Методом заливки пенополиуретаны
можно получать периодическим или непрерывным способом, методом напыления —
непрерывным способом. Технологические процессы заливки или напыления
пенополиуретана состоят из следующих операций: подготовка формы или
поверхности для напыления; расчет и приготовление компонентов; смешение
компонентов; залнвка или напыление реакционной смеси; отверждение пенопласта.
Технологические операции подготовки формы или поверхности, расчет и
приготовление компонентов при заливке и напылении имеют много общего. Кроме
того, заливку и напыление ведут на однотипных машинах.
При заполнении изделий (конструкций) с замкнутым контуром
внутренние поверхности должны быть обезжирены, обработаны наждачной бумагой.
Для предохранения форм от деформации и для выхода газа, образующегося при
вспенивании, в верхней части конструкций должны быть предусмотрены
технологические отверстия диаметром 5 мм и, если необходимо, залнвочиые отверстия диаметром 30—50 мм. В дальнейшем технологические и заливочные отверстия
можно заделать шпаклевкой, резьбовой пробкой и т. п. Для предохранения
заполняемых форм от деформаций (при вспенивании давлен а достигает 2—3
кгс/см2) боковые поверхности форм усиливают временными или постоянными
ребрами жесткости.
Для получения формованных изделий из пенополиуретана
применяют разъемную форму с отполированными или хромированными внутренними
поверхностями. Для предохранения от прилипания пенополиуретана внутренние
поверхности форм покрывают бумагой, а формы сложной конфигурации смазывают
следмощими смазками: ПВСГ, СКТ, Ц-221 или Ц-22 [56, 57, 60].
Перед напылением ППУ металлические поверхности необходимо
обезжирить (ацетоном, этилацетатом). Загрунтованные поверхности могут быть
лишь очищены or пыли, грязи и масляных пятен. Поверхности из алюминиевых
сплавов должны быть опескоструены или загрунтованы любой грунтовкой, кроме
грунтовок на основе нитросоединений. Необходимость грунтовки алюминиевых
сплавов объясняется слабой адгезией ППУ к этим сплавам. Неметаллические
поверхности, если на них не г жировых наслоений, должны быть сухими и
очищенными от пыли и грязи. Места, не подлежащие изоляции ППУ, закрывают
бумагой, картоном или смазывают тавотом, солидолом или смазкой Ц-221. Поверхности
для напыления ППУ должны иметь температуру не ниже 18- 20° Г..
А\нпшны для шлнмкн п ианылсппя ППУ. |,ля м.ып ки и
напыления ППУ применяются установки типов ПУУН и «Пена», которые разработаны
ВНИИСС. Наиболее широко распространена передвижная установка для напыления и
заливки пенопластов «Пена-1» ( 50).
Установка предназначена для напыления и заливки жесткого
пенополиуретана по двухкомпонентной системе. Объем каждой емкости для
компонентов 30 л (Ураб —22 л). Радиус действия установки — до 15 м. Установка снабжена набором рукавов по 5 м. Установку обслуживают 2 человека. Предусмотрена
возможность дистанционного управления электродвигателем привода напыляющего
агрегата непосредственно с места напыления.
Работать на установке можно только при наличии вентиляции
с кратностью обмена воздуха в зоне напыления 10—15 раз в 1 ч. Возможные
соотношения между полиэфиром и изоцианатом составляют от 1 :2,6 до 1:0,38 п усганаплппаюгея
сменными шестернями напыляющего агрегата. Обьемпыи нес напыляемого и
заливаемого нсиополпурегапа 35 кг/мЛ и более толщина иа- пыляемого слоя—б—50
мм. Общая потребляемая мощность установки 6,35 кет. Полный вес установки при
работе с радиусом действия 15 м — 475 кг, с радиусом действия 5 м — 359 кг.
Получение ППУ методом заливки. Пенополиуретаны
методом залйвки можно получить периодическим (ручная заливка) и непрерывным
(машинная заливка) способами. В обоих случаях форму или конструкции,
подлежащие заполнению, готовят по описанному способу.
Методом заливки в настоящее время получают несколько
различных марок пенополиуретана, из которых наибольший интерес для
строительства представляют марки ПУ-101, ППУ-3 и ППУ-305 (рецептуры
разработаны во ВНИИСС). В рецептурах этих марок используются различные виды
сырья ( 42—44) [10, 56, 60].
Перед заливкой, а также при использовании каждой новой
партии исходных материалов необходимо проводить технологическую пробу па
вспенпнаппе. Для этого бору г 100 полиэфира и в механической мешалке
смешивают с необходимым количеством актива горной смес» в течение 2—3 мин.
Затем добавляют соответствующий диизоцианат в расчетном количестве,
перемешивают 5—10 сек и выливают в форму из картонной бумаги. Определяют
вспениваемость рецептуры, пол> ччемый об- емный вес материала и усадку.
Если смесь не вспенивается или оседает после вспенивания, то проводят
повторное вспенивание. В случае недовлетворительного результата исходные
продукты передаются на анализ для определения их соответствия требованиям ТУ.
