CC BY
23
УДК 665.9: 691.175
ТЕХНОЛОГИЯ ПРОМЫШЛЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА МОДИФИЦИРОВАННЫХ ПОЛИЭФИРОВ
П. А. Зубарев, А. В. Лахно, А. А. Жидков
TECHNOLOGY OF INDUSTRIAL PRODUCTION OF MODIFIED POLYETHER
P. A. Zubarev, A. V. Lakhno, A. A. Zhidkov
Аннотация. В настоящее время во всех отраслях широкое распространение получили модифицированные полиуретановые материалы. В статье предложена полуавтоматическая технологическая линия для производства компонентов полиурета-новых систем.
Ключевые слова: технология, полиэфир, модификатор, полиуретан, производство, напольное покрытие.
Abstract. Currently, in all sectors, widespread modified polyurethane materials. In article the semi-automatic technological line for production of components of polyurethane systems is offered.
Key words: technology, polyair, modifier, polyurethane, production, floor covering.
В настоящее время во всех отраслях наблюдается тенденция роста производства высококачественных материалов, комплектующих, деталей и узлов с применением прогрессивных полимерных материалов [1]. В частности, постоянно увеличивается спектр применения полимерных защитных покрытий (Пк). Сочетание высокой стойкости к различным агрессивным средам (в том числе полярным органическим растворителям), термическим и механическим нагрузкам присуще, главным образом, полимерам на основе реактопластов. Однако достижение всего вышеперечисленного в сочетании с экономической составляющей возможно путем комплексного модифицирования полимеров, позволяющего получать продукты с необходимыми целевыми свойствами путем варьирования количеством и типами компонентов-модификаторов [2].
В настоящий момент самое широкое распространение для данного типа Пк получили модифицированные полиуретановые материалы [3, 4]. При организации промышленного производства необходимо использование оборудования, серийно производимого на территории России. Как правило, процесс производства является закрытым с использованием комплекса автономных полуавтоматических агрегатов, сообщающихся между собой сетью герметичных трубопроводов.
На базе ПГУАС создано малое инновационное предприятие ООО «ПензСтройПолимер», на котором планируется создание полуавтоматической технологической линии закрытого типа для производства компонентов полиуретановых систем [2].
Разработанная технологическая линия представляет собой комплект полуавтоматических агрегатов, серийно производимых для химической промышленности, связанных между собой герметичными трубопроводами, необходимыми насосными, дозирующими, клапанными и другими устройствами.
Технологический процесс получения гидроксилсодержащего компонента состоит из нескольких этапов. На первом этапе емкости с исходным
сырьем (металлические бочки простых полиэфиров и пластификатора ДБФ объемом 216,5 литра), производимым Российской химической промышленностью, фиксируются с подведением бочковых насос-дозаторов и установкой обратных клапанов, оснащенных осушительными патронами. Пигменты, по-лиметилсилазан и 4,4'-метилен-бисортохлоранилин, вводимый в небольших количествах, загружаются из транспортировочной тары (мешки 25 кг, стеклянные и полиэтиленовые емкости) в подающие бункеры.
На втором этапе по заданным оператором критериям происходит загрузка и дозирование в необходимых пропорциях исходных компонентов. Загрузка и дозирование осуществляются по герметичным трубопроводам полуавтоматическими насос-дозаторами для жидких и вязкообразных компонентов и шнековыми дозаторами для сыпучих пигментов и МОКА.
На следующем этапе при постоянном перемешивании с частотой вращения до 100 об/мин в смеситель-реакторе, оснащенном термостабилизиру-ющим устройством, необходимым количеством загрузочных и отводных горловин, в том числе для подвода к вакуумной системе, с запирающими устройствами, идет нагрев, смешивание, формирование, сушка и дегазация гидроксилсодержащего компонента.
Последний этап заключается в фильтрации и проточном дозировании готового компонента в фасовочно-транспортировочную тару (металлические, полиэтиленовые и полипропиленовые емкости).
На рис. 1 и 2 представлены схема технологии и технологическая линия производства гидроксилсодержащего компонента.
Готовые защитные составы поставляются в комплекте в виде двух компонентов, расфасованных в необходимых пропорциях:
«А» - пигментированный гидроксилсодержащий компонент (модифицированный полиэфир);
«Б» - отвердитель полиизоцианат (ПИЦ).
Маркировка материалов производится по ГОСТ 9980.4-2002.
Рис. 1. Технология производства гидроксилсодержащего компонента покрытия
Рис. 2. Технологическая линия по производству гидроксилсодержащего компонента покрытий: 1 - емкости с исходным сырьем; 2 - осушительный патрон с обратным клапанном; 3 - насос-дозатор; 4 - бункер загрузки полисилазана; 5 - шнековые
дозаторы с бункерами для сыпучих пигментов и МОКА; 6 - герметичные трубопроводы; 7 - смеситель-реактор; 8 - термостабилизирующее устройство; 9 - мотор-редуктор тихоходной мешалки; 10 - насос вакуумный водокольцевой;
11 - проточный дозатор; 12 - фильтр; 13 - транспортировочная тара
Маркировка должна быть отчетливой, наноситься на каждую парную единицу и содержать:
- наименование и адрес предприятия-изготовителя;
- условное обозначение материала;
- массу нетто комплекта материала, кг;
- номер партии и дату изготовления;
- гарантийный срок хранения.
