Полезные статьи

Что такое Уреплен®

Развитие новой техники связано с увеличением скоростей, механических нагрузок и с одновременным воздействием высоких и низких температур, абразивной, гидроабразивной и химически агрессивной среды. Все это приводит к созданию новых способов защиты различных объектов от разрушения. В последнее время в России и за ее пределами появился ряд жидких полиуретановых составов с высокой концентрацией сухого остатка, позволяющих получать бесшовные, достаточно толстые покрытия, защищающие химическое оборудование, полы промышленных зданий и другие объекты от воздействия агрессивных сред и эрозионного износа. Сравнительно новыми являются полиуретановые эластомерные покрытия, свойства которых приведены в таблице 1 в сопоставлении с другими эластомерными покрытиями. Важнейшим технологическим преимуществом полиуретановых покрытий является способность к отверждению при комнатной температуре.

Все известные составы для получения эластомерных полиуретановых покрытий можно разделить на одно- и двухкомпонентные, хотя правильнее было бы назвать их одно - и двухупаковочными, поскольку сами компоненты обычно состоят из нескольких веществ.
В свою очередь, среди однокомпонентных можно выделить следующие составы:
1)    На основе уретановых форполимеров с концевыми изоцианатными группами,
2)    на основе уретановых термоэластопластов,
3)    порошковые,
4)    водоразбавляемые.
Двухкомпонентные составы могут быть на основе:
1)    жидких диизоцианатов или их аддуктов,
2)    уретановых форполимеров с концевыми изоцианатными группами, отверждаемые полиолами,
3)    уретановых форполимеров с концевыми изоцианатными группами, отверждаемых диаминами.
Однокомпонентные составы содержат полиуретановые форполимеры со свободными NCO-группами, которые реагируют с влагой воздуха, благодаря чему и происходит отверждение покрытия, нанесенного на субстрат. Однокомпонентные полиуретановые составы на основе форполимеров используют для формирования лакового слоя на коже и других поверхностях,. Но они не нашли широкого применения в технике для защиты металлов, бетона, кирпича, стеклопластиков, гранита от коррозии и эрозии. Основная причина в том, что истираемость, прочностные и другие характеристики, а также глубина отверждения зависят от постоянно изменяющихся внешних условий.
Двухкомпонентный состав – универсальная полиуретановая композиция  «Уреплен®» и ее рабочие модификации: «Уреплен-Универсал», «Уреплен-МеталлЗАщита», «Уреплен-Жидкая Кровля», «Уреплен-Лак», «Уреплен-Пол», «Уреплен-Герметик» состоят из уретановых форполимеров с концевыми NCO-группами, которые  отверждаются диаминами. Применение форполимеров на основе полифурита или его сополимеров в полиуретановых композициях способствует повышению эластичности покрытий при сохранении их  других свойств, особенно при их использовании при низких температурах. Материалы этого типа наиболее перспективны, так как они базируются на готовом жидком форполимере, стабильном при хранении. Большинство диаминов, применяемых в композициях для покрытий, представляют собой кристаллические вещества.  Их, как правило, используют в виде растворов в органических растворителях или в жидких нелетучих реакционноспособных компонентах, например, в полиэфирах.
Получаемые в результате смешения компонентов покрытия  «Уреплен» обладают высокой прочностью на разрыв, прочностью на раздир, термостойкостью, эластичностью, стойкостью к абразивному и гидроэрозионному изнашиванию, гидролитической и химической стойкостью, морозоустойчивостью. Основываясь на свойствах синтетического каучука (компонент А), и найдя применение ему в различных отраслях и направлениях работ, нами были  разработаны различные по своему составу и свойствам отвердители (компонент Б). В результате этого имеется несколько модификаций Уреплена, объединенных одним комплексом физико-химических свойств, но имеющих различные названия, раскрывающие их предназначение. «Уреплен-Универсал», как одна из самых популярных модификаций двухкомпонентной композиции «УРЕПЛЕН», получил свое большое практическое применение. Он используется для устройства гидроизоляционных мембран в строительстве, для антикоррозионной защиты металла, для защитного покрытия от истирания шнеков, транспортерных лент и бункеров сыпучих материалов.
