Напыляемый жесткий пенополиуретан ППУ-308Н (ТУ 6-05-221-204) получают на основе двух жидких компонентов:

1) компонент «А» - полиол,

2) Компонент «Б» - полиизоцианат

Пенополиуретан ППУ-308Н наносят на изолируемую поверхность специальным пистолетом, в смесительную камеру которого полаются компонент А и Б. При попадании на изолируемую поверхность эта смесь вспенивается и застывает. Процесс вспенивания и отверждения пенополиуретанов является экзотермическим и сопровождается значительным тепловым эффектом, в результате чего смесь нагревается, что ускоряет процесс вспенивания и отверждения пенопласта.

2.4.1 Полиол

Полиолы производятся многими химическими предприятиями всего мира. Химический состав и соотношения компонентов полиолов конкретных производителей охраняются как коммерческая тайна. Наиболее общий вариант компонентного состава полиола приведён в таблице 2.2.

Таблица 2.2 - Компонентный состав полиола

Наименование компонента	Описание	Массовых частей в полиоле
Лапромол-294	Полиэфирная смола, основа полиола	100
Трихлорэтилфосфат	Анитиперен	30
Фреон-11, Хладон-141b	Легкокипящая жидкость, вспениватель	45
КЭП-2	Эмульгатор	1

Рассмотрим характеристика каждого из компонентов полиола (по стандарту ВСН 462-85).

1) Лапрамол-294 (ТУ 6-05-1681-80) - простой ненасыщенный полиэфир с молекулярной массой 290, получаемый взаимодействием окиси пропилена с водным раствором этилендиамина. Внешний вид: прозрачная вязкая жидкость от бесцветной до слабо-жёлтой окраски. Плотность 1037 кг/м³ при 20 °С. Содержание гидроксильных групп 20,5…23%. Содержание азота 9,1…10%, pH=10,7…11,5. Вязкость по Хеплеpy при 25 °С в пределах 40…50 Парс. Растворяется в воде и органических растворителях. Поставляется в бочках по 220 кг в виде прозрачной жидкости. Используется для получения жёстких пенополиуретанов.

2) Трихлорэтилфосфат (ТУ 6-05-611-78) - полный эфир ортофосфорной кислоты и этиленхлоргидрина с молекулярной массой 285,49. Внешний вид: низковязкая прозрачная маслянистая жидкость. Плотность при 20 °С 1420…1425 кг/м³. Показатель преломления при 20 °С 1,472…1,474. Содержание влаги не более 0,09%. Температура кипения 208…220 °С.

Токсикологические свойства: нелетучая жидкость. Проникает через неповрежденную кожу, оказывая раздражающее действие и в условиях хронического воздействия способен вызывать симптомы интоксикации. При попадания на слизистую оболочку глаза вызывает нестойкий конъюнктивит. Относится к 2 классу опасности (ГОСТ 12.1.007-76). ПДК - 0,5 мг/м³ (ГОСТ 12.1.005-76).

Показатели пожароопасности: не горюч, не взрывоопасен. Температура вспышки не менее 225 °С. Температура воспламенения более 190 °С. Температура самовоспламенения не менее 602 °С.

3) Трихлорэтилфосфат является нереакционной фосфорхлорсодержащей добавкой, служит для снижения горючести пенополиуретана.

4) КЭП-2 (ТУ 6-02-813-73) - пенорегулятор, неионогенное поверхностно-активное вещество, представляющее собой гидролитически устойчивый оксиал-киленорганосилоксановый блок-сополимер.

Внешний вид: прозрачная жидкость от желтого до коричневого цвета. Растворяется в воде, рН водного раствора 6,0…8,0. Плотность 1030…1040 кг/м³.

Токсикологические свойства. Пенорегулятор КЭП-2 в условиях применения не выделяет в воздух рабочей зоны химических токсичных веществ. Не вызывает раздражения со стороны слизистой оболочки глаз, неповрежденной кожи, а также является практически нетоксичным при многократном введении в желудок. Применение пенорегулятора не требует специальных мер индивидуальной защиты (противогаза, респиратора, очков, перчаток).

5) Хладон 141b - легкокипящая жидкость. Использование данного вещества предполагает значительный тепловой эффект реакции полимеризации вспениваемой композиции, что приводит к вскипанию данной жидкости и самовспениванию компонентов при смешивании. Такой эффект достигается при использовании композиций на основе ненасыщенных полиэфирных смол быстрого отверждения. Основные свойства Хладона 141b описаны в таблице 2.3.

Таблица 2.3 - Основные свойства легкокипящей жидкости Хладон 141b

Международное наименование	фреон 141b, HCFC 141b
Формула	CFCl2CH3
Химическое название	1-Фтор-1,1-дихлорэтан
Основные физико-химические характеристики
Агрегатное состояние	Легкокипящая прозрачная бесцветная жидкость
Молекулярная масса	116,95
Температура плавления, oC	-103,5
Температура кипения, oC	31,9
Экологические характеристики
Озоноразрушающий потенциал	0,11
Потенциал глобального потепления	630
ПДК р.з.мг/м3:	1000
Класс опасности:	4

2.4.2 Полиизоцианат

Компонент Б - полиизоцианат (ТУ 6-03-375-75) марки Б, сорт высший - смесь дифенилметандиизоцианатов большой молекулярной массы.

Внешний вид: темная жидкость со специфическим запахом. Содержание дифенилметандиизоцианата 50…60%. Содержание изоцианатных групп не менее 30%. Плотность при 20 °С 1220…1250 кг/м³. Упругость паров при 20 °С ниже 0,133 Па. При температуре ниже плюс 10 °С кристаллизуется. Разлагается под действием влаги с выделением углекислого газа.

Токсикологические свойства: является высокоопасным веществом, ПДК=0,2 мг/м³, ОБУВ=1 мг/м³. По степени воздействия на организм относится к веществам 2 класса опасности. Полиизоцианат обладает общетоксичным действием и способен вызвать нарушение деятельности сердечнососудистой и центральной нервной систем. Является также сенсибилизатором и аллергеном. Пары полиизоцианата вызывают раздражение слизистых оболочек и верхних дыхательных путей. При остром отравлении - бронхопневмонию, жалобы на головную боль и в области сердца.

