Сырье и компоненты для производства ППУ

Полиолы
Это один из двух главных компонентов для ППУ. Полиол обеспечивает создание полимерной основы, вступая в реакцию с изоцианатом.
Этот компонент определяет свойства готовой продукции и параметры реакции:
-
плотность материала;
-
твердость получаемого покрытия;
-
степень горючести;
-
скорость вспенивания и отвердения;
-
растекание при заливке и т.д.
Полиолы (полиэфиры) являются органическими соединениями, которые вступают во взаимодействие с изоцианатом и обеспечивают структуру полиуретана. Эти компоненты подразделяют на простые и сложные. Первые имеют более низкую стоимость, поэтому широко востребованы при производстве жестких ППУ. Это продукты окисления пропилена с различными функциональными аминами и спиртами (глицерин, этилендиамин, сорбитол, триметилолпропан).
Сложные полиэфиры изготавливаются из многофункциональных спиртов, кислот и ангидридов. Они применяются при производстве ППУ в тех случаях, когда необходимо создать материал высокой прочности с закрытыми порами.
Большинство полиолов сохраняют свои свойства в течение 6 месяцев. Они требуют хранения в герметичных упаковках: полиэфиры поставляют преимущественно в синих бочках, для изоцианата они могут черными или красными. Перед использованием полиол обязательно требует перемешивания в течение 10-15 минут.
Изоцианаты
Изоцианаты производят путем реакции между анилином и формальдегидом с добавлением кислотных катализаторов. Это, который вступая в реакцию с полиолами формирует пористую структуру материала: смесь вспенивается и затвердевает. Для производства ППУ чаще применяются 2,4-ТДИ и 2,6-ТДИ, в виде смеси соотношением компонентов 80:20 либо 65:35. В чистом виде вещества используются для изготовления эластомеров и как лабораторные реактивы.
Основные характеристики изоцианатов:
-
высокая вязкость вплоть до твердого состояния;
-
нерастворимость в воде;
-
достаточно высокая токсичность;
-
слабо основная реакция;
-
способность вызывать коррозию алюминия, меди, их сплавов;
-
горючесть.
Процесс получения полиуретана отчасти базируется на взаимодействии изоцианатов с водой, что вступает в реакцию с определенным количеством изоцианатных групп. Это приводит к образованию полимера и выделению углекислого газа, который обеспечивает вспенивание состава. Кроме производства ППУ, изоцианаты применяются для получения герметиков и клеев, различных адгезионных строительных материалов. Они добавляются при изготовлении пестицидов, заливке бетонных и других напольных покрытий, лаков, красок.
Антипирены
Эти добавки призваны снизить горючесть полиуретана. В зависимости от введенных компонентов, их разновидности и количества, ППУ может иметь класс горючести от Г1 до Г4 (сильно горючий).
Чаще всего в производстве ППУ используются содержащие фосфор вещества:
-
Трихлорпропилфосфат (ТХПФ). Он обеспечивает класс горючести Г3, имеет доступную стоимость.
-
Триэтилфосфат (ТЭФ). За счет более высокого содержания фосфора, по сравнению с ТХПФ, обеспечивает более низкий класс горючести полиуретану Г2 и Г1, но его стоимость выше.
Добавление антипиренов существенно увеличивает безопасность эксплуатации изделий на основе полиуретана.
Разбавители
Разбавители необходимы при производстве ППУ, чтобы снизить вязкость массы, обеспечить удобство напыления и заливки материала, придать ему необходимые свойства. Для производства полимера обычно применяется пропиленкарбонат. Это органическое соединение получают из пропиленгликоля. Оно представляет собой бесцветную жидкость, которая хорошо смешивается с водой, имеет лучшие характеристики по сравнению с ацетоном и этилацетатом.
Кроме производства ППУ, пропиленкарбонат применяется как один из компонентов электролита в аккумуляторных батареях, ингредиент при производстве средств для удаления краски, при изготовлении клев, бытовой химии, как пластификатор, растворитель полимерных соединений в текстиле. Он используется в косметике и средствах личной гигиены.
Катализаторы
Получение ППУ – это реакция взаимодействия между двумя компонентами – А и Б (полиолами и изоцианатами). Скорость этой реакции можно регулировать путем введения катализаторов.
Они обеспечивают такие технологические характеристики:
-
скорость формирования пены;
-
растекаемость массы по поверхности;
-
плотность готового материала;
-
быстрота отверждения смеси.
При производстве ППУ важно правильно рассчитать дозировку катализаторов, иначе пена получится слабая, материал не увеличится в объеме, плохо затвердеет. При изготовлении ППУ обязательно добавляют хотя бы один катализатор.
Наиболее востребованы:
-
Амины. Третичные амины обеспечивают хорошее вспенивание, вносят вклад в процесс гелеобразования. Выбор вещества зависит от способа изготовления материала. Для промышленного использования допускается вводить амины, придающие пене остаточный запах. При производстве мебели применяются только летучие амины.
-
Металлоорганические соединения. Они активизируют реакции гелеобразования. Самый востребованный катализатор этой группы – органические соединения олова.
Если использовать одновременно соединения олова и амины, тони усиливают действие друг друга.
Другие добавки
Кроме перечисленных компонентов, в зависимости от вида ППУ, и его необходимых свойств в массу могут быть добавлены пигменты для придания полимеру подходящего оттенка. Также используются соединения на основе силикона, они обеспечивают ППУ высокую пористость.