Напыление полимочевины – изоляционная технология последнего поколения

Все чаще в строительных кругах, да и просто среди обывателей, обсуждающих вопросы гидроизоляции и защиты материалов, можно услышать словосочетание «напыление полимочевины». Обыватели обычно говорят о полимочевине, как о каком-то решающем все проблемы чудо-материале. Иногда можно даже услышать истории про то, как напыленное полимочевиной основание выдерживает взрыв или удар кувалдой, или же о том, что покрытый ей автомобиль превращается в какую-то «амфибию». Строители же обсуждают относительно высокую стоимость полимочевины, нюансы технологи нанесения в определенных условиях и возможность применения для конкретных задач.

Несмотря на то, что полимочевина еще каких-то лет 10 назад неизвестная и непонятная для российского строительного рынка, все прочнее входит в обиход, вопросов и скепсиса остается много. Причем вопросы, как правило, связаны не столько с качеством изоляции данным материалом – здесь сомнений нет, а сколько с технологией применения для конкретных условий. Все это осложняется практически полным отсутствием регламентирующей документации (кроме документации, предлагаемой поставщиками полимочевины) и сравнительно скромным опытом применения.

Давайте попробуем разобраться в вопросе. Определим где реальность, а где переоценка возможностей материала. Ознакомимся с технологией напыления полимочевины, т.к. именно технология напыления открыла новые горизонты и стала толчком к широкому распространению полимочевины.

Полимочевина - что это?

Говоря научным языком, полимочевина (называемая также поликарбамид, полиурия, polyurea) – это синтетический полимерный материал (эластомер), в молекулярную структуру которого входит фрагмент мочевины -NH-CO-NH-. Полимочевину обычно получают полимеризацией изоцианатного компонента с диаминами или с полиаминами. По химическому строению полимочевина и полиуретан схожи, отсюда и схожесть ряда их свойств и способов переработки. Однако мочевинный фрагмент придает полимочевине целый ряд дополнительных свойств, которые и обуславливают ее применение. Так высокая нуклеофильность аминов определила инертность полимочевины к воздействию воды и основную прикладную задачу – гидроизоляцию. О свойствах мы еще поговорим позднее.

Подробнее о химии полимочевины, а также о классификации и видах полимочевин можно узнать в нашей энциклопедии.

Свойства и применение

Примеры применения полимочевины будоражат фантазию – это покрытие бетонных оснований на ядерных могильниках, это легендарная защита кузовов грузовиков bedliner, это покрытие части корпуса и палуб на американских авианосцах, это напыление стен здания Пентагона для дополнительной защиты на случай взрыва. Можно в эту копилку привести еще целую массу примеров, где при возведении всемирно известных конструкций использовалась полимочевина – бостонский тоннель, мост «Sun-Mateo» в Калифорнии длиной 13 км, трубопровод «ТрансАляска», стадион «Шеа Стадиум» в Нью-Йорке и др. Все это стало возможно благодаря исключительным характеристикам полимочевины, которые раскрывают огромные перспективы ее службы на благо различных областей промышленности. Обозначим основные области напыления полимочевины:

• гидроизоляция разнообразных конструкций и ограждений в стройиндустрии – фундаментов, подвалов, бункеров, цоколей, кровель, бетонных конструкций и т.д.
• гидроизоляция емкостей – коллекторы очистных сооружений, бассейны, искусственные водоемы, баки, аквариумы, резервуары и т.д., в том числе для продуктов нефтехимии
• гидроизоляция и коррозионная защита в морском деле – элементы судов, катеров и яхт, мосты, понтоны, пристани, трубопроводы и т.д.
• коррозионная, абразивная и ударопрочная защита в автомобильной индустрии - бампера, пороги, колесные арки и другие элементы кузова легкового и грузового автотранспорта
• химическая и коррозионная защита при возведении очистных сооружений и канализации – емкости, цистерны, отстойники, баки для топлива, реакторы и т.д.
• мембранное покрытие и гидроизоляция для дорожного строительства и земельных работ, а также дорожная разметка и разметка для паркинга
• устройство финишного покрытия полов на спортивных и торговых объектах – стадионы, торговые центры, бассейны, аквапарки и т.д.
• коррозионная и абразивная защита в производственной индустрии – футеровка мест воздействия сыпучих материалов, дробильного, сортировочного, смесительного оборудования, бассейнов электролиза и т.д.
• защита ответственных металлических конструкций от различных воздействий – балки, фермы, стойки, связи и т.д.
• декоративное покрытие с защитными свойствами – объекты искусства, архитектурные объекты, игровые площадки и т.д.