Показатели пожароопасности: горит. Температура вспышки 185 °С, температура воспламенения 215 °С. Продукты горения могут содержать токсичные вещества. При тушении обязательно применение кислородно-изолирующей аппаратуры.

Полиизоцианат является одним из основных компонентов рецептуры, реагирующим в присутствии добавок с гидроксилсодержащими продуктами (лапролом-805, лапрамолом-294, глицерином, этиленгликолем) и водой с образованием пенополиуретана.

2.5 Общая информация по нанесению пенополиуретана методом напыления

Нанесение пенополиуретана происходит посредством распыления смеси полиола и полиизоцианата (компонентов А и B) на изолируемую поверхность. Для получения качественного материала необходимо соблюдать следующие требования:

· обеспечение точного дозирования компонентов;

· обеспечение равномерного смешения компонентов;

· необходимо поддерживать заданную температуру компонентов.

Работа по нанесению пенополиуретана заключается не только в напылении, но и в подготовке поверхности, изолировании мест, не требующих напыления. Пенополиуретан обладает прекрасной адгезией, а как следствие, очень проблематично его удалить после нанесения.

Основные преимущества напыления:

· отсутствие возможности возникновения «мостиков холода»;

· быстрота нанесения теплоизоляции на поверхность любой сложности.

Самый распространенный на данный момент способ напыления пенополиуретана - это напыление с применением сжатого воздуха для перемешивания полиола и изоцианата - компонентов А и B. Есть несколько производителей оборудования, которые используют этот способ. Разные производители применяют разные технологии, но объединяет их общая идея и схожая схема построения пеногенератора.

Рисунок 2.3 - Схема построения пеногенератора

Компонент А и B с помощью насоса подаются в распылительный пистолет, изображённый на рисунке 2.4.



Рисунок 2.4 - Распылительный пистолет

В пистолете компоненты перемешиваются сжатым воздухом и за счет избыточного давления выталкиваются в виде аэрозоли на изолируемую поверхность через сопло (рисунок 2.5).

Рисунок 2.5 - Блок смешения компонентов А и Б в пистолете-распылителе

Совокупность всех блоков описанной схемы называют пеногенератором. Для улучшения качества наносимой жесткой пены в устройство пеногенератора добавляют узлы, такие как подогревательные элементы, миксеры и пр. Это дает максимальное вспенивание наносимой системы.

Для напыления используют малогабаритные легкие установки, удобные для перемещения по объекту. Это связано с тем, что большие установки не всегда возможно доставить на место проведение работ.

Под кажущейся простотой напыления пенополиуретана, скрывается сложный технологический процесс, не прощающий спешки и суетливости. Работы производятся последовательно и спокойно. Должны быть проверены все узлы, выставлены соотносящиеся режимы подачи компонентов.

2.6 Подбор оборудования

В настоящее время на российском рынке имеется большое количество фирм-производителей установок для изготовления пенополиуретанов методом заливки. Но наилучшим соотношением параметров цена/качество обладают установки производства ООО «СПТК-Самара». Линейка установок представлена на рисунке 2.6.

Пеногенератор ПГМ-2	Пеногенератор ПГМ-240АТ	Пеногенератор ПГМ-1045АТ
		напыление	заливка

Рисунок 2.6 - Установки серии ПГМ производства «СПТК_Самара»

Произведём выбор установки, удовлетворяющей всем требованиям процесса заливки жёсткого пенополиуретана марки ППУ-331. Технико-эксплуатационные характеристики приведены в таблице 2.4.

Таблица 2.4 - Технико-эксплуатационные характеристики установок ПГМ

Наименование	ПГМ-2	ПГМ-240АТ	ПГМ-10	ПГМ-1045АТ
Производительность, кг/мин (куб.м./час).	2,6 (4,0)	2,6 (4,0)	10,0 (15)	10,0 (15)
Назначение	напыление	напыление	напыление/заливка	напыление/заливка
Рабочее напряжение, В	220	220	220	220
Потребляемая мощность, кВт	0,7	0,7	1,1	1,1
Давление в системе подачи воздуха, МПа	0,45…0,9	0,45…0,9	0,45…0,9	0,45…0,9
Давление в системе подачи компонентов, МПа	0,35…0,45	0,30…0,45	0,35…0,45	0,35…0,45
Расход сжатого воздуха, л/мин	350…500	350…500	350…500	350…500
Диапазон рабочих температур, С°	-2…+40	-7…+40	-2…+40	-7…+40
Соотношение компонентов	1:1…1:1,2	1:1…1:1,2	1:1…1:1,4	о1:1…1:1,4
Ёмкости под компоненты	не штатные до 200 л.	два бака по 40 л.	не штатные до 200 л.	два бака по 45 л.
Масса изделия сухая, кг	32	82	32	88
Габаритные размеры, мм	600Ч300Ч600	600Ч300Ч700	600Ч300Ч600	600Ч650Ч750
Датчик уровня компонентов	-	2	-	2
Нагрев компонентов.	-	автомат	-	автомат
Длина шлангов, м	10	10	10	10
Диаметр шлангов, мм.	9	9	9	9
Тип распылителя	ПРС-08	ПРС-08	ПРС-08	ПРС-08
Гарантия изготовителя	12 мес.	12 мес.	12 мес.	12 мес.
Стоимость, руб.	50 000	69 000	60 000	80 000

Для напыления пенополиуретана могут быть использованы все представленные установки. Но установки ПГМ-10 и ПГМ1045АТ (рисунок 2.7) имеют наибольшую производительность (до 10 кг/мин по компонентам), что удобно при напылении ППУ на больших площадях.

Рисунок 2.7 - Установка ПГМ-1045АТ (слева), ПГМ-10 (справа)

Пеногенератор ПГМ-10 не оснащён штатными ёмкостями, что снижает его сухой вес до 32 кг. Установка ПГМ-1045АТ оснащена штатными ёмкостями по 45 л. Но за счёт этого ее масса составляет 88 кг. Выбор одной из этих установок зависит от специфики выполняемых работ, места их проведения, имеющихся транспортных средств для перевозки оборудования и доступа к изолируемой поверхности.

