Что такое полимочевина?Современный уровень развития науки и техники потребовал создания нового поколения материалов, в том числе полимерных, отвечающих самым высоким требованиям и запросам. Поэтому наиболее актуальной задачей специалистов, занятых разработкой новых материалов для различных областей промышленности, строительства, техники и др. является создание не просто полимеров с улучшенными химическими и физико-механическими свойствами, такими как эластичность, устойчивость к агрессивным средам, прочность, высокая адгезия и т. д., а синтетических материалов с заранее заданными свойствами.

Результатом новейших разработок в области полимерных технологий является такой поистине революционный продукт, как полимочевина, вызывающий в последнее время повышенный интерес специалистов и простых потребителей. Что же такое полимочевина? Действительно ли это универсальный полимерный материал, как утверждают некоторые печатные издания, либо это просто рекламный трюк. Давайте разберемся.


Полимочевина (полимочевинный эластомер) представляет собой органический полимер, образующийся при химическом взаимодействии многофункционального изоцианатного предполимера и смеси смолы. В отличие от полиуретана, наряду с полимочевиной являющегося наиболее продвинутым и перспективным материалом полимерных покрытий, при получении полимочевины не используются полиэфиры.

Ниже представлены химические реакции, популярно отображающие сходство и различие между полиуретаном и полимочевиной:

Видно, что в реакциях компонент «Б» (изоцианат или отвердитель) одинаков, что позволяет классифицировать полимочевину как разновидность полиуретанов. Основой второго компонента (компонент «А») у полиуретана являются, так называемые, полиолы (полиэфиры с концевыми гидроксильными группами), а у полимочевины – полиэфирамины с концевыми аминогруппами, значительно превосходящими гидроксильные группы по реакционной способности с изоцианатами. Во избежание путаницы в обозначениях, необходимо отметить, что в США и Канаде, в отличие от всех других стран, изоцианат является компонентом «А» (А-side), а смола (полиол, база) – компонентом «Б» (B-side).

Если реакция образования полиуретана (1) протекает с использованием катализатора, то реакция образования полимочевины (2) в катализаторах не нуждается, она протекает очень быстро даже на холодных поверхностях, т. е. является автокаталитической.

 

 

 

Третья реакция взаимодействия изоцианата с водой, протекающая с выделением углекислого газа и являющаяся основной причиной ухудшения качества конечного продукта, является побочной. Тем не менее, именно эта реакция дает наглядное представление об одном из основных различий между полимочевиной и полиуретаном. Скорость этой реакции сопоставима со скоростью реакции образования полиуретана, но гораздо меньше скорости реакции образования полимочевины. Учитывая, что вода так или иначе присутствует как в самом втором компоненте (полиолах), так и в воздухе и на самой обрабатываемой поверхности, можно сделать вывод, что процесс нанесения покрытий из полиуретана во многом зависит от влажности и, таким образом, не является надежным. Реакция же компонента «А» и компонента «Б» в системе полимочевины протекает настолько быстро, что никакая влажность не успевает оказать воздействия на конечный результат. Подобный эффект особенно актуален для России с ее суровыми климатическими условиями.

Изоцианатные предполимеры, используемые при производстве полимочевины, могут быть ароматическими и алифатическими. Более дорогая «алифатическая» полимочевина не чувствительна к воздействию ультрафиолетового излучения (не выцветает на свету), что и предопределило области ее применения (например, фасады зданий). Наиболее распространенным является ароматический вид полимочевины.

Как мы уже отмечали, реакция образования полимочевины является автокаталитической, т. е. полимер образуется в отсутствие катализаторов, что обусловлено высокой реакционной способностью компонентов. Результатом автокаталитической реакции стали такие поистине выдающиеся свойства полимочевинных систем, как сохранение свойств покрытий вне зависимости от условий применения, а также их стабильность в процессе хранения. Даже самые жесткие условия напыления покрытий на основе полимочевин не умаляют качества, надежности и долговечности таких покрытий, разумеется, при условии наличия хорошо отлаженного оборудования, тщательного подбора сырья для исходной композиции, подготовки основания под покрытие и квалификации специалистов. Нанесение покрытий на основе полимочевины возможно практически на любой вид поверхности: бетон, гранит, полиуретан, керамика, кирпич, битумные покрытия, железо, сталь, дерево и др.

Поскольку технология образования полимочевины характеризуется быстрым временем реагирования, то процесс отверждения занимает всего несколько минут, что дает возможность ходить по такому покрытию почти сразу же после его нанесения.

Здесь необходимо отметить, что скорость отверждения полимочевины несколько снижается при пониженных температурах, однако этот недостаток вполне компенсируется возможностью отверждения таких покрытий при температурах до минус 40 градусов, что не характерно для большинства химических соединений. Таким образом, можно утверждать, что ни влажность, ни температура окружающего воздуха не влияют на реакцию образования (отверждения) полимочевины, что полностью исключает вспенивание пленки, присущее большинству полимерных покрытий в результате реакции с влагой. Традиционные же полимерные покрытия (полиуретановые, эпоксидные, полиэфирные, акриловые и т. д.) зависимы от влажности и температуры как исходных составляющих, так и окружающего воздуха. Отверждение таких покрытий протекает в диапазоне от нескольких часов до нескольких суток и, к тому же, исключительно при положительных температурах.

Покрытия из полимочевины представляют собой двухкомпонентную высокореакционную систему, позволяющую получать бесшовные эластичные и прочные изолирующие покрытия на поверхности любой конфигурации.