«Уреплен-МеталлЗАщита» названием уже указывает на свое назначение. Он применяется для антикоррозионной защиты металлических изделий: трубопроводы, металлоконструкции. Для использования в обычных условиях эксплуатации  его можно  наносить на ржавую поверхность без грунта.
«Уреплен-Жидкая Кровля» - двухкомпонентный состав для создания высокопрочных гидроизоляционных мембран, основой для которых может служить пришедший в негодность «кровельный ковер» из битумных полимерных рулонных материалов, а также непосредственно цементно-песчаная основа перекрытия кровли.
«Уреплен-Лак» применяется исключительно для создания высокопрочных покрытий на любых деревянных изделиях: лаковые паркетные полы, деревянные полы и конструкции, лодки, яхты, палубы судов. Кроме того, «Уреплен-Лак» используется в других отраслях строительства наряду с композицией «Уреплен-Универсал»
«Уреплен-Пол» - модификация Уреплена, применяемая для устройства высокопрочных долговечных полимерных наливных полов. Стойкость к истиранию наливных полов «Уреплен-Пол» выше, чем у гранита в 6 раз! Материал можно использовать практических в любых климатических условиях Земли и в любых условиях эесплуатации.
«Уреплен-Герметик» служит для создания  гидроизоляционных и антикоррозионных толстослойных покрытий, а также специальной смеси, в состав которой входит наполнитель: резиновая крошка, мелкий песок, щебень и пр. При заполнении такой смесью различных полостей и деформационных швов образуется не деформируемая со временем эластичная масса, выполняющая роль демпфера в таких конструкциях. Смесь на базе «Уреплен-Герметик» выдерживает самые высокие механические и химические нагрузки вплоть до тяжелой гусеничной техники.
Первый компонент - синтетический уретановый каучук с  содержанием реакционноспособных изоцианатных групп, представляет собой янтарного цвета жидкость медообразной консистенции (вязкость по Хепплеру 8-10 Па•с) или закристаллизовавшийся воскоподобный продукт. Перед применением его превращают в жидкость, подогревая до 50-55?С.
Второй компонент – раствор отверждающего агента – диамина. По внешнему виду это желтоватая или темно-бурая жидкость, содержащая растворитель: ацетон или метилэтилкетон или циклогексанон, все растворители не должны содержать воды.
Составы Уреплен, содержащие ацетон, метилэтилкетон или циклогексанон, имеют небольшие различия в технологических свойствах. Так, состав Уреплен с ацетоном или метилэтилкетоном оказался более удобным для покрытия вертикальных и потолочных поверхностей. Эксплуатационные свойства пленок и покрытий из обоих составов практически одинаковы.
Эластомерное полиуретановое покрытие Уреплен получается в результате реакции форполимера, содержащего концевые изоцианатные группы, с отвердителем – ароматическим диамином:
OCH—R—NCO + H2N—R?—NH2 ?… - (—NH—CO—NH—R?—NH—CO—NH—)m?R?…
Смешивание компонентов 1 и 2 производится в объемном или весовом соотношении  соответственно. После смешения компонентов (в первый компонент при постепенном  перемешивании вливают второй). Состав Уреплен применяют не сразу, а выдерживают до консистенции, которая определяется выбранным методом нанесения покрытия. При кистевом способе нанесения Уреплен приобретает необходимую вязкость в среднем через 15-20 минут после окончания смешения. Вследствие ограниченной жизнеспособности (1-1,5 ч.), приготовленный состав должен быть израсходован полностью.
Отверждение композиции Уреплен  полностью завершается за 14 суток, после чего физико-механические показатели достигают максимальных значений. Однако пленка Уреплен высыхает до состояния «от пыли» за 4-6 часов и становится вполне твердой через сутки. Дальнейшее отверждение, в котором определенную роль играют межмолекулярные реакции, протекает в твердой пленке при обычных условиях, но существенно ускоряется при нагревании. Практика показала, что при правильном хранении (компонент А – под аргоном или азотом, компонент Б – в темноте, с минимальным объемом воздуха)  пленки Уреплен с полным комплектом заявленных характеристик  можно получать и по истечении 1-1,5 лет. Составы «Уреплен» можно наносить кистью, наливом, окунанием и напылением.
Полиуретановый состав Уреплен имеет свойства, указанные в таблице 1.

