Гигроскопичность монтажной пены: Пропускает ли монтажная пена воду?

Содержание

Портится ли монтажная пена на морозе. Все о монтажной пене. Применение монтажной пены

Во время монтажа окон в осенне-зимний период, а также ранней весной, рекомендуется применять зимнюю пену. Эти монтажные пены имеют высокую прочность сцепления и хорошую адгезию к целому ряду типичных материалов, используемых в строительстве, сообщает портал ОКНА МЕДИА.

Отрицательная температура не обязательно означает необходимость приостановить строительство или ремонтные работы до весны. Использование соответствующей зимней пены позволяет продолжить работы, а применение теплового экрана – защитить помещение от вредного воздействия морозного ветра, снега, дождя и низких температур.

Зимняя монтажная пена спешит на помощь


Когда в зимнее время систематически наблюдаем, что на оконных откосах собирается водяной пар, вода или частицы льда, это является признаком того, что ваше окно пропускает холодный воздух внутрь, а нагретый выпускает наружу.

Эта ситуация является результатом неправильно установленных или недостаточно герметичных окон, что приводит к дополнительным потерям тепла (около 10%).

Современные технологии позволяют не откладывать замену окон до весны, а производить её даже в зимний период. Одним из таких полезных решений является – зимняя монтажная пена. Этот вид монтажных пен позволит работать в суровых зимних условиях (когда температура достигает до -10 °С). Уже с +5 °С следует использовать зимнюю пену для монтажа окон.

При монтаже окон в зимнее время следует обратить особое внимание на тип пены, которая используется для этого вида работ. Применение соответствующей зимней пены способствует минимизации неконтролируемого потока воздуха и позволяет сохранить тепло в доме.

Что следует знать о зимней пене, устанавливая окна самостоятельно

Часто, вопреки нашим ожиданиям и планам, строительные работы растягиваются. Установку и уплотнение окон и дверей не стоит откладывать в долгий ящик. Таким образом удастся предотвратить возможные потери от действия атмосферных факторов (снежные заносы, доступ влаги и мороза).

Если вы решили заменить окно и у вас есть некоторый опыт ведения строительных работ – нет необходимости подключать бригаду монтажников – можно установить его самостоятельно, что значительно снижает стоимость инвестиций. При замене окон в холодное время года должно применять в процессе монтажа зимнюю монтажную пену. Лучшим решением будут пены с низким расширением. С их помощью нет риска неконтролируемого увеличения объема пены, а тем самым предотвращается риск деформации оконного профиля.

Перед нанесением зимней пены необходимо очистить рабочие поверхности от пыли и грязи. Для обеспечения лучшего сцепления монтажной пены поверхность основания оконного проёма рекомендуется покрыть грунтовкой глубокого проникновения.

Не забывайте перед использованием тщательно встряхнуть баллон около 30 секунд – это позволит максимальное использование содержимого ёмкости. Накладывая зимнюю монтажную пену, следует тщательно заполнять все щели между окном и оконным проёмом, а излишки удалить.

Проблемой в частном доме может быть монтаж труднодоступных окон (например, расположенных близко к потолку). Большинство имеющихся в продаже пен требует расположения баллона вверх дном. Поэтому при выборе продукта следует обратить внимание на мультипозиционную пену, которая может быть использована в любых рабочих положениях.

Зимний монтаж окон в умелых руках


Если у вас нет опыта в установке окон – не стоит рисковать, применяя пистолетную пену – лучше использовать бытовую пену или вызвать бригаду монтажников- профессионалов. В то время как бытовая монтажная пена может быть использована любым человеком, то пистолетные зимние пены предназначены для профессиональных установщиков окон.

Пистолетные пены являются более сложными в использовании, чем бытовые монтажные пены, поэтому требуются соответствующие навыки работы с ними. Профессиональная бригада монтажников, работающих в условиях морозной зимы, будет использовать зимнюю пеню, потому что её преимуществом является: сопротивление низким температурам и высокая производительность.

Применение этих монтажных пен является гарантией эффективности и высокого качества зимнего монтажа окон. Дополнительной особенностью зимних монтажных пен является факт, что они не требуют адаптировать баллон к комнатной температуре, что означает, что они могут быть использованы на открытом воздухе и в помещении.

Кроме того, бригада профессионалов имеет в своём распоряжении тепловой экран, что делает монтаж возможным более комфортный монтаж и не выхолаживает помещение слишком сильно.

Влияние низких температур на работу монтажной пены


В процессе применения монтажной пены следует иметь в виду, что чем ниже температура воздуха, тем дольше время, после которого можно начинать предварительную обработку затвердевшей пены. Температурный фактор влияет не только на время отверждения, но и на производительность продукта. Чем ниже температура, тем меньше выход пены. Зимние сорта пен должны решить эту проблему – они обеспечивают возможность работы при температуре -10°C.

Зимой желательно использовать высокопроизводительные пены, так как невозможно точно рассчитать влияние влаги и холода на количество пены и время для её обработки. Лучше заложить определенную степень избыточного потребления пены, чем в процессе монтажа столкнуться с её нехваткой.

Особенно при низких температурах специалисты рекомендуют оставлять нанесенный слой пены до его полного затвердения. Несоблюдение рекомендуемого времени предварительной обработки может привести к необратимым изменениям в структуре и стабильности размеров, ухудшить полезные качества монтажной пены.

Следует отметить, что во время работ, проводимых в первой половине дня или поздно вечером в начале весны или поздней осенью, температура значительно снижается, поэтому использование зимней монтажной пены является обязательным.

ОКНА МЕДИА рекомендует прочесть: На какой стадии строительства следует устанавливать окна

Летняя пена для зимнего монтажа окон – большой риск


При температуре окружающей среды ниже +5 °C стандартные летние пены не подходят для зимнего монтажа окон. Используя эту монтажную пену в зимних условиях, возникает риск того, что уплотнительный слой не затвердеет должным образом, а содержимое баллона во время применения может не сформироваться соответствующим образом, то есть не достичь желаемой консистенции.

Что это значит на практике? Двери и окна, установленные с помощью летней пены при температуре ниже +5 °С, будут недостаточно герметичны и в течение некоторого времени её придется заменить. А заменить монтажную пену не так просто (пена плотно прилегает к поверхности оконных и дверных рам, поэтому её очень трудно удалить). Летняя монтажная пена, используемая в процессе зимнего монтажа окон, быстро теряет свои свойства. В процессе расширения труднее контролировать такую пену, что может привести к её «передозировке», а на практике это означает, что она не будет хорошо изолировать светопрозрачные ограждающие конструкции.

Зимние монтажные пены в основном отличаются от летних пен, прежде всего, химическим составом газа, используемого в качестве носителя пены. Это делает продукт пригодным для использования при температурах окружающей среды и подложки до -10 °С (в случае профессиональной пистолетной пены является достаточным -10 °С, а для бытовой – 8°С).

Зимние монтажные пены имеют одинаковую силу адгезии и возможность изолировать, как и летние пены. При этом зимние пены хорошо работают при положительных температурах и могут быть использованы летом, но эта закономерность не работает наоборот (то есть, летние пены не могут быть использованы в зимнее время). Если после установки окон у вас осталась неизрасходованная зимняя пена, с её использованием не придется ждать до следующей зимы.

Окна и двери – еще не все возможности зимней монтажной пены


Во время морозов проблемой теплопотерь являются не только негерметичные окна или двери. Иногда образуются «зазоры» в стенах и перегородках, выполненных из бетонных, кирпичных, деревянных, металлических и гипсокартонных плит. Зимой в этих местах, кроме утечки тепла наружу, увеличивается вероятность возникновения грибков и плесени. Соответственно, требуется хорошее уплотнение этих зон. Для этого типа работ также следует использовать зимние монтажные пены, которые в совершенстве прилипают к гладким поверхностям, покрашенным стенам, стеклу или ПВХ. Некоторые из них также устойчивы к образованию плесени и грибка.

История появления монтажной пены

Монтажная пена в том виде, в котором она известна сейчас, начала широко использоваться в 80-х годах прошлого века. Но изобретен пенополиуретан, одним из видов которого является монтажная пена, был гораздо раньше, еще в 40-х годах швейцарцем Отто Байером, руководившим лабораторией в химическом концерне Bayer. Кстати, сам Отто никакого отношения к Фридриху Байеру, одному из основателей концерна, не имеет, просто однофамилец.

Однокомпонентная, полуторакомпонентная и двухкомпонентная монтажная пена

Монтажная пена бывает однокомпонентной и двухкомпонентной. В однокомпонентной пене в баллон помещается предварительно смешанный преполимер и газ-вытеснитель, называемый также пропеллентом. При выходе из баллона преполимер вспенивается, начинает взаимодействовать с влагой, содержащейся в воздухе, и полимеризуется. При недостатке влаги полимеризация будет затруднена, внутри массива пены могут остаться большие пустоты.

Полуторакомпонентная пена, часто называемая в обиходе двухкомпонентной, хранится в баллоне, состоящем из двух частей. В одной части находится преполимер, практически такой же, как и в однокомпонентной пене, а в другой – катализатор, ускоряющий процесс отверждения. Продукты из разных частей баллона смешиваются непосредственно перед применением. Полуторакомпонентная пена имеет более высокую плотность по сравнению с однокомпонентной, меньшее вторичное расширение и меньший выход. Но зато очень быстро отверждается. Применяют такую пену для быстрой фиксации оконных и дверных блоков в проемах взамен механического крепления. Полуторакомпонентная пена используется довольно редко, поскольку она дороже, имеет меньший объем выхода и наносить ее надо в течение 15 минут после активации, иначе она застынет в баллоне.

В подавляющем большинстве случаев использование однокомпонентной пены экономически более целесообразно.

Двухкомпонентная пена получается непосредственно в процессе применения путем смешивания двух разных компонентов при помощи специального оборудования. По такой технологии производят очень много продуктов: от матрасов и автомобильных сидений до теплоизоляции, подошв обуви и заменителей дерева.

Область применения монтажной пены

Благодаря таким свойствам монтажной пены, как низкая воздухопроницаемость, низкая теплопроводность, удобство использованя, нашла свое применение для герметизации зазоров при установке окон и дверей, заделки щелей, изоляции проемов под трубо- и кабелепроводы, утепления балконов и других строительных конструкций. На сегодняшний день известно более 2000 сфер применения монтажной пены, начиная от строительства и заканчивая искусством. Нужно четко понимать, что обычную монтажную пену не рекомендуется использовать для гидроизоляции, поскольку она впитывает влагу. Для гидроизоляции в некоторых случаях могут применяться только специальные виды монтажной пены. Кроме того, монтажная пена разрушается под действием ультрафиолета, поэтому обязательно требует защиты от солнечного света.

Отличная адгезия вспененного полиуретана с большинством поверхностей также нашла применение в строительстве. Появились специальные продукты, такие, как клей-пена на основе пенополиуретана. От обычной монтажной пены они отличаются тем, что имеют относительно невысокие первичное и вторичное расширение, но при этом более высокие клеящие свойства. При помощи этих продуктов клеят на стены теплоизоляционные плиты, используют их в качестве связующего для строительных блоков, материалов из дерева, гипсокартона, металлочерепицы.

Объем выхода монтажной пены

Пожалуй, первая характеристика, на которую обращают внимание конечные потребители. Это действительно важно: чем больше пены выходит из баллона, тем больший объем работы можно проделать с ее помощью. А это прямая экономия и времени, и денег. От чего же зависит объем выхода пены?

В первую очередь от количества активного вещества, заправленного в баллон. Критерием этого может служить масса баллона. Часто можно обнаружить, что одинаковые с виду баллоны разных производителей с одинаковым заявленным объемом выхода пены отличаются по массе очень сильно. При прочих равных условиях из более тяжелого баллона должно выйти больше пены, чем из более легкого.

Однако объем выхода зависит не только от заполнения баллона. Готовая пена от разных производителей может иметь различные характеристики, например, плотность. И не всегда из более тяжелого баллона можно получить больший объем выхода, чем из более легкого. Точно так же не всегда пена, дающая больший объем, оказывается лучшей по другим характеристикам. Например, она может иметь меньшую плотность и, как следствие, худшую теплоизоляцию.

Часто люди, решившие самостоятельно проверить, соответствует ли объем выхода пены заявленному производителем, обнаруживают, что объем оказался меньше ожидаемого, и спешат обвинить производителя в недобросовестности. Но нередко причина кроется не в «обвесе» покупателя, а в условиях испытаний. Объем выхода пены указывается для нормальных условий, которыми считаются температура +23°С и влажность 50%. Получить максимальный объем выхода пены можно только в лабораторных условиях, полностью соблюдая технологию испытаний, применяемую производителем. Например, в сухую погоду или в мороз объем выхода пены может оказаться меньше в полтора и даже в два раза. Что же касается сравнений объема выхода из различных баллонов, они могут быть корректными только если испытания этих образцов проводятся в одинаковых условиях, одним человеком из одного пистолета и лучше всего одновременно.

Первичное расширение монтажной пены

Первичным расширением называют увеличение объема жидкой пены непосредственно после выхода пены из сопла. Механизм этого процесса следующий. Газы и преполимер находятся в баллоне под давлением около шести атмосфер. Перед применением баллон взбалтывается, газы смешиваются с преполимером и частично в нем растворяются. При выходе из баллона смесь испытывает резкое падение давления и сжатые внутри пузырьки газа стремительно расширяются, образуя пену. Процесс аналогичен вспениванию газированных напитков при открывании герметичной бутылки. Вот почему важно тщательно взбалтывать баллон перед применением: если этого не сделать, на выходе не получится качественной пены с заявленным объемом выхода.

Естественно, величина первичного расширения очень сильно зависит от внешних условий: температуры воздуха, способа нанесения, квалификации работника.

Вторичное расширение монтажной пены

Вторичное расширение – это увеличение объема пены после окончания первичного расширения и до полной полимеризации. Указывают его в процентах. Вторичное расширение пены происходит в результате взаимодействия преполимера с влагой. При этой реакции выделяется углекислый газ, происходит формирование структуры и отверждение пены. Величина вторичного расширения зависит от применяемой рецептуры и может у разных производителей и разных типов пены колебаться в пределах от 15% до 60% у профессиональной пены и от 200% до 300% у бытовой. Вторичное расширение – весьма важный показатель, напрямую влияющий на качество большинства выполняемых с пеной работ. Поэтому перед началом работы с новой для себя пеной рекомендуется провести эксперимент, чтобы определить степень вторичного расширения и учитывать этот параметр при работе.

Давление расширения монтажной пены

Расширяясь, пена оказывает давление на конструкции. Сила этого давления зависит не только от степени вторичного расширения, но и от других характеристик пены. Не всегда пены с большой степенью вторичного расширения оказывают большое давление на конструкцию. Установить это можно только опытным путем и, конечно, затем учитывать этот параметр при работе с конкретной маркой пены. При переходе на другую пену нужно иметь в виду, что у нее давление расширения может оказаться больше и она может сильнее деформировать конструкцию.

Время первичной обработки монтажной пены

Под этим термином понимают время, через которое пена затвердеет достаточно для того, чтобы ее можно было подвергать механической обработке: обрезать лишнее, готовить к покраске или шпаклевке. Этот параметр производители указывают на баллоне, как правило, он составляет несколько десятков минут. Но следует иметь в виду, что этот срок указан для идеальных условий. В реальности лучше всего перед механической обработкой сделать пробный срез и убедится, что пена достаточно затвердела.

Время полной полимеризации монтажной пены

Время полной полимеризации – время, за которое в пене заканчиваются все химические и пена приобретает окончательную структуру. Время полимеризации зависит от нескольких параметров: от качества самой пены, от толщины шва, от количества доступной влаги и от температуры. Чем быстрее влага проникает в пену, тем быстрее и качественнее идет процесс полимеризации. Именно поэтому рекомендуется перед нанесением пены увлажнить поверхности, на которые она будет наноситься, а после нанесения еще раз увлажнить уже запененный шов. Однако следует избегать чрезмерного смачивания – поверхность должна быть влажной, но не мокрой. С температурой все так же, как в любой химической реакции – чем теплее, чем быстрее идет реакция. В нормальных условиях время полимеризации монтажной пены составляет порядка 12 часов, но в морозную или в сухую погоду полимеризация идет гораздо медленнее и может растянуться на несколько дней. Что касается толщины шва, то многочисленные эксперименты различных производителей показывают, что в застывающую пену влага может проникать на глубину не более 3 см. К слоям, лежащим глубже 3 см от края, проникновение влаги затруднено, поэтому диаметр валика пены, наносимой за один проход, не должен превышать 6 см. Если он будет толще, есть большой риск, что середина валика так и не полимеризуется – там образуется пустота. Такое уплотнение будет иметь худшую звуко- и теплоизоляцию и может легко разрушиться. Именно поэтому большие проемы нужно заполнять пеной послойно. Второй слой можно наносить не раньше, чем образуется корочка на первом. И обязательно необходимо увлажнить поверхность, на которую будет наноситься второй слой.

«Усадка» монтажной пены

В процессе полимеризации образовавшийся в пене углекислый газ, создающий внутри избыточное давление, постепенно выходит из пор и замещается воздухом. В зависимости от того, с какой скоростью идут эти процессы, пена может давать усадку либо расширение. В мировой практике считается, что колебания размеров пены ±10% являются допустимы для установки пластиковых окон и дверей.

Условия хранения и срок годности монтажной пены

Хранить баллоны с монтажной пеной нужно обязательно в вертикальном положении клапаном вверх при температуре от +5°С до +25°С. Только при этих условиях производитель гарантирует, что пена сохранит свои качества на протяжении всего срока годности, указанного на упаковке. Пределы температуры, при которых должна храниться пена, могут не совпадать с пределами, при которых она может наноситься. Так, например, с зимней пеной можно работать при температуре баллона до -10°С, но если хранить ее на морозе, она придет в негодность гораздо раньше срока, указанного на баллоне. Замораживание пены допускается, но после этого для сохранения рабочих характеристик пены нужно провести правильное размораживание баллонов. Размораживать их нужно медленно, не допуская резкого нагрева.

Условия нанесения монтажной пены

У различных видов монтажной пены условия нанесения могут быть разными, обычно они указываются на баллоне. Для летних видов пены температура воздуха обычно лежит в пределах от +5°С до +35°С, наиболее качественные зимние, например, KUDO ARKTIKA NORD, могут применяться при температуре воздуха до -25°С.

Следует различать температуру наружного воздуха, при которой допускается нанесение монтажной пены и температуру самого баллона. Так, например, зимнюю пену KUDO ARKTIKA можно применять при температурах -18°С до +35°С, при этом температура баллона должна быть не ниже -10°С. Это считается очень хорошим показателем, поскольку в пенах KUDO применяется технология AFC (Advanced Freeze Control), позволяющая проводить работы охлажденным баллоном. Для пены, не имеющей подобных технологий, допустимая температура баллона обычно находится выше 0°С. Если баллон остыл ниже критической температуры, его необходимо подогреть, поместив на некоторое время в теплую воду. Ни в коем случае нельзя греть баллон при помощи открытого огня или строительного фена – от перегрева баллон может взорваться. Еще один важный нюанс – не должно быть слишком большого перепада между температурой пены и температурой наружного воздуха, иначе после нанесения пена может попросту потечь в проеме. Для подбора оптимальной температуры пены KUDO можно воспользоваться специальной таблицей.

Не менее важным условием для правильного нанесения монтажной пены является достаточная влажность, обычно она должна быть минимум 50%. Пена полимеризуется, вступая в реакцию с влагой, поэтому для получения качественного шва рекомендуется перед началом работы всегда увлажнять поверхность, на которую будет наноситься пена, а после нанесения еще раз увлажнять запененный шов. Если пена наносится в несколько слоев, увлажнять следует каждый слой.

Огнестойкая монтажная пена

Огнестойкая монтажная пена применяется в местах с повышенными требованиями к противопожарной безопасности. Как правило, огнестойкая пена имеет розовый или красный цвет, изредка – серый. Благодаря этому легко проверить, какая пена использована в конструкции – огнестойкая или обычная.

Важно различать огнестойкость и горючесть. Под горючестью понимают способность материала поддерживать горение, а под огнестойкостью – способность материала сохранять целостность (E) и теплоизолирующие свойства (I). Испытания на предел огнестойкости производятся для швов глубиной 100 и 200 мм и толщиной от 10 до 40 мм. Измеряется время в минутах, в течение которого материал смог сохранить целостность и теплоизолирующую способность под воздействием открытого пламени.

Показатели огнестойкости монтажной пены KUDO

Изучая показатели огнестойкости различных марок пены, следует иметь в виду, что испытания могут производиться для разных типов швов: однородного из пены и комбинированного из пены и базальтовой ваты. Если испытания проводятся для комбинированного шва, это обязательно указывается в характеристиках. Такие швы практически всегда имеют более высокие показатели огнестойкости, но это не означает, что сама пена в них имеет более высокую огнестойкость. Корректно сравнивать только показатели для швов одного типа.

Правила работы с монтажной пеной

Поскольку монтажная пена очень хорошо прилипает к рукам и очень плохо потом с них удаляется, всегда следует использовать при работе с ней защитные перчатки.

Перед применением баллон необходимо обязательно встряхнуть для того, чтобы находящиеся в нем компоненты хорошо перемешались. Если этого не сделать, качественную пену на выходе получить не удастся.

Поскольку пена полимеризуется в присутствии влаги, перед нанесением пены обрабатываемую поверхность необходимо увлажнить. При отрицательных температурах влага может замерзнуть на поверхности. Поэтому увлажнят следует небольшие участки поверхности и сразу же их запенивать, не давая влаге замерзать.

При нанесении пены обязательно следует учитывать величину ее вторичного расширения и стараться нанести пену так, чтобы после полимеризации не было необходимости ее подрезать. Дело в том, что на поверхности пены образуется достаточно плотная пленка, снижающая гигроскопичность пены. Если ее срезать, способность пены впитывать влагу увеличится.

После нанесения пены шов следует еще раз увлажнить для более быстрой и качественной полимеризации.

Монтажная пена разрушается под воздействием ультрафиолета, поэтому после отверждения шов нужно обязательно защитить штукатуркой или иным способом.

Монтажная пена – удобный и во многом незаменимый материал, представляющий собой однокомпонентный пенополиуретановый герметик в аэрозольной упаковке. Она появилась на нашем рынке сравнительно недавно, но ее удобство успели оценить как профессионалы, так и домашние умельцы.

Многие современные строительные технологии подразумевают именно «запенивание» разнообразных щелей и отверстий. Сегодня без пены не мыслят своей работы монтажники оконных систем и дверей, отделочники, кровельщики – перечислить всех просто невозможно.

Безусловно, такая популярность монтажной пены напрямую связана с ее уникальными качествами. Если до ее изобретения строители для герметизации и теплоизоляции с переменным успехом использовали самые разные материалы, вроде пакли, битума, цемента и т.п., то теперь все уместилось в одном небольшом баллоне. «Хитрая» смесь, состоящая из компонентов будущей пены, после выхода из емкости легко проникает в любую щель. Затем она расширяется и быстро застывает, образуя плотный мелкопористый материал. При этом образующийся полимер – пенополиуретан – отлично прилипает к большинству поверхностей (стеклу, бетону, дереву, металлу), обеспечивая надежную защиту.

Главный компонент монтажной пены – полиуретан, был изобретен более полувека назад, в 1947 году известным химиком Отто Бейером. Сначала полиуретаны нашли применение в промышленности, как изоляционные плиты. В семидесятых годах прошлого века началось широкое применение полиуретановой пены в аэрозольном баллоне (PUR). Первой компанией упаковавшей пену в баллон была английская «Royal Chemical Industry», а первой страной, применившей пену в строительстве, была Швеция в начале восьмидесятых годов. Так что на сегодняшний день пена является молодым строительным продуктом.

Для производства полиуретановой пены используют: полиол, полиизоционат, растворяющий газ, вытесняющий газ, катализаторы (ускорители химических процессов), поверхностно-активные вещества улучшающие адгезию (силу сцепления с основой) и вещества, повышающие огнеупорность. Промышленность производит однокомпонентные и двухкомпонентные монтажные пены. Однако в нашей стране двухкомпонентные монтажные пены не прижились из-за своей высокой цены, поэтому повсеместно применяют однокомпонентную полиуретановую пену в аэрозольных баллонах.

Критерии оценки монтажной пены:

  • время первичного отверждения. Это период, который проходит с момента выхода пены из баллона до образования пленки (поверхность перестает быть липкой). В среднем для обычной пены – это 5-10 мин. «Хитрость» такого показателя в том, что это время должно быть «быстрым», но не слишком – чтобы ячейки получившегося слоя достигли оптимального размера и структуры;
  • величина вторичного расширения. Очень важный показатель! Если вторичное расширение велико, это чревато довольно большими неудобствами в работе: процесс «запенивания» трудно контролировать, излишки приходится дополнительно обрезать после затвердевания, увеличивается расход материала. Обычная хорошая профессиональная пена должна иметь вторичное расширение менее 40-50%, стандартная – до 150%;
  • чрезвычайно важно для работы знать степень давления при расширении. Это естественно – расширяясь, пена может деформировать материалы в месте применения;
  • стабильность геометрии, т.е. усадка или расширение монтажной пены после ее полного отверждения. Для однокомпонентных пен этот показатель не должен превышать 5%;
  • самый главный критерий – это выход пены из баллона.

Следует отметить, что выход пены из баллона зависит от его наполнения. В стандартном баллоне 750 мл помещается до 45- 50 литров готовой пены, но учтите, что это максимальный выход при практически идеальных условиях для полимеризации пены. Это при +20˚С окружающей среды и относительной влажности воздуха 60%. Поэтому если вы получили из стандартного баллона ответственного производителя 30-35л готовой пены, то вы добились успеха. Наполнение баллона пеной легко проверить, как говорится, «не отходя от кассы». Качественно наполненный стандартный баллон весит от 850г до 1050г, баллоны с заявленным выходом до 65 литров весят от 900г до 1200г в зависимости от производителя.

Правила применения монтажной пены.

Выход пены зависит от соблюдения потребителем несложных правил, которые производитель не зря указывает на этикетке. Внимательно почитайте инструкцию по применению! Вот несколько важных правил, которые помогут вам получить максимальный выход пены из баллона:

  1. Хранить баллон с монтажной пеной нужно только в вертикальном положении и при соблюдении температурного режима +5˚С – +25˚С, даже если пена «зимняя». При хранении пены в горизонтальном положении может произойти перекос клапана и его может заклинить. Пена через такой клапан наружу уже не выйдет. При хранении пены при высоких температурах может произойти взрыв баллона, а при низких она потеряет свои рабочие свойства.
  2. Соблюдайте температуру применения! При -10˚С летняя пена с температурой применения +5˚С …+35˚С может попросту не выйти из баллона, а если уж и соизволит выйти, то результат вас точно не устроит. Пена будет долго застывать, а может просто покрыться поверхностной пленкой, а потом, когда температура достигнет ее рабочей, начать процесс полимеризации заново и у вас из под наличников или взрывая откосы полезет вдруг пена, второй вариант не лучше, пена вообще превратиться в труху и высыпится из шва.
  3. Температура баллона перед применением должна быть +18°С…20˚С (для «зимних» пен это особенно актуально). Баллон можно нагреть путем опускания в теплую воду, но ни в коем случае не используйте горячую воду и не ставьте баллон на нагревательные приборы, может произойти взрыв баллона! Помните застывшую пену можно отчистить лишь механическим путем!
  4. Перед применение обязательно встряхните баллон 15-20 раз чтобы перемешать его содержимое чтобы получить максимальный «выход» всего содержимого баллона, а не его половины.
  5. Накручивайте баллон на пистолет дном вниз, чтобы избежать случайного загрязнения пеной одежды, стен, пола и т.д., а работы производите дном вверх – так газу легче вытеснять содержимое баллона.
  6. Увлажняйте поверхности, на которые будете наносить монтажную пену и сбрызгивайте пену водой после выхода из баллона. Влага необходима для полимеризации пены. Пена берет влагу из воздуха, а если ее увлажнить, то процесс пройдет значительно быстрее, и вы получите не только нужный объем, но и более качественную структуру конечного продукта.
  7. Заполняют швы равномерными W – образными движениями, оставляя для расширения пены примерно половину объема щели, так как в процессе полимеризации полиуретановый состав увеличивается в размере в полтора – два раза. Полости и трещины глубже 50 мм заполняют в несколько приемов, дожидаясь, когда высохнет каждый слой. При «запенивании» вертикальных щелей пену наносят снизу вверх (в таком случае еще жидкой пене будет на чем держаться).

… и немного теории.

Как известно, летняя и зимняя пена отличаются температурным диапазоном использования. Если вы сталкивались с «хрустом» или крошимостью пены, то это говорит о том, что вы применяли летнюю пену при отрицательных температурах, либо температурах, близким к нулевым. Защитой от подобного поведения пены является использование только зимней пены в холодных условиях. Зимняя пена отличается от летней измененным балансовым соотношением компонентов и применением специальных добавок, способствующих полимеризации состава при низких температурах.

Профессиональные монтажники знают, что время полимеризации пены зависит от влажности воздуха, т.к. отверждение пены идет за счет соединения окончаний активных компонентов входящих в пену веществ с водой, которую пена «получает» из воздуха. Но при этом не многие знают, что при понижении температуры падает показатель абсолютной влажности воздуха (т.е. количества молекул воды, содержащихся в единице объема воздуха). Так, уже при температуре минус 10°С в 1м³ воздуха содержится всего 2 гр. воды, а при плюс 25°С – 23 гр. Это уже говорит о том, что время полимеризации пены будет в разы дольше при применении ее в зимних условиях, чем в летних. Более того, при дальнейшем снижении температуры время полимеризации может занимать больше суток. При минус 20°С в 1м³ воздуха содержится 0,88 грамм воды. При этом внутри пены при длительной полимеризации и внешнем воздействии (например ветер) могут происходить необратимые изменения, нарушающие ее структуру.