2.7 Расчёт массы компонентов и толщины изолирующего слоя из ППУ

Количество композиции системы для напыления рассчитывается исходя из величины поверхности, подлежащей напылению, кажущейся плотности и толщины требуемого слоя покрытия, по формуле [12]:

Q = k1?S?B?J, (2.1)

где Q - масса композиции (А+Б в заранее заданном соотношении), необходимой для напыления, кг; k1 - коэффициент, учитывающий потери при получении ППУ, а также параметры окружающей среды. Величина k1 определяется опытным путем, зависит от конфигурации формируемого изделия, температуры воздуха и силы ветра. Величина k1 находится в пределах:

· k₁ = 1.3 при t=20-25 °С, ветер до 5 м/с

· k₁ = 1.9 при t=0-5 °С, ветер до 8 м/с

S - площадь поверхности, подлежащей напылению, м²; J - кажущаяся плотность ППУ в изделии, кг/м³; B - толщина напыляемого слоя ППУ, м;

Толщина напыляемого слоя для шумо- и теплоизоляции тягодутьевых машин определяется из одновременного выполнения двух условий:

1) обеспечение снижения температуры до предельно допустимой (29 °С) на поверхности технологического оборудования,

2) обеспечение снижения уровня шума (звукового давления) до предельно допустимого уровня 80 дБ.

2.8 Методы определения основных технических показателей теплоизоляционных материалов и изделий

Определение технологических показателей теплоизоляционных материалов производится согласно ГОСТ 17177-94 «Материалы и изделия строительные теплоизоляционные. Методы испытаний».

2.8.1 Метод определения плотности

1) Отбор образцов

Плотность определяют на образцах или на изделиях, в которых отклонения от правильной формы не превышают предельных значений, установленных в нормативных документах на продукцию конкретного вида.

Плотность органических ячеистых изделий определяют на образцах размером (50Ч50Ч50)±1 мм, не имеющих уплотненного верхнего слоя, для изделий номинальной толщиной более 50 мм и размером (40Ч40Ч40)±1 мм - для изделий номинальной толщиной 50 мм, если в нормативных документах на изделия конкретного вида не указаны другие размеры.

2) Порядок проведения испытания

Отобранное для испытания изделие или образец взвешивают с погрешностью не более 0,5%. Затем измеряют в соответствии размеры изделия или образца (длину, ширину, толщину) и вычисляют его объем.

3) Обработка результатов

Плотность с в килограммах на кубический метр вычисляют по формулам:

· для изделий (образцов) без покровного материала



,	(2.2)

где m - масса изделия (образца),кг; W - влажность изделия (образца),%; V - объем изделия (образца), м³;

· для образцов органических ячеистых изделий

,	(2.3)

где m₁ - масса высушенного образца, кг;

2.8.2 Метод определения влажности

1) Порядок проведения испытания

Пробу массой (5±0,1) г помещают в предварительно высушенный и взвешенный стаканчик или тигель и высушивают в сушильном электрошкафу до постоянной массы. Высушивание образцов (проб) до постоянной массы должно производиться при температуре (105±5)⁰С, если в нормативном документе на продукцию конкретного вида не указана другая температура. Образцы (пробы) материалов или изделий считают высушенными до постоянной массы, если потеря их массы после повторного высушивания в течении 0,5 ч не превышает 0,1%.

2) Обработка результатов

Влажность W в процентах вычисляют по формуле

,	(2.4)

где m₁ - масса стаканчика или тигля с пробой до высушивания, г; m₂ - масса стаканчика или тигля с пробой, высушенной до постоянной массы, г; m₃ - масса стаканчика или тигля, г.

Влажность органических ячеистых изделий вычисляют по формуле

,	(2.5)

где m₄ - масса образца до сушки, г; m₅ - масса образца после сушки, г.

Результат вычисления округляют до 0,1%.

2.8.3 Методы определения водопоглощения при полном погружении образца в воду

Сущность метода заключается в измерении массы воды, поглощенной образцом сухого материала при полном погружении в воду (рисунок 2.8) в течение заданного времени.

Рисунок 2.8 - Ванна с образцом, полностью погруженным в воду, где 1 - сетчатый пригруз; 2 - образец; 3 - сетчатая подставка; 4 - ванна

Для испытания из изделия вырезают образец в форме прямоугольного параллелепипеда длинной и шириной (100±2) мм и толщиной, равной толщине изделия.

Из органических ячеистых изделий вырезают образец размером (50Ч50Ч50)±1 мм. При толщине изделий меньше 50 мм высоту образца принимают равной толщине изделия. Образцы высушивают до постоянной массы.

В ванну из нержавеющего материала, имеющую сетчатые подставку и пригруз из нержавеющего материала, на сетчатую подставку помещают образец и фиксируют его положение сетчатым пригрузом. Затем заливают в ванну воду температурой (22±5)⁰С так, чтобы уровень воды был выше пригруза на 20…40 мм. Через 24 часа после залива воды образец переносят на подставку и через 30 с взвешивают. Массу воды, вытекшей из образца во время взвешивания, включают в массу насыщенного водой образца. Образцы из органических ячеистых изделий через 24 часа после залива воды вынимают, протирают фильтрованной бумагой и взвешивают.

Водопоглощение при полном погружении образца W^п в процентах по массе вычисляют по формуле

,	(2.6)

где m₁ - масса образца после насыщения водой и поддона для взвешивания, г; m₂ - масса образца, предварительно высушенного до постоянной массы, г; m₃ - масса сухого поддона для взвешивания, г

Водопоглощение органических ячеистых изделий при полном погружении образца W в процентах по объему вычисляют по формуле

,	(2.7)

где m₄ - масса образца после насыщения водой, г; m₅ - масса образца, предварительно высушенного до постоянной массы, г, V - объем образца, см³; р_в - плотность воды, г/см³.

