Cвойства полимочевиныВ настоящее время в мире разработано и производится значительное количество разнообразных полимочевинных систем, для конкретных областей применения. Тем не менее, все они обладают типичными для полимочевинных систем свойствами:




Твердость по Шору А, ед. твердости


60 - 100

Твердость по Шору D, ед. твердости

25 - 75

Время желатинизации, сек

1 - 20

Отлип, сек

3 - 120

Предел прочности на разрыв, МПа (кг/см2)

10 - 30

Относительное удлинение, %

20 - 800

Усилие на отрыв, Н/мм

50 - 125

Усилие на разрыв, Н/мм

20 - 60

Износостойкость, мг

150 - 500

Объемное удельное сопротивление (образец толщиной 6мм, напряжение 500В, ток 0,45 10-9 А), Ом-см

3 - 4

Долговечность, лет

35 - 40

Сопротивление к удару при -20°C, кДж/м2

50 - 100

Диапазон температур при нанесении, градус Цельсия

От -40 до +100

Диапазон температур эксплуатации готовых покрытий, градус Цельсия

-60 до +250

Внешний вид

Ровное однородное покрытие в виде пленки без вздутий, отверстий и раковин на поверхности и пор на срезе. Цветовая гамма – в ассортименте

Водопоглощение за 24 ч, %

не более 2,0

Водонепроницаемость под давлением 0,3 МПа, ч, не менее



8

отсутствие влаги на обратной стороне образца

Гибкость при минус 50 градусах

отсутствие трещин

Прочность сцепления покрытия с основанием, МПа, не менее:

- бетон

- дерево

- рубероид

-сталь


3

4

0,2

7,0

Стойкость к биокоррозии, балл

Не более 0

Химическая стойкость:

-вода, хлориды натрия и калия, бикарбонат натрия, тринатрийфосфат;

-бензин, дизельное топливо, мазут, моторное масло, нефть, гидроксид калия, гидроксид натрия, гидроксид аммония, метанол, этанол, уайт-спирит, изопропиловый спирт, гексан, бутиловый спирт, циклогексанол, слабые растворы соляной, серной, сернистой, фосфорной, уксусной кислот;

-концентрированные минеральные кислоты и щелочи, ацетон, метиленхлорид, этиленгликоль, бензол, толуол, антифриз.


устойчива

умеренно устойчива (т.е. способна выдерживать кратковременное воздействие)


неустойчива





 

Ни материал покрытия, будь то сталь, бетон, дерево или полиуретановая пена, ни температура и влажность основания не являются препятствием для нанесения покрытия из полимочевины. Основная причина нечувствительности к влажности как основания, так и окружающего воздуха кроется в быстром времени реакции, обычно не превышающем 5-15 секунд. Уникальные эксплуатационные характеристики, такие как высокий предел прочности, износостойкость, долговечность при сохранности всех физико-механических и химических свойств, широкий диапазон рабочих температур, высокая экологичность, обусловленная отсутствием в составе летучих растворителей и канцерогенных примесей, химическая, коррозионная и абразивная стойкость, превосходная адгезия и др. в сочетании с возможностью создания покрытий с заранее заданными свойствами и прекрасным внешним видом делают полимочевину одним из самых перспективных эластомеров с широчайшей сферой возможного применения.

На первый взгляд создание полимочевинных покрытий может показаться фантастикой. Легкость нанесения покрытия, представляющая собой простое распыление оператором под давлением 150-250 атмосфер некой жидкой субстанции, способна поразить даже искушенного потребителя. Всего лишь через 6 секунд после напыления жидкая субстанция, представляющая собой смесь компонентов «А» и «Б», разогретых до 60-80 градусов Цельсия, превращается в упругую мембрану, напоминающую резину, а еще через несколько секунд готовое покрытие уже способно выдержать пешеходные нагрузки.