Как раз для того, чтобы увеличить скорость полимеризации и применяются специальные добавки.

Исходя из всего сказанного, а также на основе опытных данных, не рекомендуется применять монтажную пену на открытом воздухе при температуре ниже минус 10°С!!! При этом, идеальный температурный показатель для зимней пены, ниже которого не стоит опускаться, если вы хотите получить гарантированный результат – ниже минус 12°С. Это правило не относится к ситуации, когда вы монтируете окна в отапливаемом помещении.

Почему течет пена?

Многие сталкивались с ситуацией текучести пены. Это свойственно в основном при применении пены в зимних условиях.

Ни в коем случае нельзя замораживать баллон с пеной. Применять пену следует только, если баллон и вещество внутри баллона имеют плюсовую температуру. То есть прогрейте баллон! (Помните, что баллон не следует греть над открытым огнем). Это снизит вязкость вещества внутри баллона и улучшит выход пены.

Если температура окружающей среды ниже минус 12°С, то происходит сжижение выталкивающих газов в баллоне, и соответственно пена может приобретать повышенную текучесть. Температура кипения (сжижения) выталкивающего газа обратно пропорциональна давлению этого газа при нормальной температуре. То есть, если газ сжижается при минус 25°С, то его давление при плюс 25°С будет выше 10 атмосфер, что может привести к взрыву баллона с пеной даже без дополнительного нагрева. Давление насыщенных паров выталкивающих газов в аэрозольном баллоне не должно превышать 6 атмосфер и все производители используют смесь газов, отвечающую этим условиям, то есть избежать сжижения отдельных газов, входящих в состав выталкивающей смеси, при низких температурах невозможно.

Итак, снизить отрицательные влияния низких температур при применении пены возможно следующим образом:

Прогреть баллон,

По возможности утеплите монтажный шов (например, закрыв его от ветра),

Толщина шва не должна быть больше 6 см.,

Не применять пену при очень низких температурах, лучше дождаться потепления,

чем потом переделывать работу.

При соблюдении этих не хитрых правил вы сможете получить отличный результат!

Сегодня монтажные работы с применением пены можно выполнять как летом, так и зимой. Для этой цели выпускаются специальные смеси в уже привычных аэрозольных баллонах. Все свои качества они проявляют при минусовой температуре.

То есть, морозостойкая монтажная пена так же расширяется и полимеризуется, как и «летняя».

«Зимний» герметик – простой в применении материал. Но знать определенные правила при его использовании зимой стоит. Одна и та же упаковка в различных условиях дает разный выход полиуретановой пены. И эта разность может повлиять на стоимость работ и на конечный результат.

Особенности применения монтажной пены на морозе

Морозоустойчивые монтажные пены хорошо себя ведут при температуре до -10 градусов (некоторые – до -25 градусов). Если работать с «летним» герметиком при температуре ниже +5 градусов, то он будет очень незначительно увеличиваться, а впоследствии потрескается и рассыплется.

Как ведет себя морозоустойчивая пена при минусовой температуре?

1. Сразу после нанесения смесь может втягиваться, съеживаться. При минусовой температуре и низкой влажности зимнего воздуха вязкость материала повышается.

2. Потом «зимняя» пена все равно начинает расти. Но процесс этот идет медленно. Так как при отрицательных температурах давление в ячейках пены понижается, а химические реакции замедляются.

3. Пока морозоустойчивая пена увеличивается, нельзя допускать механических воздействий на нее. В этот период материал очень хрупок. Оболочка может потрескаться, и пена потеряет все свои качества. Продолжительность периода хрупкости – от трех до шести часов.

Условия применения (мороз, низкая влажность) уменьшают объем полиуретановой пены и замедляют процесс полимеризации. На практике это выглядит так:

В процессе полимеризации пена активно поглощает влагу. Но зимой ей особо нечего поглощать, так как влажность воздуха понижена. Поэтому в комнате рекомендуется увлажнять воздух. Для этих целей на обогреватель можно поставить тазик с водой.

Некоторые правила использования морозостойкой монтажной пены:

1. Оптимальная температура поверхности, куда будет наноситься герметик, — от +10 градусов.

На морозе вязкость пены повышается. Она прилипает к стенкам баллона – нет возможности использовать всю смесь. При горизонтальном положении аэрозольной упаковки пена может забивать клапан.

3. Баллончик обязательно хорошо встряхивать. Чем он тяжелее, тем дольше нужно трясти. В дорогих пенах внутри находится больше полиуретановой основы, а газов – меньше. Свободного пространства, соответственно, тоже мало. Чтобы компоненты пены перемешались, приходится встряхивать дольше.

4. Увлажняя обрабатываемую поверхность, а потом – нанесенную пену, нельзя допускать скопления воды. Она может быстро превратиться в лед, что негативно скажется на качестве монтажного герметика.

5. Если размер щели более пяти сантиметров, то ее рекомендуется закрывать с улицы картоном или пенопластом.

6. Срезать излишки застывшей пены можно не ранее чем через двадцать четыре часа.

Причины неприятностей с морозостойкой пеной

Соблюдение условий использования «зимней» пены гарантирует качество изоляционного материала. Но иногда при работе смесь идет медленно или в ограниченном количестве. Возможные причины:

Ситуацию можно попробовать спасти (если с клапаном все в порядке). Нужно выпустить чуть газа, чтобы он пробил проход. А потом долго и тщательно потрясти баллон.

Правила выбора

Есть несколько технических характеристик, которые определяют свойства пены и по которым можно ориентироваться в море пен.

Прежде всего — это температура использования полиуретановой монтажной пены.

Поскольку отверждение пены происходит за счет влажности атмосферного воздуха, то естественно, относительная влажность во многом определяет качество и скорость отверждения. Если воздух будет холодным, то относительная влажность минимальна, и пена будет плохо застывать. Чтобы улучшить процесс отверждения пены при низких температурах, в нее вводят специальные добавки, которые не нужны при нормальной температуре.

Поэтому, монтажную пену выпускают двух типов: летнюю и всесезонную. Последнюю в быту чаще называют .

Летнюю пену можно использовать от +5°С до +30°С, а всесезонную — еще и при отрицательных температурах, которую указывает производитель: в большинстве случаев до -10°С.

Другой важный показатель — расширение пены в течение времени ее отверждения. Этот показатель называется вторичным расширением. Здесь подразумевается, что первичное расширение происходит в момент выхода содержимого из баллона, а уже дальнейшее расширение, которое происходит во время отверждения, является вторичным.

Вторичное расширение пены — очень важный показатель, который влияет на качество уплотнительного шва.

Дело в том, что при значительном расширении пены растет распирающее усилие, действующее на строительные конструкции. Это может привести к деформации оконного профиля или дверной коробки, не говоря уже о деформации откосов. В Западной Европе приняты строительные нормы, в которых ограничивается прогиб оконного профиля при монтаже. Так, вдоль любой стороны не допускается деформация (выпирание) профиля больше 1,5 мм. Это приводит к тому, что для установки окон и дверей специально разрабатывается и используется монтажная пена с малым вторичным расширением (от 10% до 25%).

При большом расширении пены увеличиваются внутренние поры и повышается неоднородность внутреннего строения монтажного шва.

Но с другой стороны, использование пены с большим вторичным расширением, позволяет сэкономить на материалах.

Поэтому монтажники окон по-разному подходят к выбору монтажной пены. Многие проходят через ряд неудач, пока не примут окончательного решения.

Есть ряд применений, где выгодно использовать пену с большим вторичным расширением (100%-150%). Это герметизация жестких конструкций, у которых достаточная прочность (выводы труб или электрического кабеля сквозь стены), заполнение больших проемов в стенах или герметизация щелей между перекрытиями.

Приведенные выше два технических показателя пены: тип (летняя или всесезонная) и вторичное расширение — являются основными при выборе пены. Тем более, что эти показатели, обычно, приводятся на этикетке баллончика монтажной пены.

Еще на этикетке указывается рабочий температурный диапазон застывшей пены.

На это особенно следует обращать внимание, если максимальная рабочая температура приближается к 100°С

На практике дополнительно приходится сталкиваться с еще одним показателем, который нигде не указывается.

Как правильно хранить монтажную пену макрофлекс?

Это вязкость (текучесть) пены, которая характеризует способность монтажной пены оставаться на вертикальной поверхности, а не сползать (стекать) на пол. Эти свойства пены можно проверить только в реальных условиях.

Для того, чтобы получить хороший качественный шов, прочитайте инструкцию на этикетке пены, и по возможности соблюдайте технологические указания.

Не пробуйте выдавливать пену без предварительного взбалтывания. Причем, как показывает практика, лучше посильнее и подольше выполнить эту операцию, иначе никакого расширения пены не получится. Если указано, что температура баллона при морозной погоде должна быть не менее +5 градусов, то не занимайтесь экспериментами, а нагрейте баллончик в воде или в теплом месте для того, чтобы обеспечить расширение пены.

Если на баллончике не указано о его рабочем положении, то всегда баллончик надо держать вверх дном. Это гарантирует полный выход пены.

Срезать излишки пены, обычно, можно через час после нанесения. Чем текучесть пены больше, тем и время до срезания излишков пены тоже больше.

Полиуретановая пена не стойка к ультрафиолету, поэтому ее обязательно надо закрасить или зашпаклевать.

Пена поставляется в баллончиках для пистолета и в баллончиках с форсункой (трубкой). В первом случае она часто называется профессиональной, поскольку строителям очень удобно пользоваться пистолетом при работе на больших площадях, а также плавно дозировать поступление пены в зазор, что экономит расход пены.

Применение пистолета позволяет оставить на месяц незаконченный баллон с пеной, а затем снова продолжить работу. Отсоединять баллон от пистолета не требуется. Если пена и работа закончилась, то пистолет промывают специальными очистителями, которые продаются в баллончиках и присоединяются к пистолету вместо пены.

С анализом российского рынка монтажных пен Вы можете познакомиться в отчете Академии Конъюнктуры Промышленных Рынков «Рынок монтажных пен в России».

«Как выбрать монтажную пену?» – Яндекс.Кью

  • Для запенивания стеновых проемов, дыр и скрытых полостей в домашних условиях лучше использовать бытовую монтажную пену.
  • Для монтажа технологически сложных конструкций лучше использовать профессиональную монтажную пену.
  • Для оконных и дверных блоков у большинства производителей есть специальная линейка профессиональной монтажной пены с минимальным вторичным расширением (Характеризуется низким давлением при расширении и отверждении).
  • Для мест с особыми требованиями по огнестойкости лучше всего использовать специальную огнестойкую пену.
  • Для приклеивания различных элементов лучше всего использовать специальную клей-пену.


Обратите внимание на сезонность. Профессиональные и бытовые монтажные пены бывают летними, зимними и всесезонными.

Монтажная пена. Основные понятия.

Однокомпонентная, полуторакомпонентная и двухкомпонентная монтажная пена

Монтажная пена бывает однокомпонентной и двухкомпонентной. В однокомпонентной пене в баллон помещается предварительно смешанный преполимер и газ-вытеснитель, называемый также пропеллентом. При выходе из баллона преполимер вспенивается, начинает взаимодействовать с влагой, содержащейся в воздухе, и полимеризуется. При недостатке влаги полимеризация будет затруднена, внутри массива пены могут остаться большие пустоты.

Полуторакомпонентная пена, часто называемая в обиходе двухкомпонентной, хранится в баллоне, состоящем из двух частей. В одной части находится преполимер, практически такой же, как и в однокомпонентной пене, а в другой – катализатор, ускоряющий процесс отверждения. Продукты из разных частей баллона смешиваются непосредственно перед применением. Полуторакомпонентная пена имеет более высокую плотность по сравнению с однокомпонентной, меньшее вторичное расширение и меньший выход. Но зато очень быстро отверждается. Применяют такую пену для быстрой фиксации оконных и дверных блоков в проемах взамен механического крепления. Полуторакомпонентная пена используется довольно редко, поскольку она дороже, имеет меньший объем выхода и наносить ее надо в течение 15 минут после активации, иначе она застынет в баллоне. В подавляющем большинстве случаев использование однокомпонентной пены экономически более целесообразно.

Двухкомпонентная пена получается непосредственно в процессе применения путем смешивания двух разных компонентов при помощи специального оборудования. По такой технологии производят очень много продуктов: от матрасов и автомобильных сидений до теплоизоляции, подошв обуви и заменителей дерева.

Область применения монтажной пены

Благодаря таким свойствам монтажной пены, как низкая воздухопроницаемость, низкая теплопроводность, удобство использованя, нашла свое применение для герметизации зазоров при установке окон и дверей, заделки щелей, изоляции проемов под трубо- и кабелепроводы, утепления балконов и других строительных конструкций. На сегодняшний день известно более 2000 сфер применения монтажной пены, начиная от строительства и заканчивая искусством. Нужно четко понимать, что обычную монтажную пену не рекомендуется использовать для гидроизоляции, поскольку она впитывает влагу. Для гидроизоляции в некоторых случаях могут применяться только специальные виды монтажной пены. Кроме того, монтажная пена разрушается под действием ультрафиолета, поэтому обязательно требует защиты от солнечного света.
Отличная адгезия вспененного полиуретана с большинством поверхностей также нашла применение в строительстве. Появились специальные продукты, такие, как клей-пена на основе пенополиуретана. От обычной монтажной пены они отличаются тем, что имеют относительно невысокие первичное и вторичное расширение, но при этом более высокие клеящие свойства. При помощи этих продуктов клеят на стены теплоизоляционные плиты, используют их в качестве связующего для строительных блоков, материалов из дерева, гипсокартона, металлочерепицы.

Объем выхода монтажной пены

Пожалуй, первая характеристика, на которую обращают внимание конечные потребители. Это действительно важно: чем больше пены выходит из баллона, тем больший объем работы можно проделать с ее помощью. А это прямая экономия и времени, и денег. От чего же зависит объем выхода пены?
В первую очередь от количества активного вещества, заправленного в баллон. Критерием этого может служить масса баллона. Часто можно обнаружить, что одинаковые с виду баллоны разных производителей с одинаковым заявленным объемом выхода пены отличаются по массе очень сильно. При прочих равных условиях из более тяжелого баллона должно выйти больше пены, чем из более легкого.
Однако объем выхода зависит не только от заполнения баллона. Готовая пена от разных производителей может иметь различные характеристики, например, плотность. И не всегда из более тяжелого баллона можно получить больший объем выхода, чем из более легкого. Точно так же не всегда пена, дающая больший объем, оказывается лучшей по другим характеристикам. Например, она может иметь меньшую плотность и, как следствие, худшую теплоизоляцию.

Часто люди, решившие самостоятельно проверить, соответствует ли объем выхода пены заявленному производителем, обнаруживают, что объем оказался меньше ожидаемого, и спешат обвинить производителя в недобросовестности. Но нередко причина кроется не в «обвесе» покупателя, а в условиях испытаний. Объем выхода пены указывается для нормальных условий, которыми считаются температура +23°С и влажность 50%. Получить максимальный объем выхода пены можно только в лабораторных условиях, полностью соблюдая технологию испытаний, применяемую производителем. Например, в сухую погоду или в мороз объем выхода пены может оказаться меньше в полтора и даже в два раза. Что же касается сравнений объема выхода из различных баллонов, они могут быть корректными только если испытания этих образцов проводятся в одинаковых условиях, одним человеком из одного пистолета и лучше всего одновременно.

Первичное расширение монтажной пены

Первичным расширением называют увеличение объема жидкой пены непосредственно после выхода пены из сопла. Механизм этого процесса следующий. Газы и преполимер находятся в баллоне под давлением около шести атмосфер. Перед применением баллон взбалтывается, газы смешиваются с преполимером и частично в нем растворяются. При выходе из баллона смесь испытывает резкое падение давления и сжатые внутри пузырьки газа стремительно расширяются, образуя пену. Процесс аналогичен вспениванию газированных напитков при открывании герметичной бутылки. Вот почему важно тщательно взбалтывать баллон перед применением: если этого не сделать, на выходе не получится качественной пены с заявленным объемом выхода.
Естественно, величина первичного расширения очень сильно зависит от внешних условий: температуры воздуха, способа нанесения, квалификации работника.

Вторичное расширение монтажной пены

Вторичное расширение – это увеличение объема пены после окончания первичного расширения и до полной полимеризации. Указывают его в процентах. Вторичное расширение пены происходит в результате взаимодействия преполимера с влагой. При этой реакции выделяется углекислый газ, происходит формирование структуры и отверждение пены. Величина вторичного расширения зависит от применяемой рецептуры и может у разных производителей и разных типов пены колебаться в пределах от 15% до 60% у профессиональной пены и от 200% до 300% у бытовой. Вторичное расширение – весьма важный показатель, напрямую влияющий на качество большинства выполняемых с пеной работ. Поэтому перед началом работы с новой для себя пеной рекомендуется провести эксперимент, чтобы определить степень вторичного расширения и учитывать этот параметр при работе.

Давление расширения монтажной пены

Расширяясь, пена оказывает давление на конструкции. Сила этого давления зависит не только от степени вторичного расширения, но и от других характеристик пены. Не всегда пены с большой степенью вторичного расширения оказывают большое давление на конструкцию. Установить это можно только опытным путем и, конечно, затем учитывать этот параметр при работе с конкретной маркой пены. При переходе на другую пену нужно иметь в виду, что у нее давление расширения может оказаться больше и она может сильнее деформировать конструкцию.

Время первичной обработки монтажной пены

Под этим термином понимают время, через которое пена затвердеет достаточно для того, чтобы ее можно было подвергать механической обработке: обрезать лишнее, готовить к покраске или шпаклевке. Этот параметр производители указывают на баллоне, как правило, он составляет несколько десятков минут. Но следует иметь в виду, что этот срок указан для идеальных условий. В реальности лучше всего перед механической обработкой сделать пробный срез и убедится, что пена достаточно затвердела.

Время полной полимеризации монтажной пены

Время полной полимеризации – время, за которое в пене заканчиваются все химические и пена приобретает окончательную структуру. Время полимеризации зависит от нескольких параметров: от качества самой пены, от толщины шва, от количества доступной влаги и от температуры. Чем быстрее влага проникает в пену, тем быстрее и качественнее идет процесс полимеризации. Именно поэтому рекомендуется перед нанесением пены увлажнить поверхности, на которые она будет наноситься, а после нанесения еще раз увлажнить уже запененный шов. Однако следует избегать чрезмерного смачивания – поверхность должна быть влажной, но не мокрой. С температурой все так же, как в любой химической реакции – чем теплее, чем быстрее идет реакция. В нормальных условиях время полимеризации монтажной пены составляет порядка 12 часов, но в морозную или в сухую погоду полимеризация идет гораздо медленнее и может растянуться на несколько дней. Что касается толщины шва, то многочисленные эксперименты различных производителей показывают, что в застывающую пену влага может проникать на глубину не более 3 см. К слоям, лежащим глубже 3 см от края, проникновение влаги затруднено, поэтому диаметр валика пены, наносимой за один проход, не должен превышать 6 см. Если он будет толще, есть большой риск, что середина валика так и не полимеризуется – там образуется пустота. Такое уплотнение будет иметь худшую звуко- и теплоизоляцию и может легко разрушиться. Именно поэтому большие проемы нужно заполнять пеной послойно. Второй слой можно наносить не раньше, чем образуется корочка на первом. И обязательно необходимо увлажнить поверхность, на которую будет наноситься второй слой.

«Усадка» монтажной пены

В процессе полимеризации образовавшийся в пене углекислый газ, создающий внутри избыточное давление, постепенно выходит из пор и замещается воздухом. В зависимости от того, с какой скоростью идут эти процессы, пена может давать усадку либо расширение. В мировой практике считается, что колебания размеров пены ±10% являются допустимы для установки пластиковых окон и дверей.

Условия хранения и срок годности монтажной пены

Хранить баллоны с монтажной пеной нужно обязательно в вертикальном положении клапаном вверх при температуре от +5°С до +25°С. Только при этих условиях производитель гарантирует, что пена сохранит свои качества на протяжении всего срока годности, указанного на упаковке. Пределы температуры, при которых должна храниться пена, могут не совпадать с пределами, при которых она может наноситься. Так, например, с зимней пеной можно работать при температуре баллона до -10°С, но если хранить ее на морозе, она придет в негодность гораздо раньше срока, указанного на баллоне. Замораживание пены допускается, но после этого для сохранения рабочих характеристик пены нужно провести правильное размораживание баллонов. Размораживать их нужно медленно, не допуская резкого нагрева.

Условия нанесения монтажной пены

У различных видов монтажной пены условия нанесения могут быть разными, обычно они указываются на баллоне. Для летних видов пены температура воздуха обычно лежит в пределах от +5°С до +35°С, наиболее качественные зимние пены могут применяться при температуре воздуха до -25°С.
Следует различать температуру наружного воздуха, при которой допускается нанесение монтажной пены и температуру самого баллона. Так, например, высокотехнологичную зимнюю пену можно применять при температурах -18°С до +35°С, при этом температура баллона должна быть не ниже -10°С. Для пены, не имеющей специальных технологий, допустимая температура баллона обычно находится выше 0°С. Если баллон остыл ниже критической температуры, его необходимо подогреть, поместив на некоторое время в теплую воду. Ни в коем случае нельзя греть баллон при помощи открытого огня или строительного фена – от перегрева баллон может взорваться. Еще один важный нюанс – не должно быть слишком большого перепада между температурой пены и температурой наружного воздуха, иначе после нанесения пена может попросту потечь в проеме. Для подбора оптимальной температуры пены можно воспользоваться специальной таблицей на сайте производителя.

Не менее важным условием для правильного нанесения монтажной пены является достаточная влажность, обычно она должна быть минимум 50%. Пена полимеризуется, вступая в реакцию с влагой, поэтому для получения качественного шва рекомендуется перед началом работы всегда увлажнять поверхность, на которую будет наноситься пена, а после нанесения еще раз увлажнять запененный шов. Если пена наносится в несколько слоев, увлажнять следует каждый слой.

Огнестойкая монтажная пена

Огнестойкая монтажная пена применяется в местах с повышенными требованиями к противопожарной безопасности. Как правило, огнестойкая пена имеет розовый или красный цвет, изредка – серый. Благодаря этому легко проверить, какая пена использована в конструкции – огнестойкая или обычная.
Важно различать огнестойкость и горючесть. Под горючестью понимают способность материала поддерживать горение, а под огнестойкостью – способность материала сохранять целостность (E) и теплоизолирующие свойства (I). Испытания на предел огнестойкости производятся для швов глубиной 100 и 200 мм и толщиной от 10 до 40 мм. Измеряется время в минутах, в течение которого материал смог сохранить целостность и теплоизолирующую способность под воздействием открытого пламени.
Изучая показатели огнестойкости различных марок пены, следует иметь в виду, что испытания могут производиться для разных типов швов: однородного из пены и комбинированного из пены и базальтовой ваты. Если испытания проводятся для комбинированного шва, это обязательно указывается в характеристиках. Такие швы практически всегда имеют более высокие показатели огнестойкости, но это не означает, что сама пена в них имеет более высокую огнестойкость. Корректно сравнивать только показатели для швов одного типа.

Правила работы с монтажной пеной

Поскольку монтажная пена очень хорошо прилипает к рукам и очень плохо потом с них удаляется, всегда следует использовать при работе с ней защитные перчатки.
Перед применением баллон необходимо обязательно встряхнуть для того, чтобы находящиеся в нем компоненты хорошо перемешались. Если этого не сделать, качественную пену на выходе получить не удастся.
Поскольку пена полимеризуется в присутствии влаги, перед нанесением пены обрабатываемую поверхность необходимо увлажнить. При отрицательных температурах влага может замерзнуть на поверхности. Поэтому увлажнят следует небольшие участки поверхности и сразу же их запенивать, не давая влаге замерзать.
Вертикальные швы рекомендуется запенивать снизу вверх – так легче и удобнее.
При нанесении пены обязательно следует учитывать величину ее вторичного расширения и стараться нанести пену так, чтобы после полимеризации не было необходимости ее подрезать. Дело в том, что на поверхности пены образуется достаточно плотная пленка, снижающая гигроскопичность пены. Если ее срезать, способность пены впитывать влагу увеличится.
После нанесения пены шов следует еще раз увлажнить для более быстрой и качественной полимеризации.
Монтажная пена разрушается под воздействием ультрафиолета, поэтому после отверждения шов нужно

Можно ли пенить в мороз. Всё о монтажной пене. Очистители монтажной пены

Aэрозольный полиуретановый пенный утеплитель (ППУ) или, как его часто называют, монтажная пена, уверенно вышел на рынок строительных материалов и все больше и больше укрепляет на нем свои позиции. На данный момент существует довольно большое количество производителей ППУ, выпускающих еще большее количество различных марок этого продукта с различными свойствами и характеристиками.

В этой статье мы не будем рассматривать все существующие виды ППУ, а остановимся на одном из них – это профессиональная монтажная пена с адаптером NBS под пистолет. Если с «летним» вариантом исполнения все более – менее понятно, то «зимний» вариант, напротив, вызывает ряд вопросов и сомнений у потребителей этого продукта, а конкретнее, у монтажников светопрозрачных конструкций, поэтому для рассмотрения в статье мы выбрали именно «зимнюю» монтажную пену с адаптером NBS под пистолет.

Сначала немного о грустном

К сожалению, зачастую монтажники не задумываются о том, что нужно сделать для того, чтобы монтажная пена при работе зимой вела себя так, как всем того хотелось бы. При выборе марки ППУ монтажники руководствуются собственным субъективным мнением и опытом, полученным в процессе работы с различными марками монтажной пены. Однако следует заметить, что при таком подходе к вопросу большое значение играет момент случайности, точнее случайного сочетания некоторых факторов. К влияющим факторам относятся: температура воздуха, температура поверхностей монтажного шва, температура баллона ППУ, абсолютная влажность воздуха и поверхностей при которых производятся работы, конструкция и качество пистолета-дозатора, тщательность взбалтывания баллона ППУ (перемешивание компонентов) перед применением, давление и состав вытесняющего газа в баллоне, качество компонентов ППУ.

Итак, монтажник приехал на объект, и в его арсенале оказалась некоторая марка монтажной пены. К примеру, сочетание перечисленных выше факторов удачное. Данная марка пены в данных условиях повела себя хорошо. На следующем объекте при удачном сочетании факторов все тоже будет в порядке. Естественно монтажник будет считать эту марку ППУ хорошей. Но вот по каким-то причинам, на следующий объект закуплена другая марка ППУ и сочетание факторов тоже сложилось не таким удачным, как на предыдущих объектах, монтажная пена повела себя хуже и… тут же стала «плохой» в глазах монтажников. Помимо этого сказывается человеческий фактор в плане предвзято-негативного отношения к чему-либо новому. Один и тот же ППУ у кого-то окажется очень хорошим, у другого – очень плохим, а у третьего – ни то ни се. Однако не все так плохо и не все непоправимо.

О хорошем

Несмотря на сказанное, есть простой способ сделать «плохую» монтажную пену хорошей. Способ заключается в банальном соблюдении инструкций и рекомендаций по ее применению. Одним из пунктов является требование по увлажнению поверхностей монтажного шва перед заполнением его ППУ. Для ясности подробно опишем поставленный нами эксперимент по поведению «зимней» монтажной пены с адаптером NBS под пистолет в довольно жестких для ППУ условиях.

Описание эксперимента

Оборудование
  • Морозильная камера со стабилизированными параметрами.
  • Пистолет-дозатор Tytan-STD.
Приспособления

Пластиковые прозрачные стаканы. Стаканы хорошо имитируют монтажный шов, поскольку открыта только одна сторона, также как и в монтажном шве, где с трех сторон ППУ ограничивают профиль, стена и пароизоляционная лента и ППУ получает влагу только через диффузионную внешнюю сторону, там где расположена лента ПСУЛ. Прозрачность стаканов позволяет, не разрушая образца, наблюдать за поведением монтажной пены.

Образцы для эксперимента

Две марки ППУ различных производителей. Следует отметить, что для эксперимента были выбраны известные марки монтажной пены, которые уже успели хорошо зарекомендовать себя на рынке. Для корректности названия марок не указываем.

Ход эксперимента

Для каждой марки пены были приготовлены по три стакана. В стакан №1 было налито небольшой количество воды (слой порядка 4 – 5 мм). При этом стенки стакана остались сухими. В стакан №2 вода была распылена из распылителя в одно нажатие на рычаг, факел распылителя был направлен непосредственно в стакан. В результате на дне и стенках стакана образовались небольшие капли воды по всей поверхности. Температура воды в стаканчиках была около 15 °С. Стакан №3 – сухой.

Стаканы комплектом были помещены в морозильную камеру, где выдерживались около 2 – 3 минут. После выдержки стаканов в камере в них была выпущена монтажная пена при помощи пистолета-дозатора. Предварительно баллон был тщательно взболтан и имел температуру около 20 °С. Стаканы заполнялись монтажной пеной один за другим, без перерывов. Общее время заполнения трех стаканов составило около 8 – 9 (восьми – девяти) секунд, т.е. можно считать, что заполнялись они практически одновременно. Тоже было проделано и для второй марки монтажной пены. Стаканы выдерживались в морозильной – камере при температуре минус 10 – 12 °С и относительной влажности около 58 – 62 процентов в течении 48 часов.