2.8.4 Метод определения прочности на сжатие при 10%-ной линейной деформации

Сущность метода заключается в измерении значения сжимающих усилий, вызывающих деформацию образца по толщине на 10% при соответствующих условиях испытания.

Из изделия выпиливают образец в форме параллелепипеда длинной и шириной (100±1) мм и толщиной, равной толщине изделия. Предел допускаемой погрешности измерения длины и ширины образца линейкой ±0,5 мм, штангенциркулем ±0,1 мм.

Для проведения испытания образец помещают в машину таким образом, чтобы сжимающее усилие действовало по вертикальной оси образца и измеряют нагрузку, при которой он уплотняется (деформируется) на 10%.

Прочность на сжатие при 10%-ной линейной деформации у₁₀ в мегапаскалях (кгс/см²) вычисляют по формуле [20]:

,	(2.8)

где Р - нагрузка при 10%-ной линейной деформации, Н; l - длина образца, мм(см); b - ширина образца, мм (см).

Результат испытания округляют до 0,01 МПа.

2.8.5 Метод определения предела прочности при сжатии

Сущность метода заключается в измерении значения сжимающих усилий, вызывающих разрушение образца при соответствующих условиях испытания.

Из изделия выпиливают образец в форме куба с размером ребра (100±1) мм, если в нормативном документе на конкретный вид продукции не указаны другие размеры. Длину и ширину верхнего и нижнего основания образца измеряют штангенциркулем по двум параллельным ребрам. Предел допускаемой погрешности измерения ±0,1 мм. Длиной и шириной образца считают среднее арифметическое значение четырех измерений длины и ширины верхнего и нижнего оснований.

Образец устанавливают в машину так, чтобы сжимающее усилие было направлено по вертикальной оси образца. Разрушающей считают наибольшую нагрузку, отмеченную при испытании образца в момент его разрушения. Предел прочности при сжатии R в МПа (кгс/см²) вычисляют по формуле

,	(2.9)

где Р - разрушающая нагрузка, Н; l - длина образца, мм (см); b - ширина образца, мм (см).

Результат испытания округляют до 0,01 МПа [20].

2.9 Определение теплопроводности

Сущность метода (ГОСТ 7076-99) заключается в создании теплового потока, направленного перпендикулярно к наибольшим граням плоского образца определенной толщины, измерении плотности стационарного теплового потока и температур на противоположных гранях образца.

Лабораторная установка для измерения теплопроводности (рисунок 2.9), которая состоит из:

· электронагреватель ЭКЧ-145-1,0\220, представляет собой литой чугунный диск, в который запрессованы электроспирали, изолированные от корпуса специальным наполнителем. Нижняя часть корпуса закрывается днищем, которое крепится к корпусу двумя винтами. Потребляемая мощность, не более - 1000 Вт, температура нагрева - до 700 К, КПД электронагревателя не менее 65%;

· терморегулятор Ш4538, предусмотрен для работы в комплекте с термоэлектрическими преобразователями (ТП) по ГОСТ 3044-84, предназначен для автоматического двухпозиционного и импульсного регулирования температуры по пропорционально-дифференциальному (ПД), а также сигнализации при аварийных превышениях температуры объектов, термопара ТХК-0515;

· термометр ртутный;

· реле РП12;

· сетевой разветвитель.

Рисунок 2.9 - Схема теплового блока установки

1 - теплоизоляционный кожух; 2 - охранная зона преобразователя теплового потока; 3_ прижимное устройство; 4 - преобразователи температуры; 5 - преобразователи теплового потока; 6, 8 _теплообменники; 7 - образец

Также требуется:

· штангельциркуль по ГОСТ 166-80.

· линейка по ГОСТ 427-75.

· Весы лабораторные технические, обеспечивающие взвешивание с погрешностью не более 0,1 г. Для определения теплопроводности из плит, выпиливают три образца. Образцы для определения теплопроводности должны быть в виде пластин размером в плане от 200Ч200 мм до 300Ч300 мм и толщиной 20…50 мм.

В основу работы измерителя положен стационарный сравнительный метод измерения. На рисунке 2.10 представлена тепловая модель измерения

Рисунок 2.10 - Тепловая модель измерения

1 - нагреватель, 2 - образец №1, 3 - образец №2, 4 - термопара, 5 - термометр №1, 6 - термометр №2

На теплоэлектронагреватель помещается образец №1 с известным коэффициентом теплопроводности, поверх него кладется исследуемый образец №2. Термопара и термометры располагаются следующим образом:

· Термопара ТХК-0515 на границе образца №1 и электронагревателя

· Первый термометр помещается между образцом №1 и образцом №2

· Второй термометр расположен непосредственно у поверхности образца №2, граничащей с внешней средой.

Нагреватель связан обратной связью с терморегулятором, что позволяет выставить нужную температуру нагрева. Температура нагрева не должна превышать температуры плавления образца №1, но при этом должна обеспечивать изменение температуры на поверхности образца №2, граничащей с внешне средой, по сравнению с начальными условиями. Для большинства образцов достаточной температурой нагрева является 80-90 °С.

Задание нужной температуры осуществляется вращением шкалы реохорда терморегулятора и выставлением ее на соответствующей отметке. Температура на нагревателе фиксируется термопарой, сигнал поступает на терморегулятор.

Испытания считаются законченными, если три последовательных измерения теплового потока дают отклонение не более 5% среднего значения.

Коэффициент теплопроводности л в Вт/(м•К) вычисляют по формуле:

,	(2.10)

где Т₀ - комнатная температура, Т₁ - температура у поверхности нагревателя - термопарой, Т₂ - ртутным термометром. h₁ и h₂ - высота исследуемого образца и стандартного, F₁ и F₂ - площадь сечения исследуемого образца и стандартного, время t - время в течение которого образец нагревается, c и с - удельная теплоемкость и плотность пенопласта, k - коэффициент тепловых потерь. Плотность и удельная теплоемкость пенопласта считались постоянными в течение всего эксперимента, здесь с=30 кг/мі, с=1260 Дж/(м·К). Коэффициент тепловых потерь k принимался равным 0,1[21].

