Технология производства труб
Устройство ППУ изоляции осуществляют двумя способами:
- Напылением (используется при ремонте изоляции трубопроводов и утепления стыков вновь монтируемых коммуникаций в условиях строительной площадки).
- Заливкой (является основным при производстве готовых труб с полипропиленовой изоляцией в стационарных условиях).
Компоненты для изготовления ППУ
Для получения пенополиуретана используются два компонента:
- Полиол (компонент А) – смесь полиэфирных смол с различными добавками для улучшения вспенивающих и огнезащитных свойств. По составу неоднородная, вязкая жидкость серого цвета, требующая постоянного перемешивания. Хранится в сухих помещениях при плюсовой температуре.
- Полиизоцианат (компонент В) – служит отвердителем для компонента А. Сложное соединение, синтезируемое в ходе реакции аминов с фосгеном. Однородная по составу жидкость темного цвета с резким запахом. Пары вещества небезопасны для здоровья.
Поставляются в стандартной упаковке виде двухсотлитровых стальных бочек или в канистрах емкостью от 0,5 до 20 литров (для мобильных установок напыления ППУ).
Подготовительный этап
Состоит из контроля качества материалов и их предварительной подготовки и включает:
- Проверку РР трубы на соответствие нормам размеров внутреннего и наружного диаметров, отсутствию трещин и других дефектов.
- Проверку наружной поверхности полиэтиленовой оболочки на отсутствие волн и отклонений толщины стенки.
- Очистку и обработку полипропиленовой трубы от грязи, масел щетками или пескоструйкой.
Сборка и заливка
Процесс сборки и заливки состоит из последовательных действий:
- Подготовленная РР труба подается на монтажный стол.
- Производится установка и закрепление центраторов для обеспечения соосности трубы с внешней оболочкой.
- Подготовленная труба продевается в оболочку.
- Заготовка перемещается на стол заливки.
- На ее торцы с двух сторон устанавливаются заливочные фланцы для обеспечения герметичности межтрубного пространства.
- Через специальное отверстие в заглушке, при помощи заливочной машинки под высоким давлением в полость подаются необходимые ингредиенты ППУ.
Заключительный этап производства
По истечении 8 часов, необходимых для вспенивания и застывания теплоизоляции, производят следующие работы:
- снятие заливочных заглушек;
- контроль плотности ППУ.
Компоненты для изготовления
Чтобы получить полиуретановую форму, необходимо иметь под рукой все составляющие технологического процесса:
- двухкомпонентный литьевой компаунд;
- природный камень или его качественную имитацию;
- материал для каркасной коробки — ДСП, МДФ, фанера;
- шуруповёрт, саморезы, шпатель, литровую ёмкость;
- миксер и кухонные весы;
- разделитель и сантехнический силикон.
Способ изготовления.
- На листе МДФ или фанеры, установленном строго горизонтально, раскладываются плитки камня. Между каждой плиткой оставляется зазор в 1-1,5 см, края формы и центральная разделительная часть должны быть толще, минимум 3 см. Выбрав наиболее удачное расположение прототипов, каждую плитку необходимо приклеить к основе, используя для этого силикон.
- После этого необходимо изготовить опалубку. Её высота должна быть на несколько сантиметров больше каменной плитки. Опалубку прикрепляют к основе с помощью саморезов и герметизируют стыки силиконом, чтобы не допустить протечки жидкого полиуретана. Поверхность выставляется и проверяется с помощью уровня. После застывания силикона потребуется смазка — все поверхности изнутри покрываются разделителем, после кристаллизации он образует тончайшую плёнку.
- Двухкомпонентный литьевой полиуретан смешивают в одинаковых пропорциях, взвешивая каждый компонент. Полученную смесь тщательно доводят до однородной массы миксером в заранее приготовленной ёмкости и заливают в опалубку. По технологии требуется провести вакуумную обработку, но в домашних условиях мало кто может себе это позволить, поэтому умельцы приноровилась обходиться без этого. Более того, поверхность камня имеет сложный рельеф, и небольшое вкрапление пузырьков останется незаметным.
