|
Эпоксидные полимеры обладают
отличной адгезией ко многим материалам, высокими механическими свойствами,
небольшой усадкой при отверждении, высокой химической стойкостью, хорошими
диэлектрическими свойствами. Эти свойства сохраняются и у вспененных
полимеров. Но несмотря на высокую стоимость, пенополиэпоксиды уже применяются
в строительстве. В СССР разработано несколько марок пенополиэпокси- дов (ПЭП,
ПЭТ, ПЭ-1, ПЭ-2, ПЭ-2Т, ПЭ-3, ПЭ-5, ПЭ-6), изделия из которых можно получать
методом заливки, при повышенных, нормальных и даже отрицательных
температурах.
Сырьем для получения пенополиэпоксидов служат
низкомолекулярные эпоксиды (с молекулярным весом до 600) марок ЭД-5 и ЭД-6
(ГОСТ 10587—63). ЭД-5 представляет вязкую жидкость светло-коричневого цвета;
ЭД-6 — более вязкая, чем ЭД-5, жидкость светло- желтого или
светло-коричневого цвета.
Эпокспды могут отверждаться при нормальной или повышенных
температурах аминами, амидами и другими веществами, имеющими подвижной атом
водорода. Для получения пенополнэпоксидов в качестве отверди- телей применяют
в основном амины: полиэтиленполн- амнн, ц-фенилендиамин, тюли
(метиленфениленамины) и их смеси.
Полиэтиленгидросилоксан (ГКЖ-94) (ГОСТ 10834— 64)
представляет собой жидкость желтого цвета с YO=0,995-R- 1,003 г/сл*3, имеющую
вязкость 45—200 ест при 20°С.
Получение пенополиэпоксидов Пенополнэпокснды получают без
применения повышенного давления. Они могут вспениваться в результате
разложения газообразователя, вскипания легкокипящих жидкостей или при помощи
газов, выделяющихся при химическом взаимодействии компонентов рецептуры.
Эпоксиды отверждаются во вспененном состоянии при помощи' аминов или других
катализаторов.
В СССР разработаны и применяются два основных способа
получения пенополиэпоксидов: марки ПЭ — вспенивание при повышенных
температурах (разработан во ВНИИСС) и марки ПЭП—вспенивание при нормальных
температурах (разработан институтом Гидропроект).
Технологический процесс получения конструкций и изделий из
пенополиэпоксидов марок ПЭ состоит из следующих операций [15, 16]: подготовка
изделия или форм; подготовка и дозирование компонентов; смешение компонентов;
вспенивание; отверждение пенополиэпоксида.
Подготовка изделия или формы одинакова для получения всех
марок ПЭ. Заполняемые изделия или формы могут быть любой геометрической
конфигурации. Рекомендуемая высота подъема пены — не более 20—25 см.
Заполнение более высоких изделий можно проводить послойно со вспениванием и
отверждением каждого слоя в отдельности.
Арматуру и внутренние поверхности конструкций следует
предварительно обезжирить; металлические поверхности для лучшего сцепления с
пеной можно дополнительно обработать наждачной бумагой или опеско- струить.
При заливке в закрытые формы верхние часги оформляющей
конструкции должны иметь технологические отверстия диаметром 30—50 мм для
заливки композиций или съемную крышку. Для выхода воздуха необходимо
предусмотреть в крышке отверстия диаметром 1—2 мм или лыски.
Формы могут изготовляться из различных материалов,
выдерживающих температуру до 170°С; пенопласт свободного вспенивания может
быть получен в картонных коробках, выложенных целлофаном. Для получения
формованных изделий применяют разъемные формы с отполированными или
отхромированными поверхностями. Во избежание прилипания массы внутренние
поверхности форм выкладывают бумагой или смазывают смазкой СКТ или Ц-221 (ТУ
396-56).
При плохой теплопроводности материала формы, при получении
изделий сложной конфигурации, в том числе тонкостенных, а также при получении
пенопласта ПЭ-2Т формы перед заполнением подогревают до 60—100°С.
Подготовка п дозирование компонентов заключается в расчете
объема, подлежащего заполнению, и навесок компонентов исходя из рецептуры и
требуемого объемного веса (
Компоненты смешивают следующим образом. При получении ПЭ-1
все компоненты, за исключением р-фе- ппленднампна, перемешивают в течение
10—30 мин в зависимости от типа мешалки (рамная мешалка с 800— 1400 об/мин,
лопастный смеситель или другие типы) при температуре 60—70°С до получения
однородной массы. Затем в смеситель вводят расплавленный р-фенилен диамин и'
продолжают перемешивание еще в течение 10—20 мин. Полученную композицию из
смесителя разливают в формы или изделия.