2.10 Статическая обработка результатов эксперимента

Из-за действия множества искажающих факторов результат каждого отдельного измерения физической величины не совпадает с ее истинным значением. Разность между результатом измерения и истинным значением измеряемой величины называется погрешностью измерений (ошибкой измерений).

Различают три типа погрешностей измерений: грубые ошибки (промахи), систематические и случайные погрешности.

Грубые ошибки, или промахи, обычно бывают связаны с неисправностью измерительной аппаратуры, либо с ошибкой экспериментатора в отсчете или записи показаний приборов, либо с резким изменением условий измерений. Результаты измерений, соответствующих грубым ошибкам, нужно отбрасывать и взамен проводить новые измерения.

Систематическими погрешностями измерений называются погрешности, которые при многократном измерении одной и той же величины остаются постоянными либо изменяются по определенному закону. Систематические погрешности включают в себя методические и инструментальные (приборные) погрешности измерений.

Случайными погрешностями измерений называются погрешности, абсолютная величина и знак которых изменяются при многократных измерениях одной и той же физической величины.

Случайные погрешности вызываются многими факторами, не поддающимися учету. Полностью избавиться от случайных погрешностей невозможно, но их можно уменьшить путем многократного повторения измерений. При этом происходит частичная компенсация случайных отклонений результатов измерений в сторону завышения и в сторону занижения. Расчет случайных погрешностей производится методами теории вероятностей и математической статистики.

Результаты испытаний выражают графически или численно в соответствии с требованиями стандарта на методы испытаний.

При численном выражении определяют среднее значение определяемого показателя :

	(2.11)

где Х_i - отдельное значение определяемого показателя Х;

N - количество отдельных значений определяемых показателей, входящих в расчет.

Среднее значение определяемого показателя () вычисляют как среднее арифметическое в соответствии с требованиями стандарта на методы испытаний.

Величину стандартного отклонения отдельных значений (S) вычисляют по формуле:



	(2.12)

Величину стандартного отклонения среднего значения (S) вычисляют по формуле:

	(2.13)

где Х_i - отдельное значение определяемого показателя Х;

- среднее значение определяемого показателя Х;

N - количество отдельных значений определяемых показателей, входящих в расчет.

Границы доверительного интервала 2•ДХ, в которых заключено искомое значение показателя Х, определяют по формуле

для нижней границы
для верхней границы

где ДХ - вероятное отклонение искомого показателя Х от полученного среднего значения , которое вычисляют по формуле:

	(2.14)
	(2.15)

где t - критерий точности;

S и - величины стандартного отклонения;

N - количество отдельных значений определяемых показателей, входящих в расчет.

Коэффициент вариации среднего значения (V_i) в процентах вычисляют по формуле:

	(2.16)

где - среднее значение определяемого показателя Х;

- стандартное отклонение среднего значения.

Относительную ошибку в процентах вычисляют по формуле:

	(2.17)

Запись результатов испытаний должна обеспечивать полноту описания образца, условий измерения, метода измерения, метода подсчета результата и полученной погрешности.

2.11 Выводы

В ходе работы над проектированием шумо- и теплоизоляционного материала на основе пенополиуретана, были получены следующие результаты:

· Изучены параметры химической реакции полиола и полиизоцианала. Рассмотрены такие основные параметры реакции, как время старта, время гелеобразования и время подъёма пеноматериала.

· Описаны физико-механические характеристики жёсткого пенополиуретана, полученного методом напыления.

· Описан компонентный состав исходного сырья, соотношения и свойства компонентов, а также условия реакции получения пенополиуретана.

· Описана общая информация по технологии напыления пенополиуретана, на основе чего подобрано оборудования для выполнения работ по шумо- и теплоизоляции при помощи напыляемого пенополиуретана. В качестве основного технологического звена рекомендован пеногенератор ПГМ-1045АТ.

· Составлена формула (2.1) определения массы компонентов, требуемых для получения покрытия заданной толщины.

· Рассмотрены и описаны методы определения основных технических показателей теплоизоляционных материалов и изделий по ГОСТ 17177-94.

· Описан метод определения теплопроводности материалов по ГОСТ 7076-99.

· Описан метод статистической обработки экспериментальных данных.

3. Исследование теплофизических и акустических характеристик пенополиуретана

Для проведения лабораторных испытаний были использованы компоненты пенополиуретана марки «Изолан-101» производства НПП «Изолан», г. Владимир.

Компонент А: смесь простых полиэфиров, антипиренов и катализаторов. Компонент Б: полимерный дифенилметандиизоцианат (полиизоцианат).

3.1 Изготовление образцов

Образцы пенополиуретана изготавливались на основе двухкомпонентной композиции (рисунок 3.1), включающей полиол (компонент А, марка «Изолан-101») и полиизоцианат (компонент Б, ТУ 6-03-375-75).

Рисунок 3.1 - Компоненты пенополиуретана

Ход работы:

1) Подготавливается необходимое оборудование: шприцы медицинские (5 мл), стаканчики пластиковые (200 мл), стеклянная мешалка, весы лабораторные.

2) Компоненты А и Б набираются в шприцы из ёмкостей в заданных объёмных соотношениях. Сначала в стаканчик заливается полиол, после чего вливается полиизоцианат и смесь активно перемешивается в течение времени Т_смеш.=10 с. На рисунке 3.2 изображён процесс вспенивания пенополиуретана.

3) Определяется время старта (Т_ст) композиции, время гелеобразования Т_гель и время подъема Т_под.

4) После выдержки в течение 20 минут, образцы взвешивали на лабораторных весах CAS MWP-150 (рисунок 3.3).

5) Производится определение объёма (V?мл) по вытесненной жидкости при погружением образцов в мерную ёмкость с водой.

6) По полученным значениям вычисляется коэффициент вспенивания (N, раз) и кажущуюся плотность (с_каж, кг/м³).