Уникальность свойств полимочевинных покрытий значительно расширило сферу их применения в сравнении с традиционными видами покрытий. Так, снижение роли сезонного фактора дало возможность полимочевинным покрытиям стать одним из наиболее перспективных материалов в строительстве при условии качественно подготовленной поверхности нанесения и грамотной эксплуатации оборудования для нанесения таких покрытий.

Многообразие свойств полимочевинных покрытий достигается за счет вариации исходных составляющих, что позволяет получать материалы с заранее заданными свойствами. Рецептура исходного сырья составляется с учетом требований к конечному продукту. Совершенствование рецептур и оборудования расширяет и возможности применения полимочевины, особенно в тех областях, где возможности других материалов исчерпаны.

Гражданское и промышленное строительство, инженерные и гидротехнические сооружения, добывающие отрасли промышленности, энергетика, коммунальное хозяйство и многое другое – все это неполный перечень возможностей использования полимочевины.

Полимочевинные эластомеры не содержат в себе летучих органических растворителей, что делает их пожаробезопасными и нетоксичными. Отсутствие в составе каменноугольных смол и дегтей, часто добавляемых для удешевления покрытия, еще одно свидетельство безопасности такого покрытия для здоровья людей, поскольку уже доказано канцерогенное влияние таких добавок на организм человека. Эти свойства особенно актуальны в наше время, в связи с всеобщим стремлением к экологичности. Все это позволило применять такие покрытия в жилых помещениях, хранилищах питьевой воды и продуктов, гидроизоляции водопроводных труб.

Отсутствие в составе покрытия пластификаторов, приводящих обычно с течением времени к усадке и деформациям полимерной пленки, также является существенным преимуществом полимочевинных покрытий.

Покрытия из полимочевины не содержат в себе твердых наполнителей, способных привести к абразивному износу насосов, смесительных камер, сопел распылительных установок и др., что продлевает срок службы оборудования.

Диэлектрические свойства, исключительные физико-механические характеристики, такие как прочность, сопротивление на разрыв при растяжении, гибкость, эластичность, износостойкость, высокая адгезия к различным видам подложек, химическая инертность, влагоустойчивость, обусловили уникальные свойства получаемых пленок, которые позволили считать полимочевину и гибриды на ее основе самыми перспективными из существующих в настоящее время материалов, используемых в качестве защитных покрытий (гидроизоляции кровель, подвалов, фундаментов; защиты от коррозии и др.).

Полимочевина или POLYUREA, как иначе называется этот удивительный материал, благодаря своим выдающимся качествам снижает затраты почти на 20% по отношению к традиционным покрытиям. Эта экономия – результат сокращения времени нанесения и более длительного срока эксплуатации.

В настоящее время существуют и продолжают появляться новые гибридные полимочевинные системы, представляющие из себя результат синтеза полимочевинных систем с элементами других полимеров и обладающие улучшенными потребительскими свойствами. Так, например, эпоксиполимочевинные системы обладают повышенной химической стойкостью к воздействию агрессивных сред, политиомочевины стойки к воздействию нефтепродуктов, а полимочевины, содержащие в своем составе производные силанов, имеют повышенную адгезию к различным видам поверхностей.

Нанесение полимочевинных покрытий может осуществляться двумя способами: ручным способом и методом распыления. Наиболее распространен метод распыления (95% всего рынка полимочевины). Использование метода распыления требует применения специального оборудования, выпуск которого хорошо освоен, например, американской фирмой GRACO/GUSMER. Полимочевинные материалы, наносимые ручным способом, используются, главным образом, в качестве ремонтных составов либо при нанесении покрытий в неудобных для использования оборудования местах. Целесообразность применения покрытий на основе полимочевины определяется правильной оценкой как преимуществ этого нового вида покрытий, так и ограничений по применению, основными из которых являются: неустойчивость к концентрированным минеральным кислотам и щелочам, а также некоторым растворителям – ацетону, метиленхлориду, этиленгликолю, бензолу, толуолу; потемнение покрытий светлых тонов под воздействием солнечного света; необходимость подготовки поверхности; определенные технические параметры используемого оборудования.


С сожалением приходится отметить, что действительно заслуженная и быстро растущая во всем мире популярность покрытий из полимочевины, обусловленная как уникальностью свойств, так и высокой технологичностью, может быть обесценена необъективной рекламой некоторых зарубежных компаний. Так, в некоторых рекламных роликах демонстрируется напыление полимочевины непосредственно на поверхность из льда, но не показывается реальная достаточно трудоемкая черновая работа по подготовке поверхности к нанесению покрытия. Поддавшись иллюзии кажущейся простоты процесса, многие потребители, столкнувшись с реальными трудностями или не получив желаемого результата из-за недостаточно подготовленной поверхности, не только разочаровываются в новой технологии, но и несут финансовые потери, что, конечно же, не способствует поднятию ее имиджа. Необходимо учитывать, что покрытие из полимочевины – тонкослойное покрытие и в случае использования его, например, в качестве напольного покрытия, отсутствие предварительного грунтования бетона приведет лишь к подчеркиванию существующих дефектов не выровненного бетонного основания. То же относится и к возможности нанесения покрытия из полимочевины на влажную, не обработанную праймером и неочищенную подложку из стали. Несмотря на то, что полимочевина обладает высокой степенью адгезии к различным материалам и мелкие недочеты в обработке поверхности не являются особой проблемой, поверхность, не подвергшаяся абсолютно никакой предварительной обработке, скорее всего не обеспечит высокую адгезию полимочевинного покрытия.

Hunting for men