Монтажная пена - пенополиуретановый герметик в аэрозольной упаковке.
Монтажная пена применяется для монтажа (прикрепляет, соединяет отдельные части конструкции), уплотнения (оконных, дверных блоков и др.), заполнения швов и трещин, теплоизоляции (изоляции разводящей сети), звукоизоляции. Застывшая монтажная пена легка, имеет пористую структуру, легко пилится и шлифуется.
Изобрёл монтажную пену Отто Байер в 1947 году.
Первоначально полиуретаны использовались как изоляционные плиты и лишь в 1970-х годах начался выпуск полиуретановой пены в аэрозольном баллоне.
Монтажная пена состоит из двух основных компонентов, производных сырой нефти - метилендифенилдиизоционата (МДИ) и полиолов. Также при производстве пены используют различные вспомогательные средства: катализаторы, вспениватель, стабилизаторы и др.
Характеристики пены:
1) Объём выхода пены
Объем выхода пены характеризуется количеством вещества (отверждённой пены), вышедшего из одного баллона, и его вспененностью, измеряется в литрах. Объем выхода пены сильно зависит от внешних условий, таких как температура баллона и окружающей среды, влажность, ветер, скорости выхода при использовании пистолета; изменение этих условий может влиять на пену различных производителей по-разному, и в итоге при прочих равных может оказаться, что пена с меньшим заявленным выходом покажет лучший результат по реальному объёму. Профессиональная монтажная пена в России обыкновенно маркируется некоторыми числами (например, 50, 65, 70), характеризующими выход пены из баллона при нормальных условиях и соблюдении инструкций. Данная маркировка позволяет ориентироваться в объёмах выхода пены в пределах одной рецептуры и одних условий нанесения Помимо указанных выше причин, объём застывшей пены может сильно варьироваться из-за того, что:
- полимеризация пены протекает с выделением углекислого газа, также создающего дополнительный объём
- в пене значительная доля ячеек является открытыми, что позволяет части газов эвакуироваться из объёма пены
- в зависимости от рецептуры и технологии нанесения, часть газов в процессе вспенивания не попадает в объём пены и т. д.
2) Адгезия
Адгезия определяет, насколько прочно пена связана с носителем (субстратом); обыкновенно пена имеет отличное сцепление с большинством строительных материалов, имеющих поры (бетон, кирпич, дерево, ПВХ и д.р.), а с поверхностями без пор - нет (лёд, тефлон, полиэтилен, силикон, маслянистые поверхности).
3) Вязкость
Вязкость — результат использования пены, во многом зависит от стабильности вязкости (консистенции) рабочего вещества; при понижении температуры баллона ниже +5 ˚C или увеличении выше +30 ˚C, рабочее вещество баллона начинает терять требуемую консистенцию, что отрицательно сказывается на получаемых результатах.
Чем старее пена в баллоне, ты выше ее вязкость. Соответственно уменьшается ее коэффициент расширения и итоговый объем. Чтобы вязкость пены со временем росла не так быстро, производители делают специальные добавки, поэтому перед началом работы содержимое баллона рекомендуется хорошенько взболтать.
Как выбрать монтажную пену
1) Назначение пены
Нужно знать, для каких именно работ пена будет использоваться. Узкие пространства предпочтительно заполнять пеной с не слишком существенным расширением, для широких же полостей важна будет прочность, без которой невозможно удержать конструкцию. Во втором случае, правда, можно заполнить пространство древом, кирпичом или щебнем, а уже потом использовать пену с небольшим расширением.
Для запенивания щелей в оконных и дверных проемах следует использовать пену с минимальным коэффициентом расширения, иначе могут возникнуть трудности с открыванием окон и дверей. Обычно такая пена маркируется как оконная. Но если такой под рукой не оказалось, лучше наносить пену в два слоя. Сначала вглубь щели укладывается небольшое количество пены, к которому после окончательного расширения и затвердевания можно добавить еще слой при необходимости.