7) Полученные значения заносятся в таблицу 3.1

Рисунок 3.2 - Процесс вспенивания двухкомпонентного ППУ

а) - старт композиции; б), в) - вспенивание композиции; г) - завершение процесса вспенивания и отверждение образца

Рисунок 3.3 - Взвешивание образцов ППУ на лабораторных весах CAS MWP-150

Для определения оптимального соотношения компонентов было изготовлено 14 образцов с варьированием объёмной доли полиизоцианата относительно полиола. Объём полиола был постоянным для всех образцов (4 мл) и взят за 1 объёмную долю.

Было выявлено, что при объёмной доле полиизоцианата 0,750 и меньше, образцы быстро вспениваются, но при выдержке в течение суток, происходит их усадка, структура становится мягкой резиноподобной. Введение полиола в объёмных долях более 2 приводит к замедлению реакции вспенивания и отверждения, что опять же является причиной усадки образцов. Выявлено, что минимальную усадку имеют образцы с сопоставимым друг относительно друга содержанием компонентов. В ходе последующих экспериментов, необходимо выявить конкретное значение этого соотношения.

Таблица 3.1 - Свойства изготовленных образцов

Соотношение компонентов А:Б, об. доли	А, мл	Б, мл	Время старта композиции, Тстарта, с	Время гелеобразования, Тгел, с	Время подъёма пены, Тподъём, с	Объём образца, V, мл	Масса образца, М, г	Коэффициент вспенивания, N	Кажущаяся плотность, скаж, кг/м3
1:0,50	4	2,0	2	69	88	90	6,660	15,00	74,00
1:0,625	4	2,5	2	70	90	120	7,195	18,46	59,96
1:0,750	4	3,0	2	69	95	210	8,530	30,00	40,62
1:0,875	4	3,5	3	86	90	240	9,410	32,00	39,21
1:1	4	4,0	3	90	115	230	9,995	28,75	43,46
1:1,125	4	4,5	3	86	120	235	10,070	27,65	42,85
1:1,250	4	5,0	3	87	122	248	10,810	27,56	43,59
1:1,375	4	5,5	4	90	120	245	11,555	25,79	47,16
1:1,500	4	6,0	4	103	127	242	11,880	24,20	49,09
1:1,625	4	6,5	4	107	130	242	12,835	23,05	53,04
1:1,750	4	7,0	4	114	148	235	12,940	21,36	55,06
1:1,875	4	7,5	5	123	140	235	13,915	20,43	59,21
1:2	4	8,0	5	135	140	205	14,190	17,08	69,22
1:2,125	4	8,5	5	144	150	200	14,815	16,00	74,08

По полученным данным были построены графики зависимости экспериментальных характеристик от соотношения компонентов пенополиуретана.

Из рисунка 3.4 замечаем, что при увеличении доли компонента А в композиции, происходит замедление реакции вспенивания.

Максимальный коэффициент вспенивания и минимальная кажущаяся плотность, как видно из графиков на рисунках 3.5 и 3.6, достигаются при введении 0,750 и 0,875 объёмных долей полиизоцианата.

Таким образом, можно сделать вывод, что полиол обладает большей реакционной способностью, а избыток полиизоцианата замедляет реакцию вспенивания и приводит к усадке, вызванной началом охлаждения и термического сужения пены до полного её отверждения и фиксации структуры.

Рисунок 3.4 - Зависимость времени старта, времени гелеобразования и времени подъёма пены от объёма полиизоцианата при постоянном объёме полиола (4?мл)

Рисунок 3.5 - Зависимость коэффициента вспенивания от объёма полиизоцианата при постоянном объёме полиола (4?мл)



Рисунок 3.6 - Зависимость кажущейся плотности от объёма полиизоцианата при постоянном объёме полиола (4?мл)

Проведённая серия экспериментов позволяет судить об изменении кинетики процесса вспенивания и отверждения пенополиуретана при изменении соотношения компонентов, но не даёт возможность определить оптимальную композицию.

3.2 Определение сухого остатка

Пенополиуретан изготавливается на основе полиэфирной смолы, образующей при взаимодействии с полиизоцианатом поперечно сшиты реактопласт полиуретан. От того, на сколько полно прореагировали оба компонента, будет зависеть количество поперечных связей в материале и степень его сшивки. Именно эти характеристики позволяют судить об оптимальности соотношения компонентов, так как максимальный коэффициент вспенивания будет достигнут только тогда, когда все циановые группы компонента Б прореагируют с ОН группами компонента А.

Ход эксперимента:

1) Образец вспененного ППУ измельчают на порошок, который помещается на заранее взвешенную фильтровальную бумагу.

2) Определяется масса порошка за вычетом массы фильтровальной бумаги.

3) В керамический стакан объёмом 150 мл заливается 50 мл технического ацетона, после чего в ацетон высыпается порошок, перемешивается и выдерживается в течение 20 минут.

4) После выдержки содержимое отфильтровывается и помещается в сушильный шкаф на 60 минут при температуре 60 °С. Оставшийся порошок повторно взвешивают.

5) Все результаты заносят в таблицу. Долю сухого остатка определяют как отношение конечной массы к начальной.

Таблица 3.2 - Определение сухого остатка

Соотношение компонентов А:Б, об. доли	А, мл	Б, мл	Начальная масса М1, г	Масса сухого остатка М2, г	Коэффициент сухого остатка
1:0,875	4	3,5	2,750	1,895	0,689
1:1	4	4,0	2,650	2,125	0,802
1:1,125	4	4,5	2,900	2,560	0,883
1:1,250	4	5,0	2,595	2,195	0,846
1:1,375	4	5,5	2,590	1,985	0,766
1:1,500	4	6,0	3,525	2,570	0,729
1:1,625	4	6,5	4,300	3,190	0,742
1:1,750	4	7,0	4,395	3,255	0,741
1:1,875	4	7,5	5,335	4,185	0,784
1:2,000	4	8,0	5,650	4,455	0,788
1:2,125	4	8,5	5,950	4,580	0,770

Анализируя полученные данные (рисунок 3.7) замечаем, что наибольший сухой остаток имеет образец с 1,125 долями полиизоцианата (4,5?10^-3л компонента Б). У всех остальных образцов сухой остаток наблюдается в меньшем количестве. Таким образом, с точки зрения химии процесса получения пенополиуретана, оптимальное соотношение компонентов: 1 часть полиола и 1,125 частей полиизоцианата. Такое соотношение компонентов позволяет обеспечить наиболее полное взаимодействие двух компонентов материала.