Таблица 1

Характеристика рабочей композиции Уреплен®

Физико-механические свойства пленок и покрытий на основе композиции Уреплен приведены в таблице 2.
Основные физические свойства  покрытий Уреплен указаны в таблице 3.
О поведении пленок  Уреплен в химически-агрессивных средах можно судить по данным таблицы 4.
Результаты испытаний антикоррозионных свойств покрытий на основе Уреплен, нанесенных на сталь Ст.3, представлены в таблице 5.
Сравнительные характеристики синтетических каучуков приведены в таблице 6.

Эластомерные полиуретановые покрытия обладают износостойкостью, недостижимой для покрытий на основе других каучуков. Ценное качество Уреплен заметно уже при контактном трении о твердый истирающий материал, например, наждачную бумагу. Особенно преимущество Уреплен проявляется при эрозионном износе, когда песок, пыль или другое твердое вещество находится во взвешенном состоянии в газовом или жидкостном потоке. Благодаря этому существенно облегчаются условия работы эластомерного покрытия  и снижается опасность термоокислительной деструкции эластомера. Важно отметить, что упруго-эластичные свойства полиуретановых покрытий Уреплен, от которых зависит износостойкость, не могут проявиться при слишком малой толщине покрытия на жестком конструкционном материале. Поэтому для эрозионной защиты изделий применяют покрытия Уреплен толщиной не менее 0,5 мм. На металлической подложке, способствующей отводу тепла, толщина монолитных полиуретановых покрытий, эксплуатирующихся в условиях интенсивного эрозионного воздействия, обычно лежат в пределах 1,5-2 мм.
При правильном подборе грунтов покрытия Уреплен обеспечивают длительную защиту металлических конструкций даже в тропическом поясе в условиях интенсивного солнечного облучения и влажности воздуха, близкой к насыщению. В таблице 2 показана химическая стойкость пленок Уреплен. По сравнению с покрытиями на основе каучуков карбоцепного строения, стойкость покрытий из композиции «Уреплен-Универсал», «Уреплен-МеталлЗащита» и «Уреплен-Лак»  относительно хорошая, однако она значительно выше, чем у тиоколовых покрытий и покрытий, получаемых из низкомолекулярных силоксанов. Пленки из Уреплена достаточно хорошо выдерживают действие разбавленных минеральных кислот. Они  стойки в водных растворах минеральных солей. По отношению к воде пленки Уреплена обладают хорошими свойствами, особенно стойки в морской воде или в растворах солей. Высока стойкость пленок ко многим видам минеральных масел. Контакт пленок с бензином, свободным от примесей ароматических соединений, не вызывают чрезмерного снижения прочности.
Одним из самых агрессивных растворителей по отношению к отвержденным Уреплен пленкам является диметилформамид (ДМФА), который может быть использован в смывках для снятия старых покрытий или применен при их ремонте.
При использовании эпоксидных грунтов свойства материалов семейства  «Уреплен» становятся еще более высокими.
Испытания на стендовой установке роторного типа показали, что в условиях интенсивного эрозионного износа, вызываемого кварцевой пылью, взвешенной в воздухе, модификации покрытия:  «Уреплен-Универсал», «Уреплен-МеталлЗАщита», «Уреплен-Жидкая Кровля», «Уреплен-Лак», «Уреплен-Пол», «Уреплен-Герметик»  изнашиваются в 7-8 раз меньше, чем нержавеющая сталь 12Х18Н10Е, которая относится к износостойким материалам. Испытания на ударно-эрозионном стенде в аэрозольном воздушно-кварцевом потоке, движущемся со скоростью 30-50 м/сек, еще более высокая износостойкость покрытия на основе модифицированного Уреплена. При сухом эрозионном износе покрытия Уреплен можно эксплуатировать до +100?С.
Итак, полиуретановое покрытие Уреплен по износостойкости превзошло нержавеющую и углеродистую сталь (эталон) в 8 раз. Уреплен также применяется для защиты от гидродинамического и гидроэрозионного износа, которому подвергаются не только металлы, но и другие конструкционные материалы, в частности – стеклопластики.
Полиуретановые составы Уреплен могут также применяться в качестве:
-    антикоррозионной защиты металлических и железобетонных конструкций промышленных, гражданских и гидротехнических сооружений, днищ судов, металлических палуб, цистерн, защитные покрытия внутренних поверхностей  в системе водоочистки и водосбора, для водоотводов в системе питьевого водоснабжения (холодного и горячего), а также в качестве антикоррозионного покрытия внутренних поверхностей емкостей для хранения и приготовления овощных, фруктовых соков, винопродукции, спиртосодержащих продуктов, пива, солода, кисломолочных, мясных, продуктов и консервов – «Уреплен-Универсал», «Уреплен-Герметик»;
-    гидроизоляционных покрытий подземных сооружений, фундаментов, туннелей; резервуаров, бассейнов, канализационных коллекторов, дымовых труб, бетонных емкостей для хранения жидких продуктов (масло, бензин и смазочно-охлаждающих жидкостей); очистных сооружений; кровель, для защиты внутренних поверхностей сухогрузных и нефтеналивных судов, полы гаражей и складских сооружений, и др. - «Уреплен-Универсал», «Уреплен-МеталлЗАщита», «Уреплен-Герметик» ;
-    защитного покрытия от абразивного и антиэррозионного  износа рабочих колес турбин ГЭС, механизмов и трубопроводов нефтеперерабатывающего оборудования, механизмов и лент транспортеров, гидроциклонов и крыльчаток насосов, лопаток пескоструйных и дробеструйных аппаратов, агрегатов объемно-вибрационной обработки, устройство износостойких лаковых паркетных полов - «Уреплен-Универсал», «Уреплен-МеталлЗАщита», «Уреплен-Пол», «Уреплен-Герметик»;
-     химически стойкого покрытия фильтров очистки воды, очистных сооружений, резервуаров конденсата, хранилищ материалов с кислотно-щелочной основой, животноводческих и птицеводческих комплексов, химстойких полов - «Уреплен-Универсал», «Уреплен-МеталлЗАщита», «Уреплен-Жидкая Кровля», «Уреплен-Пол», «Уреплен-Герметик».
Уреплен предпочтительнее наносить на крупногабаритные подводные и надводные судовые конструкции, на трубопроводы, насосы, гребные винты, наружные рулевые устройства, металлические палубы - «Уреплен-Универсал», «Уреплен-МеталлЗАщита», «Уреплен-Герметик».
Уреплен отличается высокими эластомерными свойствами и способностью работать в условиях знакопеременного изгиба, при сохранении своих прочностных показателей, а, кроме того, его токсикологические свойства дают преимущества Уреплену перед эпоксидными материалами.