Существуют баллоны с пеной черного цвета. Например, для ландшафтных работ.
Существуют пены с добавками, отпугивающими грызунов.
2) Вид пены
Монтажная пена бывает разных видов, и подразделяется:
2.1) По составу: однокомпонентные; двухкомпонентные.
Однокомпонентная пена упаковывается в аэрозольную упаковку и по сути своей является полиуретановым герметиком.
Двухкомпонентные необходимо смешивать в строго определенной пропорции непосредственно перед использованием, для чего необходимо иметь специальный пистолет-смеситель, или же специальную установку с пистолетом.
2.2) По температуре применения: летняя, зимняя, всесезонная.
Зимняя монтажная пена значительно отличается по химическому составу от летней пены и может применяться для монтажа и уплотнения не только при высоких, но и при низких температурах окружающей среды. При низких температурах (до −10°C... −20°C), сохраняются качество получаемой пены и объем выхода пены из баллона. Однако, температура баллона всё равно должна быть не ниже нуля (лучше если не менее +10°C), а поверхность не должна быть покрыта льдом, инеем и снегом (иначе не произойдёт сцепления пены с поверхностью). Всесезонная монтажная пена работает в более широком диапазоне температур (у некоторых производителей от −10°C до +40°C).
2.3) По способу выпуска из баллона: бытовая - с пластиковой насадкой-курком и трубкой-адаптером, пригодная к использованию без дополнительных инструментов; профессиональная (с клапаном для пистолета).
Бытовую монтажную пену можно применять несколько раз, если продуть трубку газом-вытеснителем при положении баллона клапаном вверх. В пистолете при закрытии сопла пена не застывает. По окончании работ, пока пена не застыла и если пистолет не будет использоваться в течение длительного времени, следует промыть его очистителем для монтажной пены. В случае же регулярного использования пистолет рекомендуется оставлять на баллоне. Если пена застыла — можно очистить от неё поверхности либо механическим путём, либо использовать очиститель для застывшей монтажной пены. В пистолетах, как правило, есть возможность регулировать скорость выхода пены (профессиональная монтажная пена).
2.4) По классу горючести: В1 (противопожарная); В2 (самозатухающая); В3 (горючая).
3) Срок годности
Срок годности пены редко превышает 18 месяцев. Просроченный товар с большой вероятностью не будет обладать заявленными свойствами. Чем «старше» баллон — тем более вязкий состав находится внутри него. Это можно использовать, если для ваших нужд больше подойдет плотная пена с мелкими ячейками. Просроченный баллон в любом случае не стоит не только использовать, но и хранить дома; утилизировать их лучше в специальных пунктах приема подобной тары. Категорически запрещается кидать баллоны, даже до конца использованные, в огонь.
Со временем состав может «разойтись»: более тяжелые компоненты опустятся на дно баллона, легкие же поднимутся. Чтобы пена была однородной, перед использованием потрясите баллон в течение примерно 30 секунд: тогда составляющие вновь смешаются, и на выходе состав будет именно таким, каким его задумывали производители. Так же периодически встряхивать емкость стоит во время работы, однако доходить до фанатизма в данном случае не стоит.
Пример инструкции по применению монтажной пены
1) Очистите поверхность для нанесения пены при помощи мягкой щетки или кисти от загрязнений. Для удаления жировых загрязнений используйте ветошь, смоченную очистителем монтажной пены.
Поверхности, на которые вы планируете наносить пену, нуждаются в предварительной обработке. Так на инертные материалы пена просто не ляжет. Потому перед применением пены нужно убедиться, что обрабатываемый участок не покрыт одним из этих веществ.
2) Рекомендуется увлажнить поверхность водой для улучшения сцепления пены.
Поверхность может быть влажной, в некоторых случаях это даже рекомендовано, однако излишек воды так же вреден.
