Новое на сайте

Stop
Play
  • Герметизация стыков, герметизация стыков панелей и плит Герметизация стыков Герметизация стыков плит необходима для обеспечения длительного срока службы панельных строительных конструкций, в процессе строительства или капитального ремонта зданий и сооружений, когда необходимо обеспечить надежную тепло- и гидроизоляцию примыканий строительных конструкций. Таким образом, данные работы необходимы в следующих случаях: при соеди...
  • Полимерные полы Промышленные полимерные полы Промышленные полимерные полы являются альтернативным вариантом других видов наливных полов, в т.ч. и на эпоксидной основе и отличаются прекрасными декоративными и эксплуатационными свойствами. Высокая проникающей способность композиции, обеспечивает создание более прочной структуры в пограничном слое пола, ликвидирующая дефекты и микротрещин...
  • Холодильные камеры хранения ХОЛОДИЛЬНЫЕ КАМЕРЫ ХРАНЕНИЯ. МОРОЗИЛЬНЫЕ КАМЕРЫ ПРОМЫШЛЕННЫЕ ХОЛОДИЛЬНИКИ. ОХЛАЖДАЕМЫЕ СКЛАДЫ Холодильные камеры хранения - это разновидность холодильных камер в отличие от морозильных камер, которые используются для хранения лекарственных препаратов, охлажденных или замороженных продуктов, для дозревания фруктов или овощей (например, бананов) и других аналогичных целе...
  • Гидроизоляция бетона, кровли, труб и других строительных конструкций Полимерные гидроизоляционные материалы от НПП "ХИМСТРОЙТЕХНОЛОГИИ" Полимерный двух компонентный материал Риктан НБ обеспечивает эффективную и долговременную изоляцию в различных областях строительных конструкций и инженерных систем в т.ч. гидроизоляция бетонных конструкций при строительстве и ремонтно-восстановительных работах; гидроизоляция кровли; внутренняя гид...
Применение полиуретанов в холодильной технике :: Тематические статьи

ПЕРСПЕКТИВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ РАЗРАБОТКИ ИЗОЛЯЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ КЛАССА ПОЛИУРЕТАНОВ ДЛЯ ХОЛОДИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

к.т.н., Корниенко В.Н., ГНУ ВНИХИ Россельхозакадемии

 

Разработка эффективных, экономичных и экологически безопасных изоляционных материалов и технологических процессов их получения, соответствующих потребностям различных отраслей народного хозяйства, является актуальной инновационной задачей настоящего времени.

Материалы класса полиуретанов за счет огромного разнообразия сырьевых компонентов и их возможных комбинаций, позволяющих в широких пределах регулировать физико-механические свойства таких материалов, могут удовлетворять самые разнообразные требования и способствовать решению конкретных проблем в холодильной промышленности. Так, например, сохранение и эффективное использование промышленного и естественного холода во многом зависит от качества теплоизоляционных покрытий ограждающих конструкций холодильных помещений. С другой стороны, строительные конструкции промышленных холодильников, охлаждаемых складов, холодильных камер хранения пищевой продукции, а также теплообменные поверхности технологического холодильного оборудования остро нуждаются в изоляционной защите от неблагоприятных температурно-влажностных воздействий окружающей среды, а также агрессивных сред техногенного и природного характера.

Оптимальным решением этих задач является подбор однотипных по своему химическому составу и технологии нанесения тепло,- гидро,- паро,- газоизоляционных покрытий, позволяющих осуществлять комплексную защиту строительных и конструкционных материалов при существенном сокращении сроков производства изоляционных работ. При этом используемые материалы должны соответствовать физико-механическим, технологическим и технико-экономическим требованиям, предъявляемым к защитным покрытиям для холодильной техники, например: высокие изоляционные, пенетрационные и адгезионные свойства; химическая, коррозионная и биологическая стойкость; морозостойкость и устойчивость к воздействию знакопеременных температурных нагрузок; долговечность, экологическая безопасность и т.д.