Результаты эксперимента

В стаканах №1 монтажная пена сильно просела. Нижняя область, расположенная ближе к воде имеет достаточно однородную структуру без крупных пор. По возрастанию толщины слоя монтажной пены относительно поверхности воды качество материала заметно и резко снижается. Прослеживаются крупные поры. По истечении 48 часов ППУ не полностью кристаллизовался. В центре слоя явно виден жидкий, немного вспененный ППУ (фото 1.1 и 2.1).

В стаканах №2 картина совершенно другая. ППУ кристаллизовался в полном объеме. Проседания верхней части не произошло. Крупных раковин нет. Структура ППУ однородная (фото 2.1 и 2.2).

В стаканах №3 ППУ сильно провалился, в центре слоя образовались огромные пустоты, структура ППУ в большей части образца стеклообразная, материал хрупкий (фото 3.1 и 3.2).

Дополнительные результаты

После извлечения стаканов из морозильной камеры и выдержки их при комнатной температуре (около 22 °С и влажности около 45 – 50 процентов) в стаканах №1 не кристаллизовавшаяся часть ППУ продолжила реакцию и начала вспениваться и расширяться, вследствие чего прорвала поверхностную корочку и вышла на поверхность (фото 2.4).

Выводы по результатам эксперимента

Аэрозольный полиуретановый пенный утеплитель сильно подвержен влиянию влажности при кристаллизации. При работе с ППУ необходимо увлажнять поверхности монтажного шва непосредственно перед его заполнением. Особенно сильно влияние влаги сказывается при низких температурах воздуха и низкой абсолютной влажности воздуха.

Во время монтажа окон в осенне-зимний период, а также ранней весной, рекомендуется применять зимнюю пену. Эти монтажные пены имеют высокую прочность сцепления и хорошую адгезию к целому ряду типичных материалов, используемых в строительстве, сообщает портал ОКНА МЕДИА.

Отрицательная температура не обязательно означает необходимость приостановить строительство или ремонтные работы до весны. Использование соответствующей зимней пены позволяет продолжить работы, а применение теплового экрана – защитить помещение от вредного воздействия морозного ветра, снега, дождя и низких температур.

Зимняя монтажная пена спешит на помощь


Когда в зимнее время систематически наблюдаем, что на оконных откосах собирается водяной пар, вода или частицы льда, это является признаком того, что ваше окно пропускает холодный воздух внутрь, а нагретый выпускает наружу. Эта ситуация является результатом неправильно установленных или недостаточно герметичных окон, что приводит к дополнительным потерям тепла (около 10%).

Современные технологии позволяют не откладывать замену окон до весны, а производить её даже в зимний период. Одним из таких полезных решений является – зимняя монтажная пена. Этот вид монтажных пен позволит работать в суровых зимних условиях (когда температура достигает до -10 °С). Уже с +5 °С следует использовать зимнюю пену для монтажа окон.

При монтаже окон в зимнее время следует обратить особое внимание на тип пены, которая используется для этого вида работ. Применение соответствующей зимней пены способствует минимизации неконтролируемого потока воздуха и позволяет сохранить тепло в доме.

Что следует знать о зимней пене, устанавливая окна самостоятельно

Часто, вопреки нашим ожиданиям и планам, строительные работы растягиваются. Установку и уплотнение окон и дверей не стоит откладывать в долгий ящик. Таким образом удастся предотвратить возможные потери от действия атмосферных факторов (снежные заносы, доступ влаги и мороза).

Если вы решили заменить окно и у вас есть некоторый опыт ведения строительных работ – нет необходимости подключать бригаду монтажников – можно установить его самостоятельно, что значительно снижает стоимость инвестиций. При замене окон в холодное время года должно применять в процессе монтажа зимнюю монтажную пену. Лучшим решением будут пены с низким расширением. С их помощью нет риска неконтролируемого увеличения объема пены, а тем самым предотвращается риск деформации оконного профиля.

Перед нанесением зимней пены необходимо очистить рабочие поверхности от пыли и грязи. Для обеспечения лучшего сцепления монтажной пены поверхность основания оконного проёма рекомендуется покрыть грунтовкой глубокого проникновения.

Не забывайте перед использованием тщательно встряхнуть баллон около 30 секунд – это позволит максимальное использование содержимого ёмкости. Накладывая зимнюю монтажную пену, следует тщательно заполнять все щели между окном и оконным проёмом, а излишки удалить.

Проблемой в частном доме может быть монтаж труднодоступных окон (например, расположенных близко к потолку). Большинство имеющихся в продаже пен требует расположения баллона вверх дном. Поэтому при выборе продукта следует обратить внимание на мультипозиционную пену, которая может быть использована в любых рабочих положениях.

Зимний монтаж окон в умелых руках


Если у вас нет опыта в установке окон – не стоит рисковать, применяя пистолетную пену – лучше использовать бытовую пену или вызвать бригаду монтажников- профессионалов. В то время как бытовая монтажная пена может быть использована любым человеком, то пистолетные зимние пены предназначены для профессиональных установщиков окон.

Пистолетные пены являются более сложными в использовании, чем бытовые монтажные пены, поэтому требуются соответствующие навыки работы с ними. Профессиональная бригада монтажников, работающих в условиях морозной зимы, будет использовать зимнюю пеню, потому что её преимуществом является: сопротивление низким температурам и высокая производительность.

Применение этих монтажных пен является гарантией эффективности и высокого качества зимнего монтажа окон. Дополнительной особенностью зимних монтажных пен является факт, что они не требуют адаптировать баллон к комнатной температуре, что означает, что они могут быть использованы на открытом воздухе и в помещении.

Кроме того, бригада профессионалов имеет в своём распоряжении тепловой экран, что делает монтаж возможным более комфортный монтаж и не выхолаживает помещение слишком сильно.

Влияние низких температур на работу монтажной пены


В процессе применения монтажной пены следует иметь в виду, что чем ниже температура воздуха, тем дольше время, после которого можно начинать предварительную обработку затвердевшей пены. Температурный фактор влияет не только на время отверждения, но и на производительность продукта. Чем ниже температура, тем меньше выход пены. Зимние сорта пен должны решить эту проблему – они обеспечивают возможность работы при температуре -10°C.

Зимой желательно использовать высокопроизводительные пены, так как невозможно точно рассчитать влияние влаги и холода на количество пены и время для её обработки. Лучше заложить определенную степень избыточного потребления пены, чем в процессе монтажа столкнуться с её нехваткой.

Особенно при низких температурах специалисты рекомендуют оставлять нанесенный слой пены до его полного затвердения. Несоблюдение рекомендуемого времени предварительной обработки может привести к необратимым изменениям в структуре и стабильности размеров, ухудшить полезные качества монтажной пены.

Следует отметить, что во время работ, проводимых в первой половине дня или поздно вечером в начале весны или поздней осенью, температура значительно снижается, поэтому использование зимней монтажной пены является обязательным.

ОКНА МЕДИА рекомендует прочесть: На какой стадии строительства следует устанавливать окна

Летняя пена для зимнего монтажа окон – большой риск


При температуре окружающей среды ниже +5 °C стандартные летние пены не подходят для зимнего монтажа окон. Используя эту монтажную пену в зимних условиях, возникает риск того, что уплотнительный слой не затвердеет должным образом, а содержимое баллона во время применения может не сформироваться соответствующим образом, то есть не достичь желаемой консистенции.

Что это значит на практике? Двери и окна, установленные с помощью летней пены при температуре ниже +5 °С, будут недостаточно герметичны и в течение некоторого времени её придется заменить. А заменить монтажную пену не так просто (пена плотно прилегает к поверхности оконных и дверных рам, поэтому её очень трудно удалить). Летняя монтажная пена, используемая в процессе зимнего монтажа окон, быстро теряет свои свойства. В процессе расширения труднее контролировать такую пену, что может привести к её «передозировке», а на практике это означает, что она не будет хорошо изолировать светопрозрачные ограждающие конструкции.

Зимние монтажные пены в основном отличаются от летних пен, прежде всего, химическим составом газа, используемого в качестве носителя пены. Это делает продукт пригодным для использования при температурах окружающей среды и подложки до -10 °С (в случае профессиональной пистолетной пены является достаточным -10 °С, а для бытовой – 8°С).

Зимние монтажные пены имеют одинаковую силу адгезии и возможность изолировать, как и летние пены. При этом зимние пены хорошо работают при положительных температурах и могут быть использованы летом, но эта закономерность не работает наоборот (то есть, летние пены не могут быть использованы в зимнее время). Если после установки окон у вас осталась неизрасходованная зимняя пена, с её использованием не придется ждать до следующей зимы.

Окна и двери – еще не все возможности зимней монтажной пены


Во время морозов проблемой теплопотерь являются не только негерметичные окна или двери. Иногда образуются «зазоры» в стенах и перегородках, выполненных из бетонных, кирпичных, деревянных, металлических и гипсокартонных плит. Зимой в этих местах, кроме утечки тепла наружу, увеличивается вероятность возникновения грибков и плесени. Соответственно, требуется хорошее уплотнение этих зон. Для этого типа работ также следует использовать зимние монтажные пены, которые в совершенстве прилипают к гладким поверхностям, покрашенным стенам, стеклу или ПВХ. Некоторые из них также устойчивы к образованию плесени и грибка.

В наше время проведение любых строительных или ремонтных работ редко обходится без использования монтажной пены. Многие люди считают ее разновидностью герметика, хотя на самом деле это не совсем так, да и назначение монтажной пены гораздо шире. Герметики используются для уплотнения швов и стыков шириной до 30 мм, а монтажная пена – при ширине щелей более 30 мм.

Строители ценят пену за следующие качества:

  • с ее помощью можно скреплять между собой отдельные части конструкции;
  • пена имеет высокие звукоизоляционные и теплоизоляционные свойства;
  • с ее помощью можно уплотнять даже широкие и глубокие щели и стыки.

Монтажная пена (МП) – состав и свойства

Материал продается в баллонах, которые содержат жидкий предполимер и газ-вытеснитель (пропеллент), который выталкивает его из баллона. Вышедшее из баллона содержимое активно взаимодействует с атмосферной влагой и влагой, содержащейся в материале, из которого состоит обрабатываемая поверхность. При этом происходит активная реакция полимеризации, в процессе конторой пена отверждается (застывает).

В итоге получается довольно жесткое вещество – пенополиуретан, которое заполняет весь шов, а также труднодоступные стыки и полости.

При этом пена предназначена для работы практически со всеми строительными материалами за исключением полипропилена, полиэтилена, силикона, тефлона и подобных материалов. Поскольку материал при выходе из баллона становится самозастывающим, работа с ним является довольно простой и удобной.

Раньше широкие щели заделывали паклей, смешанной с цементом (при этом безо всякой гарантии достижения необходимого результата герметизации). При этом процесс был поэтапным, а поэтому довольно длительным и трудозатратным. Использование баллона с пеной позволяет провести те же работы за один проход, то есть быстро и с гарантией нужного результата. Все эти преимущества делают пену универсальным материалом, который имеет сотни способов применения в строительной индустрии.

Работая с монтажной пеной, нужно знать ее достоинства и недостатки.

К достоинствам МП относят:

  • Высокий коэффициент расширения материала, позволяющий выполнить большой объем работ при помощи одного баллончика пены.
  • Герметизация шва пеной одновременно повышает его звуко- и теплоизолирующие характеристики.
  • МП не проводит электрический ток и не боится влаги.
  • В продаже имеется несколько видов пены, которые можно разделить по степени огнестойкости (В3 – горючий материал, В2 – самозатухающий, В1 – противопожарный). Поэтому есть возможность выбирать материал в зависимости от режима эксплуатации герметизируемых конструкций.

Есть у материала и недостатки:

  • Основным минусом МП является ее нестойкость к ультрафиолетовому излучению – при его воздействии полимер начинает разрушаться, по этой причине обработанные швы нужно защищать от света при помощи шпаклевания или окраски.
  • Баллоны нужно хранить в прохладном помещении, поскольку при воздействии высокой температуры давление в них повышается, что может привести к взрыву баллончика и порче всех находящихся рядом материалов.
  • Попадая на кожу, пена очень плохо удаляется. Ее можно смыть только при помощи специального растворителя. Поэтому работать нужно в перчатках. Если же пена все же застыла на коже, то придется распаривать это место, а затем счищать ее пемзой.

Вся предлагаемая в точках продаж пена делится по нескольким признакам. По способу использования она бывает полупрофессиональной и профессиональной.

Полупрофессиональная применяется без каких-либо дополнительных устройств. Для ее нанесения используют прилагающуюся к баллону пластиковую трубочку с рычажком, которую надевают на клапан баллона. Профессиональная пена требует использования специального пистолета, который позволяет производить дозирование подаваемой струи, а также удобен для работы в труднодоступных местах.

По температуре использования пена делится на три вида:

  • летняя. На таре с летней пеной указано, что температура поверхности обрабатываемой конструкции может составлять от +5 до +35 градусов. Но при этом затвердевшая пена имеет температурную стойкость от -50 до +90 градусов. То есть ограничение касается только непосредственно момента нанесения материала;
  • зимняя. Зимняя пена используется при проведении работ в зимний период. Температурный диапазон, позволяющий использовать эту пену, составляет от -10 (-18) до +35 градусов. Используя зимнюю пену, нужно учитывать, что ее объем после выхода из баллона сильно зависит от температуры окружающего воздуха – чем ниже его температура, тем меньше выход пены. Таким образом, расход пены может повышаться;
  • всесезонная. Всесезонная пена объединяет свойства двух предыдущих материалов. Она имеет особую формулу, позволяющую получить большой объем пены даже при низкой температуре. При этом материал быстро полимеризуется даже на холоде. Пока это еще довольно новый материал, которые производят не все фирмы-изготовители МП.

Зимняя пена – характеристики и особенности применения

Поскольку расширение и полимеризация МП зависят от температуры и влажности окружающей атмосферы, зимняя пена имеет свойство застывать и при низких температурах, но ее расширение в процессе полимеризации является более слабым, чем у летней.

  • Объем выхода – этот показатель определяет количество материала, получаемого из одного баллона. В сравнении с обычной пеной он может быть в 1,2-1,5 раза меньше.
  • Адгезия – определяет прочность связывания основания и пены. Это показатель практически ничем не отличается от аналогичного у летних пен.
  • Время выдержки – время, за которое пена полностью отверждается. Минусовая температура воздуха и низкая температура самой строительной конструкции требуют более длительной выдержки пены после нанесения. При этом чем ниже температура, тем более длительным должен быть временной промежуток выдержки. Это важно учитывать, так как меньшее расширение зимней пены может потребовать обработки шва за несколько проходов. Следующий слой пены наносится только после полной полимеризации предыдущего.
  • До начала работ баллоны нужно выдержать в теплом помещении не менее полусуток. Отдельные производители советуют перед использованием нагревать баллон в теплой воде температурой 30-50 градусов. Однако наиболее продвинутые производители могут и не давать таких рекомендаций – в составе их пен уже содержатся вещества, повышающие объем выходящей из баллона смеси. В любом случае, нужно внимательно изучить инструкцию на этикетке баллона.
  • Поверхности, подлежащие обработке, необходимо очистить от пыли, мусора, снега и льда. Разрешается слегка смочить поверхности водой с помощью пульверизатора (непосредственно перед проведением работ).
  • Перед применением пены баллон нужно встряхивать в течение 15-30 секунд – это способствует лучшему смешению компонентов пены и повышает ее выход.
  • Работу производят, держа баллон вверх дном. Щели и швы нужно аккуратно заполнить пеной примерно на 1/3 объема. Учтите, что при полимеризации состав расширится, поэтому не стоит тратить лишнюю пену.
  • Если есть необходимость, то после застывания первого слоя пены можно нанести последующие.
  • Использование зимней пены в холодное время не предполагает ее последующего опрыскивания водой с целью улучшения адгезии (летом это допускается).
  • Затвердевшую пену нужно как можно скорее защитить от воздействия света и солнца, в противном случае она может стать пористой и хрупкой, что снизит ее защитные свойства.

Большинство зимних пен имеют нижний порог использования равный –10 градусам. Но есть производители, которые выпускают пены с возможностью использования до –25 градусов. Одним из таких является Soudal – продукт этой компании называется «Арктика».

Обычная зимняя пена марки «Макрофлекс» может применяться при температуре до –10 градусов. Также отличной зимней пеной, применяемой до –20 градусов, является Tytan Professional 65 (баллоны с этим материалом не нужно греть перед использованием).

Сегодня монтажные работы с применением пены можно выполнять как летом, так и зимой. Для этой цели выпускаются специальные смеси в уже привычных аэрозольных баллонах. Все свои качества они проявляют при минусовой температуре.

То есть, морозостойкая монтажная пена так же расширяется и полимеризуется, как и «летняя».

«Зимний» герметик – простой в применении материал. Но знать определенные правила при его использовании зимой стоит. Одна и та же упаковка в различных условиях дает разный выход полиуретановой пены. И эта разность может повлиять на стоимость работ и на конечный результат.

Особенности применения монтажной пены на морозе

Морозоустойчивые монтажные пены хорошо себя ведут при температуре до -10 градусов (некоторые – до -25 градусов). Если работать с «летним» герметиком при температуре ниже +5 градусов, то он будет очень незначительно увеличиваться, а впоследствии потрескается и рассыплется.

Как ведет себя морозоустойчивая пена при минусовой температуре?

1. Сразу после нанесения смесь может втягиваться, съеживаться. При минусовой температуре и низкой влажности зимнего воздуха вязкость материала повышается.

2. Потом «зимняя» пена все равно начинает расти. Но процесс этот идет медленно. Так как при отрицательных температурах давление в ячейках пены понижается, а химические реакции замедляются.

3. Пока морозоустойчивая пена увеличивается, нельзя допускать механических воздействий на нее. В этот период материал очень хрупок. Оболочка может потрескаться, и пена потеряет все свои качества. Продолжительность периода хрупкости – от трех до шести часов.

Условия применения (мороз, низкая влажность) уменьшают объем полиуретановой пены и замедляют процесс полимеризации. На практике это выглядит так:

В процессе полимеризации пена активно поглощает влагу. Но зимой ей особо нечего поглощать, так как влажность воздуха понижена. Поэтому в комнате рекомендуется увлажнять воздух. Для этих целей на обогреватель можно поставить тазик с водой.

Некоторые правила использования морозостойкой монтажной пены:

1. Оптимальная температура поверхности, куда будет наноситься герметик, — от +10 градусов.

На морозе вязкость пены повышается. Она прилипает к стенкам баллона – нет возможности использовать всю смесь. При горизонтальном положении аэрозольной упаковки пена может забивать клапан.

3. Баллончик обязательно хорошо встряхивать. Чем он тяжелее, тем дольше нужно трясти. В дорогих пенах внутри находится больше полиуретановой основы, а газов – меньше. Свободного пространства, соответственно, тоже мало. Чтобы компоненты пены перемешались, приходится встряхивать дольше.

4. Увлажняя обрабатываемую поверхность, а потом – нанесенную пену, нельзя допускать скопления воды. Она может быстро превратиться в лед, что негативно скажется на качестве монтажного герметика.

5. Если размер щели более пяти сантиметров, то ее рекомендуется закрывать с улицы картоном или пенопластом.

6. Срезать излишки застывшей пены можно не ранее чем через двадцать четыре часа.

Причины неприятностей с морозостойкой пеной

Соблюдение условий использования «зимней» пены гарантирует качество изоляционного материала. Но иногда при работе смесь идет медленно или в ограниченном количестве. Возможные причины:

Ситуацию можно попробовать спасти (если с клапаном все в порядке). Нужно выпустить чуть газа, чтобы он пробил проход. А потом долго и тщательно потрясти баллон.

История появления монтажной пены

Монтажная пена в том виде, в котором она известна сейчас, начала широко использоваться в 80-х годах прошлого века. Но изобретен пенополиуретан, одним из видов которого является монтажная пена, был гораздо раньше, еще в 40-х годах швейцарцем Отто Байером, руководившим лабораторией в химическом концерне Bayer. Кстати, сам Отто никакого отношения к Фридриху Байеру, одному из основателей концерна, не имеет, просто однофамилец.

Однокомпонентная, полуторакомпонентная и двухкомпонентная монтажная пена

Монтажная пена бывает однокомпонентной и двухкомпонентной. В однокомпонентной пене в баллон помещается предварительно смешанный преполимер и газ-вытеснитель, называемый также пропеллентом. При выходе из баллона преполимер вспенивается, начинает взаимодействовать с влагой, содержащейся в воздухе, и полимеризуется. При недостатке влаги полимеризация будет затруднена, внутри массива пены могут остаться большие пустоты.

Полуторакомпонентная пена, часто называемая в обиходе двухкомпонентной, хранится в баллоне, состоящем из двух частей. В одной части находится преполимер, практически такой же, как и в однокомпонентной пене, а в другой – катализатор, ускоряющий процесс отверждения. Продукты из разных частей баллона смешиваются непосредственно перед применением. Полуторакомпонентная пена имеет более высокую плотность по сравнению с однокомпонентной, меньшее вторичное расширение и меньший выход. Но зато очень быстро отверждается. Применяют такую пену для быстрой фиксации оконных и дверных блоков в проемах взамен механического крепления. Полуторакомпонентная пена используется довольно редко, поскольку она дороже, имеет меньший объем выхода и наносить ее надо в течение 15 минут после активации, иначе она застынет в баллоне. В подавляющем большинстве случаев использование однокомпонентной пены экономически более целесообразно.

Двухкомпонентная пена получается непосредственно в процессе применения путем смешивания двух разных компонентов при помощи специального оборудования. По такой технологии производят очень много продуктов: от матрасов и автомобильных сидений до теплоизоляции, подошв обуви и заменителей дерева.

Область применения монтажной пены

Благодаря таким свойствам монтажной пены, как низкая воздухопроницаемость, низкая теплопроводность, удобство использованя, нашла свое применение для герметизации зазоров при установке окон и дверей, заделки щелей, изоляции проемов под трубо- и кабелепроводы, утепления балконов и других строительных конструкций. На сегодняшний день известно более 2000 сфер применения монтажной пены, начиная от строительства и заканчивая искусством. Нужно четко понимать, что обычную монтажную пену не рекомендуется использовать для гидроизоляции, поскольку она впитывает влагу. Для гидроизоляции в некоторых случаях могут применяться только специальные виды монтажной пены. Кроме того, монтажная пена разрушается под действием ультрафиолета, поэтому обязательно требует защиты от солнечного света.

Отличная адгезия вспененного полиуретана с большинством поверхностей также нашла применение в строительстве. Появились специальные продукты, такие, как клей-пена на основе пенополиуретана. От обычной монтажной пены они отличаются тем, что имеют относительно невысокие первичное и вторичное расширение, но при этом более высокие клеящие свойства. При помощи этих продуктов клеят на стены теплоизоляционные плиты, используют их в качестве связующего для строительных блоков, материалов из дерева, гипсокартона, металлочерепицы.

Объем выхода монтажной пены

Пожалуй, первая характеристика, на которую обращают внимание конечные потребители. Это действительно важно: чем больше пены выходит из баллона, тем больший объем работы можно проделать с ее помощью. А это прямая экономия и времени, и денег. От чего же зависит объем выхода пены?

В первую очередь от количества активного вещества, заправленного в баллон. Критерием этого может служить масса баллона. Часто можно обнаружить, что одинаковые с виду баллоны разных производителей с одинаковым заявленным объемом выхода пены отличаются по массе очень сильно. При прочих равных условиях из более тяжелого баллона должно выйти больше пены, чем из более легкого.

Однако объем выхода зависит не только от заполнения баллона. Готовая пена от разных производителей может иметь различные характеристики, например, плотность. И не всегда из более тяжелого баллона можно получить больший объем выхода, чем из более легкого. Точно так же не всегда пена, дающая больший объем, оказывается лучшей по другим характеристикам. Например, она может иметь меньшую плотность и, как следствие, худшую теплоизоляцию.

Часто люди, решившие самостоятельно проверить, соответствует ли объем выхода пены заявленному производителем, обнаруживают, что объем оказался меньше ожидаемого, и спешат обвинить производителя в недобросовестности. Но нередко причина кроется не в «обвесе» покупателя, а в условиях испытаний. Объем выхода пены указывается для нормальных условий, которыми считаются температура +23°С и влажность 50%. Получить максимальный объем выхода пены можно только в лабораторных условиях, полностью соблюдая технологию испытаний, применяемую производителем. Например, в сухую погоду или в мороз объем выхода пены может оказаться меньше в полтора и даже в два раза. Что же касается сравнений объема выхода из различных баллонов, они могут быть корректными только если испытания этих образцов проводятся в одинаковых условиях, одним человеком из одного пистолета и лучше всего одновременно.

Первичное расширение монтажной пены

Первичным расширением называют увеличение объема жидкой пены непосредственно после выхода пены из сопла. Механизм этого процесса следующий. Газы и преполимер находятся в баллоне под давлением около шести атмосфер. Перед применением баллон взбалтывается, газы смешиваются с преполимером и частично в нем растворяются. При выходе из баллона смесь испытывает резкое падение давления и сжатые внутри пузырьки газа стремительно расширяются, образуя пену. Процесс аналогичен вспениванию газированных напитков при открывании герметичной бутылки. Вот почему важно тщательно взбалтывать баллон перед применением: если этого не сделать, на выходе не получится качественной пены с заявленным объемом выхода.

Естественно, величина первичного расширения очень сильно зависит от внешних условий: температуры воздуха, способа нанесения, квалификации работника.

Вторичное расширение монтажной пены

Вторичное расширение – это увеличение объема пены после окончания первичного расширения и до полной полимеризации. Указывают его в процентах. Вторичное расширение пены происходит в результате взаимодействия преполимера с влагой. При этой реакции выделяется углекислый газ, происходит формирование структуры и отверждение пены. Величина вторичного расширения зависит от применяемой рецептуры и может у разных производителей и разных типов пены колебаться в пределах от 15% до 60% у профессиональной пены и от 200% до 300% у бытовой. Вторичное расширение – весьма важный показатель, напрямую влияющий на качество большинства выполняемых с пеной работ. Поэтому перед началом работы с новой для себя пеной рекомендуется провести эксперимент, чтобы определить степень вторичного расширения и учитывать этот параметр при работе.

Давление расширения монтажной пены

Расширяясь, пена оказывает давление на конструкции. Сила этого давления зависит не только от степени вторичного расширения, но и от других характеристик пены. Не всегда пены с большой степенью вторичного расширения оказывают большое давление на конструкцию. Установить это можно только опытным путем и, конечно, затем учитывать этот параметр при работе с конкретной маркой пены. При переходе на другую пену нужно иметь в виду, что у нее давление расширения может оказаться больше и она может сильнее деформировать конструкцию.

Время первичной обработки монтажной пены

Под этим термином понимают время, через которое пена затвердеет достаточно для того, чтобы ее можно было подвергать механической обработке: обрезать лишнее, готовить к покраске или шпаклевке. Этот параметр производители указывают на баллоне, как правило, он составляет несколько десятков минут. Но следует иметь в виду, что этот срок указан для идеальных условий. В реальности лучше всего перед механической обработкой сделать пробный срез и убедится, что пена достаточно затвердела.

Время полной полимеризации монтажной пены

Время полной полимеризации – время, за которое в пене заканчиваются все химические и пена приобретает окончательную структуру. Время полимеризации зависит от нескольких параметров: от качества самой пены, от толщины шва, от количества доступной влаги и от температуры. Чем быстрее влага проникает в пену, тем быстрее и качественнее идет процесс полимеризации. Именно поэтому рекомендуется перед нанесением пены увлажнить поверхности, на которые она будет наноситься, а после нанесения еще раз увлажнить уже запененный шов. Однако следует избегать чрезмерного смачивания – поверхность должна быть влажной, но не мокрой. С температурой все так же, как в любой химической реакции – чем теплее, чем быстрее идет реакция. В нормальных условиях время полимеризации монтажной пены составляет порядка 12 часов, но в морозную или в сухую погоду полимеризация идет гораздо медленнее и может растянуться на несколько дней. Что касается толщины шва, то многочисленные эксперименты различных производителей показывают, что в застывающую пену влага может проникать на глубину не более 3 см. К слоям, лежащим глубже 3 см от края, проникновение влаги затруднено, поэтому диаметр валика пены, наносимой за один проход, не должен превышать 6 см. Если он будет толще, есть большой риск, что середина валика так и не полимеризуется – там образуется пустота. Такое уплотнение будет иметь худшую звуко- и теплоизоляцию и может легко разрушиться. Именно поэтому большие проемы нужно заполнять пеной послойно. Второй слой можно наносить не раньше, чем образуется корочка на первом. И обязательно необходимо увлажнить поверхность, на которую будет наноситься второй слой.

«Усадка» монтажной пены

В процессе полимеризации образовавшийся в пене углекислый газ, создающий внутри избыточное давление, постепенно выходит из пор и замещается воздухом. В зависимости от того, с какой скоростью идут эти процессы, пена может давать усадку либо расширение. В мировой практике считается, что колебания размеров пены ±10% являются допустимы для установки пластиковых окон и дверей.