Кроме того, работая при отрицательных температурах, нужно убедиться в отсутствии наледи или инея.
3) Перед применением баллон необходимо выдержать при комнатной температуре (18-20°) не менее 10 часов, после чего энергично растрясите баллон не менее 30 секунд.
Стоит учитывать так же то, что даже пи работе зимней пеной температура баллона должна быть порядка 20ºС.
Зимнюю пену можно использовать при температуре до -10 С°, а отдельные виды и до -20 С°. Но при этом сам баллон с пеной должен иметь температуру не ниже +5 С°.
Если баллоны хранились в более прохладном месте, их нужно довести до необходимой температуры в теплой воде, не допуская чрезмерного нагревания (оно может привести к взрыву газа-пропеллента в баллоне). Ни при каких условиях нельзя помещать его в открытый огонь или применять иные способы быстрого нагревания.
4) Большие полости заполняют в несколько приемов с интервалом в 10 – 15 минут.
Если требуется нанести пену в несколько слоев для закрытия больших проемов, некоторые производители рекомендуют подождать час-два между укладкой каждого нового слоя. Но если каждый слой немного смочить из пульверизатора, то часы ожидания можно сократить до 10-15 минут.
5) Заполняйте швы равномерными W - образными движениями, оставляя для расширения пены примерно 1/3 объема заполняемой полости. При заполнении вертикальных щелей пену наносят снизу-вверх (в таком случае еще жидкой пене будет, на чем держаться).
6) Процесс полной полимеризации пены составляет 24 часа. После этого удалите излишки пены и установите откосы.
7) Запенив стык, пене дают время отвердеть. Затем острым ножом аккуратно срезают излишки пенной массы и, например, штукатурят поверхность, готовя её к финишному окрашиванию. Застывшую пену необходимо защитить, например, с помощью шпатлевки или краски на водной основе.
8) После завершения работ необходимо тщательно очистить пистолет с помощью очистителя монтажной пены.
Очистители монтажной пены предназначены для эффективного удаления пятен незатвердевшей пены, обработки клапана и баллона, а также кольца-аппликатора и пистолета. Это необходимо, чтобы избежать проблем с выходом пены из пистолета Завершив работу с пеной, уделите внимание пистолету (в случае профессиональных материалов) или адаптеру (в случае использования бытовой пены). Их необходимо промыть, иначе состав затвердеет внутри и повторное использование оборудования станет невозможным. Иногда для этого требуются специальные составы, в этом случае дополнительная информация указывается на самом баллоне.
Советы при работе с монтажной пеной
1 Как очистить что-то от монтажной пены
Очистить прилипающую не к месту пену в ходе работы возможно при помощи ацетона. Жидкую пену он растворяет хорошо, так как в ней ещё не сформировались жесткие связи между молекулами, а на высохшую затвердевшую пену ацетон не оказывает воздействия.
Специально выпускаемый очиститель монтажной пены состоит из ацетона (диметилкетона), метилэтилкетона и/или диметилового эфира, производится в аэрозольных баллонах, снабжённых таким же клапаном для пистолета, как и у баллонов с пеной.
2 Как ускорить получение застывшей монтажной пены большой толщины
Если нужно запенить большой объем (толщину), то нужно учитывать, что внутри большого объема пены она долго сохнет, поэтому для таких целей её нужно выкладывать небольшими слоями, которые нужно опрыскивать водой (это интенсифицирует процесс застывания пены), давать им подсохнуть и только после этого наносить по верху новый слой.
3 Как влияет ультрафиолет (Солнце) на монтажную пену и как это учесть
Застывшая монтажная пена, как правило, светло-жёлтого цвета. На открытом солнечном свете она через некоторое время темнеет, разлагаясь под действием ультрафиолетовых лучей, приобретает оранжевый или коричневый оттенок и становится хрупкой. Поэтому места, заполненные пеной, следует чем-то закрывать (Например, покрасить или использовать клейкие ленты, акриловый герметик и т.п.)