Транспортную маркировку материалов выполняют по ГОСТ 14192-96 с нанесением манипуляционных знаков для жидких компонентов: «Беречь от огня», «Верх», «Герметическая упаковка», для материалов - «Соблюдение интервала температур от + 5 до + 35 °С».
При погрузочно-разгрузочных работах, связанных с транспортированием материалов, должны соблюдаться правила безопасности в соответствии с ГОСТ12.3.009-83. Материалы транспортируются и хранятся в закрытых сухих помещениях.
Для использования в качестве напольных покрытий основание должно соответствовать требованиям СНиП 2.0.13-88 «Полы» и СНиП 3.0403-87 «Изоляционные и отделочные работы». Важнейшим требованием, предъявляемым ко всем защищаемым основаниям, является остаточная влажность не более 4 % масс.
Нанесение покрытия наливом не имеет значительных расхождений с технологией нанесения ближайших аналогов. Компонент «А» тщательно перемешивают с помощью дрели со смесительной насадкой для красок при скорости вращения 200-300 об/мин, затем вливают в эту же емкость компонент «Б» и опять ведут перемешивание по всему объему с той же скоростью в течение 1-2 мин.
После этого реакционную смесь разливают по основанию и разравнивают с помощью полиэтиленового или фторопластового ракеля с регулируемым зазором, в труднодоступных местах - с помощью кельмы из аналогичных материалов. Для удаления пузырьков возможно использование игольчатого валика, а для перемещения по жидкому слою покрытия - специальных пристегиваемых игольчатых подошв.
Для обеспечения высокого эстетичного вида покрытия оптимальными условиями микроклимата являются температура около 25 °С и относительная влажность воздуха не более 60 %. Допускается проводить работы и в иных условиях, однако при низких температурах увеличивается вязкость смеси и затрудняется выход вовлеченных в процессе перемешивания газовых включений, а также для устранения действия влаги температура основания должна быть выше точки росы на 3°.
Важным условием получения качественного покрытия является хорошее смешение компонентов, обеспечивающее полную однородность реакционной смеси, но при этом время с момента добавления компонента «Б» до нанесения рабочей смеси не должно превышать 5 мин. Все операции по перемешиванию, розливу и выравниванию покрытия должны быть выполнены в течение жизнеспособности материала. В связи с этим для нанесения покрытий с малой жизнеспособностью (без применения пластификатора) необходимо применение специального оборудования, производимого как на территории нашей страны, так и за рубежом. Под определенное заливочное или напылительное оборудование необходима разработка технических условий нанесения защитных покрытий.
Специальное оборудование может обладать заливочной головкой, в которой происходит непосредственное механическое смешение компонентов при розливе на основание, либо распылительным приспособлением, в котором также происходит непосредственное, преимущественно центробежное смешивание компонентов перед выбросом факела из сопла распылителя.
С помощью данного оборудования возможно получение защитных покрытий с более широким диапазоном технико-экономических характеристик.
Список литературы
1. Некоторые аспекты усиления полимерных композитов / А. В. Лахно, А. Н. Боб-рышев, П. А. Зубарев, В. О. Петренко, Е. В. Новиков // Международный технико-экономический журнал. - 2012. - №. 5. - С. 100-106.
2. Зубарев, П. А. Защитные износостойкие покрытия на основе модифицированных полиуретанов : автореф. дис. ... канд. техн. наук / Зубарев П. А. - Пенза, 2014. -16 с.
3. Перспективность модификации эпоксиполиуретанов кремнийорганическими соединениями / А. Н. Бобрышев, А. В. Лахно, П. А. Зубарев, П. И. Кувшинов, А. А. Бобрышев, Н. Н. Туманова // Вестник отделения строительных наук. - 2011. -Вып. 15. - С. 180-186.
4. Бобрышев, А. А. Технология ремонта и восстановления изделий из пластмасс и полимерных композитов / А. А. Бобрышев, Е. Г. Рылякин, А. В. Лахно // Materialy X mezinarodni vedecko - prakticka konference «Veda a technologie: krok do udoucnosti - 2014». - Dil 34. Technické vedy. - Praha : Publishing House «Education and Science», 2014. - S. 15-18.
Зубарев Павел Александрович
инженер-исследователь, Пензенский государственный университет архитектуры и строительства E-mail: pahan_z@mail.ru
Zubarev Pavel Aleksandrovich research engineer, Penza State University of Architecture and Construction
Лахно Александр Викторович
кандидат технических наук, доцент, Пензенский государственный университет архитектуры и строительства E-mail: lakhnopenza@mail.ru
Жидков Антон Алексеевич
студент,
Пензенский государственный университет архитектуры и строительства E-mail: avto@pguas.ru
Lakhno Alexander Viktorovich candidate of technical sciences, associate professor, Penza State University of Architecture and Construction
Zhidkov Anton Alekseevich student,
Penza State University of Architecture and Construction
УДК 665.9: 691.175 Зубарев, П. А.
Технология промышленного производства модифицированных полиэфиров / П. А. Зубарев, А. В. Лахно, А. А. Жидков // Модели, системы, сети в экономике, технике, природе и обществе. - 2014. - № 2 (10). - С. 158-162.