- Полученную массу правильнее всего наливать в угол опалубки – растекаясь, она плотно заполнит все пустоты, попутно выдавит воздух. После этого полиуретан оставляют на сутки, в течение которых масса застынет и превратится в готовую форму. Затем опалубку разбирают, если требуется подрезают ножом полиуретан или силикон и отделяют форму от прототипа. Хорошо приклеенные плитки должны остаться на поверхности основы. Если же этого не случилось, и плитка осталась в форме, необходимо её выдавить, возможно, аккуратно подрезать.
Пенополиуретан компоненты для заливки
Переработка пенополиуретан компонентов для заливки подразумевает качественный перемес компонентов и заливку в пресс форму или подготовленную полость. Обычно ппу системы для заливки состоят из 2 или 3 компонентов. Это полиол, изоцианат и возможно катализатор. Катализатор иногда специально добавляется в компонент А для уменьшения времени старта. Пенополиуретан компоненты, как правило, используются для производства формованных изделий от теплоизоляционных панелей и скорлуп из жесткого пенополиуретана до эластичных пенополиуретанов для мебели и интегральных ппу для автомобильной промышленности. Некоторые компоненты ппу, к примеру, для получения эластичных и интегральных пенополиуретанов могут состоять и более чем из трех элементов.
Из особенностей пенополиуретан компонентов для заливки стоит отметить увеличенное время старта. Это связано с тем, что заливка как правило, связана с изготовлением формованных деталей – скорлупы, панели, декор и т.п. Для того, чтобы получить качественное изделие, необходимо чтобы пенополиуретан компоненты растеклись по всей форме и приняли весь ее объем. Для этого при производстве изделий со сложной геометрической формой, большой длиной или объемом применяют заливочные пенополиуретан компоненты с временем старта до 60-80 секунд. Также, для производства пенополиуретана методом заливки используются компоненты, более зависящие от температурного режима. Под температурным режимом подразумевается и температура компонентов(при чем рекомендованная температура для каждого из них может быть разной) и температура производственного помещения и температура формы под заливку. Не соблюдение хотя бы одной из температур, как правило, приводит к бракованному изделию на выходе. Пенополиуретан компоненты для производства теплоизоляционных панелей и скорлупы ппу требуют вначале разогрева формы. После 1-2 заливок форма становиться теплой ввиду того, что компоненты ппу во время реакции выделяют тепло, и дальнейший нагрев как правило, не требуется. При производстве более сложных эластичных и интегральных ппу изделий необходимо поддержание именно заданной технологическими параметрами температуры. В некоторых случаях приходится либо дополнительно подогревать форму, либо наоборот понижать ее температуру.
Во время реакции пенополиуретан компоненты прилипают к поверхности, поэтому при заливке в форму предусматривается антиадгезионная смазка, которая не позволяет вспененному пенополиуретану прилипнуть к металлической пресс форме. В качестве таких смазок используется литол, воск, солидол, различные силиконовые смазки или специализированные смазки серии Пента-120.
При производстве эластичных ппу(для мягкой мебели) или интегрального ппу(автомобильные рули, авто подлокотники и т.п.) особое внимание уделяется выдержке соотношений, указанных в технологии. При таком производстве любое отклонение от заданных параметров ведет к нарушению технологии и как следствие – бракованное изделие
Пенополиуретан компоненты для заливки имеет широкий диапазон плотностей. Для производства теплоизоляционного слоя холодильников применяют компоненты с плотностями конечного продукта в 32-40 кг/м3. При изготовлении теплоизоляционных панелей и скорлупы ппу применяют компоненты ппу с плотностями 50-70 кг/м3. Для производства элементов внешнего и внутреннего декора, элементов тюнинга автомобилей(спойлеры, накладки, и т.п.) используется химия с плотностями до 300 кг/м3 и выше.
Особенности
Синтетическая природа полимера позволяет модифицировать его свойства, улучшая их до показателей недоступных натуральным материалам. В частности, пенополиуретан является отличным утеплителем и обладает отличными адгезионными показателями практически ко всем типам поверхностей, встречающихся при обустройстве теплоизоляции.