4 Баллончик с монтажной пеной при работе следует держать клапаном вниз
Иначе газ выйдет, а более тяжелая монтажная пена не сможет выйти наружу: газ всегда занимает в баллончике верхнее положение из-за того, что он легче остальных компонентов пены.
5 Качественная монтажная пена при нанесении хорошо фиксируется на поверхности, а не стекает по ней
Затвердевшая качественная монтажная пена имеет однородную мелкоячеистую структуру.
6 В отсутствии соответствующего наполнителя монтажная пена также поможет при транспортировке хрупких вещей
Для этого нужно выстелить коробку пищевой пленкой, наполнить ее на треть пеной, положить слой пленки, на который уложить хрупкую вещь. Затем сверху еще один слой пленки, который также покрывается пеной. В итоге пена у вас будет легко разделяться на две части, что упростит распаковку.
7 Соблюдайте технику безопасности
В баллоне с монтажной пеной находятся легковоспламеняющиеся вещества, да и сама она при доведении до определенной температуры может воспламениться. А продукты горения монтажной пены вредны для человеческого здоровья. Поэтому стоит быть внимательным, работая с пеной, не производить параллельно сварочных или иных работ, при которых может высекаться искра. И конечно, во время работы запрещено курить.
При работе с пеной нужно надевать перчатки, иначе попавшая на кожу пена оставит на ней пятна на пару дней.
Процесс образования монтажной пены можно разделить на следующие стадии:
1 Вспенивание (англ. foaming)
2 Расширение (англ. expansion)
3 Последующее (Вторичное) расширение (англ. post-expansion)
I Вспенивание
Вспенивание - процесс вскипания массы преполимера, происходящий сразу при выходе его из баллона и последующей фиксации полученной формы во вспененном виде. Внутри баллона до момента вспенивания находится жидкий преполимер (продукт, образовавшийся за счет химической реакции соединения гидроксильных окончаний полиспиртов и изоцианатных групп МДИ, произошедшей внутри баллона), пропеллент (англ. propellant - газ-вытеснитель) - смесь газов (бутан, изобутан, пропан), находящихся в баллоне частично в газовой фазе, частично сжиженных, частично растворённых в преполимере, пластификаторы, поверхностно-активные вещества (ПАВ). Пропеллент помогает выталкивать преполимер из баллона, а также способствует образованию пузырьков пены. При открытии клапана баллончика давление в нём уменьшается и газ расширяется, стремясь занять свободное место. Так как пропеллент легче остальных компонентов пены, в баллончике он всегда занимает верхнее положение - из-за этого баллончик следует держать клапаном вниз, чтобы газ не вышел: без пропеллента в баллончике преполимер не сможет выйти наружу. За счет того, что вещества, из которых изготовлен пропеллент, обладают низкой температурой кипения и достаточно высоким давлением насыщенных паров при условиях, в которых пена используется, давление в баллоне значительно выше атмосферного, и они вскипают при выходе из баллона и образуют пузырьки. Таким образом, жидкость, находящаяся в баллоне и превращается в пену за счет вскипания пропеллента, растворенного в преполимере. Теоретически объём образовавшейся пены приблизительно равен суммарному объёму пропеллента в газообразном состоянии. Фиксация образовавшихся жидких пузырьков происходит за счет того, что в баллон также добавлены поверхностно-активные вещества (обычно силиконы), которые за счет снижения поверхностного натяжения удерживают форму получившихся пузырьков. Если их недостаточно или их баланс подобран неправильно, пузырьки «слипаются» - объединяются в более крупные, иногда выходящие на поверхность. В результате могут образоваться большие каверны в пене и/или её усадка. Также в пену добавляются специальные вещества-поровскрыватели, также из группы силиконов, которые «вскрывают» мембраны пузырьков, позволяя газам, находящимся внутри, свободно перемещаться по телу образовавшейся пенной массы. Перемещаясь по этим «ходам» из пены, естественным образом удаляются избытки пропеллента, а также избыток углекислого газа, который образуется за счет реакции изоцианатных групп МДИ с влагой воздуха. В итоге пена представляет собой пространственную структуру с правильно подобранным балансом открытых и закрытых ячеек (пузырьков). Избыток открытых или закрытых ячеек отрицательным образом сказывается на свойствах пены. Примером пены со 100 % открытыми ячейками является поролон: такая пена не держит структуру и способна накапливать влагу. Если же в пене будет избыток закрытых ячеек, данная пена будет сдерживать в себе избытки газов, что также отрицательно скажется на её свойствах.
