCO групп в количестве (15-16)% масс, динамическая вязкость при этом составляет (600-1000) мПа*c. Материал с более низким содержанием NCO групп имеет более высокую вязкость - <1000 мПа*c, но при этом обладает высокой жизнеспособностью. Повышение содержания NCO-групп (<16% масс.) приводит к снижению вязкости материала >600 мПа*c, что улучшает эффективность смешивания двух компонентов, однако жизнеспособность материала при этом сокращается.
Полимочевины ручного нанесения
Отличаются более длительным временем жизнеспособности реакционной смеси, что достигается введением добавок, а также изменений пропорций полиэфираминного компонента и МДИ (метилендифенилдиизоцианат) используемого в качестве отвердителя системы.
Такие полимочевинные системы не нуждаются в специализированном дорогостоящем оборудовании для нанесения, но уступают по физико-механическим свойствам распыляемой полимочевине. Полимочевина ручного нанесения не применяется для гидроизоляции объектов, испытывающих динамические нагрузки (любое производственное оборудование, различные виды транспорта) и для гидроизоляции объектов, испытывающих высокие статические нагрузки. Чаще всего такие полимочевины применяют в качестве ремонтных составов для уже нанесенных полимочевинных покрытий.
Классификация по физико-химическим свойствам
Данный вид деления полимочевин зависит от их физико-химических свойств, и, соответственно, области применения.
В поликарбомидных (полимочевинных) составах путем варьирования компонентов создаются системы с заранее заданными специфическими свойствами. Даже небольшие изменения в структуре формул исходных компонентов позволяют получить новые виды полимочевины, обладающие уникальным набором физико-хирмических свойств. В настоящее время производится большое количество полимочевинных систем для различных областей применения:
- поликарбамиды с содержанием силанов, с повышенной химической стойкостью и хорошей адгезией к различным поверхностям;
- политиомочевины, обладающие меньшей чувствительностью к воздействию нефтепродуктов;
- эпоксиполимочевины, обладающие повышенной устойчивостью к воздействию агрессивных сред;
- полимочевины, в состав которых входят антипирены для снижения горючести материала;
- полимочевины, с введенными в состав пластификаторами для повышения эластичности;
- поликарбамиды c добавками гидрофобизаторов, для снижения водопоглащения;
- полимочевины с отвердителями, для повышения твердости и устойчивости к абразивному истиранию.
Уникальность покрытий на основе полимочевины
Технология нанесения защитных покрытий на основе полимочевины отличается от других методов нанесения покрытий и может быть использована там, где НЕВОЗМОЖНО применение других систем. Высокая скорость отверждения позволяет использовать эти покрытия в тех случаях, когда покрытие необходимо нанести в очень короткий промежуток времени. Более того, возможно наносить полимочевину и в условиях высокой влажности, что, позволяет не придерживаться строгих ограничений по отношению к содержанию влаги в подложке как в случае с полиуретанами. Хотя понижение температуры снижает скорость отверждения полимочевины, тем не менее, отверждение полимочевинных покрытий может протекать при таких температурах, при которых эта реакция не протекает для других химических соединений (до -40°С).
Важно: При всей своей уникальности, полимочевина, как и любое другое тонкослойное покрытие, лишь подчеркнет, а не скроет все дефекты и неровности плохо подготовленного, не выровненного основания. Поэтому необходимо четко понимать всю необходимость трудоемкой и, порой, кропотливой работы по подготовке изолируемых поверхностей на реальных объектах перед нанесением финишного покрытия. 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.
Тщательный подбор сырья для исходной композиции, отладка оборудование и пользование услугами специалистов, обеспечивают надежность и долговечность полимерных покрытий на основе полимочевин, напыляемых в самых жестких условиях.
Область применения полимочевины
• Гидроизоляция плоских кровель
• Гидроизоляция влажных помещений квартир домов
• Гидроизоляция строительных конструкций
Защитное покрытие для топливных резервуаров
Гидроизоляция коллекторов, изготовленных из бетона емкостей, отстойных прудов
Придание водоотталкивающих свойств крышам зданий и промышленных сооружений
Защита и капсулирование бетона при создании напольных покрытий в гаражах и промышленных сооружениях и т.д
Гидроизоляция фундаментов, монтажных швов зданий и сооружений
Гидроизоляция лодок
Химическая защита в очистных и канализационных сооружениях
Внутреннее/наружное защитное покрытие от износа грузовых вагонов
Внутреннее/наружное защитное покрытие от износа кузовов
Заключение
Как и все современные технологичные материалы, полимочевина опережает конкурирующие средства изоляции по цене. Это недешевый материал, но и результат получается достойным. Другое дело, что для частных нужд должна использоваться полимочевина ручного нанесения, так как приобретение дорогостоящего оборудования сделает нецелесообразным использование данной технологии. И напротив, в случае масштабных изоляционных мероприятий без специальных напылителей не обойтись. Дозирующие средства обеспечат равномерное покрытие и позволят сэкономить на расходе. Также следует учитывать, что производители полимочевины бывают разные, соответственно, и эксплуатационные качества той или иной марки могут отличаться.
Наши контакты:
Сайт - http://ecotermix.ru
Вконтакте - http://vk.com/ecotermix
Facebook - http://facebook.com/ecotermix/
Instagram - https://instagram.com/ecotermix.rus
+7 (911) 811 86 79 – WhatsApp:
+7 (812) 425 13 85 – Розница СПб
+7 (495) 118 25 59 – Розница МСК
+7 (800) 350 57 95 – Розница (по всей России)
+7 (800) 350 31 75 – Оптовый отдел продаж