Рисунок 3.7 - Зависимость коэффициента сухого остатка от объёма полиизоцианата при постоянном объёме полиола (4 мл)

3.3 Прочность на сжатие при 10%-ной линейной деформации

Сущность метода заключается в измерении значения сжимающих усилий, вызывающих деформацию образца по толщине на 10% при соответствующих условиях испытания. Для исследований были изготовлены образцы в форме параллелепипеда с длинной, шириной и толщиной сторон 30 мм. Образцы выпиливались из изделий, полученных на предыдущем этапе исследований (рисунок 3.2). Образцы вырезались из нижней, средней и верхней части объёма пены. Таким образом, было получено по 3 кубических образца со стороной 30 мм из каждого номера изделия (рисунок 3.8).

Рисунок 3.8 - Изготовление образцов из ППУ кубической формы

Исследования проводились на разрывной машине Instron с использованием оснастки для сжатия образцов (рисунок 3.9).

Нагружение проводилось со скоростью 10 мм/мин до 50% сжатия образца. Процесс измерений полностью автоматизирован. На выходе после проведения серии экспериментов по заданному количеству образцов, выводятся экспериментальные данные, приведённые в приложении В.

Стоит отметить, что технология вспенивания пенополиуретанов не позволяет получить в макрообъёме однородную по механическим свойствам структуру, что приводит к разному значению прочности в объёме образца. Замечено, что максимальную прочность имеют образцы, вырезанные из средней части пены, а минимальную - из верхней и нижней части. Это можно объяснить тем, что средняя часть объёма вспениваемого материала испытывает наибольшее давление одновременно со стороны расширяющейся нижней и оседающей под силой тяжести верхней части пены.

Рисунок 3.9 - Разрывная машина Instron в режиме сжатия образцов

Для определения объёмных характеристик материала, экспериментальные данные усредняются, и находится коэффициент их вариации, позволяющий судить об однородности исследуемого материала. Результаты занесены в таблицу 3.3.

Таблица 3.3 - Прочностные характеристики образцов ППУ

Соотношение А:Б	Напряжение при 10% деформации, кПа	Модуль Юнга, МПа
	Среднее значение	Коэффициент вариации, %	Среднее значение	Коэффициент вариации, %
4:4,0	125,87	56,76	2,78	41,94
4:4,5	147,59	22,98	2,56	21,04
4:5,0	132,12	69,09	2,64	51,95
4:5,5	207,48	23,70	4,65	30,45
4:6,0	237,15	22,18	4,03	29,86
4:6,5	203,69	20,52	4,48	20,19
4:7,0	225,06	19,53	5,42	48,21
4:7,5	269,76	20,61	6,21	12,87
4:8,0	259,77	4,82	6,03	26,60
4:8,5	293,42	18,31	4,90	16,07
4:3,5	345,98	27,40	5,75	52,02

Рисунок 3.10 - Зависимость напряжения при 10% линейной деформации от объёма полиизоцианата при постоянном объёме полиола (4 мл)

Из графика зависимости напряжения при 10% линейной деформации, изображённого на рисунке 3.10, видно, что при увеличении объёмного содержания полиизоцианата происходит значительное увеличение напряжения до 345,98 кПа у композиции с содержанием 2,125 (8,5?10^_3 л) объёмных долей полиизоцианата.

Рисунок 3.11 - Зависимость модуля Юнга от объёма полиизоцианата при постоянном объёме полиола (4 мл)

Модуль Юнга увеличивается по подобной зависимости, как видно из графика на рисунке 3.11. Но максимальное значение имеет при введении 1,750 объёмных долей полиизоцианата (7 мл).



Рисунок 3.12 - Зависимость коэффициентов вариации от объёма полиизоцианата при постоянном объёме полиола (4 мл)

Коэффициенты вариации напряжения при 10% линейной деформации и модуля Юнга (рисунок 3.12) уменьшаются при увеличении объёмного содержания полиизоцианата. Это может быть связано с тем, что введение большего количества полиизоцианата приводит к замедлению реакции вспенивания, что позволяет структуре вспененной массы более равномерно распределиться по объёму.

Данная серия опытов позволила установить связь между компонентным составом получаемого материала и его механическими характеристиками. Но решающую роль в выборе конкретной композиции эти результаты не играют, так как основными характеристиками материала является теплопроводности и шумоизоляционные характеристики.

3.4 Определение коэффициента теплопроводности

Для определения теплопроводности пенополиуретанов на основе описанных выше композиций, были изготовлены образцы прямоугольной формы 120Ч120 мм и толщиной 30 мм (рисунок 3.13).

Рисунок 3.13 - Образец пенополиуретана для исследования теплопроводности

Для проведения самих исследований теплопроводности был использован лабораторный стенд, представленный на рисунке 3.14.

Рисунок 3.14 - Лабораторный стенд для определения теплопроводности

1) Методика испытаний

В эталонном образце (экструдированный пенополистирол) создаётся тепловой поток путем нагревания одной из его сторон. С другой его стороны располагается идентичный по форме и размеру образец из пенопласта. Замерив температуру Т3 и время t, в течение которого нагревается образец, можно получить количество теплоты Q отданное, а, следовательно, пропущенное образцом исследуемого материала.

Также фиксировались комнатная температура Т0 и температура с обеих сторон исследуемого образца, одна из которой Т1 - у поверхности нагревателя - термопарой №1, другая Т2 - термопарой №2. Кроме того, замерялись высоты обоих образцов h1 и h2, рассчитывались площади их сечения F1 и F2, перпендикулярные направлению теплового потока. Итоговый коэффициент теплопроводности вычислялся по формуле (2.10).