Из рассчитанных навесок компонентов рецептуры приготовляют
две смеси: первую из изоцианата и замещенного изоцианата (если он имеется в
рецептуре); вторую — из полиэфира и всех остальных компонентов, входящих в
рецептуру. Смеси приготовляют при нормальной или повышенной (50—80°С) температуре
тщательным перемешиванием в механической мешалке (800—1600 об!мин). Если в
исходном сырье имеются осадки, то их растворяют путем нагревания и фичьтра-
ции в теплом виде.
Ручную заливку применяют обычно в тех случаях, когда
необходимо залить одну форму или изделие сложной конфигурации и небольшого
объема. Для перемешивания смесей полиэфира с добавками и нзоцнаната- ми
применяют обычно механические рамные мешалки с 800—1600 об/мин. Реакционную
массу в течение 0,5— 2,5 мин перемешивают в металлических стаканах, а затем
быстро выливают в форму или изделие. Вспенивается и отвсрждается пенопласт в
форме Прн больших объемах форм и изделий заполнение ведут по частям с
интервалом между заливками примерно I мин.
Бели пепопласт не должен обладать повышенной
теплостойкостью, его окончательное отверждение проводят при сравнительно
низких температурах (20—60°С) в течение нескольких суток: для ППУ-305 при
нормальной температуре для окончательного отверждения требуется не менее 5
суток; для ПУ-101 при 50—60°С — 4—G ч и т. д Для ускорения процесса
отверждения и повышения теплое гонкое гп пенопласты прогревают: ПУ-101 — при
температурах от 80 до 150°С в течение 4—6 ч; ППУ-305 — при 70°С в течение 4—8
ч, при 100 110°С в течение 2 ч; окончательное отверждение ПУ- 101 Т проводят
по одному из следующих режимов: 100°С —20 ч, 150°С — 12 ч. 200°С- Л ч.
Машинную ш.чпнку ведут непрерывным методом при помощи
мпнпн null 11YY1I или Пен.г- со смесительной головкой. Перед пуском машины
руководители работ и аппаратчики, обслуживающие машину, проверяют работу
прпточно-вытяжиой вентиляции в помещении, оборудованном для залпвкн,
исправность коммуникаций энергосистемы и коитрольно-нзмерительиых приборов, а
также всех узлов машины при работе на холостом ходу. После проверки одну
емкость заполняют смесыо полиэфира с добавками, а другую — пзоцпанатом После
заполнения емкостей устанавливают производительность насоса на одной из линий
(линии полиэфира или линии нзоциапата), а затем согласно рецептуре подбором
сменных шестерен устанавливают производительность на другой липни (в г!мин).
Производительность насосов в отдельности и производительность по всей машине
проверяются по секундомеру.
Подготовленные к заливке формы устанавливают около машины,
затем включают привод мешалки, смесительной головки и насосов Начальная
порция массы, смешанной в течение 5—10 сек, сливается в любую промежуточную
емкость, затем струю массы направляют з заполняемую форму. Смешанную массу
можно заливать в технологическое отверстие при мкрытой форме или в открытую
форму равномерным ратлином по всей форме
Время заливки контролируют секундомером Залитые формы
выдерживают прн температуре помещения или в термошкафу согласно
технологической инструкции. Изделия или конструкции извлекают из
ограничительной формы после охлаждения (в случае термоста- тирования).
Готовые изделия направляют в эксплуатацию не ранее как через 40—48 ч после их
извлечения и.) формы.
Получение ППУ методом напыления. Методом напыления ППУ
получают непрерывным способом с использованием машин ПУУН или «Пеиа» с
пистолетом-распылителем. Подготовку поверхности, на которую напыляется
пенопласт, ведут по описанному способу.
Методом напыления в настоящее время получают несколько
различных марок пенополиуретанов; наибольший интерес для строительства
представляют марка ППУ-ЗН и ППУ-304Н, которые получают на различных видах
пзоцианатного сырья. Рецептуры этих марок разработаны во ВНИИСС и приведены
ниже (в пес. ч.) [54, 57].
Включают насосы подачи смесей для рециркуляции их с целью
прогрева шлангов. Рециркуляция смесей продолжается 3—5 мин. Собирают
пистолет-распылитель и подсоединяют его к шлангу воздушной линии.
Напыление ведут сверху по горизонтали с вертикальным перемещением.
Расстояние пистолета-распылителя до изолируемой поверхности — в пределах
40—50 см. Толщина слоя, напыленного за один проход, обратно пропорциональна
скорости движения руки с пистолетом, т. е. чем больше скорость движения, тем
тоньше слой ППУ, и наоборот. Максимальная толщина слоя 8—.10 мм. Повторные
слои наносятся сразу же после вспенивания предыдущего слоя. Когда напыление
заканчивается, факел переносят на картон или на фанеру, прекращают подачу
смесей и отключают воздух на распыление п смешение [54, 57]
ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ
Технологический процесс получения пенополиуретанов всеми
способами связан с применением значительного количества горючих и токснчпых
веществ. Поэтому оп представляет значительную пожарную и санитарную опасность
Сам пенополиуретан легкогорючее вещество, при горении и разложении которою
выделяется Польшое количество токсичных паров и газов [3].