Преимущества и недостатки

Технология напыления полимочевины и собственно само полимочевинное покрытие имеют ряд бесспорных преимуществ в сравнении с традиционными методами изоляции и защиты:

1. Скорость отверждения – 15 секунд. Объект начинает эксплуатироваться незамедлительно после проведения работ. Это приводит к повышению скорости строительных работ и исключает порчу покрытия при отверждении по причине, например, изменения погодных условий после нанесения.
2. Скорость напыления полимочевины – от 300 до 500 кв.м за смену силами всего 2-х человек – оператор установки и подсобный работник.
3. Бесшовное напыление - позволяет равномерно наносить полимочевину заданной толщины без единого стыка и шва, причем на поверхность любой геометрии, обеспечивая полную герметичность.
4. Долговечность – свыше 50 лет. Сложно припомнить хотя бы одно другое изоляционное покрытие с таким сроком службы. А если сравнивать с наплавляемой рулонной кровельной гидроизоляцией, которую меняют как минимум раз в 5-7 лет, то стоимость полимочевины перестает казаться высокой.
5. Высочайшая адгезия к большинству строительных материалов без применения дополнительных праймеров и адгезивов. Стоит отметить, что для некоторых материалов и условий эксплуатации применение праймеров все же желательно, консультируйтесь со специалистами.
6. Сочетание прочности и эластичности. По сравнению с другими мембранными изоляционными материалами полимочевина может выдерживать несравненно большие механические нагрузки при сохранении способности к растяжению до 200%.
7. Износоустойчивость полимочевинного покрытия, значительно превышающая стойкость полиуретановых покрытий, покрытий из резины и даже эпоксидных смол, что позволяет эксплуатировать покрытия в физически агрессивных условиях.
8. Экологичность – полимочевинное покрытие не фонит, не пахнет и не имеет в составе растворителей, совершенно безопасно для здоровья. Применяется для емкостей с водой для питья, что подтверждается сертификатами.
9. Стойкость к не концентрированным кислотам и щелочам, растворителям, нефтепродуктам, солям.
10. Возможность окраски в различные цвета.

Пожалуй, основным недостатком технологии напыления полимочевины является высокая стоимость сырья, а следственно и комплекса работ по изоляции. Кроме того, для напыления полимочевины требуются профессиональные дорогостоящие установки и квалифицированный оператор. Этот недостаток сильно ограничивает распространение полимочевины на российском рынке, где, зачастую, цена стоит во главе угла. Еще одним недостатком большинства гибридных и ароматических полимочевин является их пониженная стойкость к ультрафиолету и сохранение цвета. Это решается применением более дорогой алифатической полимочевины или дополнительным нанесением УФ-стойкого лака, но, в конечном счете, все это отражается на цене. Кроме того, полимочевин плохо переносит воздействие концентрированных щелочей, кислот и некоторых растворителей.

Технология напыления

95% полимочевины перерабатывается именно методом напыления. Поскольку данная технология в сочетании с современным профессиональным оборудованием позволяет четко контролировать соотношение подаваемых компонентов, их температуру и осуществлять качественно процесс смешивания. На выходе сочетание этих факторов дает качественное покрытие с высокой скоростью проведения работ, несравнимое с ручным способом нанесения.