При получении ПЭ-2 и ПЭ-2Т предварительно смешивают ЭД-6,
нагретую до 60°С, с продуктом 102-Т в течение 100 мин. Полученную смесь
выдерживают без перемешивания при 60—65°С в течение 4—5 ч или же при 20°С в
течение 16 ч. При этом диизоцианат нацело реагирует с эпоксидом по
гидроксильным группам. Затем вводят остальные компоненты рецептуры:
выравниватель А, порофор ЧХЗ-57 и последним расплавленный отвердитель; смесь
перемешивают и разливают в формы или изделия.
Пенопласты ПЭ-5 и ПЭ-6 получают вспениванием эпокспда ЭД-6
фреоном н отверждением пены при помощи отвердителя ЭСК-2 (ПЭ-5) или комплекса
BFZ с глн- колями (ПЭ-6).
В качестве вспенивателей используются фреоны: для ручной
заливки фреон-113, для машинной заливки фреон-142. В первом случае смесь
вспенивается в результате вскипания фреона за счет тепла химической реакции
отверждения. При применении фреона-142 вспенивание проходит после снятия
давления в смесителе перед отверждением. Пена образуется сразу же по выходе
композиции из герметичной емкости, где велось смешивание; она сохраняет свою
структуру и остается жидкой в течение времени, необходимого для желатинизации.
Давление и смесителе должно быть 5—10 атм.
Пенопласты ПЭ-5 и ПЭ-6 отверждаются при более низких
температурах (50—60°С), чем при получении ПЭ-1 и ПЭ-2.
П енополиэпоксиды. марки ПЭП получают в результате тех же
операций, что и марок ПЭ. Технология их получения отличается рецептурой и
параметрами изготовления [78, 88].
Пенопояиэпоксиды марки ПЭП можно использовать для
изготовления изделий методом заливки в форму, наносить на поверхность
бетонных и Других поверхностей для устройства тепло- и гидроизоляции.
При нанесении ПЭП на поверхности из строительных
материалов (бетонные, каменные, кирпичные, металлические и др.) необходимо
тщательно их подготовить — удалить слабые участки бетонных, каменных и
кирпичных поверхностей, грязь, масла и цементную пленку, промыть их водой и
высушить. Наиболее целесообразна пескоструйная обработка поверхности, но прн
малом пбьеме работ можно очпщап. нонерхиоегь металличеекп-
ми щетками. Можно пользоваться также способом травления
соляной кислотой с последующей тщательной очисткой и промывкой поверхности.
Пенополиэпоксиды марки ПЭП изготовляют на основе эпоксида
ЭД-6. В качестве отвердителя применяют полиэтиленполиамин, в качестве
эмульгатора и газообразователя — по- лиэтилгидросилоксан (ГКЖ-94), который
взаимодействует с полиэти- ленполиамином с выделением газа. Для регулирования
фи шко-мсханнче- ских свойств пенополи- эпоксидов в состав рецептуры можно
вводить растворители (например, стирол), пластификаторы (трикрезилфосфат,
полиэфир МГФ-9, тиокол НВТ, каучук СКН-18-1 и др.) и наполнители (асбест,
алюминиевую пудру, стекловолокно и т. д.).
Наибольшее газовыделение происходит при соотношении
полиэтилен- гидросилоксана и поли- этиленполиамина 1 : 1,5. Регулируя
соотношение компонентов в рецептуре, можно регулировать физико-механические
свойства пенополиэпоксида.
В качестве смесителей можно использовать различные мешалки
со съемными лопастями или передвижную установку для приготовления и заливки
термореактивных пенопластов УЗФП-1, разработанную ВНИИСС.
При нормальных температурах (5—25°С) пенополи- эноксиды
вспениваются и отверждаются за 0,5—2 ч. Полную прочность пенополиэпоксид ПЭП
набирает примерно за 30 суток. При повышении температуры этот процесс
значительно ускоряется.
Свойства и области применения. Пенополиэпоксиды
представляют собой жесткие пенопласты, в основном с замкнуто-ячеистой
структурой, от белого до светло-коричневого цвета. Их основные
физико-механические свойства приведены в 73 [15, 16, 78]. К достоинствам
пенополиэпоксидов следует отнести простоту изготовления, возможность
изготовления методом заливки, высокую механическую прочность и хорошую
адгезию к многим строительным материалам. Основные их недостатки — высокая
стоимость исходных эпоксидов и горючесть.
Пенопласты марок ПЭ пока еще не применяются в
строительстве, хотя они могут быть использованы в качестве теплоизоляционного
и конструктивного материала. Пенопласты марок ПЭП в основном применяются в
энергетическом и гидротехническом строительстве в качестве
теплогидроизоляции, например на Кислогубской ПЭС, на гидроузле № 2 канала им.
Москвы, Горьков- ской ГЭС и других объектах [78], где их применение дало
значительный технический и экономический эффект, несмотря на высокую
стоимость эпоксидов.
|