При получении пенополиуретана непрерывным методом и
заливкой в процессе подготовки сырья специфических источников воспламенения
не имеется. Применяемое сырье не склонно к самовозгоранию. Пожар может
возникнуть при переполнении емкостей, п результате повреждений и аварий от
источников открытого огня при ремонтных работах, неисправности
электрооборудования и при перегрузке электродвигателей смесителей и насосов.
Поэтому на емкостях необходимо устраивать сигнальные и защитные устройства, а
также систему аварийного слива. Для снижения пожарной, а также и санитарной
опасности ввиду токсичности изоцианатов необходимо строго следить за
состоянием аппаратов, оборудовать помещение прнточпо-вытяжпон вентиляцией с
кратностью воздухообмена не менее 10, а также систематически контролировать
среду произволе темного помещения. Для соблюдения санитарных норм помещение
оборудуют автоматическими газоанализаторами, связанными с аварийной
вентиляцией. По пожарной опасности помещение подготовки сырья относится к
категории Б, а по ПУЭ — к классу П-1. Пожар можно тушить пеной и водой, при
этом обязательно применение кислородных изолирующих противогазов.
Операции вспенивания и обработки полученных блоков
пенополиуретана при розливе смеси горючих жидкостей в открытые бумажные формы
характерны экзотермическими реакциями с выделением огнеопасных и токсичных
паров и газов, наличием механической обработки пенопласта и сосредоточением в
производственном помещении большого количества пенополиуретана.
С начала реакции вспенивания начинает выделяться
значительное количество тепла, температура массы повышается до 70—90°С,
увеличивается количество паров изоцианатов, катализаторов и углекислого газа.
Хотя в этом случае смесь паров с воздухом невзрывоопасна, в помещении может
создаться концентрация паров в сотни раз выше допустимом по санитарным
нормам. Поэтому необходимо устраивать эффективную вентиляцию. Скорость
воздуха у вспенивающих или заливочных головок принимается пе менее 0,8—1
м/сск. Нарушение рецептуры, прекращение работы местных отсосов, поступление
сырья, нагретого до более высокой температуры, может нрппеотн к образованию
местной концентрации в фывоопаспых паров.
Над конвейером или формами необходимо устраивать укрытия с
надежным отсосом и аварийной вентиляцией, так как в этих местах температура
пенопласта может достигать 140°С, что ведет к выделению большого количества
пожароопасных и токсичных паров.
При механической обработке полученных блоков выделяется
значительное количество паров, образуются отходы в виде крошки и кусков ПГ1У,
а также бумаги с прилипшими частичками пенопласта, способных к
самовозгоранию. Для удаления паров помещение оборудуют приточно-вытяжной вентиляцией
с 10—12-кратным обменом воздуха в 1 ч. Отходы следует быстро удалять из
помещения и не допускать скопления материала. Привод резательных станков п
состояние пожен требует си регулярно проверять.
В камере вызревания, где сосредоточивается д<> 40 — 50 г пенопласта, могут создаться благоприятные для самовозгорания условия. Во избежание этого камеры
оборудуются мощной вытяжной вентиляцией.
Разрезка блоков на листы различной толщины и профиля
является одной из наиболее пожароопасных операций. Станки для резки блоков
прн неисправном техническом состоянии или неправильной эксплуатации могут
явиться причиной возникновения пожара. Не исключена возможность
самовозгорания сложенных в кучу блоков пенополиуретана и его отходов, если
они длительное время будут находиться в неподвижном состоянии п особенно
вблизи нагретых поверхностен.
Термообработку, резку блоков, нагревание блоков
целесообразно вести в изолированных помещениях. Помещения, в которых
находится пенополиуретан, по пожарной опасности относятся к категории В, а по
ПУЭ— к классу П-Па. Строительные конструкции должны быть несгораемыми, а
здание в целом, учитывая большие тепловыделения и трудность тушения пожара,
должно иметь огнестойкость I степени.
Тушить пенополиуретан рекомендуется водой, прн этом обязательно
применять изолирующие или фильтрующие противогазы с патронами Б и М, так как
прн разложении и горении пенополиуретана выделяются пары пзоцианатов,
цианистый водород и другие токсичные пары п газы [3].
При напылепнн пенополиуретана количество вредных паров в
производственном помещении больше чем при заливке. Концентрация их
увеличивается в период вызревания. Поэтому напыление ППУ должно вестись в
специально оборудованных вытяжных камерах. Скорость воздуха в открытом проеме
должна быть 1,5— 2 м/сек. Аппаратчики должны быть одеты в скафандры или в
пневмокостюмы с подачей свежего воздуха в зону дыхания. Руки защищают
резиновыми перчатками [49].
|