Условия хранения и срок годности монтажной пены

Хранить баллоны с монтажной пеной нужно обязательно в вертикальном положении клапаном вверх при температуре от +5°С до +25°С. Только при этих условиях производитель гарантирует, что пена сохранит свои качества на протяжении всего срока годности, указанного на упаковке. Пределы температуры, при которых должна храниться пена, могут не совпадать с пределами, при которых она может наноситься. Так, например, с зимней пеной можно работать при температуре баллона до -10°С, но если хранить ее на морозе, она придет в негодность гораздо раньше срока, указанного на баллоне. Замораживание пены допускается, но после этого для сохранения рабочих характеристик пены нужно провести правильное размораживание баллонов. Размораживать их нужно медленно, не допуская резкого нагрева.

Условия нанесения монтажной пены

У различных видов монтажной пены условия нанесения могут быть разными, обычно они указываются на баллоне. Для летних видов пены температура воздуха обычно лежит в пределах от +5°С до +35°С, наиболее качественные зимние, например, KUDO ARKTIKA NORD, могут применяться при температуре воздуха до -25°С.

Следует различать температуру наружного воздуха, при которой допускается нанесение монтажной пены и температуру самого баллона. Так, например, зимнюю пену KUDO ARKTIKA можно применять при температурах -18°С до +35°С, при этом температура баллона должна быть не ниже -10°С. Это считается очень хорошим показателем, поскольку в пенах KUDO применяется технология AFC (Advanced Freeze Control), позволяющая проводить работы охлажденным баллоном. Для пены, не имеющей подобных технологий, допустимая температура баллона обычно находится выше 0°С. Если баллон остыл ниже критической температуры, его необходимо подогреть, поместив на некоторое время в теплую воду. Ни в коем случае нельзя греть баллон при помощи открытого огня или строительного фена – от перегрева баллон может взорваться. Еще один важный нюанс – не должно быть слишком большого перепада между температурой пены и температурой наружного воздуха, иначе после нанесения пена может попросту потечь в проеме. Для подбора оптимальной температуры пены KUDO можно воспользоваться специальной таблицей.

Не менее важным условием для правильного нанесения монтажной пены является достаточная влажность, обычно она должна быть минимум 50%. Пена полимеризуется, вступая в реакцию с влагой, поэтому для получения качественного шва рекомендуется перед началом работы всегда увлажнять поверхность, на которую будет наноситься пена, а после нанесения еще раз увлажнять запененный шов. Если пена наносится в несколько слоев, увлажнять следует каждый слой.

Огнестойкая монтажная пена

Огнестойкая монтажная пена применяется в местах с повышенными требованиями к противопожарной безопасности. Как правило, огнестойкая пена имеет розовый или красный цвет, изредка – серый. Благодаря этому легко проверить, какая пена использована в конструкции – огнестойкая или обычная.

Важно различать огнестойкость и горючесть. Под горючестью понимают способность материала поддерживать горение, а под огнестойкостью – способность материала сохранять целостность (E) и теплоизолирующие свойства (I). Испытания на предел огнестойкости производятся для швов глубиной 100 и 200 мм и толщиной от 10 до 40 мм. Измеряется время в минутах, в течение которого материал смог сохранить целостность и теплоизолирующую способность под воздействием открытого пламени.

Показатели огнестойкости монтажной пены KUDO

Изучая показатели огнестойкости различных марок пены, следует иметь в виду, что испытания могут производиться для разных типов швов: однородного из пены и комбинированного из пены и базальтовой ваты. Если испытания проводятся для комбинированного шва, это обязательно указывается в характеристиках. Такие швы практически всегда имеют более высокие показатели огнестойкости, но это не означает, что сама пена в них имеет более высокую огнестойкость. Корректно сравнивать только показатели для швов одного типа.

Правила работы с монтажной пеной

Поскольку монтажная пена очень хорошо прилипает к рукам и очень плохо потом с них удаляется, всегда следует использовать при работе с ней защитные перчатки.

Перед применением баллон необходимо обязательно встряхнуть для того, чтобы находящиеся в нем компоненты хорошо перемешались. Если этого не сделать, качественную пену на выходе получить не удастся.

Поскольку пена полимеризуется в присутствии влаги, перед нанесением пены обрабатываемую поверхность необходимо увлажнить. При отрицательных температурах влага может замерзнуть на поверхности. Поэтому увлажнят следует небольшие участки поверхности и сразу же их запенивать, не давая влаге замерзать.

При нанесении пены обязательно следует учитывать величину ее вторичного расширения и стараться нанести пену так, чтобы после полимеризации не было необходимости ее подрезать. Дело в том, что на поверхности пены образуется достаточно плотная пленка, снижающая гигроскопичность пены. Если ее срезать, способность пены впитывать влагу увеличится.

После нанесения пены шов следует еще раз увлажнить для более быстрой и качественной полимеризации.

Монтажная пена разрушается под воздействием ультрафиолета, поэтому после отверждения шов нужно обязательно защитить штукатуркой или иным способом.

Что же такое “монтаж окна по ГОСТу” ?

29.06.2015

От того как смонтировано ваше окно будет зависеть срок службы конструкции. Непрофессиональная установка способна испортить даже самое качественное окно.  Неправильный монтаж  выражается в нарушениях  звуко- и теплоизоляционных свойств окна, является одной из причин образования конденсата, плесени, наледи.
Залог успеха монтажных работ – это правильный замер проёмов, высокая  квалификация специалистов по установке окна, использование профессиональной комплектации и монтажного оборудования.
Специалисты компании «Русские окна» проходят многоступенчатое обучение и ежегодные курсы повышения квалификации с обязательным тестированием. При установке конструкций наша компания использует профессиональное монтажное оборудование – HILTI  (крупнейший производитель оборудования и расходных материалов для строительства. Основная деятельность направлена на профессиональных пользователей. Компания широко известна своими перфораторами и инсталляционными системами).
Существует нормативная документация  по установке ограждающих конструкций, в том числе -ГОСТ 30971-2012 “Швы  монтажные узлов примыканий”. Данный ГОСТ  носит рекомендательный характер, не обязательный.
Технология монтажа согласно ГОСТ 30971-2012 “Швы  монтажные узлов примыканий” предполагает применение паро- и гидроизоляционных лент. При установке окна монтажная пена является теплоизолирующим материалом, от её целостности зависит тепло- и звукоизоляционные характеристики конструкции. Пенополиуретан обладает высокой степенью гигроскопичности,т.е. монтажная пена легко впитывает влагу, подвергается разрушению от солнечных лучей, атмосферных осадков. Для того, чтобы защитить монтажную пену от негативного воздействия существуют ленты паро- и гидроизоляции. Не всегда есть возможность применить данные ленты при установке, поэтому только специалист по замерам на месте может определить возможность применения монтажа по технологии ILLBRUCК (3-х слойная изоляция монтажного шва).

1-ый слой: установка ленты ПСУЛ(предварительно саморасширяющееся уплотнительная лента) .
ПСУЛ служит отличной защитой монтажной пены со стороны улицы от воздействия ультрафиолета и влаги, препятствует размножению плесени и грибка, выводит избыточную влагу из монтажного шва. Защита монтажной пены со стороны улицы должна быть паропроницаема, для того чтобы  влага монтажного шва, образующаяся при перепаде температур выходила наружу. Ленту ПСУЛ не рекомендуется красить или штукатурить, в таком случае теряются её изолирующиеся свойства.
Под отлив прокладывается уплотнительная лента мембранного типа, которая защищает монтажную пену от влаги.

2-ой слой: заполнение монтажного шва пеной из полиуретана. Монтажная пена обладает отличным тепло- и звукоизолирующим свойством.


 

 

 

3-ий слой:  Установка металлизированной ленты, обладающая паронепроницаемым свойством.
Назначение этой ленты состоит в изоляции монтажного шва от воздействия влаги со стороны помещения.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Схематично установка пластикового окна с применением лент паро- и гидроизоляции выглядит следующим образом:

 

Отделочные работы должны проводится на другой  день, т.к. монтажной пене необходимо заполнить все пустоты и затвердеть. Внутренние откосы должны обладать влагостойкими и теплоизолирующими свойствами. Оптимальным решением может быть отделка откосов сендвич-панелями.
Более подробную информацию вы можете получить в офисах продаж.

 

Чем закрыть монтажную пену снаружи окна? Чем замазать монтажную пену – эффективные и доступные способы

Невозможно представить современное строительство без использования монтажной пены: этот материал служит для широчайшего спектра работ и используется для герметизации практически любых щелей и полостей в здании. Пена быстро застывает и обеспечивает надежную защиту, но внешний вид стыков не очень привлекателен, кроме того, чтобы пена служила как можно дольше, ее необходимо защитить от неблагоприятных воздействий.

Показатели теплоудержания и звукоизоляции материала могут сохраняться на протяжении многих лет только при условии, если он надежно защищен от ультрафиолетового излучения солнца, оно способно разрушить состав всего за несколько лет.

Особенности проведения работ

Рассмотрение вопроса, как заштукатурить монтажную пену, следует начинать с процесса выбора материалов и подготовки инструмента . Использование правильных приспособлений значительно облегчает работу и позволяет добиться превосходного результата, даже не имея строительной квалификации.

Выбор состава и инструмента

Итак, чем заштукатурить монтажную пену, чтобы покрытие было надежным и долговечным?

Здесь следует учитывать следующие факторы:

  • Где будет выполняться помещений подойдут очень многие составы, в то время как при наружной шпаклевке раствор должен обладать водоотталкивающими свойствами, хорошо переносить перепады температур и не разрушаться солнцем.
  • Толщина слоя и ширина щелей. Как известно, шпаклевка должна наноситься тонким слоем, в то время как штукатуркой можно выравнивать даже значительные перепады. Данный аспект легко определить, просмотрев все места, требующие обработки, отметим, что чаще всего целесообразно использование штукатурного раствора.

  • Особенности помещения, в котором заделываются места герметизации. Например, в ванной лучше всего подойдет цементный состав, который не боится влаги и обладает высокой надежностью, в обычных помещениях можно использовать и гипсовые составы.

Совет!
Выбор конкретного варианта зависит от вас, отметим лишь, что очень хорошо для отделки пены подходит гипсовая штукатурка «Ротбанд», состав для швов «Фугенфюллер» и другие подобные растворы с повышенными свойствами прочности.
Для наружной штукатурка на цементной или латексной основе или клеевой состав для плитки либо теплоизоляционных плит – он также обладает высокими свойствами.

Что необходимо приобрести до начала работ?

Здесь все достаточно просто:

  • Приобретается необходимое количество смеси (все зависит от объемов работ, и определить, сколько нужно состава, достаточно просто даже на глаз). Как отмечалось выше, для внутренней отделки хорошо подойдут гипсовые штукатурки, снаружи же лучше использовать атмосферостойкие составы, иначе ремонт не будет долговечным. Любая штукатурка поверх пены в первую очередь выполняет защитные функции, поэтому к ней предъявляются высокие требования.

  • Для обработки основания понадобится грунтовочный состав. Выбор конкретного варианта зависит от особенностей основания, нужный тип вы без труда подберете в любом строительном магазине. В крайнем случае, можно воспользоваться универсальным акриловым составом, который глубоко проникает в структуру основания и укрепляет поверхность.
  • Если будет производиться отделка откосов, местам стыков рамы и штукатурки нужна дополнительная защита, так как там чаще всего образуются трещины. Лучше всего приобрести окрашиваемый герметик – цена его невысока, но польза несомненна. Применяется он просто: после отделки ножом по шву удаляется штукатурка на расстоянии примерно 3-4 мм, а эта полость заделывается герметиком.

Совет!
Нанесение состава проще всего производить с помощью узкого и широкого шпателя.
Узким накладывается раствор на широкий, и с его помощью смесь распределяется по поверхности.
Работа достаточно простая, и главное в ней – аккуратность.

  • Замешивать раствор нужно в чистой, удобной для работы емкости.

Подготовка основания

Этот этап достаточно прост, но его важность очень высока, поэтому не стоит пренебрегать следующими операциями:

  • Вначале следует острым ножом срезать все лишние куски пены – поверхность должна быть ровной без выступов и углублений.

  • При наличии ненадежных участков и кусков старого покрытия их следует удалить, а все проблемные места заделать с помощью цементного раствора, так как наносить слишком толстый слой штукатурки настоятельно не рекомендуется.
  • Поверхность тщательно очищается от пыли и грязи, лучше сделать это с помощью пылесоса – он удалит пыль из всех неровностей.
  • Перед началом работ основание обрабатывается грунтовочным составом, он укрепит основу и уравновесит впитываемость на всех участках – штукатурка по монтажной пене ляжет гораздо лучше и высохнет равномерно.

Рабочий процесс

Рассмотрим, как оштукатурить монтажную пену своими руками:

  • Вначале замешивается раствор так, как того требует инструкция. Не стоит готовить слишком много смеси, ее должно хватить примерно на полчаса работы.
  • Далее наносится состав на поверхность, если слой 1 см и более, лучше провести отделку в 2-3 слоя, так поверхность получится гораздо прочнее. Помните, что минимальный слой должен быть не менее 4 мм, иначе состав не будет защищать пену должным образом.
  • После высыхания поверхность шлифуется и обрабатывается по вашему усмотрению: или оклеивать обоями.

Вывод

На самом деле, отделать монтажную пену достаточно легко – материал неприхотлив и представляет собой прочное основание. Видео в этой статье поможет понять некоторые нюансы работы еще лучше.

После установки окон, дверей, при стыковке строительных плит возникает извечный вопрос, а именно: как заделать монтажную пену ? Ответ прост заделать ее можно с помощью герметика, шпаклевки, краски, штукатурки и других смесей. Более развернутый ответ по шпаклевке монтажной пены рассмотрим ниже.

Секрет популярности монтажной пены заключается в его составе, дело в том что монтажная пена имеет в своей структуре полиол, а также изоцианат. Кроме этого разработчики добавляют в состав, вспениватель, стабилизатор и краситель. При чем иногда краситель выстапает своего рода «ложкой тегтя», т.к при замазывании монтажной пены белой штукатуркой она через несколько лет при несоблюдении условий эксплуатации начинает окрашивать штукатурку. Поэтому перед покупкой пены нужно внимательно прочитать состав и выбрать пену без красителя.

Кстати к неправильным условиям экспуатации обычно относят, чрезмерную влажность помещения, где используется пена или наоборот активные солнечные лучи.

Чтобы монтажная пена не трескалась, не начинала рассыхаться и терять свои теплозащитные свойства, ее необходимо покрывать герметиком или защитной краской!

Как заштукатурить монтажную пену

Итак, теперь давайте разберемся, как заштукатурить монтажную пену. Процесс начинается со снятия излишков материала, то есть срезаем ножом или резаком излишки пены, а затем углубляем внутрь на 5 — 7 миллиметров!. Больше не нужно, т.к если большая площадь тогда будет слишком большой расход штукатурки, но и меньше не желательно, потому что иначе штукатурка может плохо лечь и постепенно отслаиваться.

Выбор шпаклевки и приготовление смеси

Вторым вопросом, который стоит перед нами — это какую именно штукатурку необходимо выбрать, но и это решаемая проблема. Лучше всего выбрать морозостойкую шпаклевку, которая не будет поддаваться климатическим воздействиям. Если вас интересует название, тогда мы советуем вам шпаклевку марки — РОТБАНД. Также обратите внимание,что приготавливать смесь шпаклевки необходимо перед непосредственным применением, за 5-10 минут. Инструкция по приготовлению раствора всегда написана на обратной стороне упаковки, но классическим применением штукатурки является: добавляем смесь в воду и размешиваем пока не будет комочков, если они все же появляются необходимо добавить еще немного теплой воды.

После приготовления штукатурки нам необходимо нанести смесь на пену. Повторяем еще раз, что нанести необходимо слой не менее 6 мм. Т.к при тонком слое штукатурка может просто-напросто потрескаться, а это чревато переделанной работой. Перед тем, как произойдет полное засыхание штукатурки необходимо взять мелкозернистую наждачку или строительную сетку и выровнять поверхность.

Чем замазать монтажную пену – распространенный и важный вопрос. Ведь монтажная пена при необходимости устанавливать окна ПВХ приобрела значительную популярность благодаря важным эксплуатационным преимуществам. По своему составу монтажная пена является пенополиуретановым герметиком, в числе главных компонентов материала следует выделить изоцианат и полиол. Также производственный состав монтажной пены дополняется различными вспомогательными компонентами – стабилизатором, вспенивателем, катализатором и пр.

Главные характеристики монтажной пены – вязкость, объем выхода, адгезия, первичное, вторичное расширение. Этот строительный материал в зависимости от состава может быть представлен в виде однокомпонентных либо двухкомпонентных смесей. Возможно разделение монтажной пены и по назначению – бытовая, профессиональная, зимняя, летняя, всесезонная.

Замазываем монтажные швы – пена требует должной защиты

Но и для востребованного многофункционального материала тоже необходима соответствующая защита. Ведь монтажная пена в процессе эксплуатации сталкивается с губительными воздействиями в виде влаги и солнечных лучей. Об этом сообщают и производители на баллончиках с монтажной пеной. Но возникает вполне резонный вопрос – чем заделать монтажную пену.

Чтобы избежать негативных воздействий и значительно увеличить срок эксплуатации монтажной пены, могут быть предложены простые и достаточно эффективные варианты – обработка пены герметиком, краской, шпатлевкой либо с помощью специальных материалов. Без защиты происходит появление трещин и окрашивания монтажной пены из-за губительного действия солнечных лучей и влаги.

Разрушение будет происходить не сразу, но ресурс монтажной пены без защиты будет незначительным – лишь порядка четырех лет. Спустя это время происходит утрата теплоизоляционных свойств строительных швов. Воздействие влаги, температурные колебания и ультрафиолет приводят к утрате теплопроводности пены – лишается свойства гигроскопичности, происходит постепенное разрушение.

Чем замазать монтажную пену – как добиться долговечного результата

Поэтому для монтажной пены обязательным условием становится соответствующая защита – для поддержания свойств в процессе эксплуатации без необходимости частого ремонта. Перед замазыванием пены с помощью шпатлевки либо герметика, можно воспользоваться ПСУЛ (предварительно сжатой уплотнительной лентой), которая специально предназначена для соответствующих задач.

Для защиты монтажной пены могут использоваться и другие средства:

Финишная штукатурка или шпаклевка, стойкая к температурам ниже нуля;

Полиуретановый герметик;

Раствор из песка, цемента, белой затирки;

Жидкий пластик;

Акрилатная краска;

Оконная замазка и другие способы.

Чем замазать монтажную пену – компетентная помощь компании «Харвест Индустриалес»

Для уверенности в качестве и долговечности результата монтаж пластиковых окон и сопутствующие работы рекомендуется доверять компетентным специалистам. Опытные специалисты компании «Харвест Индустриалес» подходят к каждому проекту индивидуально, проводя точные замеры, внимательно учитывая особенности работ и объекта, подбирая предпочтительный способ защиты для надежной защиты монтажной пены.

Делаю на балконе, все смыла а монтажная пена (оконные рамы ставили) мягкаю, думаю что будет пропускать воду. Вот думаю каким составом можно её замазать!Спасибо заранее!
  • Шпаклевка от пены со временем отстает (проверено). вначале заштукатурить тонким слоем, а как высохнет потом уж шпаклевать.
  • Церезитом
  • шпаклевкой по латексной,после высыхания можно шкурить и красить.
  • Монтажная пена воду не пропускает. Снаружи лучше всего пену замазать акриловым герметиком, для защиты пены от ультрафиолетовых лучей, ну и для полной уверенности что не будет пропускать воду – а внутри зашпаклевать и закрасить, или оклеить обоями
  • Если шов большой то лучше (если позволяет конструкция) откосы, если шов шириной до 30мм можно ленту для заделки примыкания ванной к стене и приклеить по контуру. По технологии устройства монтажных (ГОСТ 30971-2002_ШВЫ МОНТАЖНЫЕ УЗЛОВ ПРИМЫКАНИЙ ОКОННЫХ БЛОКОВ К СТЕНОВЫМ ПРОЕМАМ) – с внутренней стороны должна устанавливаться влагостойкая паронепроницаемая прокладка. Вам ее должны были установить монтажники которые устанавливывовали окна. Так что это их брак и Вы можете с них потребовать устранения недоделок (кстати с стороны они должны были установить влагостойкую прокладку и пену Вы ни с одной стороны не должны были видеть после монтажа окон) Даже если они Вам откажут можете в суд на них подать (см. закон о правах потребителя)
  • Чем хотите, всё зависит от ширины щели и вашей фантазии. Наличники, пластик, гипсокартон, шпатлевка, штукатурка, плитка, гермерики…

Тема: Эластичная шпатлёвка по монтажной пене

Есть железка ~20 см размером оч. хитрой формы (излучатель акустического локатора, если интересно). сделать ей тепло-звукоизоляцию. Сбрызнул водой, обернул полиэтиленом с дырками, и задул под полиэтилен монтажной пены. Получилось почти то, что нужно
— пенная штуковина с железкой внутри. Вопрос как обеспечить погодозащитность этой
конструкции. Просто покрасить из баллона — как-то хлипковато. Да и поверхность
местами очень пористая. Хочется обмазать какой-нибудь нехрупкой эластичной шпатлёвкой
до гладкости, а затем покрасить.

Есть такая шпатлёвка в природе?

1. Детский резиновый мячик разрезать, натянуть, швы изнутри на силикон, снаружи резиной на резиновом клее. Сверху заплатку стянуть армирующей сеткой на клею.
2. В хозяйственном магазине купить два таза подходящей формы. По бортику резиновое кольцо или силикон, стянуть через отверстия в бортиках болтиками с гайками. Вход внутрь таза для кабелей через влагозащищенную муфту кабельного входа.
3. Пластиковое ведро с крышкой. Хозяйственное, для (закрывается герметично), из-под продуктов (аналогично)…
Промажте сверху эпоксидной смолой. Чтобы защитить пену от ультрафиалета, добавьте в смолу в качестве наполнителя какой-нибудь угольный порошок, и погуще. И этой смеси сделайте по возможности потолще. Лучше несколько слоев.
Спасибо за идеи.

С мячиком и вёдрами плохо, ибо железка торчит из пены
с двух сторон (иначе она работать не будет). И три ноги тоже торчат.
С эпоксидкой уж больно возни много. Да и хрупкая она без стеклоткани…

Шпатлёвка, вроде должна подойти. Только что у неё с погодостойкостью?
Или вообще битумной звукоизоляционной мастикой обмазать? Она чёрная напрочь…

2roux Полно всяких лент с герметизирующими свойствами.
На всяко-разно образной основе: изобутил, герлен, ППЭ и пр.пр.
Сверху – скотч армированный.
Обмотали – и булды
2Samar Спасибо. Форма у железки уж больно хитрая. Не вдруг обмотаешь. Хотя, если они сильно эластичные, можно попробовать.
Странные люди… Что за штука такая акустическая, которая работать будет, если пеной задута? Если это гидроакустический излучатель, то работать не будет точно.. Напишите подробнее, для она предназначена? А так -купите термоусадочную полихлорвиниловую(а может из другого материала) трубку, они разного диаметра бывают…
2Old_Navy Реверсивный излучатель. Излучает импульс (мощный). Затем он же принимает эхо-сигнал (слабый). Мёртвая зона определяется временем реверберации антенны. Делалась эта штука инженерами, а не акустиками. Поэтому имеет снаружи довольно причудливую форму и звенит. Идея в том, чтобы облепить рупор и пищалку пеной снаружи до состояния почти круглого. В рупор, конечно, ничего не надувается.

В силу причудливости формы и трёх ног с термоусадкой (как и слентами), боюсь, проблемы будут..

Собственно, остановлюсь, думаю, на пене покрытой битумной мастикой либо акриловой шпатлёвкой. Осталось только понять, что у мастики с термостойкостью. Хотелось бы, чтобы градусов до 80-100 не текла и при -30 хрупкой не становилась.

2Красная рожа Спасибо. То есть пена + акриловая шпатлёвка + краска, либо всё в силикон?
С последним, боюсь, ровной поверхности не добиться, и вода будет в неровностях стоять (замерзать-таять и т.д.)..
Все как для ремонта кузова и сушить можно “Ветерком”. Или как я делаю декоративные элементы: По пене грунтовка, затем шпаклевка замешанная на разбавленной грунтовке (можно добавить колер), затем яхтовый лак или эпоксидка.
2roux Где излучает? В воде или на воздухе? и, если не секрет…. для чего она предназначена?

Чем заделать монтажную пену или защитим домашний уют!

Мы уже привыкли, что монтажная пена – панацея для заделки любых строительных швов, трещин, щелей и т.д. Чаще ее применяют при установке дверей, окон, а также для заполнения различных пустот. Но она не всегда вписывается в дизайн комнаты, поэтому ее надо сделать незаметной, к тому же, она достаточно уязвима к воздействию внешней среды, вот тогда и возникает вопрос, чем заделать монтажную пену.

Содержание

  1. Чем заделать монтажную пену – почему это необходимо?
  2. Чем защитить монтажную пену?
  3. Несколько практических советов по защите пены

1 Чем заделать монтажную пену – почему это необходимо?

Секрет популярности данного материала заключен в его составе, а также в эксплуатационных характеристиках. Монтажная пена представляет собой пенополиуретановый герметик, основными компонентами которого являются полиол, а также изоцианат. Производители также добавляют в разнообразные вспомогательные вещества: вспениватель, стабилизатор, катализатор и т.д.

Основными характеристиками пены являются: адгезия, объем выхода, вязкость, первичное и вторичное расширение. По составу данный стройматериал подразделяется на двухкомпонентные и однокомпонентные смеси. Помимо этого, пена бывает профессиональной и бытовой, летней, зимней и всесезонной.

Но немногие знают, что этот многофункциональный материал сам требует защиты. Губительное воздействие на монтажную пену оказывают солнечные лучи и влага. Производители не забывают указывать это на с пеной. Может быть, пользователи и читают данные рекомендации, но не знают, чем заделать монтажную пену.

Решение простое, обработка монтажной пены краской, герметиком, или специальными материалами позволит избежать будущих печальных последствий. Если же защиту не осуществить, то она начинает трескаться и окрашиваться под воздействием влаги и солнца.

Конечно, данный процесс также занимает время, но довольно непродолжительное, около 4 лет, и по истечении этого времени строительные швы на вашем здании потеряют свои теплоизоляционные свойства. Под воздействием перепадов температуры, влаги и солнечных лучей пористое тело пены теряет теплопроводность, т.к. не обладает гигроскопичностью и со временем полностью разрушается.

2 Чем защитить монтажную пену?

Таким образом, защита данному материалу жизненно необходима, чтобы он сохранял свои свойства, и не приходилось делать частый ремонт. Прежде, чем замазать монтажную пену герметиком или шпатлевкой, попробовать специально выпускаемую для этих целей ПСУЛ (предварительно сжатую уплотнительную ленту).

Эта лента применяется для заполнения неровностей в проеме при установке новых конструкций. Старые же конструкции лучше защищать с помощью диффузной гидроизоляционной ленты мембранного типа.

Помимо этого, защита монтажной пены осуществляется :

  • финишной штукатуркой либо шпаклевкой, обязательным условием является устойчивость к отрицательным температурам;
  • раствором, состоящем из цемента, песка и белой затирки;
  • полиуретановым герметиком;
  • акрилатной краской;
  • жидким пластиком;
  • оконной замазкой и прочим.

Прежде, чем шпаклевать монтажную пену, нужно приготовить инструменты: нож, емкость для смешивания раствора, мастерок и перчатки.

Перед тем, как заштукатурить монтажную пену, необходимо срезать излишки высохшего материала с наружной стороны оконных или дверных блоков и т.д . Если для защиты будет использоваться шпатлевка, то наружный шов лучше углубить на несколько миллиметров, если же герметик, можно ограничиться срезом без углубления. Поверхность застывшей пены нужно выровнять.

Многие начинающие мастера часто задаются вопросом, чем зашпаклевать монтажную пену? Как уже говорилось выше, это может быть любая морозостойкая шпатлевка, которая продается в строительных магазинах. Продается она в виде сухой смеси, в которую необходимо добавлять нужное количество воды для получения специального раствора.

После приготовления раствора его следует нанести на ремонтируемую поверхность и разровнять. Если шпатлевку наложить очень тонким слоем, то при высыхании она может растрескаться, поэтому, желательно,

Используя монтажную пену, мы получаем возможность полностью ликвидировать все зазоры после установки окон и дверей. Однако срезав все излишки этого материала, перед нами встает задача сокрытия следов самой пены, так как смотрится она довольно непрезентабельно. Сегодня мы раскроем особенности этого процесса и поговорим о том, как решить задачу максимально быстро и эффективно.

Данный химический продукт является герметиком на основе понополиуретана, в состав которого входят изоционат и полиол. Это основа, однако различные производители могут включать в состав различные добавки, такие как катализаторы, стабилизаторы, вспениватели и тому подобное. Пена обладает высокой адгезией и расширяемостью, позволяющей ей заполнять все пространство. Материалы, с которыми данная пена образует прочнейшие связи, следующие:

  • Цемент;
  • Металл;
  • Штукатурка.

При этом пластиковые, либо жирные материалы, а также влажные поверхности сцепляются с подобной пеной в гораздо меньшей степени. Это в свою очередь гарантирует, что мы не нанесем ее на места, на которых она быть не должна. Хотя, оттереть подобную пену с подобных поверхностей все равно непрсто.

Чем срезать монтажную пену

Срезать пену необходимо техническим ножом, который обязательно должен быть острым. Старайтесь делать срез таким образом, чтобы оставшаяся пена находилась вровень с обеими поверхностями по бокам нее. Это облегчит дальнейшую обработку.

Нужно ли срез монтажной пены проходить герметиком?

