Напевно, найпоширеніший синтетичний полімер, що застосовується в будівництві, - це поліуретан. На його основі виробляються монтажні клеї, лакофарбові матеріали, герметики, утеплювачі, еластичні покриття. Випускають і монтажну піну на основі поліуретану, і її споживання постійно зростає.
Механізм утворення поліуретанової піни
Поліуретан - з'єднання метілендіфенілдіізоціаната (МДІ) і багатоатомних спиртів (поліолів). Полімерне з'єднання утворюється в дві фази:
- Освіта преполімерних макромолекул. Це в'язке рідке речовина, що отримується при змішуванні надлишку МДІ з поліол. У аерозольних балонах монтажної однокомпонентной піни знаходиться саме преполімер. Для уповільнення полімеризації до Преполімери додають стабілізатори (бензоїлхлориду, ацетилхлоридом).
- Полімеризація преполімеру при реакції з водою, яка утворює між молекулами поперечні зв'язку, витісняючи з них вуглекислий газ. Крім води в якості реагенту використовуються і інші нуклеофіли, наприклад, кислоти. Їх застосовують при виробництві двокомпонентних монтажних складів.
Галузь застосування
У будівництві монтажна піна використовується для виконання наступних дій:
- Ущільнення і герметизація щілин і стиків конструкцій;
- Утеплення і звукоізоляція;
- Закладення отворів проходу труб в елементах будівель;
- Монтаж будівельних деталей (підвіконь).
- Головна сфера застосування - установка дверних і віконних блоків, де з її допомогою заповнюють проміжки між коробкою і стіною;
Властивості і види
Сукупність таких факторів, як характер хімічних реакцій, спосіб заповнення піною робочої зони, температура і рівень вологості навколишнього середовища, обсяги робіт, визначають різні варіанти складу піни і пристрої балона. По механізму випуску вмісту з балона піна буває таких видів;
- Любительська (побутова). Оснащується пластикової трубкою-соплом для направлення потоку;
- Професійна. Матеріал такого типу марки Makroflex маркується позначенням «Pro». Має клапан для використання спеціального пістолета.
Монтажна піна в залежності від рекомендованої температури навколишнього середовища буває:
- Зимова, яка припускає проведення монтажних робіт при температурі від -10 (Makroflex Winter) або навіть -20 ° C (професійна зимова піна Tytan Professional 65) до +30 ° C. Вони витримують мороз до -70 ° C.
- Літня, до якої відноситься такий тип матеріалу, який має обмеження застосування при низькій температурі навколишнього середовища. Вона повинна бути вище +5 ° C (Makroflex або монтажна піна від компанії Селена Tytan Professional STD). Верхній поріг допустимої температури навколишнього середовища - до +30 ° C. Це пояснюється критичним зменшенням в'язкості преполімеру. Максимальна температура навколишнього середовища, при якій висохлий матеріал Makroflex зберігає властивості - 100 ° C;
- Універсальна, або всесезонна (Tytan Professional Lexy). Допустима температура для проведення робіт - від -15 ° C до +30 ° C.
Залежно від кількості реагентів в балоні:
- Однокомпонентна. Поширена і дешева монтажна піна. Хоча полімеризація усередині балона значно сповільнюється, все ж термін придатності продукції Makroflex обмежений 12 місяцями.
- Двокомпонентна. У цьому випадку реакція полімеризації відбувається не за участю води, а за участю другого компонента, який знаходиться всередині балона в окремій герметичній порожнині.
Двокомпонентна піна видавлюється з балона спеціальним плунжерним пістолетом. Затвердіння не залежить від рівня вологості атмосфери. Такий склад (Makroflex Rapido) коштує дорожче. Ступінь розширення двухкомпонентной піни невисока, так як відбувається тільки за рахунок утворюється вуглекислого газу під час реакції. Це матеріал допускає одноразове застосування, так як після змішування реагентів він застигає протягом 10 хвилин. Тому обсяг балона всього 220 мл.
За ступенем вогнестійкості:
- Клас B1 - протипожежний матеріал;
- Клас B2 - матеріал, затухаючий при загорянні;
- Клас B3 - горючий матеріал.
Динаміка розширення поліуретану
У балоні, крім преполімеру, міститься суміш газів-пропеллентов, поміщених в нього під тиском. Через це вони перебувають в рідкому стані. При відкриванні клапана балона скраплений газ виривається назовні, тягнучи за собою преполімер, і моментально закипає. Обсяг закачаного газу в природних умовах визначає обсяг піни на виході.
