Выбираем систему: вода или фреон?
Пенополиуретан получается в результате взаимодействия компонентов А и Б: полиола и изоцианата. Чтобы во время подачи компонентов в пистолет-распылитель началась реакция, в состав полиола входит вспениватель. В этой статье мы рассмотрим, какие вспениватели применяются в полиуретановой промышленности и какими критериями стоит руководствоваться при выборе той или иной системы.
Вспениватель в составе полиола, как понятно из названия, отвечает за образование пены, также он влияет на плотность и теплопроводность материала.
Вспенивание может происходить двумя способами:
Вспенивающим агентом является углекислый газ CO2, образующийся во время реакции изоцианата с водой.
В этом случае вспенивающий агент – углекислый газ CO2 и летучая жидкость фреон (хлорфторуглерод).
Причины использования разных вспенивающих агентов
Изначально в качестве вспенивателя использовался фреон, однако со временем было подтверждено его негативное влияние на окружающую среду. Дело в том, что фреон – это газ, вступающий в химическую реакцию только в верхних слоях атмосферы. Под действием ультрафиолетового излучения из его состава отделяются атомы хлора, которые, в свою очередь, могут находиться в атмосфере до 120 лет и разрушить при этом до 100000 молекул озона. Использование фреона в больших объемах приводит к постепенному разрушению озонового слоя. Поэтому большинством стран был разработан и принят Монреальский протокол, запрещающий использование фреона R22. Сейчас в промышленности используются менее опасные аналоги – фреоны R-410A, R-407C, R-422D и некоторые другие формы.
Россия, еще несколько лет назад производившая большие объемы фреона, с каждым годом существенно сокращает производство и экспорт этого вещества. Однако те его виды, которые наименее опасные виды для окружающей среды, продолжают применяться в полиуретановой промышленности. С изобретением систем на водной основе появилась возможность полностью заменить фреон в составе компонента.
Использование воды и фреона, разумеется, сказывается на свойствах конечного продукта – пенополиуретана. Знание этих отличий помогает наиболее точно выбрать подходящий для утепления полиол.
+ Возможность использовать полученный пенополиуретан на объектах пищевой промышленности, детских и медицинских учреждениях.
+ Невысокая себестоимость по сравнению с фреоном.
+ Срок хранения на 6 месяцев больше, чем у фреоновых систем.
– Системы на водной основе не перерабатываются при низкой температуре (нельзя использовать для работ поздней осенью и зимой).
– Увеличивается необходимое количество компонента Б – изоцианата.
+ Хорошо изученные физические свойства получаемого материала за счет долгого использования в промышленности.
+ Можно использовать для утепления при низких температурах.
– Способствует разрушению озонового слоя.
– При температуре более 2500С выделяется опасный фосген COCl2.
– Себестоимость гораздо выше, чем у воды.
– При определенных условиях возможно размягчение и пластификация полиуретана.
Могут ли другие вещества использоваться в качестве вспенивателей?
Помимо фреона и воды для систем ППУ могут использоваться:
Углеводороды (циклопентан, н-пентан)
Для использования углеводородов (циклопентанов) потребуется частичная замена оборудования и дополнительные противопожарные меры. так как это огнеопасные вещества.
Чтобы использовать метилформиат, нужно будет заменить контактирующие с ним части оборудования на нержавеющие или пластмассовые аналоги, потому что это вещество коррозионно-активно.
А вот гидрофторугдероды и гидрофторолефины, на первый взгляд, не доставляют особых неудобств: они негорючие, совместимые с обычным оборудованием и энергоэффективные. Но и у этих веществ есть существенный недостаток – высокая стоимость.
Степень развития химической промышленности на сегодняшний день дает специалистам утепления выбирать наиболее подходящие по составу и свойствам системы. В европейских странах, где теплоизоляция пенополиуретаном очень популярна, в большинстве случаев применяются полиуретановые системы на водной основе. В России недоверие к таким системам постепенно пропадает, потому что с каждым применением появляется возможность лучше изучить свойства получаемого материала. Преимущества и недостатки водных и фреоновых систем в каждой отдельной ситуации для специалистов утепления имеют разный приоритет, но хочется верить в то, что забота об экологии и безопасность людей при дальнейшем эксплуатировании утепляемого объекта станут главным критерием выбора.