Монтажная пена является прекрасным изолятором, однако и сама она нуждается в изоляции. Если этого не сделать, то поверхность начнет трескаться под воздействием солнечной радиации и влаги. Поэтому необходимо скрыть ее срез для того, чтобы пена не разрушилась раньше времени (обычно ее изолирующих свойств хватает на 4 года). В качестве герметика может применяться полиуретановый, как наиболее подходящий для подобной связки. Предварительно сжатая уплотнительная лента также широко применяется для закрытия пены. Однако необходимо понимать, что строительный скотч представляет собой весьма сомнительное решение с точки зрения дизайна. Кроме того сверху на такой скотч не нанести никаких отделочных материалов, так как, пропитавшись ими, лента начнет отслаиваться.

Штукатурка монтажной пены и прочие виды отделки

Помимо перечисленных выше вариантов, используются следующие:

  • Акриловая краска;
  • Смесь цемента, белой затирки и песка;
  • Шпатлевка. Подойдет финишная штукатурка, имеющая возможность переносить отрицательные температуры;
  • Оконная замазка или жидкий пластик.

В зависимости от типа сокрытия монтажной пены, необходимо провести те или иные действия. К примеру, если пену закрашивают, то делать это можно прямо на ровный срез. Однако в случае со штукатуркой необходимо сначала обеспечить более качественное сцепление с поверхностью. И для этого в пене вырезаются небольшие канавки.

Слой штукатурки, которым мы будем покрывать пену, не должен быть тонким. Ведь в этом случае он очень быстро начнет трескаться и осыпаться. Старайтесь, чтобы толщина слоя была не менее трех миллиметров

Затирка пены производится в двух случаях:

  • Перед окрашиванием, дабы создать наиболее ровную поверхность. В этом случае нужно следить за тем, чтобы срез не начал разрушаться, а для этого требуется использовать самую мелкую наждачную бумагу;
  • В случае с нанесением штукатурки, после высыхания последней производится аккуратная затирка поверхности, дабы придать ей привлекательный внешний вид.

Рекомендуем также

Пена монтажная профессиональная зимняя ILLBRUCK PRO 70, доставка из Санкт-Петербурга

  • Информация
  • Товар на сайте компании «Технические Средства Безопасности»
  • Код товара: Код товара
  • Иркутск

  • Просмотров: 319
  • ID: 21998704

Производитель

Профессиональная

Пистолетная пена Illbruck PRO 70 – это уникальная однокомпонентная полиуретановая профессиональная пена,с повышенным выходом до 70 литров, затвердевающая под воздействием влаги находящейся в воздухе, с газовым агентом не содержащим фреон. Может применяться при температуре окружающей среды до -10°С. Предназначена для заполнения и уплотнения, утепления, звукоизоляции и соединения швов при монтаже окон и дверей, а также в качестве теплоизолирующего материала в фасадных швах. Illbruck Pro 70 разработана по специальной формуле с высоким выходом, и результате чего у вас происходит снижение стоимости трудовых и материальных затрат. Материал: Однокомпонентная полиуретановая пена не содержит фреон. Не содержит озоноразрушающих компонентов. Не устойчива к УФ лучам. Цвет: Зеленый Преимущества продукта: Высокий выход по объему – до 70 литров, что приводит к снижению стоимости трудовых и материальных затрат; Быстро затвердевающая пена; Очень хорошие адгезионные качества к большинству строительных материалов; Превосходная термо и звукоизоляция. Класс огнестойкости материала DIN 4102 B3 Плотность Приблизительно 20 кг на см3 Теплопроводность 52612 0.036 Вт /( м С ) Прочность на разрыв 53455 57 кПа Растяжение при разрыве 53455 19 % Прочность на сдвиг 53422 27 кПа Напряжение сжатия при 10% деформации ISO 844 29 кПа Предел звукоизоляции 58 Дб Гигроскопичность EN 1609 0,2 % кг / м2 Утрата клейкости 10 мин. Резка (при толщине 30 мм) 25 мин. Выход пены (23 С, 50% влажность) До 70 л. Температура хранения от + 1 0°C до + 35 °C Температура применения от + 5 °C до + 35 °C Температура устойчивости (длительная) от – 40°C до + 90°C Температура устойчивости (кратковременная) от – 40°C до + 1 30°C Срок хранения 12 месяцев Место хранения Вертикально, в сухом и прохладном месте

Монтажная пена в вашем регионе

Пена монтажная противопожарная макрофлекс | Противопожарные двери Сергиев Посад

Пена монтажная противопожарная макрофлекс – Опубликовано: 7 лет назад

Заказывая огнеупорные системы, необходимо помнить, что задачи огнеупорности переходят также к строительной пене, благодаря ей эти конструкции монтируются. Пена будет противостоять открытому огню без образования дыр, сквозь них может попасть СО, а также иные ядовитые продукты горения.

Огнеупорная пена используется не только в зданиях с особыми требованиями по противопожарной охране, но и в местах с экстремальными температурами. Ее используют при закладке печей, каминов и дымоходов, при создании бань, т.к. Одним из отличий выделяется возможность уменьшения проникновения тепла.

Характеристики огнеупорности противопожарной пены будут маркироваться на упаковке. К пене обязательно выдаётся сертификат противопожарной охраны, а также санитарно-эпид. Сопровождение.

Помимо огнестойкости эта пена характеризуется повышенной адгезией, коэффициентом расширения, растяжимостью, звукоизоляцией и гигроскопичностью. Субстанция заполняет швы до 110 мм между стеной и устанавливаемыми конструкциями.

Монтажная пена выпускается в аэрозольной цистерне, она подразумевает или ручное, или пистолетное извлечение материала. Пена представляет из себя вспененный герметик, излишек которого эффективно убирается многими растворителями. Конечное застывание пены с превращением в полиуретан происходит за 24 ч, мощно заполняя всевозможные труднодоступные отверстия. Через пару часов разрешено приступать к ее отделке. Через сутки пора грамотно маскировать или покрывать заполненные стыки особыми герметиками.

Эффективно этап затвердевания происходит при комнатной температуре порядка 25 градусов. Материал хорошо схватывается с имеющимися поверхностями современных строительных компонентов кроме силикона, полиэтилена, полипропилена и тефлона.

Строительная противопожарная пена схватывается быстрее обычной, считается очень прочной и эластичной, ей несложно заполнять вертикальные швы, на нее хорошо наносятся финишные огнестойкие компоненты. Обычно огнеупорная пена выделяется специальным оттенком. Она дороже простой, но более экономична в работе. На российском торговом рынке хорошо себя показали: Nullifire, MTL-K, Penosil, DBS 9802-PUR, Bau Master и DBS 9802-NBS. Большинство из названных отностяся к пределу огнеупорности устанавливаемых конструкций EI120, то есть способны противостоять пожару около 120 мин. Пена маркировки MTL-K выделяется гораздо длительной стойкостью от огня (3-4 часа), большим выходом из баллона, также большой плотностью.

Операции с монтажной пеной обязывает применение стандартных мероприятий предосторожности. Ложится она на увлажненную поверхность с написанным на баллоне способом. Карманы заливаются на треть длинны, ведь пена увеличивается почти в три объёма. Наполнение длинных стыков производится снизу, это способствует ее лучшему закреплению. При глубине стыков более 80 миллиметров отверстие первоначально наполняют твердым уплотнителем: кирпичом, деревом или пенопластом. Обработка завершённого слоя водой сокращает процесс схватывания. При нехватки пены дополнительный слой рекомендуется заполнять спустя 30 мин. Срезать лишнее рекомендуется всего через 7 часов.

При толковом использовании противопожарная пена на все годы подарит безопасность от проникновения огня, СО и дыма.

Противопожарные двери деревянные


Название статьи: Пена монтажная противопожарная макрофлекс


Влияние влагопоглощения на физические свойства пенополиуретана с памятью формы

Smart Mater Struct. Авторская рукопись; доступно в PMC 2012 1 августа.

Опубликован в окончательной редакции как:

PMCID: PMC3176498

NIHMSID: NIHMS311079

Ya-Jen Yu

1 Департамент биомедицинской инженерии, Техасский университет A&M , TX, USA

Keith Hearon

1 Департамент биомедицинской инженерии, Техасский университет A&M, Колледж-Стейшн, Техас, США

Thomas S.Wilson

2 Ливерморская национальная лаборатория Лоуренса, Ливермор, Калифорния, США

Дункан Дж. Мейтленд

1 Департамент биомедицинской инженерии, Техасский университет A&M, Колледж-Стейшн, Техас, США

2 Ливерморский национальный университет имени Лоуренса Лаборатория, Ливермор, Калифорния, США

1 Департамент биомедицинской инженерии, Техасский университет A&M, Колледж-Стейшн, Техас, США

2 Ливерморская национальная лаборатория Лоуренса, Ливермор, Калифорния, США

См. Другие статьи в PMC, которые цитируют опубликованная статья.

Abstract

Исследовано влияние поглощения влаги на температуру стеклования ( T г ) и поведение при напряжении / деформации сетчатых пенополиуретанов с памятью формы (SMP). С нашей конечной целью разработки пенополиуретана SMP для использования в среде, контактирующей с кровью, мы исследовали влияние воздействия влаги на физические свойства пенополиуретана. Насколько нам известно, это первое исследование, в котором изучается влияние поглощения влаги при различных уровнях влажности (без погружения и погружение) на физические свойства пенополиуретана SMP.Пены SMP подвергались воздействию различных уровней влажности в течение разного времени, и они показали максимальное водопоглощение 8,0% (по массе) после воздействия 100% относительной влажности в течение 96 часов. Результаты дифференциальной сканирующей калориметрии показали, что водопоглощение значительно снизило T г пены, при этом максимальное водопоглощение сместило T г с 67 ° C до 5 ° C. Образцы, которые были погружены в воду на 96 часов и сразу же подверглись испытанию на растяжение, показали 100% увеличение деформаций разрушения и уменьшение напряжений разрушения на 500%; однако во всех случаях воздействия времени и влажности эффект пластификации был обратимым при помещении образцов, насыщенных влагой, в среду с влажностью 40% на 24 часа.

1. Введение

Полимеры с памятью формы (SMP) – это интеллектуальные материалы, которые могут сохранять метастабильную геометрию или геометрию, а затем приводить в действие первичную геометрию после воздействия такого стимула, как тепло или влажность. Благодаря этой возможности SMP привлекают все большее внимание научного сообщества и предлагаются для многочисленных приложений в различных областях, от аэрокосмической до биомедицинской [1]. Пены SMP представляют особый интерес, потому что они демонстрируют большое объемное расширение при срабатывании [2].Raytheon в настоящее время изучает пеноматериалы SMP для применения в аэрокосмической отрасли, а биомедицинский имплант на основе пенопласта SMP разрабатывается для лечения аневризм [3]. Чистые SMP и пенопласты SMP могут быть изготовлены для реакции на определенные раздражители, такие как тепло [4], свет [5], электрические поля [6], магнитные поля [7] и влажность [8]. В настоящее время термочувствительные SMP получили наибольшее внимание для реализации в приложениях на основе устройств [9].

Традиционные термочувствительные двухформные SMP нагреваются выше температуры перехода, T trans , деформируются и затем охлаждаются ниже T trans для фиксации вторичной геометрии.Вторичная геометрия сохраняется, потому что термодинамические барьеры не позволяют полимерным цепям расслабиться и вернуться в свое исходное состояние с более высокой энтропией, которое цепи автоматически принимают во время начальной полимеризации или обработки. T trans может быть температурой стеклования ( T г ), температурой расплава кристаллов ( T m ) или другой температурой перехода [4]. После нагрева выше T trans деформированный SMP возвращается в свое высокоэнтропийное состояние, которое является исходной геометрией.На молекулярном уровне сетевые точки, такие как ковалентные сшивки, кристаллические фазы и переплетения цепей, повышают целостность системы SMP, не позволяя полимерным цепям скользить мимо друг друга, пока полимер нагревается выше T trans [10].

Предыдущие исследования полиуретановых SMP были сосредоточены на синтезе [11–12], структурном моделировании [13], термомеханических характеристиках [14] и влиянии влажности [15]. В частности, Ян исследовал влияние поглощения влаги на температуру стеклования и соответствующее поведение напряженно-деформированного состояния чистых полиуретановых SMP.Исследования Янга показали, что поглощенная вода в полиуретанах делится на две категории: связанная вода и свободная вода. Связанная вода, которая действует как пластификатор, занимая участки водородных связей между межцепочечными карбаматными группами N-H и C = O, значительно снижает T г и, следовательно, значительно изменяет поведение при напряжении и деформации. С другой стороны, свободная вода имеет гораздо меньший пластифицирующий эффект для полиуретанов.

Хотя исследования Янга и другие эффективно охарактеризовали влияние поглощения влаги на термические и термомеханические свойства уретановых SMP [16-17], эти исследования были ограничены чистыми полиуретановыми SMP.Исследования, связанные с воздействием влаги на пенополиуретаны, изучали скорость диффузии влаги и изменения механических свойств [18–19]; однако влияние влагопоглощения на свойства памяти формы пенополиуретана еще предстоит оценить.

В этом исследовании мы оценили влияние поглощения влаги на T г и поведение при напряжении / деформации пенополиуретанов SMP, изготовленных из уретановой композиции SMP, описанной в Wilson 2007 [11].Поглощение влаги при различных температурах и уровнях влажности измеряли с помощью термогравиметрического анализа (ТГА) и анализа массового отношения. Инфракрасная спектроскопия с преобразованием Фурье (FTIR) использовалась для анализа взаимодействий абсорбированной воды с пенополиуретаном. Вызванные влагой эффекты T г измеряли с помощью дифференциальной сканирующей калориметрии (DSC), а влияние поглощения воды на поведение напряжения / деформации и памяти формы пен оценивали с помощью экспериментов по деформации до разрушения и восстановлению свободной деформации.

2. Экспериментальная

2.1. Синтез пенополиуретана и подготовка образцов

Пенополиуретан SMP был приготовлен на основе методики, разработанной доктором Томасом С. Уилсоном из Ливерморской национальной лаборатории им. Лоуренса. Форполимеры были изготовлены из гексаметилендиизоцианата (HDI, 98%, TCI America), N, N, N ‘, N’-тетракис (2-гидроксипропил) этилендиамина (HPED, 98%, TCI America) и триэтаноламина (TEA, 99% , Сигма-Олдрич). Пены были составлены из форполимеров путем добавления следующих поверхностно-активных веществ, катализаторов и вспенивающих агентов в скоростном смесителе Flackteck 150 DAC в течение 15 с при 3400 об / мин: DC-5179 (Air Products), DC-I990 (Air Products), T131 (Air Products), BL-22 (Air Products), деионизированная вода и Enovate (Honeywell Corp.) Для вспенивания использовали общее отношение NCO / OH 1,05.

После подготовки образца пенополиуретан сушили при 90 ° C в течение 12 часов при давлении 1 торр для удаления остаточной влаги. Затем образцы помещали в климатическую камеру CSZ MCBH-1.2-.33-.33-H / AC при контролируемой температуре 25 ° C и контролируемой влажности 40%, 60% и 80% в течение периодов времени 0,5. ч, 1 ч, 2 ч, 3 ч, 4 ч, 5 ч, 6 ч, 12 ч, 24 ч, 48 ч и 96 ч. Для приготовления образцов при влажности 100% образцы погружали в водяную баню при контрольных температурах 25 ° C или 37 ° C на периоды времени 12 ч, 24 ч, 48 ч и 96 ч.

2.2. Характеристика

2.2.1. Поглощение влаги

Анализ ТГА использовали для измерения водопоглощения образцов, подвергшихся воздействию различной влажности в течение периодов времени 12, 24, 48 и 96 часов. ТГА проводили на образцах 10–15 мг на термогравиметрическом анализаторе TA Instruments Q80. Образцы ТГА, испытанные в трех экземплярах, нагревали от 30 ° C до 400 ° C со скоростью 10 ° C / мин. Чтобы точно оценить время, необходимое пенам для достижения насыщения влагой при каждом уровне влажности, второй набор образцов пен был подвергнут анализу массового соотношения.Были собраны пять образцов каждого образца, подвергнутые воздействию различных уровней влажности в течение 0,5 ч, 1 ч, 2 ч, 3 ч, 4 ч, 5 ч и 6 ч, и повторно собраны сразу после извлечения из климатической камеры.

2.2.2. Сдвиг температуры стеклования

ДСК эксперименты проводили с использованием дифференциального сканирующего калориметра TA Instruments Q200 от -40 ° C до 80 ° C со скоростью 10 ° C / мин на образцах 5–10 мг для оценки влияния поглощения влаги на T г . Чтобы определить, является ли сдвиг T g обратимым, образцы, которые подвергались воздействию различных уровней влажности в течение 96 часов, помещали обратно в климатическую камеру при влажности 40% на 1 день, 2 дня и 5 дней, после чего Эксперименты DSC проводили с использованием тех же экспериментальных процедур, которые описаны выше.

2.2.3. Сдвиг инфракрасной полосы

Взаимодействия между абсорбированными молекулами воды и связанными водородом группами N-H и C = O анализировали с использованием спектрометра Bruker Tensor 27 FTIR. Контрольный образец пены, который не подвергался воздействию влаги, был использован в дополнение к увлажненным образцам. Спектры FTIR были получены путем усреднения 150 сканирований с разрешением 4 см -1 и диапазоном волновых чисел от 600 см -1 до 4000 см -1 . Чтобы определить, являются ли сдвиги в ИК-спектрах обратимыми, образцы, которые подвергались воздействию различных уровней влажности в течение 96 часов, помещали обратно в климатическую камеру при влажности 40% на 1 день, 2 дня и 5 дней, после чего проводили эксперименты с FTIR. были проведены с теми же экспериментальными процедурами, описанными выше.

2.2.4. Поведение при напряжении / деформации

Эксперименты по деформации до разрушения были проведены на образцах пенополиуретана размером 60 x 15 x 6 мм с использованием универсального тестера на растяжение MTS Insight 30. В соответствии со стандартным методом испытаний свойств пластмасс на растяжение ASTM D638 образцы помещали в эпоксидные блоки и подвергали воздействию различных уровней влажности в течение 96 часов. Затем эти образцы были немедленно подвергнуты экспериментам по деформации до разрушения при постоянной скорости деформации 50 мм / мин при 25 ° C.Чтобы определить, являются ли вызванные влажностью изменения в поведении напряжения-деформации обратимыми, образцы, которые подвергались воздействию различных уровней влажности в течение 96 часов, были помещены обратно в климатическую камеру при влажности 40% на 1 день, после чего были проведены эксперименты по деформации до отказа. запустить с теми же экспериментальными процедурами, описанными выше.

2.2.5. Эффект памяти формы

Эксперименты по восстановлению свободной деформации были проведены на образцах пенополиуретана размером 60 x 15 x 6 мм в универсальном тестере на растяжение MTS Insight 30 с термокамерой.В соответствии со стандартным методом испытаний пенополиуретана ASTM D3574-08 образцы были закреплены на эпоксидных блоках и подвергались воздействию 100% влажности в течение 96 часов (один образец при 25 ° C, а другой при 37 ° C). Затем образцы захватывали в приборе для испытания на растяжение, нагревали до 80 ° C со скоростью 1 ° C / мин и растягивали до 15%, 25% и 35%. Затем деформированные образцы охлаждали до 25 ° C со скоростью 1 ° C / мин для фиксации соответствующих деформаций. Затем для восстановления свободной деформации днища образцов разжимали внутри термокамеры, и образцы нагревали до 80 ° C со скоростью 1 ° C / мин для определения восстанавливаемой деформации, которую измеряли с помощью лазерного экстензометра.Процент извлекаемой деформации или коэффициент извлечения рассчитывается в соответствии с уравнением (1),

Коэффициент извлечения = извлеченная длина / начальная длина × 100

(1)

3. Результаты и обсуждение

3.1. Поглощение влаги

Результаты процентного поглощения влаги, измеренного с помощью ТГА и анализа массового отношения, представлены в и, соответственно. При относительной влажности 40%, 60% и 80% влагопоглощение увеличивалось с увеличением времени воздействия влажности до 6 часов, после чего оно обычно оставалось постоянным.Для образцов, подвергшихся воздействию 100% влажности (т.е. погружению в воду), достижение максимального водопоглощения заняло больше времени. Как показано, максимальное водопоглощение через 96 ч при 25 ° C в среде с относительной влажностью 100% составляло 8%, и это значение существенно не изменилось, когда температура в климатической камере была увеличена до 37 ° C. Однако повышение температуры действительно увеличивало скорость поглощения влаги [20], как показано. Образец 37 ° C достиг максимального водопоглощения через 20 часов, в то время как образец 25 ° C не достиг максимального поглощения воды до 96 часов.Как и ожидалось, уровни влагопоглощения и влагонасыщения зависели от времени воздействия влаги, уровня влажности и температуры. Наши результаты доказывают, что насыщение влагой зависит от уровня влажности окружающей среды: чем выше уровень влажности, тем выше возможное поглощение воды [21].

Влияние времени воздействия влажности на поглощение влаги, измеренное с помощью ТГА.

Влияние времени воздействия влажности на время воздействия влаги, измеренное с помощью анализа массового отношения.

и показывают, что влагопоглощение при погружении в воду отличается от водопоглощения без погружения. Несмотря на то, что климатическая камера обеспечивает 100% влажность, поглощение 100% влажности не эквивалентно погружению в воду. Наши результаты согласуются с данными Loos et al., Которые показали, что различное воздействие окружающей среды влияет на поведение поглощения воды [22].

3.2. Сдвиг температуры стеклования

Температуры стеклования всех образцов снизились при поглощении влаги, как показано на рис.Через 12 часов пены T г обычно выходили на плато. Максимальное смещение T г произошло для пен со 100% влажностью (как 25 ° C, так и 37 ° C), где T г упало с 67 ° C до 5 ° C через 96 часов. Воздействие влаги на T г было обратимым, как показано на. Образцы, которые подвергались воздействию влажности в течение 96 часов, а затем помещались в климатическую камеру с влажностью 40%, демонстрировали значительную потерю влаги через 1 день.Поглощенная влага для всех образцов была примерно одинаковой через один день (2,2%). Это значение 2,2% соответствует начальному значению поглощенной влаги для пеноматериала, подвергающегося воздействию относительной влажности 40%, которое нанесено на график. Эта потеря влаги сопровождалась увеличением T г : после помещения в климатическую камеру при влажности 40% на один день значения T г для всех образцов увеличились примерно до того же значения: 42 ° C, значение T г для исходной пены, подвергшейся воздействию влажности 40%, которая нанесена на график.

Эффект влагопоглощения Т г .

Влияние контролируемой влажности на обратимое T г .

3.3. Сдвиг инфракрасной полосы

Контрольный образец пены, который не подвергался воздействию влаги, показал пик интенсивности растяжения связующего N-H при 3307 см -1 . Как показано, пики интенсивности растяжения связи N-H смещались как в сторону более высоких волновых чисел, так и в сторону большей интенсивности с увеличением поглощения влаги, при этом образцы со 100% влажностью демонстрировали пики интенсивности растяжения N-H при приблизительно 3332 см -1 .показывает влияние поглощенной влаги на пики интенсивности растяжения карбамата и мочевины C = O, которые возникают при 1687 см, -1, и 1647 см, -1, , соответственно. Хотя повышенное содержание воды привело к увеличению интенсивности соответствующих пиков C = O, наблюдаемых сдвигов волнового числа не произошло.

FTIR-спектры области растяжения N-H пенополиуретана с различными уровнями водопоглощения.

FTIR-спектры области растяжения C = O пенополиуретана с различными уровнями водопоглощения.

В не содержащем влаги пенополиуретане водородная связь возникает между карбаматными группами N-H и C = O. После поглощения влаги водороды в молекулах воды могут либо образовывать водородные мостики между двумя карбаматными C = O группами, либо занимать места водородных связей в карбаматных N-H группах [23]. Водородные связи, образованные группами N-H, вызывают увеличение интенсивности инфракрасных полос N-H и смещение в сторону более высоких волновых чисел. Такое поведение проявляется в ИК-спектрах наших пенополиуретанов SMP.Напротив, водородные связи, образованные с группами C = O, вызывают увеличение интенсивности инфракрасных полос C = O и смещение к более низким волновым числам [24]. Хотя наши пены демонстрируют повышенную интенсивность пиков карбамата C = O с увеличением влагопоглощения, заметного сдвига волнового числа не наблюдалось.

Одно из возможных объяснений такого поведения заключается в том, что химическая структура пенополиуретана, охарактеризованная в этой работе, значительно отличается от таковой других уретанов: нет традиционных твердых и мягких сегментов.Кроме того, наш процесс вспенивания включает добавление воды, что приводит к увеличению содержания мочевины и еще большему взаимодействию водородных связей. Пены полностью состоят из диизоцианатов с длиной 6 атомов углерода и низкомолекулярных три- и тетрафункциональных спиртов, поэтому отношение карбаматных и мочевинных связей к общему количеству молекул в полимере намного выше, чем у SMP с олигомерный мягкий сегмент. Поскольку каждая карбаматная связь имеет два участка водородных связей (C = O и N-H; три в случае связей мочевины), наши пены имеют значительно больше участков водородных связей, чем полиуретан, например, с полиэтиленоксидом или мягким сегментом полибутадиена.Уретан и мочевина в этом исследовании могли иметь настолько большое количество связанных карбонилов до поглощения влаги, что даже после максимального поглощения влаги не могло быть заметного сдвига волнового числа. Эта теория также может объяснить, почему в нашем ИК-спектре нет явных пиков свободных карбонилов. Поскольку связанные карбонильные пики значительно шире, чем свободные карбонильные пики, возможно, что широта и интенсивность связанных карбонильных пиков делает невозможным наблюдение свободных карбонильных пиков [25–26].

Мы обнаружили, что вызванные влажностью смещения пиков N-H в пике ИК-спектра являются обратимыми. Ян и др. продемонстрировали такую ​​обратимость, отогнав поглощенную влагу путем нагрева образцов полиуретана [8]. Мы продемонстрировали аналогичный эффект, поместив образцы, насыщенные влагой, в среду с более низкой влажностью (влажность 40%). Пики N-H смещаются обратно к 3307 см, -1, , а пики C = O смещаются обратно к более низким интенсивностям после воздействия влажности 40% при 25 ° C (данные не показаны).Хотя кажется, что влага испаряется из наших пен относительно легко (Ян и др. Нагревали чистый полиуретан при разных температурах, чтобы отогнать влагу), это наблюдение не обязательно указывает на то, что в нашем уретане существуют более слабые взаимодействия водородных связей, чем в других уретанах. Пенополиуретан имеет значительно большую площадь поверхности, чем чистые уретановые пленки, поэтому значительное испарение влаги из пен может быть просто результатом увеличения площади поверхности.

3.4. Поведение при напряжении / деформации

Данные испытаний на растяжение для всех образцов представлены в. Результаты деформации до разрушения показали, что поглощенная влага значительно пластифицирует пенополиуретан [27], хотя этот эффект пластификации оказался обратимым. Образцы, которые были подвергнуты воздействию различной влажности, а затем помещены в комнатную температуру на 1 день, показали деформации разрушения порядка 20% и напряжения разрушения порядка 50 кПа. Образцы подвергали воздействию 100% влажности, а затем сразу же испытывали в течение 1 часа, обнаружив деформации разрушения порядка 30–40% и напряжения разрушения порядка 15 кПа.Аналогичные тенденции наблюдались и для значений модуля Юнга. Типичная кривая напряжения-деформации для пенополиуретана показана на рис. представляющие собой молекулы воды, действующие как пластификатор. Эта пластификация увеличивает разрывную деформацию и снижает напряжение разрушения и модуль Юнга. Наблюдаемый эффект пластификации соответствовал результатам исследований Янга по влиянию влаги на поведение при напряжении / деформации чистых полиуретанов.

Типичная кривая растяжения для пенополиуретана в.

(Пена № 1: водопоглощение в течение 96 часов при 37 ° C после испытания; Пена № 2: такой же тестовый запуск через 24 часа при комнатной температуре, приблизительно 20 ° C и относительной влажности 40% на протяжении всего испытания.)

Таблица 1

Разрывная деформация (%) Предел прочности на разрыв (кПа) Модуль упругости (кПа)
25 ° C-40% H-96h-24h STP * 21 ± 7 52 ± 11 281 ± 117
25 ° C-60% H-96h-24h STP * 18 ± 5 50 ± 12 282 ± 56
25 ° C-80% H-96ч-24ч STP * 18 ± 6 43 ± 13 275 ± 143
25 ° C-100% H-96ч-24ч STP * 23 ± 5 55 ± 13 247 ± 77
37 ° C-100% H-96h-24h STP * 21 ± 6 43 ± 11 226 ± 108
25 ° C-100% H-96h 31 ± 1 17 ± 1 52 ± 2
37 ° C-100% H-96h 41 ± 12 14 ± 5 ​​ 35 ± 13

3.5. Эффект памяти формы

Результаты восстановления свободной деформации для образцов, подвергшихся воздействию 100% влажности при 37 ° C в течение 96 часов, представлены в. Для штаммов 15% и 25% наблюдаемый коэффициент восстановления составлял приблизительно 95%. Для 35% штаммов коэффициент извлечения снизился до 87%. Поскольку пенополиуретаны, охарактеризованные в этой работе, были сильно сшитыми, даже деформации до 35% могли привести к локализованным постоянным деформациям и разрушению ячеек пенопласта [28].