Рисунок 1. Схема применения материалов класса полиуретанов в холодильной промышленности

Сравнительный анализ предлагаемых в настоящее время материалов для получения изоляционных покрытий по ряду технико-экономических показателей, представленных в таблице, показывает, что наиболее обширным и универсальным является класс полиуретанов. Наибольший интерес представляют пенополиуретаны (ППУ) в качестве теплоизоляции и полиуретановые полимеры (ПУП) как защитные покрытия [1].

Таблица

Технико-экономические показатели

Химическая природа материала

Защитное покрытие

Теплоизоляционное покрытие

Эпоксидная смола

Метилметакрилат

ПУ-полимер

Полимочевина

Полиэфир

Минвата

ППУ

ПСБ-С

Низкая стоимость

+

±

+

+

±

Технологичность

+

+

+

±

+

±

Высокая скорость нанесения

±

±

+

+

Морозостойкость

±

+

+

+

±

+

±

Эластичность

±

+

+

±

+

±

Ударно-механическая прочность

+

+

+

±

+

±

Адгезия

±

±

+

±

+

Знакопеременные температуры*

+

+

+

±

±

Высокая влажность*

±

+

+

+

Долговечность

±

+

+

+

±

+

±

Экологическая безопасность

+

+

+

±

* — параметры окружающей среды при нанесении покрытия;
+ — удовлетворительно; /−/ — неудовлетворительно; ± — условно допустимо

Первые полиуретановые покрытия (ПУ-покрытия) были разработаны более 50 лет назад и начали активно использоваться после внедрения и промышленного производства мономерных полиизоцианатов, алифатических диизоцианатов других компонентов современных полиуретановых покрытий. Ярким примером служат напыляемые пенополиуретаны, по праву считающиеся на сегодняшний день самым эффективным термоизолятором.

В 1970-х годах было установлено, что качество окрасочных, ремонтных и защитных покрытий можно значительно улучшить, используя химию полиуретанов, заменив ими широко распространенные алкидные и эпоксидные смолы. В середине 1980-х годов полиуретаны стали широко применять в различных областях: окраска древесины, покрытия для тканей, защита от коррозии.

Значительным достижением явилось создание технологии дозирования двухкомпонентных систем и разработка установок нанесения покрытий методом напыления, что явилось техническим прорывом в строительстве, автомобилестроении и других отраслях промышленности. Отдельно следует отметить такое направление использования полиуретанов как производство пенопластов:

  • жесткие пенопласты для теплоизоляции (холодильная промышленность и стройиндустрия);
  • энергопоглащающие материалы (автомобилестроение и строительство);
  • интегральные пленочные пенопласты (мебельная промышленность, медицина);
  • гибкие пенопласты (обивочные и упаковочные материалы).

В настоящее время полиуретаны активно используются в различных отраслях промышленности развитых стран ЕМЕА (Европа, Ближний Восток, Африка). Наиболее распространенные области применения полиуретановых покрытий представлены на рисунке 2. По прогнозам специалистов, только в 2010 году прогнозируется рост рынка потребления сырья для полиуретановых покрытий примерно на 3-5% [2].

Рисунок 2. Потребление полиуретановых покрытий в странах ЕМЕА в 2005 г.

Доля применения материалов класса полиуретанов (ППУ-изоляции) в производстве теплоизоляционных покрытий представлена на рисунке 3, а в изготовлении защитных полимерных покрытий на рисунке 4 [3].

Рисунок 3. Объем производства утеплителей в России в 2003 г.

Главное преимущество защитных ПУ-покрытий при использовании их в холодильной промышленности – широкий спектр областей применения, полная совместимость с наиболее распространенными в настоящее время теплоизоляционными, строительными и конструкционными материалами, а также технологическая универсальность способов получения или нанесения. Использование полиуретанов, благодаря эксплуатационным свойствам получаемых защитных изоляционных покрытий, вытекающих из физико-механических характеристик и химического строения данного класса изоляционных материалов, охватывает огромный спектр областей применения [5].

Рисунок 4. Объем производства сырья для защитных покрытий в странах ЕМЕА в 2005 г.