Прочное сцепление обеспечивается с такими материалами, как:
- дерево – 1,5 кг/см²;
- оцинковка и чугун – 2,0 кг/см²;
- алюминий – 1,0 кг/см²;
- нержавейка – 1,5 кг/см²;
- цемент – 2,5 кг/см²;
- сталь – 3 кг/см².
Кроме этого, к положительным особенностям материала относятся следующие:
- низкая теплопроводность – 0,019–0,028 Вт/м²;
- легкость, не сказывающаяся на весе конструкций – от 40 до 60 кг/м³;
- не нуждается в крепежных средствах – экономия средств;
- защищает покрытый металл от коррозийных процессов;
- отсутствуют мосты холода;
- возможность покрытия поверхностей с любой геометрией;
- высокая долговечность, материал не гниет, не усыхает, не разрушается под воздействием атмосферных явлений, перепадов температур и прочих явлений окружающей среды, кроме ультрафиолета;
- абсолютная безопасность, пенополиуретан инертен химически и биологически, разрешен к использованию в холодильных камерах для продовольствия;
- используя форму с нужными габаритами можно создавать теплоизоляционные блоки любого формата;
- материал неинтересен как пища для грызунов и насекомых, на нем не размножается грибок и другие микроорганизмы, а также он препятствует росту корней растений;
- устойчив к агрессивным веществам: растворителю, размягчителю, топливу, минеральному маслу, разбавленной кислоте и щелочи, чадным газам различного происхождения;
- относится к трудногорючим веществам, горит со стороны соприкосновения с прямым огнем и только при его наличии, при исчезновении – гаснет, прогоревший слой превращается в угли и более не поддерживает горение.
Кроме положительных качеств, у ППУ есть и свои недостатки, среди которых стоит выделить следующие:
- готовый слой пенополиуретана уязвим к солнечному свету (к ультрафиолету). Чтобы компенсировать этот недостаток, ППУ покрывают краской или пленкой с необходимым защитным свойством;
- хоть ППУ и трудногорючий, но возле источника огня, например, камина или газовой плиты, его применять не следует, даже если он не загорится, то может тлеть или расплавиться;
- относительно высокая стоимость.
Действующие вещества реакции полимеризации ППУ
- Компонент A: полиол – вязкая жидкость белого цвета, содержащая различные реагенты во взвешенном состоянии. Вещество определяет основные характеристики ППУ: плотноcть, прочность, способность к воспламенению. Свойства полиола определяют ход реакции:
- или это быстрое вспенивание и затвердевание;
- или пластичное растекание и постепенный переход в твердое состояние.
- Компонент B: изоцианат – токсичная горючая жидкость коричневого цвета, легко реагирующая с водой. Изменение пропорций при смешивании компонента B с полиолом влияет на свойства ППУ.
- Антипирены (Триxлорэтилфосфат – ТXЭФ) – добавки, мешающие ППУ быстро воспламеняться.
Разновидности
В зависимости от характеристик ППУ делится на пять основных видов: жесткий, эластичный, ретикулированный, интегральный, вспененный. Они имеют различные области применения, технологию нанесения.
Классифицировать пенополиуретан ППУ можно по форме выпуска. Он производится в листах, рулонах, блоках, баллонах. Существует также акустический материал. Он имеет определенный рельеф, повышающий его шумопоглощающие характеристики.
Жесткий
Особенностью жесткого ППУ является закрытоячеистая структура. Благодаря этому повышаются его теплоизоляционные свойства. Материал имеет высокую плотность.
Его используют для утепления конструкций, шумоизоляции помещений. Из него также изготавливают упаковочные материалы для транспортировки хрупких предметов, предметы интерьера и многое другое.
Жесткий ППУ в форме листов разных размеров применяется для ровных поверхностей. Он легко обрабатывается. Из него несложно вырезать кусок любой формы. Крепится он при помощи клея или дюбелей.
Для изоляции трубопроводов применяется скорлупа из ППУ. Она представляет собой полуцилиндр, цилиндр или небольшой сегмент. Чаще имеет дополнительное покрытие из фольги для защиты от неблагоприятных условий среды. Крепится при помощи клея, металлических или пластиковых стяжек или вязальной проволоки.