4. Выводы

Водопоглощение полиуретановых пен SMP, охарактеризованных в этой работе, увеличивалось с увеличением времени воздействия влажности, повышенной влажности и повышенной температуры.Максимальное водопоглощение составило 8%, что произошло после выдержки в 100% влажности в течение 96 ч при комнатной температуре и 20 ч при 37 ° C. При влажности менее или равной 80% насыщение влагой наступало через 6 часов.

T г пенополиуретана уменьшилось при поглощении влаги, и максимальный сдвиг с 67 ° C на 5 ° C произошел после 8% поглощения воды. Этот сдвиг T г повлиял на переход от стеклообразного к вязкоупругому поведению, когда пеноматериалы SMP были подвергнуты испытанию на растяжение при 25 ° C.Как сдвиги T g , так и результирующие изменения механического поведения были обратимыми после помещения пеноматериалов в среду с влажностью 40% на 24 часа.

Кривая растяжения показывает, что молекулы воды проникают во внутреннюю структуру пенополиуретана, действуя как пластификатор. Молекулы воды образуют водородные связи между группами N-H и C = O, разрывая исходные водородные связи, позволяя полимерным цепям свободно перемещаться и тем самым увеличивая разрывную деформацию и уменьшая напряжение разрушения и модуль Юнга.

Коэффициенты извлечения, приближающиеся к 100% для образцов, деформированных до 25% или менее, демонстрируют, что пенопласты SMP, охарактеризованные в этой работе, потенциально полезны для применений, где необходимо полное восстановление деформации при растяжении.

Благодарности

Мы благодарим Аманду Коннор и Брента Волка за обсуждение и техническую поддержку. Эта работа была поддержана грантом R01EB000462 Национального института здравоохранения / Национального института биомедицинской визуализации и биоинженерии и частично выполнена под эгидой U.S. Министерство энергетики Ливерморской национальной лаборатории им. Лоуренса по контракту DE-AC52-07NA27344.

Ссылки

1. Бель М., Лендлейн А. Полимеры с памятью формы. Mater Today. 2007; 10: 20–28. [Google Scholar] 2. Хуан ВМ, Ли CW, Тео ХП. Термомеханическое поведение пенополиуритана с памятью формы. J Intell Mater Syst Struct. 2006; 17: 753–60. [Google Scholar] 3. Мейтленд DJ, Смолл В., Ортега Дж. М., Бакли П. Р., Родригес Дж., Хартман Дж., Уилсон Т. С.. Прототип активируемого лазером устройства из полимерной пены с памятью формы для эмболического лечения аневризм.J Biomed Opt. 2007; 12: 030504. [PubMed] [Google Scholar] 4. Лендлейн А., Кельч С. Полимеры с памятью формы. Angew Chem Int Ed. 2002; 41: 2034–57. [PubMed] [Google Scholar] 5. Лендлейн А., Цзян Х., Юнгер О., Лангер Р. Светоиндуцированные полимеры с памятью формы. Природа. 2005; 434: 879–82. [PubMed] [Google Scholar] 6. Саху Н.Г., Юнг Ю.К., Гу Н.С., Чо Дж.В. Проводящие полиуретан-полипиррольные композиты с памятью формы для электроактивного исполнительного механизма. Macromol Mater Eng. 2005; 290: 1049–55. [Google Scholar] 7. Бакли П.Р., Маккинли Г.Х., Уилсон Т.С., Смолл В.Дж., Бенетт В.Дж., Берингер Дж. П., Макелфреш М. В., Мейтленд ди-джей.Индуктивно нагретый полимер с памятью формы для магнитного срабатывания медицинских устройств. IEEE Trans Biomed Eng. 2006. 53: 2075–83. [PubMed] [Google Scholar] 8. Ян Б., Хуанг В. М., Ли Ц., Ли Л. Влияние влаги на термомеханические свойства полиуретанового полимера с памятью формы. Полимер. 2006; 47: 1348–56. [Google Scholar] 9. Смолл У, Сингхал П., Уилсон Т.С., Мейтленд ди-джей. Биомедицинские применения термически активированных полимеров с памятью формы. J Mater Chem. 2010. 20: 3356–66. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 10.Бехл М., Раззак М.Ю., Лендлейн А. Многофункциональные полимеры с памятью формы. Adv Mater. 2010; 22: 3388–410. [PubMed] [Google Scholar] 11. Уилсон Т.С., Барингер Дж. П., Херберг Дж. Л., Марион Дж. Э., Райт В. Дж., Эванс К. Л., Мейтленд Д. Д.. Полимеры с памятью формы на основе однородных алифатических уретановых сеток. J Appl Polym Sci. 2007; 106: 540–51. [Google Scholar] 12. Хеарон К., Галл К., Уэр Т, Мейтленд ди-джей, Барингер Дж. П., Уилсон Т. С.. Постполимеризационные сшитые полиуретановые полимеры с памятью формы. J App Poly Sci. 2010; 121: 141–53. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 13.Volk BL, Lagoudas DC, Chen YC. Анализ реакции конечной деформации полимеров с памятью формы: II. 1D калибровка и численная реализация термоупругой модели конечной деформации. Smart Mater Struct. 2010; 19: 075006. [Google Scholar] 14. Тобуши Х., Хара Х., Ямада Э., Хаяши С. Термомеханические свойства в тонкой пленке полимера с памятью формы из полиуретанового ряда. Smart Mater Struct. 1996; 5: 483–91. [Google Scholar] 15. Ян Б., Хуанг В. М., Ли Ц., Ли С. М., Ли Л. О влиянии влаги на полиуретановый полимер с памятью формы.Smart Mater Struct. 2004; 13: 191–5. [Google Scholar] 16. Сюй Б., Хуан В.М., Пей Ю.Т., Чен З.Г., Крафт А., Рубен Р., Де Хоссон Д.Т., Фу Ю. Механические свойства полиуретановых нанокомпозитов с памятью формы, армированных аттапульгитовой глиной. Eur Polym J. 2009; 45: 1904–11. [Google Scholar] 17. Претч Т., Якоб И., Мюллер В. Гидролитическая деградация и функциональная стабильность сегментированного поли (сложного эфира уретана) с памятью формы Polym Degrad Stab. 2009. 94: 61–73. [Google Scholar] 18. Эртель Г. Справочник по полиуретану. Нью-Йорк: Хансер; 1985 г.[Google Scholar] 19. Чжао Д., Литтл Джей Си, Кокс СС. Характеристика пенополиуретана как поглотителя или источника летучих органических соединений в воздухе помещений. J Environ Eng. 2004. 130: 983–89. [Google Scholar] 20. Бассирирад Х., Радин Дж. В., Мацуда К. Температурно-зависимые водные и ионные транспортные свойства корней ячменя и сорго: I. отношение к росту листьев. Plant Physiol. 1991; 97: 426–32. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 21. Авилес Ф., Агилар-Монтеро М. Поглощение влаги в композитных сэндвич-конструкциях с пенопластом.Polym Compos. 2010; 31: 714–22. [Google Scholar] 22. Лоос Альфред С., Спрингер Джордж С., Сандерс Барбара А., Тунг Р.В. Влагопоглощение композитов из полиэфирного стекла. J Compos Mater. 1980; 14: 142–54. [Google Scholar] 23. Лим Л.Т., Бритт И.Дж., Тунг М.А. Сорбция и перенос водяного пара в пленке нейлон 6,6. J Appl Polym Sci. 1999. 71: 197–206. [Google Scholar] 24. Йен F-S, Lin L-L, Hong J-L. Взаимодействие водородных связей между связями уретан-уретана и уретан-сложного эфира в жидкокристаллических макромолекулах поли (сложного эфира-уретана).1999; 32: 3068–79. [Google Scholar] 25. Маттиа Дж., Художник П. Сравнение водородной связи и порядка в полиуретане и поли (уретанмочевине) и их смесях с макромолекулами поли (этиленгликоля). 2007; 40: 1546–54. [Google Scholar] 26. Yilgör E, Burgaz E, Yurtsever E, Yilgör I. Сравнение водородных связей в сополимерах уретана и мочевины на основе полидиметилсилоксана и полиэфира. Полимер. 2000; 41: 849–57. [Google Scholar] 27. Дхакал Х.Н., Чжан З.Й., Ричардсон Мау. Влияние водопоглощения на механические свойства ненасыщенных полиэфирных композитов, армированных пеньковым волокном.Compos Sci Technol. 2007. 67: 1674–83. [Google Scholar] 28. Volk BL, Lagoudas DC, Chen YC, Whitley KS. Анализ реакции конечной деформации полимеров с памятью формы: I. Термомеханические характеристики. Smart Mater Struct. 2010; 19: 075005. [Google Scholar]

Влияние поглощения влаги на физические свойства пенополиуретана с памятью формы

Smart Mater Struct. Авторская рукопись; доступно в PMC 2012 1 августа.

Опубликован в окончательной редакции как:

PMCID: PMC3176498

NIHMSID: NIHMS311079

Ya-Jen Yu

1 Департамент биомедицинской инженерии, Техасский университет A&M , TX, USA

Keith Hearon

1 Департамент биомедицинской инженерии, Техасский университет A&M, Колледж-Стейшн, Техас, США

Thomas S.Wilson

2 Ливерморская национальная лаборатория Лоуренса, Ливермор, Калифорния, США

Дункан Дж. Мейтленд

1 Департамент биомедицинской инженерии, Техасский университет A&M, Колледж-Стейшн, Техас, США

2 Ливерморский национальный университет имени Лоуренса Лаборатория, Ливермор, Калифорния, США

1 Департамент биомедицинской инженерии, Техасский университет A&M, Колледж-Стейшн, Техас, США

2 Ливерморская национальная лаборатория Лоуренса, Ливермор, Калифорния, США

См. Другие статьи в PMC, которые цитируют опубликованная статья.

Abstract

Исследовано влияние поглощения влаги на температуру стеклования ( T г ) и поведение при напряжении / деформации сетчатых пенополиуретанов с памятью формы (SMP). С нашей конечной целью разработки пенополиуретана SMP для использования в среде, контактирующей с кровью, мы исследовали влияние воздействия влаги на физические свойства пенополиуретана. Насколько нам известно, это первое исследование, в котором изучается влияние поглощения влаги при различных уровнях влажности (без погружения и погружение) на физические свойства пенополиуретана SMP.Пены SMP подвергались воздействию различных уровней влажности в течение разного времени, и они показали максимальное водопоглощение 8,0% (по массе) после воздействия 100% относительной влажности в течение 96 часов. Результаты дифференциальной сканирующей калориметрии показали, что водопоглощение значительно снизило T г пены, при этом максимальное водопоглощение сместило T г с 67 ° C до 5 ° C. Образцы, которые были погружены в воду на 96 часов и сразу же подверглись испытанию на растяжение, показали 100% увеличение деформаций разрушения и уменьшение напряжений разрушения на 500%; однако во всех случаях воздействия времени и влажности эффект пластификации был обратимым при помещении образцов, насыщенных влагой, в среду с влажностью 40% на 24 часа.

1. Введение

Полимеры с памятью формы (SMP) – это интеллектуальные материалы, которые могут сохранять метастабильную геометрию или геометрию, а затем приводить в действие первичную геометрию после воздействия такого стимула, как тепло или влажность. Благодаря этой возможности SMP привлекают все большее внимание научного сообщества и предлагаются для многочисленных приложений в различных областях, от аэрокосмической до биомедицинской [1]. Пены SMP представляют особый интерес, потому что они демонстрируют большое объемное расширение при срабатывании [2].Raytheon в настоящее время изучает пеноматериалы SMP для применения в аэрокосмической отрасли, а биомедицинский имплант на основе пенопласта SMP разрабатывается для лечения аневризм [3]. Чистые SMP и пенопласты SMP могут быть изготовлены для реакции на определенные раздражители, такие как тепло [4], свет [5], электрические поля [6], магнитные поля [7] и влажность [8]. В настоящее время термочувствительные SMP получили наибольшее внимание для реализации в приложениях на основе устройств [9].

Традиционные термочувствительные двухформные SMP нагреваются выше температуры перехода, T trans , деформируются и затем охлаждаются ниже T trans для фиксации вторичной геометрии.Вторичная геометрия сохраняется, потому что термодинамические барьеры не позволяют полимерным цепям расслабиться и вернуться в свое исходное состояние с более высокой энтропией, которое цепи автоматически принимают во время начальной полимеризации или обработки. T trans может быть температурой стеклования ( T г ), температурой расплава кристаллов ( T m ) или другой температурой перехода [4]. После нагрева выше T trans деформированный SMP возвращается в свое высокоэнтропийное состояние, которое является исходной геометрией.На молекулярном уровне сетевые точки, такие как ковалентные сшивки, кристаллические фазы и переплетения цепей, повышают целостность системы SMP, не позволяя полимерным цепям скользить мимо друг друга, пока полимер нагревается выше T trans [10].

Предыдущие исследования полиуретановых SMP были сосредоточены на синтезе [11–12], структурном моделировании [13], термомеханических характеристиках [14] и влиянии влажности [15]. В частности, Ян исследовал влияние поглощения влаги на температуру стеклования и соответствующее поведение напряженно-деформированного состояния чистых полиуретановых SMP.Исследования Янга показали, что поглощенная вода в полиуретанах делится на две категории: связанная вода и свободная вода. Связанная вода, которая действует как пластификатор, занимая участки водородных связей между межцепочечными карбаматными группами N-H и C = O, значительно снижает T г и, следовательно, значительно изменяет поведение при напряжении и деформации. С другой стороны, свободная вода имеет гораздо меньший пластифицирующий эффект для полиуретанов.

Хотя исследования Янга и другие эффективно охарактеризовали влияние поглощения влаги на термические и термомеханические свойства уретановых SMP [16-17], эти исследования были ограничены чистыми полиуретановыми SMP.Исследования, связанные с воздействием влаги на пенополиуретаны, изучали скорость диффузии влаги и изменения механических свойств [18–19]; однако влияние влагопоглощения на свойства памяти формы пенополиуретана еще предстоит оценить.

В этом исследовании мы оценили влияние поглощения влаги на T г и поведение при напряжении / деформации пенополиуретанов SMP, изготовленных из уретановой композиции SMP, описанной в Wilson 2007 [11].Поглощение влаги при различных температурах и уровнях влажности измеряли с помощью термогравиметрического анализа (ТГА) и анализа массового отношения. Инфракрасная спектроскопия с преобразованием Фурье (FTIR) использовалась для анализа взаимодействий абсорбированной воды с пенополиуретаном. Вызванные влагой эффекты T г измеряли с помощью дифференциальной сканирующей калориметрии (DSC), а влияние поглощения воды на поведение напряжения / деформации и памяти формы пен оценивали с помощью экспериментов по деформации до разрушения и восстановлению свободной деформации.

2. Экспериментальная

2.1. Синтез пенополиуретана и подготовка образцов

Пенополиуретан SMP был приготовлен на основе методики, разработанной доктором Томасом С. Уилсоном из Ливерморской национальной лаборатории им. Лоуренса. Форполимеры были изготовлены из гексаметилендиизоцианата (HDI, 98%, TCI America), N, N, N ‘, N’-тетракис (2-гидроксипропил) этилендиамина (HPED, 98%, TCI America) и триэтаноламина (TEA, 99% , Сигма-Олдрич). Пены были составлены из форполимеров путем добавления следующих поверхностно-активных веществ, катализаторов и вспенивающих агентов в скоростном смесителе Flackteck 150 DAC в течение 15 с при 3400 об / мин: DC-5179 (Air Products), DC-I990 (Air Products), T131 (Air Products), BL-22 (Air Products), деионизированная вода и Enovate (Honeywell Corp.) Для вспенивания использовали общее отношение NCO / OH 1,05.

После подготовки образца пенополиуретан сушили при 90 ° C в течение 12 часов при давлении 1 торр для удаления остаточной влаги. Затем образцы помещали в климатическую камеру CSZ MCBH-1.2-.33-.33-H / AC при контролируемой температуре 25 ° C и контролируемой влажности 40%, 60% и 80% в течение периодов времени 0,5. ч, 1 ч, 2 ч, 3 ч, 4 ч, 5 ч, 6 ч, 12 ч, 24 ч, 48 ч и 96 ч. Для приготовления образцов при влажности 100% образцы погружали в водяную баню при контрольных температурах 25 ° C или 37 ° C на периоды времени 12 ч, 24 ч, 48 ч и 96 ч.

2.2. Характеристика

2.2.1. Поглощение влаги

Анализ ТГА использовали для измерения водопоглощения образцов, подвергшихся воздействию различной влажности в течение периодов времени 12, 24, 48 и 96 часов. ТГА проводили на образцах 10–15 мг на термогравиметрическом анализаторе TA Instruments Q80. Образцы ТГА, испытанные в трех экземплярах, нагревали от 30 ° C до 400 ° C со скоростью 10 ° C / мин. Чтобы точно оценить время, необходимое пенам для достижения насыщения влагой при каждом уровне влажности, второй набор образцов пен был подвергнут анализу массового соотношения.Были собраны пять образцов каждого образца, подвергнутые воздействию различных уровней влажности в течение 0,5 ч, 1 ч, 2 ч, 3 ч, 4 ч, 5 ч и 6 ч, и повторно собраны сразу после извлечения из климатической камеры.

2.2.2. Сдвиг температуры стеклования

ДСК эксперименты проводили с использованием дифференциального сканирующего калориметра TA Instruments Q200 от -40 ° C до 80 ° C со скоростью 10 ° C / мин на образцах 5–10 мг для оценки влияния поглощения влаги на T г . Чтобы определить, является ли сдвиг T g обратимым, образцы, которые подвергались воздействию различных уровней влажности в течение 96 часов, помещали обратно в климатическую камеру при влажности 40% на 1 день, 2 дня и 5 дней, после чего Эксперименты DSC проводили с использованием тех же экспериментальных процедур, которые описаны выше.

2.2.3. Сдвиг инфракрасной полосы

Взаимодействия между абсорбированными молекулами воды и связанными водородом группами N-H и C = O анализировали с использованием спектрометра Bruker Tensor 27 FTIR. Контрольный образец пены, который не подвергался воздействию влаги, был использован в дополнение к увлажненным образцам. Спектры FTIR были получены путем усреднения 150 сканирований с разрешением 4 см -1 и диапазоном волновых чисел от 600 см -1 до 4000 см -1 . Чтобы определить, являются ли сдвиги в ИК-спектрах обратимыми, образцы, которые подвергались воздействию различных уровней влажности в течение 96 часов, помещали обратно в климатическую камеру при влажности 40% на 1 день, 2 дня и 5 дней, после чего проводили эксперименты с FTIR. были проведены с теми же экспериментальными процедурами, описанными выше.

2.2.4. Поведение при напряжении / деформации

Эксперименты по деформации до разрушения были проведены на образцах пенополиуретана размером 60 x 15 x 6 мм с использованием универсального тестера на растяжение MTS Insight 30. В соответствии со стандартным методом испытаний свойств пластмасс на растяжение ASTM D638 образцы помещали в эпоксидные блоки и подвергали воздействию различных уровней влажности в течение 96 часов. Затем эти образцы были немедленно подвергнуты экспериментам по деформации до разрушения при постоянной скорости деформации 50 мм / мин при 25 ° C.Чтобы определить, являются ли вызванные влажностью изменения в поведении напряжения-деформации обратимыми, образцы, которые подвергались воздействию различных уровней влажности в течение 96 часов, были помещены обратно в климатическую камеру при влажности 40% на 1 день, после чего были проведены эксперименты по деформации до отказа. запустить с теми же экспериментальными процедурами, описанными выше.

2.2.5. Эффект памяти формы

Эксперименты по восстановлению свободной деформации были проведены на образцах пенополиуретана размером 60 x 15 x 6 мм в универсальном тестере на растяжение MTS Insight 30 с термокамерой.В соответствии со стандартным методом испытаний пенополиуретана ASTM D3574-08 образцы были закреплены на эпоксидных блоках и подвергались воздействию 100% влажности в течение 96 часов (один образец при 25 ° C, а другой при 37 ° C). Затем образцы захватывали в приборе для испытания на растяжение, нагревали до 80 ° C со скоростью 1 ° C / мин и растягивали до 15%, 25% и 35%. Затем деформированные образцы охлаждали до 25 ° C со скоростью 1 ° C / мин для фиксации соответствующих деформаций. Затем для восстановления свободной деформации днища образцов разжимали внутри термокамеры, и образцы нагревали до 80 ° C со скоростью 1 ° C / мин для определения восстанавливаемой деформации, которую измеряли с помощью лазерного экстензометра.Процент извлекаемой деформации или коэффициент извлечения рассчитывается в соответствии с уравнением (1),

Коэффициент извлечения = извлеченная длина / начальная длина × 100

(1)

3. Результаты и обсуждение

3.1. Поглощение влаги

Результаты процентного поглощения влаги, измеренного с помощью ТГА и анализа массового отношения, представлены в и, соответственно. При относительной влажности 40%, 60% и 80% влагопоглощение увеличивалось с увеличением времени воздействия влажности до 6 часов, после чего оно обычно оставалось постоянным.Для образцов, подвергшихся воздействию 100% влажности (т.е. погружению в воду), достижение максимального водопоглощения заняло больше времени. Как показано, максимальное водопоглощение через 96 ч при 25 ° C в среде с относительной влажностью 100% составляло 8%, и это значение существенно не изменилось, когда температура в климатической камере была увеличена до 37 ° C. Однако повышение температуры действительно увеличивало скорость поглощения влаги [20], как показано. Образец 37 ° C достиг максимального водопоглощения через 20 часов, в то время как образец 25 ° C не достиг максимального поглощения воды до 96 часов.Как и ожидалось, уровни влагопоглощения и влагонасыщения зависели от времени воздействия влаги, уровня влажности и температуры. Наши результаты доказывают, что насыщение влагой зависит от уровня влажности окружающей среды: чем выше уровень влажности, тем выше возможное поглощение воды [21].

Влияние времени воздействия влажности на поглощение влаги, измеренное с помощью ТГА.

Влияние времени воздействия влажности на время воздействия влаги, измеренное с помощью анализа массового отношения.

и показывают, что влагопоглощение при погружении в воду отличается от водопоглощения без погружения. Несмотря на то, что климатическая камера обеспечивает 100% влажность, поглощение 100% влажности не эквивалентно погружению в воду. Наши результаты согласуются с данными Loos et al., Которые показали, что различное воздействие окружающей среды влияет на поведение поглощения воды [22].

3.2. Сдвиг температуры стеклования

Температуры стеклования всех образцов снизились при поглощении влаги, как показано на рис.Через 12 часов пены T г обычно выходили на плато. Максимальное смещение T г произошло для пен со 100% влажностью (как 25 ° C, так и 37 ° C), где T г упало с 67 ° C до 5 ° C через 96 часов. Воздействие влаги на T г было обратимым, как показано на. Образцы, которые подвергались воздействию влажности в течение 96 часов, а затем помещались в климатическую камеру с влажностью 40%, демонстрировали значительную потерю влаги через 1 день.Поглощенная влага для всех образцов была примерно одинаковой через один день (2,2%). Это значение 2,2% соответствует начальному значению поглощенной влаги для пеноматериала, подвергающегося воздействию относительной влажности 40%, которое нанесено на график. Эта потеря влаги сопровождалась увеличением T г : после помещения в климатическую камеру при влажности 40% на один день значения T г для всех образцов увеличились примерно до того же значения: 42 ° C, значение T г для исходной пены, подвергшейся воздействию влажности 40%, которая нанесена на график.

Эффект влагопоглощения Т г .

Влияние контролируемой влажности на обратимое T г .

3.3. Сдвиг инфракрасной полосы

Контрольный образец пены, который не подвергался воздействию влаги, показал пик интенсивности растяжения связующего N-H при 3307 см -1 . Как показано, пики интенсивности растяжения связи N-H смещались как в сторону более высоких волновых чисел, так и в сторону большей интенсивности с увеличением поглощения влаги, при этом образцы со 100% влажностью демонстрировали пики интенсивности растяжения N-H при приблизительно 3332 см -1 .показывает влияние поглощенной влаги на пики интенсивности растяжения карбамата и мочевины C = O, которые возникают при 1687 см, -1, и 1647 см, -1, , соответственно. Хотя повышенное содержание воды привело к увеличению интенсивности соответствующих пиков C = O, наблюдаемых сдвигов волнового числа не произошло.

FTIR-спектры области растяжения N-H пенополиуретана с различными уровнями водопоглощения.

FTIR-спектры области растяжения C = O пенополиуретана с различными уровнями водопоглощения.

В не содержащем влаги пенополиуретане водородная связь возникает между карбаматными группами N-H и C = O. После поглощения влаги водороды в молекулах воды могут либо образовывать водородные мостики между двумя карбаматными C = O группами, либо занимать места водородных связей в карбаматных N-H группах [23]. Водородные связи, образованные группами N-H, вызывают увеличение интенсивности инфракрасных полос N-H и смещение в сторону более высоких волновых чисел. Такое поведение проявляется в ИК-спектрах наших пенополиуретанов SMP.Напротив, водородные связи, образованные с группами C = O, вызывают увеличение интенсивности инфракрасных полос C = O и смещение к более низким волновым числам [24]. Хотя наши пены демонстрируют повышенную интенсивность пиков карбамата C = O с увеличением влагопоглощения, заметного сдвига волнового числа не наблюдалось.

Одно из возможных объяснений такого поведения заключается в том, что химическая структура пенополиуретана, охарактеризованная в этой работе, значительно отличается от таковой других уретанов: нет традиционных твердых и мягких сегментов.Кроме того, наш процесс вспенивания включает добавление воды, что приводит к увеличению содержания мочевины и еще большему взаимодействию водородных связей. Пены полностью состоят из диизоцианатов с длиной 6 атомов углерода и низкомолекулярных три- и тетрафункциональных спиртов, поэтому отношение карбаматных и мочевинных связей к общему количеству молекул в полимере намного выше, чем у SMP с олигомерный мягкий сегмент. Поскольку каждая карбаматная связь имеет два участка водородных связей (C = O и N-H; три в случае связей мочевины), наши пены имеют значительно больше участков водородных связей, чем полиуретан, например, с полиэтиленоксидом или мягким сегментом полибутадиена.Уретан и мочевина в этом исследовании могли иметь настолько большое количество связанных карбонилов до поглощения влаги, что даже после максимального поглощения влаги не могло быть заметного сдвига волнового числа. Эта теория также может объяснить, почему в нашем ИК-спектре нет явных пиков свободных карбонилов. Поскольку связанные карбонильные пики значительно шире, чем свободные карбонильные пики, возможно, что широта и интенсивность связанных карбонильных пиков делает невозможным наблюдение свободных карбонильных пиков [25–26].

Мы обнаружили, что вызванные влажностью смещения пиков N-H в пике ИК-спектра являются обратимыми. Ян и др. продемонстрировали такую ​​обратимость, отогнав поглощенную влагу путем нагрева образцов полиуретана [8]. Мы продемонстрировали аналогичный эффект, поместив образцы, насыщенные влагой, в среду с более низкой влажностью (влажность 40%). Пики N-H смещаются обратно к 3307 см, -1, , а пики C = O смещаются обратно к более низким интенсивностям после воздействия влажности 40% при 25 ° C (данные не показаны).Хотя кажется, что влага испаряется из наших пен относительно легко (Ян и др. Нагревали чистый полиуретан при разных температурах, чтобы отогнать влагу), это наблюдение не обязательно указывает на то, что в нашем уретане существуют более слабые взаимодействия водородных связей, чем в других уретанах. Пенополиуретан имеет значительно большую площадь поверхности, чем чистые уретановые пленки, поэтому значительное испарение влаги из пен может быть просто результатом увеличения площади поверхности.

3.4. Поведение при напряжении / деформации

Данные испытаний на растяжение для всех образцов представлены в. Результаты деформации до разрушения показали, что поглощенная влага значительно пластифицирует пенополиуретан [27], хотя этот эффект пластификации оказался обратимым. Образцы, которые были подвергнуты воздействию различной влажности, а затем помещены в комнатную температуру на 1 день, показали деформации разрушения порядка 20% и напряжения разрушения порядка 50 кПа. Образцы подвергали воздействию 100% влажности, а затем сразу же испытывали в течение 1 часа, обнаружив деформации разрушения порядка 30–40% и напряжения разрушения порядка 15 кПа.Аналогичные тенденции наблюдались и для значений модуля Юнга. Типичная кривая напряжения-деформации для пенополиуретана показана на рис. представляющие собой молекулы воды, действующие как пластификатор. Эта пластификация увеличивает разрывную деформацию и снижает напряжение разрушения и модуль Юнга. Наблюдаемый эффект пластификации соответствовал результатам исследований Янга по влиянию влаги на поведение при напряжении / деформации чистых полиуретанов.

Типичная кривая растяжения для пенополиуретана в.

(Пена № 1: водопоглощение в течение 96 часов при 37 ° C после испытания; Пена № 2: такой же тестовый запуск через 24 часа при комнатной температуре, приблизительно 20 ° C и относительной влажности 40% на протяжении всего испытания.)