Источник
Сравнение фреоновых и водных систем (характеристики)
На 10-15% дороже водных отечественных систем и на 40-50% дороже импортных систем.
На 10-15% дешевле фреоновых систем отечественных компонентов и на 40-50% дешевле импортных систем.
С летними системами – работают при температурах от +10°С до +30°С. В области высоких температур условия переработки ограничены.
С зимними системами работают при температурах от -10°С до +15°С. Переработка ограничена в области высоких температур.
Грунтовочный (опыловочный) слой
Обязателен при работе с зимними фреоновыми системами в температурных диапазонах +10 до -10°С, с последующим нанесением следующего слоя ППУ не менее чем через 5 часов.
Напыление при температуре от +10°С до +40°С.
Зимних систем для напыления ППУ – нет.
Фреон более чувствителен к перепадам температур, частично улетает при хранении. При хранении бочек на улице, в жаркую погоду бочки могут вздуваться.
Перепады температур не критичны при хранении.
Адгезия к основанию и между слоями лучше, чем у водных систем
Адгезия к основанию и между слоями хуже, чем у фреоновых систем.
На 10-15% ниже, чем у водных систем, поэтому толщину ППУ можно делать на 10-15% меньше.
На 10-15% выше, чем у фреоновых систем, поэтому толщину теплоизоляции нужно делать на 10-15% больше.
Не существует фреоновых систем для напыления ППУ плотностью ниже 25 кг/м3
Есть компоненты для напыления плотностью 8-20 кг/м3
Фактическая плотность для систем с плотностью 30 кг/м3
Фактическая плотность готовой пены 33-36 кг/м3 или 13-14 кубов с 1 комплекта весом в 470 кг при толщине 5 см для компонентов с плотностью 30 кг/м3 при температуре окружающей среды 25-30оС и нанесенная двумя слоями по 2,5 см. на установке высокого давления.
Фактическая плотность готовой пены 40-43 кг/м3 или 10,9-11,75 кубов с 1 комплекта весом в 470 кг. при толщине 5 см. для компонентов с плотностью 30 кг/м3 при температуре окружающей среды 25-30оС и нанесенная двумя слоями по 2,5 см. на установке высокого давления.
Источник
Различиях фреоновых и водных систем для напыления ППУ
Вспениватель — это компонент, который обеспечивает процесс образования полиуретановой пены.
Как известно, без воды — и ни туды, и ни сюды. Но не в случае с пенополиуретаном. Получить качественную полиуретановую пену можно как с водой, так и без нее. Причем во втором случае нам потребуется специальный газ — фреон. И вода и фреон могут использоваться в качестве основы для компонента, отвечающего за вспенивание и называемого «полиол».
Именно полиол отвечает за образование пены при соприкосновении со вторым компонентом, который называют «изоционат». Таким образом упрощенная формула образования пенополиуретана выглядит так:
Ведущий российский производитель пенополиуретановых систем, компания Химтраст, определяет вспениватель, как компонент, обеспечивающий процесс образования полиуретановой пены. При этом вода или фреон называются «агентами вспенивания». Вода запускает химическую реакцию, а фреон — физическую.
- Водное вспенивание называют химическим , поскольку изоционат вступает с водой в химическую реакцию, образуя углекислый газ CO₂, который и формирует ячейки. В настоящее время именно этот метод активно совершенствуют производители компонентов пенополиуретана, поскольку водное вспенивание считается наиболее экологичным.
- Фреоновое вспенивание носит физический характер. Реакция полиола с изоцианатом проходит с выделением тепла. Фреон, входящий в состав жидкости с низкой температурой кипения (хлорфторуглероды, гидрофторхлоруглероды), закипает и вспенивает композицию. При этом выделившийся фреон, в зависимости от формулы компонента, либо остается в ячейках, либо выветриваются из пены с открытой ячейкой.
Сравнительная характеристика этих двух методов (на основе данных компании Химтраст) приведена в таблице:
Фактическая плотность готовой пены для систем с плотностью 30 кг/м³ при температуре окружающей среды 25-30ºС и нанесенная двумя слоями по 2,5 см. на установке высокого давления.
- 33-36 кг/м³ или 13-14 кубов с 1 комплекта весом в 470 кг при толщине слоя 5 см.