Цены на листовой ППУ зависят от его толщины. 1м2 самого тонкого материала обойдется в 550 — 600 рублей. Плиты толщиной 100 мм стоят 1700 – 2000 рублей. Цены на скорлупу без покрытия варьируются от 150 до 7000 рублей в зависимости от диаметра.
Ретикулированный
Современным ученым удалось ретикулировать ППУ. Этот процесс сравним с контролируемым взрывом, в итоге которого происходит разрушение мембран материала. Получается структура с открытой формой ячеек.
Ретикулированный ППУ используют в системах фильтрации воды и воздуха, а также для создания звукоизоляции. Из него также изготавливают упаковочные материалы, бытовые мелочи: губки, мочалки и прочее. Установка материала на стены производится при помощи клея.
Стоимость 1 м2 ретикулированного ППУ колеблется от 850 до 1200 рублей. Цена зависит от толщины материала, марки пористости.
Эластичный
Отличительной чертой эластичного ППУ становится его устойчивость к перепадам температур, воздействию химикатов. Материал не теряет свойств спустя десятки лет эксплуатации. После механического воздействия быстро восстанавливает первоначальную форму.
Этот вид пенополиуретана широко применяется в мебельном производстве, автомобилестроении. Из него выполняют обивку мебели, подлокотники, подушки и прочее. Строители используют его для создания тепло- и звукоизоляционного покрытия. Его часто применяют в качестве демпферов при укладке пола или труб.
Эластичный ППУ легко монтируется при помощи универсального клея на поверхность любой конфигурации. Цена такого покрытия колеблется около 500 – 800 рублей за 1 м2.
Интегральный
Интегральным называют ППУ, имеющий структуру сэндвича. Он представляет собой газонаполненный материал, заключенный в плотную оболочку. Сочетает эластичность и стойкость к механическим воздействиям. Он обладает виброизоляционными свойствами.
Такой ППУ широко применяется при производстве мебели, элементов кузовов автомобилей, спортивного инвентаря. Из него также производят элементы фасада и предметы интерьера.
Вспененный
Может быть интересно
При производстве такого материала химические компоненты смешивают в вакуумном пространстве. Образуется пена. Ее можно наносить на поверхности любой конфигурации. После высыхания образуется стойкое плотное покрытие, обладающее отличными теплоизоляционными свойствами.
Вспененный ППУ применяется, как наполнитель шумопоглощающих перегородок, при изготовлении противовибрационных амортизирующих вставок для технологического оборудования. Наиболее востребованным он стал при создании теплоизоляции мансарды, фундамента, кровли, стен, полов. Его также разрешено использовать для формирования гидроизоляционного покрытия.
Техническое оснащение для напыления ППУ
Для напыления используют оборудование, которое автоматически дозирует два составляющих компонента. При этом такое оборудование оснащено смесительной камерой, в которой интенсивно перемешивается сырье. В оборудовании для напыления, пенополиуретан в распылительный пистолет подается под давлением
Также, не маловажно, чтоб оборудование для напыления ППУ было оснащено функцией регулировки скорости. Таким образом, вы сможете регулировать интенсивность нанесения теполизоляционного материала на утепляемую поверхность
Для того, чтобы работа по наружному утеплению проводилась круглогодично, напылительная установка должна быть оснащена баков автоматического подогрева компонентов. А также необходима функция проточного подогрева сырья. Для напылительного оборудования свойственна небольшая производительность (1-3 кг/мин).
Главное отличие между этими двумя видами оборудования (для напыления и заливки) является то, что в заливочное оборудование имеет большие показатели производительности (от 10 кг/мин). Такие установки оснащены таймером, которые автоматически отключается при окончании заливки определенного количества. Такая функция поможет вам рационально использовать сырье и избегать браков в производстве. По некоторым данным, установка оснащенная таймером позволяет сэкономить до 40% потребляемого сырья.
Пенополиуретановый бизнес может быть простым и чистым с новейшей системой CPDS Series 2(USA)!