Таблица 1

Разрывная деформация (%) Предел прочности на разрыв (кПа) Модуль упругости (кПа)
25 ° C-40% H-96h-24h STP * 21 ± 7 52 ± 11 281 ± 117
25 ° C-60% H-96h-24h STP * 18 ± 5 50 ± 12 282 ± 56
25 ° C-80% H-96ч-24ч STP * 18 ± 6 43 ± 13 275 ± 143
25 ° C-100% H-96ч-24ч STP * 23 ± 5 55 ± 13 247 ± 77
37 ° C-100% H-96h-24h STP * 21 ± 6 43 ± 11 226 ± 108
25 ° C-100% H-96h 31 ± 1 17 ± 1 52 ± 2
37 ° C-100% H-96h 41 ± 12 14 ± 5 ​​ 35 ± 13

3.5. Эффект памяти формы

Результаты восстановления свободной деформации для образцов, подвергшихся воздействию 100% влажности при 37 ° C в течение 96 часов, представлены в. Для штаммов 15% и 25% наблюдаемый коэффициент восстановления составлял приблизительно 95%. Для 35% штаммов коэффициент извлечения снизился до 87%. Поскольку пенополиуретаны, охарактеризованные в этой работе, были сильно сшитыми, даже деформации до 35% могли привести к локализованным постоянным деформациям и разрушению ячеек пенопласта [28].

4. Выводы

Водопоглощение полиуретановых пен SMP, охарактеризованных в этой работе, увеличивалось с увеличением времени воздействия влажности, повышенной влажности и повышенной температуры.Максимальное водопоглощение составило 8%, что произошло после выдержки в 100% влажности в течение 96 ч при комнатной температуре и 20 ч при 37 ° C. При влажности менее или равной 80% насыщение влагой наступало через 6 часов.

T г пенополиуретана уменьшилось при поглощении влаги, и максимальный сдвиг с 67 ° C на 5 ° C произошел после 8% поглощения воды. Этот сдвиг T г повлиял на переход от стеклообразного к вязкоупругому поведению, когда пеноматериалы SMP были подвергнуты испытанию на растяжение при 25 ° C.Как сдвиги T g , так и результирующие изменения механического поведения были обратимыми после помещения пеноматериалов в среду с влажностью 40% на 24 часа.

Кривая растяжения показывает, что молекулы воды проникают во внутреннюю структуру пенополиуретана, действуя как пластификатор. Молекулы воды образуют водородные связи между группами N-H и C = O, разрывая исходные водородные связи, позволяя полимерным цепям свободно перемещаться и тем самым увеличивая разрывную деформацию и уменьшая напряжение разрушения и модуль Юнга.

Коэффициенты извлечения, приближающиеся к 100% для образцов, деформированных до 25% или менее, демонстрируют, что пенопласты SMP, охарактеризованные в этой работе, потенциально полезны для применений, где необходимо полное восстановление деформации при растяжении.

Благодарности

Мы благодарим Аманду Коннор и Брента Волка за обсуждение и техническую поддержку. Эта работа была поддержана грантом R01EB000462 Национального института здравоохранения / Национального института биомедицинской визуализации и биоинженерии и частично выполнена под эгидой U.S. Министерство энергетики Ливерморской национальной лаборатории им. Лоуренса по контракту DE-AC52-07NA27344.

Ссылки

1. Бель М., Лендлейн А. Полимеры с памятью формы. Mater Today. 2007; 10: 20–28. [Google Scholar] 2. Хуан ВМ, Ли CW, Тео ХП. Термомеханическое поведение пенополиуритана с памятью формы. J Intell Mater Syst Struct. 2006; 17: 753–60. [Google Scholar] 3. Мейтленд DJ, Смолл В., Ортега Дж. М., Бакли П. Р., Родригес Дж., Хартман Дж., Уилсон Т. С.. Прототип активируемого лазером устройства из полимерной пены с памятью формы для эмболического лечения аневризм.J Biomed Opt. 2007; 12: 030504. [PubMed] [Google Scholar] 4. Лендлейн А., Кельч С. Полимеры с памятью формы. Angew Chem Int Ed. 2002; 41: 2034–57. [PubMed] [Google Scholar] 5. Лендлейн А., Цзян Х., Юнгер О., Лангер Р. Светоиндуцированные полимеры с памятью формы. Природа. 2005; 434: 879–82. [PubMed] [Google Scholar] 6. Саху Н.Г., Юнг Ю.К., Гу Н.С., Чо Дж.В. Проводящие полиуретан-полипиррольные композиты с памятью формы для электроактивного исполнительного механизма. Macromol Mater Eng. 2005; 290: 1049–55. [Google Scholar] 7. Бакли П.Р., Маккинли Г.Х., Уилсон Т.С., Смолл В.Дж., Бенетт В.Дж., Берингер Дж. П., Макелфреш М. В., Мейтленд ди-джей.Индуктивно нагретый полимер с памятью формы для магнитного срабатывания медицинских устройств. IEEE Trans Biomed Eng. 2006. 53: 2075–83. [PubMed] [Google Scholar] 8. Ян Б., Хуанг В. М., Ли Ц., Ли Л. Влияние влаги на термомеханические свойства полиуретанового полимера с памятью формы. Полимер. 2006; 47: 1348–56. [Google Scholar] 9. Смолл У, Сингхал П., Уилсон Т.С., Мейтленд ди-джей. Биомедицинские применения термически активированных полимеров с памятью формы. J Mater Chem. 2010. 20: 3356–66. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 10.Бехл М., Раззак М.Ю., Лендлейн А. Многофункциональные полимеры с памятью формы. Adv Mater. 2010; 22: 3388–410. [PubMed] [Google Scholar] 11. Уилсон Т.С., Барингер Дж. П., Херберг Дж. Л., Марион Дж. Э., Райт В. Дж., Эванс К. Л., Мейтленд Д. Д.. Полимеры с памятью формы на основе однородных алифатических уретановых сеток. J Appl Polym Sci. 2007; 106: 540–51. [Google Scholar] 12. Хеарон К., Галл К., Уэр Т, Мейтленд ди-джей, Барингер Дж. П., Уилсон Т. С.. Постполимеризационные сшитые полиуретановые полимеры с памятью формы. J App Poly Sci. 2010; 121: 141–53. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 13.Volk BL, Lagoudas DC, Chen YC. Анализ реакции конечной деформации полимеров с памятью формы: II. 1D калибровка и численная реализация термоупругой модели конечной деформации. Smart Mater Struct. 2010; 19: 075006. [Google Scholar] 14. Тобуши Х., Хара Х., Ямада Э., Хаяши С. Термомеханические свойства в тонкой пленке полимера с памятью формы из полиуретанового ряда. Smart Mater Struct. 1996; 5: 483–91. [Google Scholar] 15. Ян Б., Хуанг В. М., Ли Ц., Ли С. М., Ли Л. О влиянии влаги на полиуретановый полимер с памятью формы.Smart Mater Struct. 2004; 13: 191–5. [Google Scholar] 16. Сюй Б., Хуан В.М., Пей Ю.Т., Чен З.Г., Крафт А., Рубен Р., Де Хоссон Д.Т., Фу Ю. Механические свойства полиуретановых нанокомпозитов с памятью формы, армированных аттапульгитовой глиной. Eur Polym J. 2009; 45: 1904–11. [Google Scholar] 17. Претч Т., Якоб И., Мюллер В. Гидролитическая деградация и функциональная стабильность сегментированного поли (сложного эфира уретана) с памятью формы Polym Degrad Stab. 2009. 94: 61–73. [Google Scholar] 18. Эртель Г. Справочник по полиуретану. Нью-Йорк: Хансер; 1985 г.[Google Scholar] 19. Чжао Д., Литтл Джей Си, Кокс СС. Характеристика пенополиуретана как поглотителя или источника летучих органических соединений в воздухе помещений. J Environ Eng. 2004. 130: 983–89. [Google Scholar] 20. Бассирирад Х., Радин Дж. В., Мацуда К. Температурно-зависимые водные и ионные транспортные свойства корней ячменя и сорго: I. отношение к росту листьев. Plant Physiol. 1991; 97: 426–32. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 21. Авилес Ф., Агилар-Монтеро М. Поглощение влаги в композитных сэндвич-конструкциях с пенопластом.Polym Compos. 2010; 31: 714–22. [Google Scholar] 22. Лоос Альфред С., Спрингер Джордж С., Сандерс Барбара А., Тунг Р.В. Влагопоглощение композитов из полиэфирного стекла. J Compos Mater. 1980; 14: 142–54. [Google Scholar] 23. Лим Л.Т., Бритт И.Дж., Тунг М.А. Сорбция и перенос водяного пара в пленке нейлон 6,6. J Appl Polym Sci. 1999. 71: 197–206. [Google Scholar] 24. Йен F-S, Lin L-L, Hong J-L. Взаимодействие водородных связей между связями уретан-уретана и уретан-сложного эфира в жидкокристаллических макромолекулах поли (сложного эфира-уретана).1999; 32: 3068–79. [Google Scholar] 25. Маттиа Дж., Художник П. Сравнение водородной связи и порядка в полиуретане и поли (уретанмочевине) и их смесях с макромолекулами поли (этиленгликоля). 2007; 40: 1546–54. [Google Scholar] 26. Yilgör E, Burgaz E, Yurtsever E, Yilgör I. Сравнение водородных связей в сополимерах уретана и мочевины на основе полидиметилсилоксана и полиэфира. Полимер. 2000; 41: 849–57. [Google Scholar] 27. Дхакал Х.Н., Чжан З.Й., Ричардсон Мау. Влияние водопоглощения на механические свойства ненасыщенных полиэфирных композитов, армированных пеньковым волокном.Compos Sci Technol. 2007. 67: 1674–83. [Google Scholar] 28. Volk BL, Lagoudas DC, Chen YC, Whitley KS. Анализ реакции конечной деформации полимеров с памятью формы: I. Термомеханические характеристики. Smart Mater Struct. 2010; 19: 075005. [Google Scholar]

Влияние влагопоглощения на электрические свойства жесткого пенополиуретана для композитного опорного изолятора линии электропередачи сверхвысокого напряжения постоянного тока

https://doi.org/10.1016/j.ijepes.2021.107098Получить права и содержание

Основные моменты

Пористый материал на основе полиуретана (ПУ) используется для внутренней изоляционной среды композитных опорных изоляторов сверхвысокого напряжения постоянного тока.

С увеличением температуры и относительной влажности погружения увеличивается влагопоглощение.

Объемное сопротивление, пробивная прочность и диэлектрические свойства увеличиваются с увеличением относительной влажности погружения.

Образцы пенопласта 1: 1.1 имели наименьшую диэлектрическую проницаемость и диэлектрические потери.

Реферат

Пористый материал на основе полиуретана является многообещающим кандидатом в качестве внутренней изолирующей среды композитных опорных изоляторов линии передачи постоянного тока сверхвысокого напряжения, поскольку он предотвращает утечку газа SF 6 или N 2 пост изолятор и превосходит опорный изолятор из эпоксидной смолы по весу.В данной работе, во-первых, синтезирована серия жестких пенополиуретанов с различным содержанием дифенилметандиизоцианата и исследована морфология клеток. После этого исследуется влияние температуры и времени выдержки на гигроскопичность пенополиуретана при различных уровнях влажности (отсутствие погружения в воду). С целью создания пенополиуретана для внутренней изоляции композитного изолятора систематически изучается влияние поглощения влаги на электрические свойства пенополиуретана.Результаты влагопоглощения пенополиуретана различных соотношений демонстрируют, что они увеличиваются с увеличением относительной влажности и температуры и демонстрируют состояние насыщения. Объемное сопротивление и сопротивление разрушению пенополиуретана с различным содержанием дифенилметандиизоцианата значительно уменьшаются с увеличением относительной влажности. Значительные различия в полях пробоя обнаруживаются при различном наклоне Вейбулла внутреннего пробоя. Одновременно диэлектрическая проницаемость и потери образцов пены значительно увеличиваются после поглощения влаги, особенно пены 1: 0.9 и 1: 1.3. Установлено, что соответствующее соотношение сырья может привести к значительному улучшению диэлектрических потерь.

Ключевые слова

Жесткий полиуретан

Поглощение влаги

Пробой

Объемное сопротивление

Диэлектрические свойства

Рекомендуемые статьиЦитирующие статьи (0)

Полный текст

© 2021 Elsevier Ltd. Все права защищены.

Рекомендуемые статьи

Ссылки на статьи

Измерение влажности в полиолах

Синтетические полимеры – это искусственные полимеры, которые производятся для самых разных целей.Структура получаемых полимеров влияет на свойства конечного продукта. Одним из наиболее распространенных видов сырья для производства полимеров являются полиолы.

Полиолы – это спирты, которые имеют более одной гидроксильной группы, доступной для органических реакций. Гидроксильные группы – это тип химической группировки, в которой атом водорода связан с атомом кислорода в органическом соединении. Комбинирование сырых полиолов с изоцианатом, высокореактивным соединением, дает полимеры, такие как полиуретаны. Полиуретаны используются в широком диапазоне применений, от производства волокон спандекса до изоляционной пены.

Обычно пенополиуретан используется в системах сидений. Эти системы сидений используются в самых разных областях, включая самолеты, автомобильные кресла и офисные кресла. Сиденья из полиуретана являются предпочтительным материалом в системах сидений из-за его способности легко формировать удобные и эргономичные конструкции.

Чистота сырья имеет важное значение для получения однородных рецептур полиуретана. Полиолы гигроскопичны, что означает, что они легко впитывают атмосферную влагу.Избыточная влажность в реакции полимеризации между полиолами и изоцианатами нежелательна, поскольку изоцианаты реагируют с водой с образованием диоксида углерода. Двуокись углерода действует как пенообразователь, значительно изменяя окончательную текстуру и плотность полиуретана. Для обеспечения консистенции необходимо контролировать содержание воды в сырых полиолах, чтобы поддерживать однородность между сырьевыми материалами. Поскольку потери при сушке невозможны, так как большинство полиолов испаряются при высоких температурах, предпочтительным методом анализа влажности является титрование по Карлу Фишеру.

Компания, производящая системы сидений, обратилась в Hanna Instruments с просьбой улучшить протокол контроля качества сырья. Заказчик хотел контролировать содержание воды в полиольной смоле, чтобы получить желаемую плотность пены. Идеальное содержание воды в них составляло 3% по весу. Ханна предложила волюметрический титратор Карла Фишера – HI903.

HI903 соответствует техническим характеристикам оборудования ASTM D4672, промышленному стандарту для определения содержания воды в полиолах.Поскольку стандартизация титранта выполняется ежедневно, заказчик оценил возможность обновлять стандартизированное значение, используемое в методах титрования, одним нажатием кнопки.

Поскольку заказчик имеет разные смеси полиолов с разным содержанием воды, заказчик оценил, что титратор автоматически предлагает идеальные размеры образцов на основе ожидаемого содержания воды. Способность HI903 взаимодействовать с аналитическими весами позволяла заказчику легко и точно принимать точный вес образца, введенный в ячейку для титрования.

Кроме того, заказчик был благодарен за поддержку со стороны прикладных и технических отделов, поскольку они не были уверены, какие химические вещества и расходные материалы потребуются для выполнения титрования. Поддержка Ханны позволила клиенту с уверенностью приобретать правильные химикаты и все аксессуары для своего применения. В целом заказчик считает, что HI903 имеет высокую ценность, исходя из его функций и уровня поддержки, предлагаемой Hanna.

Мощная гигроскопичная пена для прочности

О продуктах и ​​поставщиках:
 Alibaba.com предлагает великолепную коллекцию долговечного, мощного и оптимального качества.  гигроскопическая пена  для различных целей во многих коммерческих секторах. Это оперативное и жесткое качество. Гигроскопическая пена   изготовлена ​​из материалов высочайшего качества для обеспечения превосходной эффективности и склеивания, способного точно удерживать предметы вместе. Эти. Гигроскопическая пена   удобна в использовании и имеет более длительный срок хранения. Вы можете заказать эти качественные продукты у ведущих оптовиков и поставщиков на сайте, которые проверены на поставку только качественных продуктов.

Блестящий и прочный. Гигроскопическая пена , доступная на сайте, изготовлена ​​из высококачественных материалов, таких как силикон, полисилоксан, наполнитель, сшивающий агент, агент для повышения клейкости и многих других эффективных материалов, которые делают эти продукты безопасными, но очень мощными. Различные категории. Гигроскопическая пена , выставленная на продажу, имеет форму гладкой пасты и является погодоустойчивым продуктом премиум-класса. Вы можете использовать это. гигроскопичная пена в любых условиях благодаря высокой атмосферостойкости, защите от ультрафиолета и гидролизу.

Alibaba.com предлагает несколько уникальных. гигроскопическая пена доступна в упаковках различных размеров, консистенции, эффективности и состава для удовлетворения ваших индивидуальных требований. Эти опытные. Гигроскопическая пена водонепроницаема, имеет лучшую термостойкость, большую подвижность и предотвращает коррозию металлов. Вы можете использовать это. гигроскопическая пена в обрабатывающей промышленности, швейной промышленности, строительстве, для плитки, керамики и т. Д., В зависимости от ваших требований.

Alibaba.com может помочь вам найти идеальные продукты, предлагая их. гигроскопическая пена впишется в ваш бюджет. Эти продукты сертифицированы ISO и доступны как OEM-заказы. Вы также можете заказать индивидуальную упаковку при оптовом заказе.

Заявка на патент США для поли (алкиленфосфатов) с пониженной гигроскопичностью Заявка на патент (заявка № 201802

  • от 11 октября 2018 г.)

    Настоящее изобретение относится к смесям поли (алкиленфосфатов) с пониженной гигроскопичностью, их использованию в качестве антипиренов, а также к полиуретанам, которые включают поли (алкиленфосфаты) по изобретению.

    ИСТОРИЯ ВОПРОСА

    Поли (алкиленфосфаты) могут использоваться в различных технических областях, например в качестве смазочных материалов (см. Патент США № 2632767), гидравлических жидкостей (см. Патент США № 4056480), пластификаторов (см. Патент США № 2782128) и антипирены (см. ЕР 2 687 535 В1). Поли (алкиленфосфаты) обеспечивают технические преимущества по сравнению с сопоставимыми алкилфосфатами, которые также подходят для упомянутых применений, примером которых является низкая летучесть вместе с низкой вязкостью.

    Однако проблемным фактором в этих применениях является то, что поли (алкиленфосфаты) явно гигроскопичны. Гигроскопичность – это свойство вещества поглощать воду из водяного пара в воздухе. Таким образом, содержание воды в поли (алкиленфосфатах) бесконтрольно увеличивается, и это может привести к трудностям в упомянутых областях применения: повышенное содержание воды в гидравлических жидкостях может привести к образованию пузырьков пара, что может привести к нежелательной сжимаемости.Антипирены с нежелательным содержанием воды могут вызвать гидролиз матрицы (например, пластмассы), которую необходимо защитить. В случае производства полиуретана содержание воды в используемых антипиренах всегда нежелательно, так как это приводит к неконтролируемому вспениванию. Даже в случае вспененного полиуретана, получаемого водным вспучиванием, все сырье должно иметь минимальное и постоянное содержание воды, чтобы свойства пены можно было контролировать путем точного дозирования воды в качестве вспенивающего агента.Повышенное содержание воды обычно может способствовать коррозии металлических материалов.

    Кроме того, содержание воды может приводить к гидролизу самих поли (алкиленфосфатов). При этом образуются кислые неполные эфиры фосфорной кислоты. Это образование кислоты нежелательно в упомянутых применениях и является препятствием для использования поли (алкиленфосфатов).

    По вышеупомянутым причинам использование поли (алкиленфосфатов) сопровождается защитными мерами, которые должны исключать попадание влаги в воздух из продукта на протяжении всей цепочки поставок продукта.Например, резервуары для хранения требуют защиты инертным газом. Это усложняет обработку и увеличивает технические затраты.

    ЕР 2 848 640 А1 описывает смеси поли (алкиленфосфатов) и сложных эфиров фосфорной кислоты, растворимость которых в воде при 25 ° C составляет менее 3,0 г / л. Эти смеси обладают меньшей гигроскопичностью, чем поли (алкиленфосфаты), присутствующие в них, и подходят, например, в качестве антипиренов. Эти смеси имеют недостаток, заключающийся в том, что их получение влечет за собой повышенную стоимость и что компонент смеси на основе сложного эфира фосфорной кислоты может оказывать неблагоприятное воздействие на полезные свойства чистых поли (алкиленфосфатов), например на низкую летучесть.

    EP-A 2 687 534 раскрывает смеси безгалогенных поли (алкиленфосфатов), которые подходят в качестве безгалогенных антипиренов для полиуретанов, при этом поддаются обработке не только полиэфирполиолами, но и полиэфирполиолами, и имеют низкую значения запотевания. В этом документе не рассматривается проблема гигроскопичности поли (алкиленфосфатов).

    Таким образом, целью настоящего изобретения было создание продуктов, которые обладают преимуществами известных поли (алкиленфосфатов), но обладают меньшей гигроскопичностью и, таким образом, могут быть более легко обработаны.

    СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

    Цель достигается с помощью смесей конкретных выбранных поли (алкиленфосфатов) общей формулы

    ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

    В одном варианте осуществления смеси поли (алкиленфосфатов) содержат по меньшей мере три поли (алкиленфосфата) формулы (I)

    , в которой

    • R 1 , R 2 , R 3 и R 4 , соответственно, независимо друг от друга являются н-бутиловым фрагментом или 2 -метилпропильный фрагмент,
    • A ​​представляет собой фрагмент формулы -CHR 5 -CHR 6 – (O-CHR 7 -CHR 8 ) n -,
      • , в которой
      • a представляет собой целое число от 1 до 5 и
      • R 1 , R 6 , R 7 и R 8 независимо друг от друга водород или метил,
        и
    • n целое число от 0 до 100, предпочтительно от 0 до 50 а и особенно предпочтительно от 0 до 30 при условии, что по крайней мере три из поли (алкиленфосфатов) формулы (I), присутствующих в смеси, отличаются друг от друга по крайней мере числом n повторяющихся звеньев, и
      • средневзвешенное значение количества повторяющихся звеньев n в поли (алкиленфосфатах) формулы (I) находится в диапазоне от 1.С 10 до 4.00.

    Предпочтительно, чтобы поли (алкиленфосфаты) формулы (I), присутствующие в смесях по изобретению, были такими, в которых а является числом 1.

    Также предпочтительно, чтобы поли (алкиленфосфаты) ) формулы (I), присутствующие в смесях по изобретению, представляют собой те части, в которых фрагменты R 5 , R, R 7 и R 8 все идентичны и представляют собой водород.

    Подобным образом предпочтительно, чтобы поли (алкиленфосфаты) формулы (I), присутствующие в смесях по настоящему изобретению, были такими, в которых фрагменты R 1 , R 2 , R 3 и R 4 все идентичны и представляют собой н-бутильные фрагменты.В альтернативном, так же предпочтительном варианте осуществления изобретения фрагменты R 1 , R 2 , R 3 и R 4 все идентичны и представляют собой 2-метилпропильные фрагменты.

    Смеси по настоящему изобретению содержат по меньшей мере три, предпочтительно более трех различных поли (алкиленфосфатов) общей формулы (I), где по меньшей мере три поли (алкиленфосфата), присутствующие в смеси, отличаются друг от друга по меньшей мере в количестве n повторяющихся звеньев и, следовательно, в их молярной массе.Специалист в данной области использует подходящие средние значения для описания таких смесей, примерами являются среднечисленная молярная масса M n и средневзвешенное значение количества повторяющихся единиц n в молекулах формулы (I). присутствует в смеси.

    Предпочтительно, чтобы среднее значение количества повторяющихся звеньев n в поли (алкиленфосфатах) формулы (I), присутствующих в смесях по настоящему изобретению, находилось в диапазоне от 1,2 до 3,0; особенно предпочтительно в диапазоне от 1.От 3 до 2,0 и наиболее предпочтительно в диапазоне от 1,30 до 1,90.

    Среднечисленная молярная масса M n поли (алкиленфосфатов) формулы (I), присутствующих в смеси по настоящему изобретению, определяется в случае настоящего изобретения с помощью гель-проникающей хроматографии с тетрагидрофураном в качестве элюента против стандарты полистирола. Этот метод известен специалистам в данной области, например, из DIN 55672-1: 2007-08. Средневзвешенное значение количества повторяющихся звеньев n в поли (алкиленфосфатах), присутствующих в смеси, может быть легко рассчитано (см. Примеры) из M n с учетом стехиометрии формулы (I).

    Особое предпочтение отдается смесям, содержащим по крайней мере три поли (алкиленфосфата) формулы (I), в которой

    • a – число 1,
    • R 5 , R 6 , R 7 и R 8, все идентичны и представляют собой водород
      и
    • n целое число от 0 до 100, предпочтительно от 0 до 50 и особенно предпочтительно от 0 до 30,
      при условии, что по крайней мере три из поли ( алкиленфосфаты) формулы (I), присутствующие в смеси, отличаются друг от друга, по крайней мере, количеством n повторяющихся звеньев, а
      – средневзвешенным значением количества повторяющихся звеньев n в поли (алкиленфосфатах). формулы (I) находится в диапазоне от 1.От 10 до 4,00, предпочтительно от 1,2 до 3,0, особенно предпочтительно от 1,3 до 2,0 и особенно предпочтительно от 1,30 до 1,90.

    Очень особое предпочтение также отдается смесям, содержащим по крайней мере три поли (алкиленфосфата) формулы (I), в которой

    • a – число 1,
    • R 1 , R 2 , R 3 и R 4 все идентичны и представляют собой н-бутильные фрагменты,
    • R 5 , R 6 , R 7 и R 8 все идентичны и являются водородом,
      и
    • n представляет собой целое число от 0 до 100, предпочтительно от 0 до 50 и особенно предпочтительно от 0 до 30,
      при условии, что по крайней мере три из поли (алкиленфосфатов) формулы (I), присутствующих в смеси, отличаются от одного другой, по меньшей мере, в количестве n повторяющихся звеньев, и
      средневзвешенное значение количества повторяющихся звеньев n в поли (алкиленфосфатах) формулы (I) находится в диапазоне от 1.От 10 до 4,00, предпочтительно от 1,2 до 3,0, особенно предпочтительно от 1,3 до 2,0 и особенно предпочтительно от 1,30 до 1,90.

    Очень особое предпочтение также отдается смесям, содержащим по крайней мере три поли (алкиленфосфата) формулы (I), в которой

    • a – число 1,
    • R 1 , R 2 , R 3 и R 4 все идентичны и являются 2-метилпропильными фрагментами,
    • R 3 , R 6 , R 7 и R 8 все идентичны и являются водородом,
      и
    • n представляет собой целое число от 0 до 100, предпочтительно от 0 до 50 и особенно предпочтительно от 0 до 30,
      при условии, что по крайней мере три из поли (алкиленфосфатов) формулы (I), присутствующих в смеси, отличаются от одного другой, по меньшей мере, в количестве n повторяющихся звеньев, и
      средневзвешенное значение количества повторяющихся звеньев n в поли (алкиленфосфатах) формулы (I) находится в диапазоне от 1.От 10 до 4,00, предпочтительно от 1,2 до 3,0, особенно предпочтительно от 1,3 до 2,0 и особенно предпочтительно от 1,30 до 1,90.

    Смеси по настоящему изобретению в принципе могут быть получены способами получения алкилфосфатов, известными специалистам в данной области, например, описанными в EP-A 2 687 534.

    Настоящее изобретение также предлагает способ для производства смесей по изобретению, который отличается тем, что на первой стадии дигидроксисоединение формулы (II)


    HO-A-OH (II),

    , в котором A имеет общие и предпочтительные определения Как указано выше,
    реагирует с оксихлоридом фосфора POCl 3 , где количество POCl 3 , использованное на моль дигидроксисоединения формулы (II), больше 1.0 моль и менее 2,0 моль, и полученная смесь хлорфосфатов формулы (III)

    , в которой n является целым числом от 0 до 100, предпочтительно от 0 до 50 и особенно предпочтительно от 0 до 30,
    реагирует в вторая стадия с н-бутанолом или 2-метилпропанолом или их смесью.

    Предпочтительно, чтобы количество POCl 3 , использованное на моль дигидроксисоединения формулы (II) для получения смесей по изобретению, составляло от 1.От 4 до 1,8 мол.

    Наиболее выгодное молярное соотношение в указанном выше диапазоне дигидроксисоединений формулы (II) к оксихлориду фосфора POCl 3 для производства смесей по изобретению со средним значением числа повторяющихся звеньев. n в диапазоне от 1,10 до 4,00 может быть легко определено с помощью серии экспериментов типа, известного специалисту в данной области техники.

    Способ изобретения может осуществляться в широком диапазоне температур.Способ изобретения обычно проводят в диапазоне температур от 0 до 100 ° C. Предпочтительно работать при температуре от 5 до 40 ° C на первой стадии и обычно при температуре от 5 до 30 ° C. ° C на второй стадии.

    Способ по настоящему изобретению можно осуществлять в широком диапазоне давлений. Предпочтительно первую стадию проводить при давлении от 10 до 1000 мбар, а вторую стадию проводить при атмосферном давлении.

    Предпочтительно, чтобы смеси согласно изобретению были материалами, которые были жидкими при температуре около 23 ° C.

    Динамическая вязкость смесей по настоящему изобретению при 23 ° C предпочтительно составляет от 20 до 500 мПа · с. Особенно предпочтительно динамическая вязкость при 23 ° C составляет от 30 до 200 мПа · с.

    Смеси по изобретению подходят для использования в качестве антипиренов и для производства препаратов, которые используются в качестве антипиренов. Настоящее изобретение также обеспечивает использование смесей изобретения в качестве антипиренов.

    Смеси могут использоваться в качестве антипиренов в любом из применений антипиренов, известных специалисту в данной области.Смеси согласно изобретению предпочтительно используются в качестве антипиренов для синтетических полимеров

      • , например полиолефинов, поливинилхлорида, поликарбонатов, (со) полимеров на основе стирола, полиамидов, полиэфиров, полиуретанов, эластомеров и термореактивных полимеров, таких как эпоксидные смолы. , ненасыщенные полиэфирные смолы и фенолформальдегидные смолы,
      • материалы растительного происхождения, например древесина, древесно-пластиковые композиты, материалы на основе целлюлозы и производные целлюлозы, бумага и картон, и
      • материалы животного происхождения, например кожа.

