CC BY
154
УДК 678. 684. 82. 04
А. И. Куркин, Э. М. Надршина, Ю. Н. Хакимуллин,
Ф. М. Палютин
ПРИМЕНЕНИЕ ПОЛИУРЕТАНОВЫХ МАТЕРИАЛОВ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ
Представлено сравнение стеклопакетных герметиков полиуретановой и полисульфидной природы.
Полиуретаны - одни из полимерных материалов, имеющих большое промышленное значение. К полиуретанам относят высокомолекулярные соединения, содержащие значительное количество уретановых групп, независимо от строения остальной части молекул. Обычно эти полимеры получают при взаимодействии изоцианатов с веществами, имеющих несколько гидроксильных групп, например с гликолями, простыми или сложными полиэфирами [1]. Такие вещества могут содержать и другие реакционоспособные группы, в частности, аминные и карбоксильные, поэтому в полиуретанах, кроме уретановых групп, можно обнаружить амидные, мочевинные, эфирные (простые и сложные) группы, а также ароматические и алифатические радикалы.
Главной и удивительной особенностью полиуретанов является тот факт, что на основе одних и тех же исходных соединений могут быть получены все важнейшие в техническом отношении типы полимеров: пластмассы, эластомеры (каучуки и резины), волокна, лаки и клеи. Для всех полиуретанов наряду с высокой прочностью характерны высокое сопротивление к истиранию, стойкость к действию различных растворителей, масел, топлив, к атмосферным воздействиям (стойкость к озону, УФ излучениям), низкая газопроницаемость и другие ценные свойства [2].
Строительные материалы при эксплуатации испытывают знакопеременные деформации и весь комплекс климатических воздействий (УФ-излучение, озон, вода, агрессивная среда в широком температурном интервале от-50 до +80°С), поэтому полиуретаны являются одной из наиболее эффективных основ для герметизирующих материалов. В связи с этим наблюдается устойчивая тенденция увеличения потребления полиуретановых материалов в строительстве. Среди всех полимерных материалов, применяемых в строительстве, доля полиуретановых в настоящее время достигает 30%.
Основные области применения полиуретановых герметизирующих материалов в строительстве [3]:
1. Межпанельные стыки;
2. Светопрозрачные конструкции (стеклопакеты, структурное остекление);
3. Наливные полы;
4. Швы: фасадные, оконных дверных проемов, компенсационные;
5. Наливная кровля.
В наибольших объемах полиуретановые герметики используются для герметизации межпанельных стыков, а также в светопрозрачных системах. Герметики для герметизации межпанельных стыков на основе полиуретана являются наиболее востребованными, обладая преимуществами (как эксплуатационными, так и экономическими) по сравнению с другими (полисульфидными, бутилкаучуковыми, силиконовыми). Сегодня в мире в качестве герметика для межпанельных швов полиуретановые составы занимают более 75% объема.
Очень бурный рост спроса на полиуретановые составы наблюдается в секторе производства стеклопакетов. До 90-х годов 20-го века на данном рынке безраздельно господ-
ствовал полисульфид, занимая в нем практически 100% пространства. Качество полиуретановых герметиков на то время не позволяло занять какую-либо значительную часть рынка. Это определялось, прежде всего, показателем газопроницаемости и некоторыми другими важными физическими свойствами.
За последние 10 лет качество полиуретановых герметиков претерпело существенные изменения, что позволило им примерно в 10 раз увеличить свое присутствие в рынке. Сегодня оба герметика востребованы примерно одинаково. Свойства полиуретановых герметиков были так существенно улучшены, что теперь вопрос возможности их применения в стеклопакетной индустрии вообще не обсуждается. Основные показатели, характеризующие возможность использования полиуретановых герметиков в производстве стеклопакетов приведены в таблице 1.
Таблица 1 - Сравнение стеклопакетных герметиков полиуретановой и полисульфид-ной природы
Свойства Полисульфид Полиуретан
Адгезия к алюминию Очень хорошая Хорошая
Адгезия к стали (в т.ч. нержавеющей) Очень хорошая Очень хорошая
Устойчивость к УФ- Высокая Высокая
излучению
Паропроницаемость (180 15105-3) 2 3-6 г/м в сут (пластина 2мм) 2 2-4 г/м в сут (пластина 2мм)
Диффузия аргона через пленку материала (Ш 1279) 70 мл/м , сут, бар (толщина слоя - 2мм) 2 240 мл/м2, сут, бар (толщина слоя - 2мм)
Твердость по Шору А 45-55 45-55
Прочность при растяжении (макс. усилие) При 50% - 0,7 Н/мм2 При 50-80% - 1,0 Н/мм2 При 50% - 1,0 Н/мм2 При 50-80% - до 1,4 Н/мм2
Однако сегодня использование полиуретанов в качестве герметика вторичной герметизации стеклопакетов по сравнению с полисульфидами имеет ряд технологических и экологических недостатков. Тем не менее, полиуретановые стеклопакетные составы постоянно совершенствуются, приближаясь по удобству применения к полисульфидным герметикам.
Литература
1. Саундерс Д., Фриш К. Химия полиуретанов. М.: Химия, 1968. 87 с.
2. Райт П., Камминг А. Полиуретановые эластомеры/ Под ред. Н.П. Апухтиной. Л.: Химия, 1973.
3. Ю.Н. Хакимуллин, Ф.М. Палютин, В.Г. Хозин. Отверждающиеся герметики на основе олигомеров в строительстве// Строительные материалы. 2005. №10.
© А. И. Куркин - канд. техн. наук, зав. лаб. полиэфиров и полиуретанов ОАО «КЗСК»; Э. М. Над-ршина - асп. каф. технологии синтетического каучука КГТУ; Ю. Н. Хакимуллин - канд. хим. наук, вед. инж.-химик лаб. полиэфиров и полиуретанов ОАО «КЗСК»; Ф. М. Палютин - канд. хим. наук, ген. д-р ОАО «КЗСК».