- 40-43кг/м³ или 10,9-11,75 кубов с 1 комплекта весом в 470 кг. при толщине слоя 5 см.
Итак, главные преимущества водного вспенивания — низкая цена и защита окружающей среды. Также открытоячеистые ППУ, которые вспениваются только на водной основе, обладают звукоизолирующими свойствами.
Недостатки — в качестве пены. Выше теплопроводность, хрупкость, снижение адгезии к основанию. Нет зимних систем. Риск усадки при изменении давления CO2 в ячейках.
Перечисленных недостатков лишены фреоновые системы. У них ниже теплопроводность, пена более жесткая и прочная, не дает усадки. Также фреоновые системы могут напыляться при температурах до -10°С.
В то же время, фреоновые системы, как правило, не обеспечивают звукоизоляцию и, по неподтвержденным данным, способны негативно повлиять на состояние озонового слоя земли.
При выборе конкретной системы специалисты рекомендуют исходить из того, какая стоит задача. И она не сводится к решению того, на какой основе должен быть используемый материал. Скорее всего делать выбор придется не между водной и фреоновой системой, а закрытоячеистым и открытоячеистым ППУ.
Где используется пенополиуретан с закрытой ячейкой, где с открытой, а где можно использовать комбинированное напыление, читайте в нашей следующей статье.
ЧТО ТАКОЕ ФРЕОНЫ
Фреоны (хладоны) — техническое название группы насыщенных алифатических фторсодержащих углеводородов, применяемых в качестве хладагентов, пропеллентов, вспенивателей, растворителей. Фреоны — бесцветные газы или жидкости, без запаха. Хорошо растворимы в неполярных органических растворителях, но очень плохо в воде и полярных растворителях. Известно более 40 различных фреонов; большинство из них выпускается промышленностью. В пенополиуретановой промышленности в основном используются следующие марки фреонов: 141b, 134a, 365/227.
Жидкости с низкой температурой кипения (хлорфторуглероды, сокращенно ХФУ) или ГХФУ (гидрофторхлоруглероды). Во время реакции полиола с изоционатом выделяется тепло, хлорфторуглероды закипают от повышения температуры, вспенивают композицию, и остаются в ячейках в газообразном состоянии. ГХФУ (гидрофторхлоруглероды) могут применяться в сочетании с водой.
Другие вопросы по утеплению пенополиуретаном можно задать в комментариях или в разделе FAQ на сайте компании Альянс Проф .
Источник
О различиях фреоновых и водных систем (подробно)
Вспениватель — это компонент, который обеспечивает процесс образования полиуретановой пены.
Как известно, без воды — и ни туды, и ни сюды. Но не в случае с пенополиуретаном. Получить качественную полиуретановую пену можно как с водой, так и без нее. Причем во втором случае нам потребуется специальный газ — фреон. И вода и фреон могут использоваться в качестве основы для компонента, отвечающего за вспенивание и называемого «полиол».
Именно полиол отвечает за образование пены при соприкосновении со вторым компонентом, который называют «изоционат». Таким образом упрощенная формула образования пенополиуретана выглядит так:
полиол+изоционат=ППУ пена
Ведущий российский производитель пенополиуретановых систем, компания Химтраст, определяет вспениватель, как компонент, обеспечивающий процесс образования полиуретановой пены. При этом вода или фреон называются «агентами вспенивания». Вода запускает химическую реакцию, а фреон — физическую.
- Водное вспенивание называют химическим, поскольку изоционат вступает с водой в химическую реакцию, образуя углекислый газ CO₂, который и формирует ячейки. В настоящее время именно этот метод активно совершенствуют производители компонентов пенополиуретана, поскольку водное вспенивание считается наиболее экологичным.
- Фреоновое вспенивание носит физический характер. Реакция полиола с изоцианатом проходит с выделением тепла. Фреон, входящий в состав жидкости с низкой температурой кипения (хлорфторуглероды, гидрофторхлоруглероды), закипает и вспенивает композицию. При этом выделившийся фреон, в зависимости от формулы компонента, либо остается в ячейках, либо выветриваются из пены с открытой ячейкой.