Возможность нанесения на основания любой формы и из любого материала с образованием бесшовной однородной мембраны, способность к самозатуханию, электроизоляционные свойства, химическая инертность и многие другие достоинства не только выделили этот удивительный материал из ряда традиционно использовавшихся полимерных покрытий, но и сделали его практически незаменимым в решении проблем связанных с коррозией, износом, гидроизоляцией. Немаловажен и экономический фактор. Несмотря на высокую стоимость оборудования и сырья, общие затраты на создание полимочевинных покрытий почти на 20% ниже, чем традиционных эластомерных покрытий, что объясняется совокупностью следующих факторов – более быстрым временем нанесения и отверждения покрытия, а также длительным временем эксплуатации.

Покрытия из полимочевины незаменимы там, где требуется высокая скорость выполнения работ: ремонта кровель, судов, прибрежных сооружений и т. д. Большая часть покрытий из полиуретана или эпоксидной смолы бывают готовы к использованию лишь через 24-48 часов, что объясняет растущую популярность полимочевинных эластомеров, полностью отверждаемых и готовых к эксплуатации практически через несколько минут после нанесения. Быстрое время реакции дает возможность нанесения покрытий на потолки и вертикальные поверхности, без подтеков и деформаций. На скорость отверждения почти не влияет температурный фактор, отверждение (хотя и с несколько пониженной скоростью) протекает даже при температурах до минус 40 градусов Цельсия, чего нельзя сказать об аналогичных реакциях других химических соединений. Эксплуатационные характеристики полимера не зависят ни от влажности подложки в момент реакции, ни от влажности атмосферного воздуха.

Традиционные же полимерные покрытия в большинстве своем весьма зависимы от влажности, что повышает роль сезонного фактора при их использовании, например, в строительстве. Реакция изоцианатного компонента с влагой при нанесении, например, полиуретановых покрытий, приводит к выделению углекислого газа, являющегося причиной вспенивания покрытия. При влажности основания более 5% полиуретановые покрытия образуют пузыри, что наряду с температурой, является ограничивающим фактором для применения полиуретановых и других традиционных полимерных систем. Нечувствительность к влажности полимочевинных эластомеров явилось причиной высокой востребованности покрытий из полимочевины в регионах с влажным климатом. Здесь нужно заметить, что нанесение полимочевины на чрезмерно влажное основание может являться причиной низкой адгезии, что снижает качество и надежность покрытия. Поэтому, несмотря на рекламу, зачастую изображающую нанесение полимочевины на сильно увлажненное или обледеневшее основание, без какой-либо предварительной подготовки, безоговорочно доверять такой рекламе все же не рекомендуется.

Быстрое время реагирования компонентов полимочевины сделало ее распространенным покрытием для стальных трубопроводов. Так, например, полимочевина была использована в качестве защитного покрытия трубопровода Штата Аляска, что не только ускорило работы, но и минимизировало затраты на его обслуживание, как трудовые, так и материальные.

Готовые покрытия из полимочевины отличаются исключительной надежностью и долговечностью. Срок службы полимочевинных покрытий соответствует, как минимум, 35-40 годам. К такому выводу пришли исследователи свойств полимочевины на основе, так называемого, расчетного метода, поскольку это относительно новая технология и даже самым «старым» на сегодняшний день покрытиям не более 20 лет. Метод заключался в помещении реального объекта, покрытого слоем полимочевины, в морскую воду на 3800 часов и последующего сравнения с эталонным изделием. Каждые 2000 часов нахождения в морской воде приравнивались к 20 годам эксплуатации с учетом сохранности свойств покрытия. Опытные объекты показали почти 80-ти процентную стабильность, что и позволило рассчитать предполагаемый срок службы полимочевинного эластомера. Следует заметить, что адгезия между полимочевиной и стальным основанием испытуемого образца не снизилась.

Этот же метод использовался для испытаний полимочевины на воздействие различных температур и ультрафиолета. Необходимо отметить, что результаты проведенных испытаний относятся к «ароматической» полимочевине.

При тестировании же образцов «алифатической» полимочевины время выдержки в морской воде и под ультрафиолетовым излучением составляло 6000 часов. Стабильность покрытий в результате испытаний составила 90%.