II Расширение
Расширение - естественный процесс увеличения пенной массы в объёме после завершения вспенивания. Когда преполимер выходит из баллона, он вступает в контакт с влагой воздуха или поверхности, и начинается реакция полимеризации (Можно интенсифицировать, повысив влажность). Она протекает путём образования «мостиков» за счёт реакции свободных изоцианатных групп преполимера и МДИ с молекулами воды. При этом выделяется углекислый газ. Пена поглощает влагу, и образуются полиуретановые связи (именно поэтому монтажную пену также называют полиуретановой, пенополиуретаном). Так как углекислый газ имеет избыточное парциальное давление, по сравнению с атмосферным воздухом, он либо выходит наружу через систему открытых пор, либо начинает расширять пену изнутри. Этот процесс продолжается до завершения процесса полимеризации. Процесс расширения пены является естественным следствием происходящей химической реакции полимеризации, и избежать его совсем невозможно, так как для этого необходимо было бы обеспечить 100 % открытых ячеек в структуре пены, но тогда был бы получен продукт с совсем другими свойствами и другой побочный эффект - усадку. Задача производителя - снизить эффект расширения. В свою очередь положительной стороной расширения является то, что монтажный шов можно заполнять не полностью, увеличивая производительность баллона, а главное, пена таким образом самоуплотняется в монтажном шве и обеспечивает одновременно надежную фиксацию и необходимые демпфирующие свойства. Избыточное расширение плохо тем, что может протекать неконтролируемо.
III Последующее (Вторичное) расширение
Вторичное расширение - отрицательное свойство пены менять свою пространственную стабильность после завершения процесса полимеризации внешнего слоя. (дополнительный прирост объема в интервале между первичным расширением и завершением процесса полимеризации) Качественная монтажная пена, в которой завершен процесс полимеризации, представляет собой полностью инертное физическое тело, не способное самопроизвольно менять свой объём. Стандарт ассоциации европейских производителей монтажных пен (FEICA) предписывает производить измерение пространственной стабильности пены после завершения процесса полимеризации, когда остановился естественный рост пены. Возможны два отрицательных эффекта — усадка (shrinkage) или расширение. Причиной усадки может являться недостаточная плотность пены за счет переизбытка балласта и/или избытка открытых ячеек. Последующее увеличение объёма возможно под воздействием роста температуры окружающей среды, если в пене наблюдается избыток закрытых ячеек, в которых «связан» газ-вытеснитель. В случае, если производитель использует «экологичные» газы с невысоким давлением насыщенного пара в условиях эксплуатации пены, такого эффекта, как правило, нет. Также на изменение пространственной стабильности могут оказывать воздействие внешние факторы, являющиеся следствием неправильного монтажа: повреждение не созревшей пены за счет внешнего физического воздействия, обработка готовой пены некачественными материалами (так например некачественный защитный герметик может деформироваться и передавать эту деформацию на пену), нанесение пены на неочищенную от пыли и грязи поверхность, недостаточное увлажнение шва в жаркую или, напротив, морозную сухую погоду, повышенные физические нагрузки на оконную конструкцию, использование некачественного профиля производителем окна и пр.