Сравнительная характеристика этих двух методов (на основе данных компании Химтраст) приведена в таблице:
На 10-15% дороже отечественных водных систем
На 40-50% дороже
импортных водных систем
На 10-15% дешевле отечественных фреоновых систем
На 40-50% дешевле импортных фреоновых систем.
Есть летние и зимние фреоновые системы.
Летние системы можно напылять при температурах от +10°С до +30°С. При более высоких температурах фреон может вскипеть.
Зимние системы – напыление при температурах от -10°С до +15°С. Тут используется фреон, с еще более низкой точкой кипения.
При переработке зимних фреоновых систем при низких температурах от -10 до +10°С обязательно нанести грунтовку — опыловочный слой ППУ. Следующий слой наносится не менее чем через 5 часов.
Водные системы бывают только летними.
Напыление возможно при температуре от +10°С до +40°С.
Зимних водных систем для напыления ППУ при низких температурах, по очевидной причине, не существует.
Фреон более чувствителен к перепадам температур, частично улетучивается при хранении. В жаркую погоду бочки, хранящиеся на улице, могут вздуваться.
Перепады температур не критичны при хранении. Даже промерзшие компоненты можно разморозить и переработать.
Адгезия к основанию и между слоями лучше, чем у водных систем.
Адгезия к основанию и между слоями хуже, чем у фреоновых систем.
На 10-15% ниже, чем у водных систем. Следовательно и напылять ППУ можно слоем на 10-15% меньше, чем в случае использования водных систем.
На 10-15% выше, чем у фреоновых систем, поэтому толщину теплоизоляции нужно делать на 10-15% больше.
Нет фреоновых систем для напыления ППУ плотностью ниже 25 кг/м³
Есть водные системы для напыления плотностью 8-20 кг/м³
Фактическая плотность готовой пены для систем с плотностью 30 кг/м³ при температуре окружающей среды 25-30ºС и нанесенная двумя слоями по 2,5 см. на установке высокого давления.
33-36 кг/м³ или 13-14 кубов с 1 комплекта весом в 470 кг при толщине слоя 5 см.
40-43кг/м³ или 10,9-11,75 кубов с 1 комплекта весом в 470 кг. при толщине слоя 5 см.
Итак, главные преимущества водного вспенивания — низкая цена и защита окружающей среды. Также открытоячеистые ППУ, которые вспениваются только на водной основе, обладают звукоизолирующими свойствами.
Недостатки — в качестве пены. Выше теплопроводность, хрупкость, снижение адгезии к основанию. Нет зимних систем. Риск усадки при изменении давления CO2 в ячейках.
Перечисленных недостатков лишены фреоновые системы. У них ниже теплопроводность, пена более жесткая и прочная, не дает усадки. Также фреоновые системы могут напыляться при температурах до -10°С.
В то же время, фреоновые системы, как правило, не обеспечивают звукоизоляцию и, по неподтвержденным данным, способны негативно повлиять на состояние озонового слоя земли.
При выборе конкретной системы специалисты рекомендуют исходить из того, какая стоит задача. И она не сводится к решению того, на какой основе должен быть используемый материал. Скорее всего делать выбор придется не между водной и фреоновой системой, а закрытоячеистым и открытоячеистым ППУ.
Где используется пенополиуретан с закрытой ячейкой, где с открытой, а где можно использовать комбинированное напыление, читайте в нашей следующей статье.
ЧТО ТАКОЕ ФРЕОНЫ
Фреоны (хладоны) — техническое название группы насыщенных алифатических фторсодержащих углеводородов, применяемых в качестве хладагентов, пропеллентов, вспенивателей, растворителей. Фреоны — бесцветные газы или жидкости, без запаха. Хорошо растворимы в неполярных органических растворителях, но очень плохо в воде и полярных растворителях. Известно более 40 различных фреонов; большинство из них выпускается промышленностью. В пенополиуретановой промышленности в основном используются следующие марки фреонов: 141b, 134a, 365/227.
Жидкости с низкой температурой кипения (хлорфторуглероды, сокращенно ХФУ) или ГХФУ (гидрофторхлоруглероды). Во время реакции полиола с изоционатом выделяется тепло, хлорфторуглероды закипают от повышения температуры, вспенивают композицию, и остаются в ячейках в газообразном состоянии. ГХФУ (гидрофторхлоруглероды) могут применяться в сочетании с водой.
Источник