Нелегкая задача стоит перед тем, кто выбирает между установками разного давления. Лишняя трата средств за неиспользованные возможности покажется немыслимой, а работать на агрегатах с низким давлением — результат больших потерь.
Для решения подобных вопросов представлена новая установка CPDS Series 2 американского производства. Она подает постоянное давление для напыления пенополиуретана с открытыми и закрытыми типами ячеек. Аналогов такой системы пока не встретишь на рынке, поэтому она станет для вас идеальным помощником для начала собственного бизнеса или для расширения спектра услуг. {youtube}x_uTiLPNymM{/youtube}
Преимущества применения ППУ
- Среди всех материалов аналогичного назначения ППУ отличается наиболее низким коэффициентом теплопроводности.
- Покрытие имеет монолитную структуру, в которой отсутствуют щели и швы.
- Качественная шумоизоляция.
- Материал обладает нейтральными биологическими показателями.
- ППУ устойчив к появлению различных грибковых образований и плесени, а также не представляет интереса для грызунов.
- Материал имеет продолжительный срок службы – 30 лет и более.
- Возможность применения в труднодоступных местах.
- Материал сохраняет свои теплофизические свойства на протяжении всего периода эксплуатации.
- Паропроницаемость, устойчивость к механическим воздействиям.
- Высокие свойства адгезии.
- Отсутствие усадки.
Техническое оснащение для производства изделий способом литья
Пенополиуретан – универсальный материал. Работу с ним можно разделить на два вида:
Методом заливки, как уже упоминалось высшее, можно производить изделия блочного типа, «кожухи» для труб и даже многие декоративные элементы (карнизы, багеты, декоративная лепка и многое другое). Естественно, что и оборудование для двух разных видов работ необходимо разное.
Метод напыления пенополиуретана используют в основном в строительных работах, а именно в утеплении чердаков, наружных стен, полов и т.д. Это еще одна бизнес идея, которую можно реализовать по данной технологии с целью наружного утепления. При напылении исключается зазор между утеплителем и стеной, что исключает возникновения конденсата на стене и в стыках. Листовое утепление пенопластом имеет риск возникновения конденсата на утепляемой стене из-за разницы температур соприкасаемых поверхностей.
Примеры установок высокого давления:
- Полимер-комплекс ПК-60 — производительность до 60 л/мин, самоочищающаяся заливочная головка, асинхронный мотор-редуктор, промышленный контроллер с сенсорным дисплеем;
- Graco HGR — производительность до 20 кг/мин, гидравлический привод, контроллер заливки, автоматическое определение точности соотношения компонентов. Смотрите на видео, как работает установка Graco на примере межстеновой заливки «Химтраст СКЗ-20»:
- Hennecke — производительность до 35 кг/мин, гидравлический привод, встроенные емкости по 250 литров, заливочная головка, автоматический контроль точности дозирования.
Как изготовить самому?
Существует простой вариант произвести напыление своими руками. Для этого необходимо купить один из одноразовых комплектов. FoamKit от американского производителя является отличным выбором. С его помощью можно в одиночку утеплить частный дом, дачу, чердак коттеджа или другое помещение. Одноразовый набор состоит из двух небольших баллонов, к которым прилагается шланга и специальный пистолет с разными насадками.
В целом процесс напыления заключается в следующем:
- нужно расположиться на таком расстоянии, чтобы от пистолета до стены было примерно 80 см;
- наносится первый нетолстый напыляемый слой для обеспечения лучшего сцепления со стеной;
- через 20 минут, когда он подсохнет, наносится следующий слой, который не должен превышать 2,5 см в толщину и так до необходимой толщины с остановками на подсыхание свежего слоя;
- на финальном слое избытки и наплывы разравниваются через 2–5 минут после нанесения. Самодельное напыление выполнено.
При работе необходимо соблюдаться ряд следующих условий:
- поверхность должна быть сухой и очищенной от пыли и грязи;
- температура должна быть не ниже +5ºС, при этом в зависимости от влажности температура рабочей поверхности должна превышать температуру точки росы на 3 градуса.