Для напыление полимочевины используются специальные установки, способные создавать давление свыше 160 атмосфер – это необходимо для качественного перемешивания и создания факела распыления на выходе из пистолета-распылителя. Сама установка представляет собой 2 емкости с компонентами А и Б, в которые погружены питающие насосы (в основном используются плунжерные насосы или мембранные). Питающие насосы подают по шлангам высокого давления компоненты к дозирующему блоку, который осуществляет подогрев компонентов (обычно до 80 ˚С) и их подачу в строго заданном соотношении в камеру смешивания. Камера смешивания находиться непосредственно в пистолете-распылителе, который держит в руках оператор. Пистолет также соединен с дозирующим комплексом шлангами и выполняет помимо функции смешивания функцию распыления, причем факел и количество напыляемого материала контролируется сменными форсунками.

Подробнее ознакомиться с устройством, принципом действия и примерами установок для напыления полимочевины можно в разделе «Оборудование».

Качество конечного покрытия зависит не только от правильных настроек установки, гомогенности смешивания и соблюдения соотношения компонентов, но и в значительной мере от квалификации оператора и соблюдения технологии напыления. Так, например, рекомендуется наносить полимочевину проходами по 1,5-2 м с нахлестом на ранее нанесенный прогон не менее 15-20 см. Каждый прогон напыляют дважды – сначала в одном направлении, а затем в перпендикулярном. Если временной промежуток между напылением двух прогонов составил более суток, то для повышения адгезии между слоями поверхность старого прогона (15-20 см) зачищают ручным инструментом и обрабатывают праймером, и только затем на него накладывают следующий слой. Толщину напыляемого слоя подбирают в зависимости от задач, но обычно в пределах 1,5-3 мм. При этом опытные операторы знают в каких местах и узлах будет больше нагрузка и требуется больший слой напыления.

Помимо оператора в процессе участвует еще как минимум один человек. Он осуществляет контроль за количеством сырья в расходных емкостях, за корректным функционированием установки, помогает оператору в перемещении длинных и нелегких шлангов установки, а также осуществляет подсобные и подготовительные работы на участке подлежащем напылению.

Нельзя забывать, что для качественного и долговечного покрытия полимочевиной, как, впрочем, и при нанесении любого иного изоляционного материала, очень важна подготовка основания. Этому мы еще уделим внимание в отдельно статье.

Возможно ли применение полимочевины в домашних условиях?

Технология напыления полимочевины предполагает применения сложного и дорогостоящего оборудования, а также профессиональных навыков. Пожалуй, даже подключить установку на 380 В в домашних условиях будет сложно. Стоимость услуг подрядчиков напрямую зависит от объема работ и до 50 кв.м покрытия большинство подрядчиков попросту отказывается. А те, что согласятся, выставят неподъемную стоимость, перенося все свои накладные расходы на Ваши пару квадратных метров.

Так как же быть если на небольшом участке работ требуется именно полимочевина по прихоти или по необходимости? Решение есть.

Для решения малых задач по гидроизоляции, герметизации и защиты внутри дома применяют однокомпонентные составы ручного нанесения. Данные составы просты в нанесении обычной кистью или валиком. Однако процесс отверждения занимает уже не 6-15 секунд, как при напылении полимочевины, а более 2 часов, иногда даже до 36 часов. При этом ряд свойств у покрытия из однокомпонентной полимочевины будет ниже. Тем не менее данный способ является хорошей и более надежной альтернативой разнообразным традиционным мастикам.

Если все же необходим полый комплекс свойств и требуется применение двухкомпонентной полимочевины, то напыление может быть произведено при помощи специальных комплектов для самостоятельного напыления с применением небольшого компрессора. Комплект представляет собой два баллона или картриджа с компонентами (компоненты А и Б), комплект шлангов с регулирующей и запорной арматурой и пистолет-распылитель. Такого комплекта в зависимости от объема картриджей и толщины напыляемого слоя может хватить на 15-50 кв.м покрытия. Так можно самостоятельно покрыть полимочевиной кузов любимого пикапа, днище катера или гидроизолировать террасу. Только не забывайте о подготовке поверхности.