Полимочевинные покрытия из «алифатической» полимочевины, рассчитанные на применение в качестве отделочного материала автомобильных салонов, что предопределило такие их свойства как большая эластичность и более низкая твердость, по результатам испытаний показали ресурс не менее 20 лет, в отличие от аналогичных покрытий из ПВХ, растрескивающихся уже через 5-8 лет использования.

Тестовые исследования полимочевинных покрытий привели к интересному заключению, касающемуся внутренней структуры полимочевины. В отличие от полиуретанов, имеющих кристаллическую внутреннюю структуру, полимочевинные системы являются аморфными, так же как, например, эпоксидные составы. Однако в отличие от них, на температурном графике реакции полимочевины отсутствует точка отверждения, которая является самым уязвимым фактором большинства смол. Температурный график полимочевины содержит две другие пограничные точки: Тм-точку отверждения наиболее мягкой области в исследуемом образце и Тт-точку плавления самой твердой области. Реальные эксплуатационные характеристики эластомера заключены как раз между двумя этими точками, что соответствует диапазону температур от -60° С до 260° С. Однако выход за пределы этих значений не сопровождается обязательным снижением прочности и изменением других характеристик. Современными методами исследования установлено, что при температурах ниже минимального предела происходит лишь незначительное переупрочнение материала, а превышение верхней границы приводит к увеличению пластичности эластомера.

Свойства чистой полимочевины определяются ее химической структурой, представляющей собой полимерную цепь олигомерных гибких и жестких блоков. Широкий спектр свойств полимочевины обусловлен структурированным чередованием блоков, различных по своей природе. Гибкие блоки в полимочевине представлены олигомерными эфиргликолями, а жесткие – уретановыми и мочевинными группировками, а также ароматическими ядрами, являющимися составными частями диизоцианатов и удлинителей цепи. Общая масса полиэфирных составляющих, определяющих гибкость и некоторые другие свойства готового полимера, варьируется в пределах 50-80% от массы конечного продукта. Использование в реакции образования полимочевины ароматических диизоцианатов является более предпочтительным ввиду их большей активности и меньшей токсичности в сравнении с алифатическими. Но у «ароматических» полимочевин, как мы уже говорили, есть недостаток, который ограничивает области ее применения. Это чувствительность к ультрафиолетовому излучению, которая объясняется наличием в их составе, так называемых, ауксохромных групп. Внешне это выражается в пожелтении покрытия, что не позволяет использовать данный вид полимочевины в местах, где эстетическая составляющая важна, например, для отделки фасадов зданий. Алифатические же полимочевины устойчивы к выгоранию. Введение в состав ароматической полимочевины таких добавок как, например, медная или алюминиевая пудра, увеличивает ее УФ стойкость. Понятно, что стоимость УФ стойких полимочевин, соответственно, выше.

Нетрудно сделать вывод, что именно молекулярное строение полимочевины, ее химическая структура являются основополагающим фактором уникальности свойств покрытий из полимочевины: полной экологичности, химической стойкости, высокому сопротивлению на истирание, минимальной проницаемости для жидких и газообразных сред, широкому диапазону рабочих температур. Сочетание непревзойденной прочности покрытия с высоким относительным удлинением предотвращает образование трещин на готовом покрытии, что делает ее превосходным материалом для защиты от абразивного воздействия. Наглядным примером высокой абразивной стойкости покрытий могут служить палубы американских авианосцев, покрытые защитной пленкой из полимочевины для минимизации степени износа при контакте с самолетными шасси. Все это с полным правом позволяет признать полимочевину наиболее перспективным толстослойным защитным пленочным покрытием, покрытием 21 века.


Обобщая вышесказанное, можно сказать, что полимочевина незаменима в случаях, когда необходимы:

  • -использование в жестких условиях повышенной влажности и/или при низких температурах;
  • -быстрое время отверждения;
  • -исключительная стойкость на истирание (износостойкость);
  • -получение эластичных, полностью непроницаемых мембранных покрытий;
  • -получение толстослойного покрытия за один проход.

Hunting for men