В настоящее время процесс замещения традиционных изоляционных технологий на более современные продолжается нарастающими темпами во всем мире. Возрастающие требования к качеству и экологии, необходимость оптимизации стоимости получения конечного продукта ставят на передний план задачи по разработке и внедрению полиуретановых одно- и двухкомпонентных материалов с низким содержанием растворителей, без растворителей, водных полиуретановых дисперсий, радиционно отверждаемых систем, систем с использованием нанотехнологических продуктов.

Возможность варьирования свойств ПУ-покрытий за счет включения в исходные композиционные составы различных добавок, например, неорганических частиц в органические составные блоки полиуретановых систем, уменьшение размеров этих добавок до наномасштабной области позволяет получать широкий спектр ПУ-покрытий с заданными свойствами. Благодаря различной функциональности наночастиц, отличающихся морфологией и химической природой, можно регулировать разнообразные свойства нанокомпозитных ПУ-покрытий [4]:
―  проницаемость при использовании пластинчатых селикатов в качестве барьерных веществ с целью снижения миграции жидкостей и газов;
― механическую прочность за счет применения стержнеобразных углеродных нанотрубок и истираемость при использовании сферических наночастиц SiO2 ;
― биоцидную активность в случае применения Аg, Au;
― защиту от УФ-излучения (CeO2, ZnO), отражение ИК-излучения (ZrO2), фотокатализ (TiO2).

Также важен способ введения наночастиц в исходное сырье или рецептуры ПУ-покрытий. Современные способы включают диспергирование наночастиц в полимерной матрице («мокрое» измельчение, струйное диспергирование), создание их посредством золь-гель процессов или микроэмульсионным осаждением в мономерах [5].

Помимо введения наночастиц, в настоящее время пристальное внимание уделяется гибридным нанотехнологиям, которые используют для сочетания органических полимеров с золь-гель процессами. Таким способом можно получать взаимопроникающие трехмерные сетки, осажденные на месте (in situ) наночастицы или комбинированные системы. С помощью этих гибридных технологий можно добиться дальнейшего улучшения водостойкости, адгезии и антикоррозионных свойств ПУ-покрытий [5].

Учитывая огромный интерес к нанотехнологии как к одной из ключевых технологий ХХI века, можно предположить, что новые полиуретановые защитные изоляционные покрытия, созданные на ее основе, будут приобретать все большее значение, а спектр их применения будет значительно расширен. В тоже время, несмотря на первоначальные успехи в данной области, необходимы большие усилия для скорейшего воплощения научно-исследовательских разработок в инновационные продукты с учетом таких проблем как способность к переработке, стоимость, охрана здоровья и окружающей среды.

Список литературы

  1. Bock M. Polyurethanes for Coating. – Hannover Germany, 2001. – 227pp.
  2. ChemResearch, The global adhesive and sealant industry 2003-2006, at 2004.
  3. Теплоизоляционные материалы и конструкции. – М.: ИНФРА-М, 2003. – 268с.
  4. Nanotechnology in the Western Europe Coatings Industry, 2006.
  5. nformation Research (IRL)H.Schmidt, Considerations about sol-gel process: from the classical sol-gel route to advanced chemical nanotechnologies, J.Sol-Gel Sci. Techn., №40, 2006, 115pp.
 
JVClouds3D

Облако тегов

декоративные полимерные покрытия антикоррозионная защита холодильные камеры хранения антикоррозионная защита металлоконструкций антикоррозионная защита трубопроводов производство полиуретановых материалов полимерные покрытия гидроизоляция устройство теплоизоляции защита от коррозии пароизоляция межпанельных и кровельных швов гидроизоляция труб устройство пароизоляции гидроизоляция бетона полимерные полы защита строительных конструкций паропроницаемые полимерные покрытия герметизация стыков палубное покрытие газоизоляция камер хранения в ргс газоизоляция коптильных камер пароизоляция полиуретановые материалы газоизоляция теплоизоляция гидроизоляция кровли герметизация стыков панелей пароизоляционные покрытия полиуретановые наливные полы антикоррозионная защита резервуаров специальные полимерные покрытия защита бетона теплоизоляция на основе пенополиуретана универсальные полимерные покрытия