Подобные комплекты и однокомпонентные полимочевины также применяются и на промышленных объектах для проведения ремонтных работ или для обработки труднодоступных поверхностей.

Чистая или гибридная полимочевина?

Отдельно обращу внимание на такое понятие как «чистая» и «гибридная» полимочевина. Эта терминология в последнее время прочно вошла в обиход, вызвав множество вопросов, а также опасений со стороны Заказчиков на предмет применяемых компонентов. У обывателей сложилось мнение что им непременно нужна «чистая» полимочевина и никак альтернатив. Но это далеко не всегда так. Под «чистой» полимочевиной понимается полимер без применения в молекулярной цепи дополнительных химических веществ. «Гибридная» полимочевина может иметь в своем составе дополнительные химические вещества. Действительно, «чистая» полимочевина обладает всеми положительными и даже уникальными свойствами материала, но также она обладает и самой высокой стоимостью. Так ли нужна пушка, чтобы стрелять по воробьям. Для большинства задач не нужен весь комплекс свойств, а достаточно лишь 2-3 свойства, но ярко выраженных. Так, к примеру, прекрасно себя зарекомендовали и получили большое прикладное распространение гибридные полимочевинно-полиуретановые системы, обладающие значительной частью свойств «чистой» полимочевины. Особенностью данных систем является более выcокая активность при взаимодействии со влагой, поэтому существуют ограничения по их применению, которые просто необходимо соблюдать.

Кроме того, варьируя состав полимочевинных систем можно получать материал со специфическими свойствами для решения конкретных задач. Так сегодня на рынке появилось большое количество специальных полимочевинных составов, также перерабатываемых методом напыления, что существенно расширило сферу применения. Например:

• полимочевинные составы с добавлением силанов, существенно повышающих химстойкость и адгезию к гладким основаниям;
• полимочевины с различными видами антипиренов для достижения требуемых показателей горючести;
• полимочевины с содержанием гидрофобизаторов с минимальным водопоглощением;
• специальные полимочевины, устойчивые к нефтепродуктам, для применения в нефтегазовом секторе промышленности;
• введение эпоксидных групп повышает стойкость к некоторым агрессивным средам;
• полимочевины с компонентами дополнительного отверждения, которые увеличивают твердость и абразивоустойчивость;
• полимочевины с применением пластифицирующих добавок на основе силиконов для увеличения эластичных свойств и удлинения при растяжении.

Ведутся разработки по созданию композитных материалов на основе полимочевин.

Заключение

Полимочевина, как и большинство передовых материалов и технологий, опережает конкурентов не только по качеству и свойствам, но и по цене. Полимочевина сегодня занимает нишу, где долговечность и набор ее уникальных качеств перевешивает вопрос цены для решения конкретной задачи. Другим барьером послужила некоторая переоценка возможностей материала. Многие, впервые услышав о свойствах полимочевины, пытались увидеть в ней панацею, применяя для тех задач, для которых она не предназначена, или же просто забывая о правилах подготовки поверхности, считая ее такой уникальной, что можно напылять хоть в дождь. Этот дилетантский подход сослужил на стадии становления полимочевины плохую службу.

Тем не менее, нет никаких сомнений, что технология напыления полимочевины вошла на российский рынок изоляции всерьез и надолго. С каждым новым профессионально напыленным объектом и с каждым годом безотказной и неприхотливой службы покрытия популярность полимочевины будет только возрастать.

Дополнительно по данной теме смотрите:

• Полимочевина (поликарбамид)
• Пенополиуретан и полимочевина – хорошее сочетание (ППУ + полимочевина)
• Установки для напыления высокого давления