За рахунок стрімкого виходу палива преполімер витісняється з балона і отримує первинне моментальне вспенивание. Подальшу освіту бульбашок в складі відбувається за рахунок вуглекислого газу, що виділяється при почалася реакції полімеризації.
Для побутової піни Makroflex в якості палива використовують легкі гази, які при закипанні значно збільшуються в обсязі. Але разом з тим щільність матеріалу виходить низька (25 кг / м 3), що позначається на міцності. Піна складається з великих однорідних осередків. Коефіцієнт розширення побутової зимової піни Makroflex Winter - 1:50.
Побутова монтажна піна вимагає підрізування, оскільки її обсяг зазвичай перевищує розміри заповнюється простору. Матеріал цього типу не використовується для монтажних робіт, а тільки для герметизації і ущільнення.
Професійна піна Makroflex має великий коефіцієнт первинного розширення, а висока щільність (25-30 кг / м 3) дозволяє використовувати склад при монтажних роботах. Структура піни - маленькі осередки однакового розміру. Професійна піна на виході перевищує вихідний обсяг майже в 65 разів.
За рахунок контрольованої подачі матеріал в професійних балонах отримує моментальне розширення не на поверхні, а в соплі пістолета, він потрапляє в герметизируемой місце практично в кінцевому обсязі. Тому професійне запенивание більш економне і акуратне.
Усередині балона преполімер і зріджений газ з часом відокремлюються, і для кращої дифузії молекул піну перед вживанням потрібно збовтувати. В іншому випадку з балона вийде один газ, а преполімер залишиться всередині.
В даний час, замість фреону, використовують гази, які не руйнують озоновий шар атмосфери. Наприклад, монтажна піна Tytan Professional O2 має характерний значок в назві.
Баланс між часом первинного затвердіння і тривалістю розширення
Одним з важливих компонентів вмісту балона є поверхнево-активні речовини (ПАР), що регулюють процес утворення мікробульбашок. Ефект регулювання розмірів і кількості бульбашок досягається оптимальним поєднанням силіконів, що перешкоджають об'єднанню декількох бульбашок з утворенням порожнин до закінчення реакції полімеризації, і силіконів, що перешкоджають утворенню надмірної кількості бульбашок.
Для того, щоб усередині піни не виникало надлишкового тиску, і зайвий газ міг до затвердіння зовнішнього шару знаходити канали для виходу назовні, важливо оптимальне поєднання різних видів ПАР.
Завдяки ПАР, основна маса бульбашок цільні, що забезпечує водонепроникність матеріалу.
Вторинна усадка або розширення матеріалу після завершення процесу первинного розширення - результат відсутності оптимального тиску газу всередині бульбашок піни. Надмірний тиск газу з часом вирівнюється, що призводить до стискання піни. Неякісний продукт з незбалансованим складом здатний навіть відшаровуватися від поверхні, так як помітно зменшується в об'ємі. Якісна професійна зимова монтажна піна Титан. Makroflex, має мінімальний тиск газу в бульбашках, що забезпечує усадку не більше 5%.
Побутова піна Makroflex швидко твердне на поверхні, в той час як в товщі матеріалу ще утворюється вуглекислий газ. Тому в період вторинного розширення до початку усадки вона чинить великий тиск на деталі конструкцій. При використанні піни для монтажу дверей рекомендується застосовувати розпірки, які запобігають заклинювання дверного полотна.
Розмір осередків пористої структури регулюється балансом ПАР, рецепт якого у кожного виробника свій.
Недоліки поліуретанової монтажної піни
Найбільш значимий недолік - чутливість до ультрафіолету. Під його променями поліуретан втрачає свої властивості і руйнується, тому піну обов'язково або шпаклюють, або закривають від прямих сонячних променів.
Одне з позитивних якостей поліуретану - хімічна інертність - має і негативну сторону, так як після висихання ніякі розчинники піну не беруть. Тому застосовувати ацетонові очисники для видалення потрапила на поверхню рук є сенс тільки до висихання матеріалу. Якщо піна застигла, то видаляють її механічним шляхом за допомогою пемзи.
За допомогою монтажної піни сьогодні в будівництві швидко і ефективно вирішуються багато завдань. Велика розмаїтість цієї продукції дозволяє успішно застосовувати її в самих різних умовах.