    Особенно предпочтительно использовать смеси изобретения в качестве антипиренов для полиуретанов. Особенно предпочтительно использовать смеси в качестве антипиренов для пенополиуретанов.

    Настоящее изобретение также предлагает препараты, которые используются в качестве антипиренов. Эти препараты содержат, помимо смесей по изобретению, по меньшей мере одно вспомогательное средство, выбранное из группы, состоящей из антипиренов, отличающихся от смеси олигомеров, антиоксидантов и стабилизаторов, полиолов, катализаторов, а также красителей.

    Примерами антипиренов, отличающихся от смесей по настоящему изобретению, являются

      • фосфорорганические соединения, например триэтилфосфат, трифенилфосфат, дифенилкрезилфосфат, трикрезилфосфат, изопропилированные или бутилированные арилгликольфосфаты, бисфосфатные арилгликольфосфаты. (дифенилфосфат), хлорированные сложные эфиры фосфорной кислоты, такие как трис (хлоризопропил) фосфат или трис (дихлорпропил) фосфат, диметилметанфосфонат, диэтилэтанфосфонат, диметилпропнефосфонат, диэтилфосфонат, фосфорсодержащие производные или другие фосфорсодержащие соединения, содержащие фосфорные группы фосфорсодержащих соединений и олигомерные соединения, содержащие фосфорные группы олигомеров , например, диэтилгидроксиметанфосфонат, производные 2-оксида 5,5-диметил-1,3,2-диоксафосфоринана, 10-оксид 9,10-дигидро-9-окса-10-фосфафенантрена (DOPO) и его производные,
      • неорганические соединения фосфора, например фосфат аммония, полифосфат аммония т.е. меламинфосфат, полифосфат меламина,
      • соединений азота, например меламин, цианурат меламина,
      • соединения брома, например сложные алкиловые эфиры тетрабромбензойной кислоты, бромсодержащие диолы, полученные из ттрабромфталевого ангидрида, бромсодержащие поли содержащие дифениловые эфиры или
      • неорганических соединений, например гидроксид алюминия, бемит, гидроксид магния, расширяемый графит или глинистые минералы.

    Антиоксиданты и стабилизаторы представляют собой, например,

      • пространственно затрудненные триалкилпбенолы, сложные алкиловые эфиры 3- (3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксифенил) пропионовой кислоты, бензофуран-2- они, вторичные ароматические амины, фосфиты, фенотиазины, токоферолы или
      • эпоксидные соединения и карбодиимиды.

    Полиолы представляют собой, например,

      • простые полиэфиры, сложные полиэфиры, поликарбонаты или сложные полиэфирамиды, содержащие от 2 до 8 гидроксильных групп и молярную массу от 400 до 8000 г / моль, или
      • соединений, имеющих от 2 до 2 до 8 гидроксильных групп и молярная масса от 32 до 399 г / моль.

    Катализаторы представляют собой, например,

      • амины, амидины и гуанидины, замещенные алкильными группами,
      • оловоорганические соединения или
      • фосфорорганические соединения.

    Красителями являются, например,

      • растворимые органические красители,
      • пигменты, например органические пигменты, пигменты оксида железа или углеродная сажа.

    Если смеси используются в качестве антипиренов для пенополиуретана, пенополиуретаны представляют собой гибкие пенополиуретаны или жесткие пенополиуретаны.Смеси предпочтительно используются в качестве антипиренов для гибких пенополиуретанов, которые получают из простых полиэфирполиолов, то есть гибких пен полиэфир-полиуретан. В альтернативном, также предпочтительном варианте осуществления изобретения смеси используются в качестве антипиренов для гибких пенополиуретанов, которые получают из полиэфирных полиолов, то есть гибких пен на основе сложного полиэфира и полиуретана.

    Кроме того, настоящее изобретение также относится к полиуретанам, которые составляют смеси изобретения.Этим полиуретанам можно придать огнестойкость за счет подходящего выбора количества присутствующей смеси.

    Огнестойкие полиуретаны по настоящему изобретению могут быть получены взаимодействием по меньшей мере одного органического 3-полиизоцианата с полиольным компонентом, содержащим по меньшей мере одно соединение, имеющее по меньшей мере два атома водорода, реагирующих с изоцианатами, в присутствии смеси по настоящему изобретению и, необязательно, в присутствии обычных вспенивающих агентов, стабилизаторов, катализаторов, активаторов и / или других обычных вспомогательных веществ и добавок.

    Используемое количество смесей по изобретению составляет от 0,5 до 30 частей по массе, предпочтительно от 3 до 25 частей по массе, на 100 частей по массе полиольного компонента.

    Полиуретаны представляют собой полимеры на основе изоцианата, содержащие преимущественно уретановые группы и / или изоциануратные группы, и / или аллофанатные группы, и / или уретдионовые группы, и / или группы мочевины, и / или карбодиимидные группы. Производство полимеров на основе изоцианата само по себе известно и описано в качестве примера в публикациях DE-A 16 94 142, 16 94 215 и 17 20 768, а также в Kunststoff-Handbuch [Справочник по пластикам] Том VII, Полиуретан [Полиуретаны ], под редакцией G, Oertel, Carl-Hanser-Verlag, Мюнхен, Вена, 1993.

    Огнестойкие полиуретаны по настоящему изобретению представляют собой термореактивные полиуретаны, пенополиуретаны, полиуретановые кластомеры, термопластичные полиуретаны, полиуретановые покрытия, полиуретановые лаки, полиуретановые клеи, полиуретановые связующие или полиуретановые волокна.

    В предпочтительном варианте осуществления изобретения огнестойкие полиуретаны по изобретению представляют собой огнестойкие пенополиуретаны.

    Пенополиуретаны в целом делятся на гибкие и жесткие.Хотя гибкие пенопласты и жесткие пенопласты в принципе могут иметь примерно одинаковую плотность и состав, гибкие пенополиуретаны имеют лишь небольшую степень сшивания и демонстрируют лишь небольшое сопротивление деформации под давлением. В отличие от этого, структура жесткого пенополиуретана состоит из элементов с высокой степенью сшивки, а жесткий пенополиуретан демонстрирует очень высокое сопротивление деформации под давлением. Типичный жесткий пенополиуретан представляет собой пену с закрытыми ячейками и имеет низкий коэффициент теплопроводности.Основными параметрами, используемыми для влияния на последующую структуру пены и свойства пены во время производства полиуретанов посредством реакции полиолов с изоцианатами, являются структура и молярная масса полиола, а также реакционная способность и количество (функциональность) гидроксильных групп, присутствующих в полиол. Дополнительные сведения о жестких и гибких пенопластах, исходных материалах, которые могут быть использованы для их производства, а также о способах их производства, можно найти у Норберта Адама, Геза Авара, Герберта Бланкенхайма, Вольфганга Фридерикса, Манфреда Гирсига, Эккехарда Вейганда, Майкла Халфманна, Фридрих-Вильгельм Виттбекер, Дональд-Рихард Лаример, Удо Майер, Свен Мейер-Аренс, Карл-Людвиг Нобль и Ханс-Георг Вуссов: «Полиуретаны», Энциклопедия промышленной химии Ульмана, выпуск 2005 г., электронное издание, 7-е изд., Глава 7 («Пены»), Wiley-VCH, Weinheim 2005.

    Плотность пенополиуретана по изобретению предпочтительно составляет от 10 до 150 кг / м 3 . Особенно предпочтительно их плотность составляет 20-50 кг / м 3 .

    Исходными компонентами, используемыми для производства пен на основе изоцианатов, являются следующие:

    • 1) Алифатические, циклоалифатические, аралифатические, ароматические и гетероциклические полиизоцианаты (например, W. Siefken в Justus Liebigs Annalen der Chemie, 562, стр.75-136), например те, которые имеют формулу Q (NCO) n , в которой n = от 2 до 4, предпочтительно от 2 до 3, и Q представляет собой алифатический углеводородный фрагмент, содержащий от 2 до 18 атомов углерода, предпочтительно от 6 до 10 атомов углерода, циклоалифатический углеводородный фрагмент, содержащий от 4 до 15 атомов углерода, предпочтительно от 5 до 10 атомов углерода, ароматический углеводородный фрагмент, содержащий от 6 до 15 атомов углерода, предпочтительно от 6 до 13 атомов углерода, или аралифатический углеводородный фрагмент, содержащий от 8 до 15 атомов углерода, предпочтительно от 8 до 13 атомов углерода.Особое предпочтение обычно отдается полиизоцианатам, которые легко получить в промышленности, полученным из толиленового 2,4- и / или 2,6-диизоцианата или из дифенилметан-4,4′- и / или 2,4′-диизоцианата.
    • 2) Соединения, содержащие по меньшей мере два атома водорода, реакционноспособные по отношению к изоцианатам, и молярную массу от 400 до 8000 г / моль («полиольный компонент»). Это не только соединения, содержащие аминогруппы, тиогруппы или карбоксильные группы, но также предпочтительно соединения, содержащие гидроксильные группы, в частности соединения, содержащие от 2 до 8 гидроксильных групп.Если пенополиуретан предназначен для использования в качестве гибкого пеноматериала, предпочтительно использовать полиолы с молярными массами от 2000 до 8000 г / моль и от 2 до 6 гидроксильных групп на молекулу. Если же, напротив, предполагается получить жесткую пену, предпочтительно использовать сильно разветвленные полиолы с молярными массами от 400 до 1000 г / моль и от 2 до 8 гидроксильных групп на молекулу. Полиолы представляют собой простые и сложные полиэфиры, а также поликарбонаты и амиды сложных полиэфиров, которые относятся к типу, известному как таковой для получения гомогенных и ячеистых полиуретанов и описанному, например, в German Offenlegungsschrift 28 32 253.В изобретении предпочтение отдается простым полиэфирам и сложным полиэфирам, имеющим по меньшей мере две гидроксигруппы.

    Пенополиуретаны по настоящему изобретению, таким образом, могут быть получены в виде жестких или гибких пен путем соответствующего выбора исходных материалов способом, который можно легко найти в предшествующем уровне техники.

    Другие исходные компоненты необязательно представляют собой соединения, имеющие по меньшей мере два атома водорода, реакционноспособные по отношению к изоцианатам, и молярную массу от 32 до 399 г / моль. В этом случае это также соединения, имеющие гидроксильные группы, и / или аминогруппы, и / или тиогруппы, и / или карбоксильные группы, предпочтительно соединения, имеющие гидроксильные группы и / или аминогруппы, служащие удлинителями цепи или сшивающими агентами.Эти соединения обычно имеют от 2 до 8 атомов водорода, реакционноспособных по отношению к изоцианатам, предпочтительно от 2 до 4. Примеры здесь также описаны в публикации DE-A 28 32 253.

    • 3) Вода и / или летучие органические вещества в качестве вспенивателя, например н-пентан, изопентан, циклопентан, ацетон, галогенсодержащие алканы, например трихлорметан, метиленхлорид или хлорфторалканы, CO 2 и другие.
    • 4) Вспомогательные вещества и добавки необязательно используются одновременно, примерами являются катализаторы известного типа, поверхностно-активные добавки, например эмульгаторы и стабилизаторы пены, замедлители реакции, например.грамм. вещества, имеющие кислую реакцию, например соляную кислоту или органические ацилгалогениды, а также регуляторы клеток известного типа, например парафины или жирные спирты и диметилполисилоксаны, а также пигменты или красители и другие антипирены, а также стабилизаторы в отношении эффекты старения и погодных условий, ингибиторы преждевременной коррозии, пластификаторы, фунгистатические и бактериостатические вещества, а также наполнители, например сульфат бария, кизельгур, технический углерод или осажденный мел (публикация DE-A 27 32 292).Конкретные ингибиторы подвулканизации, которые могут присутствовать, представляют собой пространственно затрудненные триалкилфенолы, сложные алкиловые эфиры 3- (3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксифенил) пропионовой кислоты, бензофуран-2-оны, вторичные ароматические амины, фосфиты, фенотиазины или токоферолы. .

    Следующие соединения могут также присутствовать в качестве дополнительных антипиренов наряду со смесями по настоящему изобретению в полиуретанах по настоящему изобретению:

      • фосфорорганические соединения, например триэтилфосфат, трифенилфосфат, дифенилкрезилфосфат, трикрезилфосфат, изопропилированные или бутилированные арилфосфаты, ароматические бисфосфаты, бис (дифенилфосфат) неопентилгликоля, хлорированные сложные эфиры фосфорной кислоты, такие как трис (хлоризопропил) фосфат или трис (дихлорпропил) фосфат, диметилметанфосфанат, диэтилметанфосфанфосфат, диметилметанфосфанфосфонат, диэтилметанфосфонат, диэтилметанфосфанфосфонат, диэтилметанфосфанфосфонат, диэтилметанфосфанфосфонат, диэтилметанфосфанэтанат , другие олигомерные фосфаты или фосфонаты, соединения фосфора, содержащие гидроксильные группы, например диэтилгидроксиметанфосфонат, производные 2-оксида 5,5-диметил-1,3,2-диоксафосфоринана, 9,10-дигидро-9-окса-10-фосфафенантрен 10 -оксид (ДОПО) и его производные,
      • неорганический соединения фосфора ic, например фосфат аммония, полифосфат аммония, фосфат меламина, полифосфат меламина,
      • соединения азота, например меламин, цианурат меламина,
      • соединения брома, например алкиловые эфиры тетрабромбензойной кислоты, бромсодержащие диолы, полученные из тетрабромфталевый ангидрид, бромсодержащие полиолы, бромсодержащие дифениловые эфиры,
      • неорганические антипирены, например гидроксид алюминия, бемит, гидроксид магния, расширяемый графит или глинистые минералы.

    Другие примеры поверхностно-активных добавок и стабилизаторов пены, которые могут необязательно использоваться одновременно в соответствии с изобретением, а также регуляторы ячеек, замедлители реакции, стабилизаторы, огнезащитные вещества, пластификаторы, красители и наполнители, а также фунгистатики. и бактериостатические вещества, а также подробности, касающиеся способа использования и механизма действия этих добавок, описаны в Kunststoff-Handbuch [Plastics handbook], Volume VII, Carl-Hanser Verlag, Munich, 1993, на страницах 104–123.

    Настоящее изобретение также обеспечивает способ производства полиуретанов посредством реакции органических полиизоцианатов с полиольным компонентом, содержащим по меньшей мере одно соединение, имеющее по меньшей мере 2 атома водорода, реакционноспособных по отношению к изоцианатам, и с обычными вспенивающими агентами, стабилизаторами, катализаторами, активаторами и / или или другие обычные вспомогательные вещества и добавки при температуре от 20 до 80 ° C, в которой используется количество от 0,5 до 30 частей по массе на 100 частей по массе полиольного компонента по меньшей мере одной смеси по настоящему изобретению.Предпочтительно использовать количество от 3 до 25 частей по весу смесей, исходя из 100 частей по весу полиольного компонента.

    Способ производства полиуретанов по изобретению осуществляется путем взаимодействия компонентов реакции, описанных выше, в одностадийном процессе, известном как таковой, форполимерном процессе или полупреполимерном процессе, часто с использованием оборудования, такого как описанное в Патент США № 2,764,565. Подробности, касающиеся технологического оборудования, которое также можно использовать в соответствии с изобретением, описаны в Kunststoff-Handbuch [Plastics Handbook], Volume VII, Polyurethane [Polyurethanes], под редакцией G.Oertel, Carl-Hanser-Vedag, Мюнхен, Вена, 1993, стр. 139–192.

    Способ изобретения также может быть использован для производства пенопластов холодного отверждения (Патентная спецификация Великобритании 11 62 517, публикация DE-A 21 53 086). Однако также возможно, конечно, получать пену посредством вспенивания блоков или с помощью процесса с двумя ленточными конвейерами, который известен сам по себе. Пенополиизоцианурат получают с помощью способов и условий, известных для этой цели.

    Способ изобретения позволяет производить пенополиуретан в виде жестких или гибких пен в непрерывном или периодическом режиме или в виде вспененных формованных изделий.Предпочтение отдается способу изобретения при производстве гибких пен, получаемых с помощью процесса вспенивания блоков.

    Полиуретаны, получаемые согласно изобретению, предпочтительно используются в обивке мебели, текстильных вставках, матрасах, автомобильных сиденьях, подлокотниках, компонентах, обшивке сидений и приборной панели, оболочке кабелей, уплотнениях, покрытиях, красках, клеях, усилителях адгезии и волокнах.

    Препараты по настоящему изобретению, содержащие смеси по настоящему изобретению, могут быть получены известными способами из известных компонентов.Препараты по настоящему изобретению являются жидкими, обладают хорошими дозирующими свойствами и поэтому очень просты в обработке. Пониженная гигроскопичность снижает риск нежелательного загрязнения водой при контакте с воздухом.

    Изобретение объясняется более подробно со ссылкой на примеры, приведенные ниже, без какого-либо намерения ограничить изобретение.

    ПРИМЕРЫ Примеры получения Общие технические условия на синтез смесей по изобретению (примеры синтеза от S1 до S5)

    Количество (массовые части), указанное в таблице 1, оксихлорида фосфора загружали в реактор с мешалкой, капая воронка, дефлегматор и вакуумное оборудование.Температуру оксихлорида фосфора регулировали от 10 до 20 ° C. Количество, указанное в таблице 1, диэтиленгликоля добавляли по каплям в диапазоне вакуума от 500 до 700 мбар. По завершении добавления по каплям давление дополнительно снижали до конечного давления от 5 до 15 мбар, а температуру повышали до 20-30 ° C. Остаток представлял собой практически бесцветную жидкость.

    Количество 2-метилпропанола и, соответственно, н-бутанола, указанное в таблице 1, загружали в следующий реактор с мешалкой, капельной воронкой и обратным холодильником при температуре от 20 до 30 ° C, и к нему примешивали остаток, полученный выше.Перемешивание смеси продолжали при температуре в диапазоне от 20 до 30 ° C до завершения реакции, а затем смесь нейтрализовали добавлением водного гидроксида натрия. В результате были две прозрачные жидкие фазы. Их разделяли, и органическую фазу освобождали от избытка реагента перегонкой. Остаток после перегонки промывали водой, и, наконец, остаток воды удаляли перегонкой.

    Остаток представлял собой смесь изобретения в виде бесцветной жидкости.Вязкости полученных продуктов определяли при 23 ° C с помощью имеющегося в продаже вискозиметра с падающим шариком и перечислены в таблице 1.

    Технические условия на синтез сравнительного вещества, не соответствующего изобретению, в соответствии с EP-A 2687534 (Синтез Пример CompS1)

    Количество (массовые части) оксихлорида фосфора, указанное в таблице 1, загружали в реактор с мешалкой, капельной воронкой, обратным холодильником и вакуумным оборудованием. Температуру оксихлорида фосфора регулировали от 10 до 20 ° C.Количество диэтиленгликоля, указанное в таблице 1, добавляли по каплям в диапазоне вакуума от 500 до 700 мбар. По завершении добавления по каплям давление дополнительно снижали до конечного давления от 5 до 15 мбар, а температуру повышали до 20-30 ° C. Остаток представлял собой практически бесцветную жидкость. Указанное в таблице 1 количество этанола загружали в дополнительный реактор с мешалкой, капельной воронкой и обратным холодильником при температуре в диапазоне от 20 до 30 ° C, и к нему примешивали полученный выше остаток.Перемешивание смеси продолжали от 20 до 30 ° C до завершения реакции, а затем смесь нейтрализовали добавлением концентрированного водного гидроксида натрия. Затем добавляли дихлорметан и воду в количествах, достаточных для получения двух прозрачных жидких фаз. Их разделяли, и органическую фазу освобождали от дихлорметана, избытка этанола и воды перегонкой. Остаток представлял собой олигомер, не соответствующий настоящему изобретению, в форме бесцветной жидкости. Вязкость полученного продукта определяли при 23 ° C.с коммерчески доступным вискозиметром с падающим шариком и приведен в таблице 1.

    Определение средневзвешенного значения числа повторяющихся единиц n в смесях S1 – S5 и CompS1

    Анализ гельпроникающей хроматографией (GPC ) показали, что продукты, полученные в примерах синтеза от S1 до S5 и compS1, были смесями. Среднечисленные молярные массы M n смесей определяли методом ГПХ с тетрагидрофураном в качестве элюента по стандартам полистирола на основе метода DIN 55672-1: 2007-08.Средневзвешенное значение числа повторяющихся звеньев n в поли (алкиленфосфатах), соответствующих формуле (I), присутствующих в смеси, было рассчитано из измеренной среднечисленной молярной массы M n по следующей формуле:


    n = ( M n −M R ) / M R

    где

    • n: средневзвешенное значение количества повторяющихся единиц в поли (алкиленфосфаты) формулы (I), присутствующие в смеси,
    • M n : среднечисленная молярная масса в г / моль, определенная гельпроникающей хроматографией.
    • M E : сумма молярных масс концевых групп в г / моль и
    • M R : молярная масса повторяющейся единицы в г / моль.

    Для смесей поли (алкиленфосфатов) от S1 до S5 формулы (I) где R 1 = R 2 = R 3 = R 4 = н-бутил или 2-метилпропил и A = -CH 2 CH 2 OCH 2 CH 2 -, M R = 266,31 г / моль и M R = 224,19 г / моль.Для сравнительного вещества, не соответствующего изобретению, compS1 поли (алкиленфосфатов) формулы (I), где R 1 = R 2 = R 3 = R 4 этил и A = CH 2 CH 2 OCH 2 CH 2 -, M E = 182,16 г / моль и M R = 194,14 г / моль. Результаты приведены в Таблице 1.

    ТАБЛИЦА 1 Сырье, использованное (части по массе) для производства смесей по изобретению (Примеры синтеза S1-S5) и сравнительного вещества compS1, не соответствующего изобретению, и его свойств Пример S1S2S3S4S5compS1 Оксихлорид фосфора 149.6182.8154.1151.7154.1306.7 Диэтиленгликоль 74.068.362.766.362.7118.72-Метилпропанол380.0500.0444.7360.0n-Бутанол 444,7 Этанол 618.2 Вязкость [мПа · с] 31579971389358 Mn [г / моль]

    В экспериментах использовали смесь S3 по изобретению и сравнительное вещество compS1. Водопоглощение определяли, загружая 100 мл исследуемой смеси в стеклянный стакан объемом 250 мл (высота 12 см, диаметр 6 см) и храня его без крышки в шкафу при контролируемых условиях температуры и влажности в течение семи дней ( 23 ° С.и относительная влажность 50%). Содержание воды в смесях определяли титрованием по Карлу-Фишеру в соответствии с DIN 51777. Перед определением воды образцы в каждом случае гомогенизировали путем перемешивания. Результаты приведены в таблице 2.

    ТАБЛИЦА 2 Водопоглощение смеси S3 по настоящему изобретению и сравнительного вещества, не соответствующего настоящему изобретению, compS1 Водопоглощение после хранения в течение семи дней [% по массе] S30 .75VS11.50

    Оценка результатов водопоглощения

    Согласно результатам, приведенным в таблице 2, сравнительное вещество compS1, не соответствующее изобретению, демонстрирует значительное водопоглощение в условиях испытания. При отсутствии сложных мер предосторожности продукт быстро впитывает количество воды, что может быть проблематичным при техническом применении. Смесь S3 по изобретению демонстрирует заметно более низкое водопоглощение, чем сравнительное вещество compS1.Следовательно, он имеет более низкую гигроскопичность, и это дает преимущество в технических приложениях, чувствительных к воде.

    Определение устойчивости к гидролизу

    Кислотное число смеси S3 по изобретению и сравнительного примера compS1 определяли титрованием 0,1 молярным водным гидроксидом натрия. Затем образцы двух веществ смешивали с 10 мас.% Водопроводной воды и смесь хранили при 60 ° C в течение недели. Затем кислотное число определяли титрованием, как описано выше.Результаты приведены в таблице 3.

    ТАБЛИЦА 3 Устойчивость к гидролизу смеси S3 по настоящему изобретению и сравнительного вещества не по изобретению compS1 Увеличение кислотно-кислотного числа до Кислотное число после количества Хранение вещества [мг КОН / г] хранение [мг КОН / г] [мг КОН / г] S30.180.190.01VS10.510.810.30

    Оценка результатов устойчивости к гидролизу

    Согласно результатам, приведенным в таблице 3, хранение веществ в присутствии воды приводит к увеличению кислотного числа.Это увеличение объясняется частичным гидролизом триалкилфосфатов с образованием соответствующих спиртов и кислотных неполных эфиров фосфорной кислоты. Количество образующейся кислоты увеличивается с увеличением степени гидролиза.

    Кислотное число сравнительного вещества compS1, не соответствующего изобретению, значительно увеличивается на 0,30 мг КОН / г. Напротив, только минимальное увеличение 0,01 мг КОН / г зарегистрировано для смеси S3 по настоящему изобретению. Таким образом, смесь S3 по настоящему изобретению проявляет большую устойчивость к гидролизу, чем сравнительное вещество compS1 при идентичных условиях испытания.

    Сочетание более низкой гигроскопичности и большей устойчивости к гидролизу делает смеси по настоящему изобретению менее восприимчивыми к вредному эффекту контакта с атмосферной влагой. Поли (алкиленфосфаты) подвергаются воздействию атмосферной влаги в различных технических областях, и поэтому становится легче использовать их, например, в качестве смазочных материалов, гидравлических жидкостей, пластификаторов или антипиренов.

    Производство гибких пенополиуретанов

    ТАБЛИЦА 4 Сырье, используемое для производства гибких пенополиуританов на основе простого полиэфира и полиуретана Компонент Функция Описание APolyolArcol ® 1105 (Covestro AG), полиэфирполиол с добавлением OHNWATLESS 108 мг KOH / gBCCatlow Deutschland GmbH), 70% раствор бис (2-диметиламиноэтилового) эфира в дипропиленгликоле DCatalystAddocat ® SO (LANXESS Deutschland GmbH), 2-этилгексаноат олова (II), стабилизаторTegostab ® B 8232 (Degussa), силиконовый стабилизатор F2 компаунд-замедлитель горения F1S: сравнительное вещество Изобретение GDiisocyanateDesmodur ® T 80 (Covestro AG), Толилендиизоцианат, смесь изомеров

    Производство гибких пенополиэфир-полиуретан

    Сырье для производства гибких пенополиэфир-полиуретан указано в таблице 4.Компоненты, указанные в терминах типа и количества в таблице 5, за исключением диизоцианата (компонент G), были смешаны с получением гомогенной смеси. Затем добавляли диизоцианат и добавляли кратковременным энергичным перемешиванием. Плотность эластичного пенополиуретана на основе простого полиэфира, полученного после выдержки от 15 до 20 секунд и времени полного подъема от 160 до 180 секунд, составила 33 кг / м 2. Во всех экспериментах были получены однородные мелкопористые пены.

    Определение огнестойкости

    Гибкие пенополиуретаны были испытаны в соответствии со спецификациями Федеральных стандартов безопасности автотранспортных средств FMVSS 302 и классифицированы в соответствии с классами воспламеняемости SE (самозатухающие), SE / NBR (самозатухающие / нет скорости горения), SE / BR (самозатухающий / со скоростью горения), BR (скорость горения) и RB (быстрое горение).Огневые испытания проводились по пять раз для каждого примера. Наименьший результат для каждой серии из пяти показан в таблице 5.

    ТАБЛИЦА 5 Состав (части по весу) и результаты испытаний для примера V3 изобретения и сравнительных примеров V1 и V2, не относящихся к изобретению, в отношении гибких Пенополиэфир-полиуретан Пример V1V2V3 A100100100B3.03.03.0C0.080.080.08D0.160.160.16E1.001.001.001.00F14F28G40.940.940.9 Рейтинг MVSS RBSESE
    4 Гибкий полиэфир Evaluation В отсутствие антипирена (пример V1) гибкий пенополиуретан быстро расходуется при сгорании (рейтинг воспламеняемости RB по MVSS).И пена из примера V2 с огнезащитным составом F1, не являющегося предметом изобретения, и пена из примера V3 с антипиреном F2 по изобретению, достигают наилучшего показателя огнестойкости по MVSS SE (самозатухающий).

    ЗАКЛЮЧЕНИЕ

    Как видно из результатов в таблицах 2 и 3, смеси по настоящему изобретению неожиданно обладают более низкой гигроскопичностью вместе с повышенной устойчивостью к гидролизу. Общий эффект вышеизложенного состоит в том, что смеси по настоящему изобретению менее подвержены вредному влиянию контакта с атмосферной влагой.Содержание воды в антипиренах, используемых, в частности, при производстве полиуретана, всегда нежелательно, так как это приводит к неконтролируемому вспениванию. Таким образом, пониженная гигроскопичность смесей по изобретению представляет собой большое техническое преимущество. Эффект огнестойкости пенополиуретанов смесей по изобретению с их улучшенной гигроскопичностью, кроме того, превосходен и равен эффекту огнезащитных составов, известных из предшествующего уровня техники, как видно из таблицы 5.

    Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

    Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности.Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.


    Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

    Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:

    • В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
    • Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались.Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, используйте кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
    • Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
    • Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
    • Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie.Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

    Почему этому сайту требуются файлы cookie?

    Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.


    Что сохраняется в файле cookie?

    Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

    Как правило, в файлах cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

  • Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.