Использование же одноразовых наборов с распылителями обосновано финансово при работах на площадях, не превышающих 30 кв. м. А также существует множество тонкостей по определению пропорций под искомый результат, неспецифичную поверхность и прочие нюансы, которые нужно учитывать даже при наличии заводских компонентов и оборудования.
Виды полиуретана
По сути, ППУ это пластмасса, точнее одна из ее разновидностей, по своей структуре являющаяся пластмассовой пеной. 10% объема готового нанесенного материала, приходится на перестенки крохотных ячеек пены, которые в свою очередь заполнены специальным газом, который и составляет 90% объема готового продукта.
Создателем пенополиуретана является немец Отто Байер, именно он руководил исследовательской группой, которая в результате проведенных исследований произвела на свет данный вид пластмассы, хотя в момент его изобретения, ученные, не догадывались о последующем широком применении материала.
В сфере строительства домов, ППУ получил признание благодаря простой технологии создания материала прямо на строительной площадке. Суть технологии в смешивании двух жидких компонентов, результатом реакции является затвердевшая пена.
При создании вещества, необходимо точно следить за пропорцией, ведь изменяя рецепт, можно получить ППУ сильно отличающиеся по своим свойствам. В зависимости от рецепта, пенополиуретаны пригодны для утепления стен, дверей, трубопроводов.
В зависимости от пропорций при смешивании, получаются разные виды утеплителей, их ячейки имеют разный размер, стенки толщину, а значит разную теплопроводность и прочность. Все возможные ППУ можно объединить в две большие группы:
- Поролон – он же гибкий ППУ, плотность колеблется в районе 5–35 кг/м3. Материал широко занял свое место в жизни человека, ведь из него состоят наполнители кресел, мягкие упаковки, прокладки в обуви (одежде), даже губки на кухне созданы из него. Если речь идет про утепление пенополиуретаном своими руками, то обычно подразумевают использование, именно гибкого ППУ.
Жесткий пенополиуретан – применим как в быту (из его вариаций делают даже подошвы), так и при строительных работах. Теплоизоляция полиуретаном, хотя и относительно новая технология, но многочисленные тесты по искусственному состариванию материала, говорят о его способности простоять добрых 30 лет, без необходимости замены. Многочисленные тексты доказали, навредить полиуретану серьезно, могут только органические растворители и минеральные кислоты, иные вещества, даже агрессивные, вроде нефтепродуктов и большого потока дождевой воды, не оставляют на нем никаких повреждений.
Отечественный рынок предлагает коло 30 разных составов, применимы они и как отдельные материалы, и в комбинации с иными видами. Материал справляется с разными задачами:
утепление дома;
шумоизоляция;
теплоизоляция (не только сохраняющая тепло, но и холод).
Сфера применения столь универсальна, благодаря легкому технологическому процессу внесения изменений в состав.
Производство форм из полиуретана своими руками
Чтобы знать, как сделать форму из полиуретана своими руками, необходимо:
Прочистить и просушить изделие. Когда оно имеет пористое строение, закрываются поры при помощи тонкого слоя воска либо герметика. Укладывается изделие на подставку и закрывается шов. Покрывается изделие и подставка антиадгезивом. Закрепляется возле изделия рама-каркас (обозначаются очертания изготавливаемого изделия из пенополиуретана). Компаунд из полиуретана для форм должен иметь комнатные температурные показатели. В сухие ведра отвешивается точное число преполимера и затвердителя. Затем переливаются в третье ведро составляющие и как следует перемешиваются до однородного состояния. Особый акцент делается на стенках ведра и днище. Кисточкой наносится небольшой слой массы на оригинал. Подобное снижает число пузырей на покрытии формы. Заливается жидкий пенополиуретан внутрь опалубки. Начинают с угла для равномерного поднятия раствора снизу
Угол заливки опалубки оптимально поднять. Необходимо выждать период полимеризации – примерно 1 день, затем вынимается форма
Разбирается опалубка, осторожно поднимается угол и удаляется изделие. Аккуратность необходима, поскольку полимеризация длится около 3 суток либо больше