Плотность и удельная теплоемкость пенопласта-эталона считались постоянными в течение всего эксперимента: с = 30 кг/мі, с = 1260 Дж/(кг·К). Коэффициент тепловых потерь k принимался равным 0,1

2) Порядок проведения эксперимента

Термопара №1 кладется на нагреватель, и обеспечивается как можно более плотный и полный ее контакт с нагревающейся поверхностью теплоэлектронагревателя (ТЭН).

ТЭН и терморегулятор включаются в сеть. На регуляторе выставляется температура, до которой должен нагреться ТЭН. В нашём случае это 60 °С.

Перед началом измерений необходимо дождаться установления стационарного температурного режима, так как первые минуты возможен перегрев ТЭНа.

Когда стационарный режим установлен, на диск нагревателя помещается исследуемый образец.

Термопары устанавливаются следующим образом:

· термопара №2 - между исследуемым образцом и образцом-эталоном;

· термопара №3 помещается в боковое отверстие образца-эталона.

Время секундомера запускается с того момента, как начинает изменяться температура на термометре №1. Это означает, что вследствие разности температур между исследуемым образцом и образцом-эталоном начинается теплообмен и появляется возможность замерить количество теплоты, пропускаемое исследуемым образцом. Эксперимент продолжается до того времени, пока температура на термопаре №3 не измениться хотя бы на 3_5 градусов. Если температура образца-эталона не поднялась, эксперимент считается неудавшимся. По достижении температуры образца-эталона значения, отличающегося от комнатной температуры на 3-5 градусов, время секундомера останавливается, снимаются показания с обеих термопар, также фиксируется температура нагревателя.

3) Обработка результатов

Измеряемыми параметрами в экспериментальной части являются:

· время эксперимента t;

· температура окружающего воздуха Т0;

· температура нагревателя Т1;

· температура термопары №2 Т2;

· температура термопары №3 Т3;

· площадь сечения исследуемого образца, перпендикулярного к градиенту температуры F1;

· площадь сечения образца-эталона, перпендикулярного к градиенту температуры F2;

· высота исследуемого образца h1;

· высота образца-эталона h2.

Вычисление коэффициента теплопроводности л производится по формуле (2.10).

Полученные данные заносятся в таблицу 3.4.

Таблица 3.4 - Сводная таблица результатов опытов по измерению теплопроводности

Соотношение А:Б	t, с	Т0, К	Т1, К	Т2, К	Т3, К	F1, мІ	F2, мІ	h1, м	h2, м	л, Вт/(м·К)
4:3,5	600	22,1	61,0	30,0	31,2	0,0144	0,0143	0,03	0,03	0,0184
4:4,0	600	22,2	60,0	29,0	31,1	0,0144	0,0144	0,03	0,03	0,0181
4:4,5	600	22,0	60,0	29,8	30,7	0,0144	0,0150	0,03	0,03	0,0189
4:5,0	600	22,0	62,0	24,3	34,2	0,0144	0,0143	0,03	0,03	0,0202
4:5,5	600	23,0	62,0	25,3	35,0	0,0144	0,0140	0,03	0,03	0,0205
4:6,0	600	22,1	60,0	25,0	35,0	0,0144	0,0144	0,03	0,03	0,0232
4:6,5	600	22,0	67,0	31,0	34,8	0,0144	0,0147	0,03	0,03	0,0229
4:7,0	600	23,0	60,0	30,0	34,2	0,0144	0,0144	0,03	0,03	0,0235
4:7,5	600	22,1	62,0	28,1	35,5	0,0144	0,0144	0,03	0,03	0,0249
4:8,0	600	23,0	63,0	30,0	35,7	0,0144	0,0144	0,03	0,03	0,0244
4:8,5	600	23,0	62,0	29,1	37,1	0,0144	0,0143	0,03	0,03	0,0280

По экспериментальным данным была построена зависимость коэффициента теплопроводности от объёма полиизоцианата в композиции на 4 мл полиола (рисунок 3.15). Замечено, что с увеличением объёмной доли полиизоцианата происходит увеличения коэффициента теплопроводности. Это можно объяснить увеличением плотности образцов в следствие замедления реакции вспенивания и значительной усадки при введении большего количества полиизоцианата.

Рисунок 3.15 - Зависимость коэффициента теплопроводности от объёма полиизоцианата при постоянном объёме полиола (4 мл)

3.5 Определение шумоизоляционных характеристик

Для исследования шумоизоляционных свойств разработанных композиций пенополиуретана, был разработан лабораторный стенд, фото которого приведено на рисунке 3.16. Стенд представляет из себя шумоизолированную камеру, в центре которой расположен микрофон, соединённый с коммуникаторов, на который установлена специальная программа Pocket RTA Professional (рисунок 3.17), позволяющая производить анализ звукового спектра и уровня шумового давления.

В передней стенке шумоизолированной камеры предусмотрено отверстие цилиндрической формы, куда можно вставлять образцы круглой формы с диаметров 80 мм.

В качестве источника шума использован компрессор с звуковым давлением 98 дБ.

Рисунок 3.16 - Лабораторный стенд для исследования шумоизоляционных свойств материалов



Рисунок 3.17 - Запуск программы Pocket RTA Professional

Ход работы:

1) Запускается программное обеспечение на коммуникаторе, проверяется работоспособность микрофона.

2) Включается источник шума, камера помещается на 0,5 метра от него. Фиксируется начальный уровень звукового давления.

3) В отверстие камеры вставляется образец. Фиксируется уровень звукового давления с образцом.

4) Результаты заносятся в таблицу 3.5.

Таблица 3.5 - Экспериментальные данные

Соотношение А:Б	Толщина образца, мм	Уровень звукового давления без образца, дБ	Уровень звукового давления с образцом, дБ	Коэффициент снижения шума
4:3,5	30	81	58	0,28
4:4,0	30	82	58	0,29
4:4,5	30	80	57	0,29
4:5,0	30	85	60	0,29
4:5,5	30	85	62	0,27
4:6,0	30	85	63	0,26
4:6,5	30	80	63	0,21
4:7,0	30	81	64	0,21
4:7,5	30	80	66	0,18
4:8,0	30	80	70	0,13
4:8,5	30	80	73	0,09

Было замечено (рисунок 3.18), что наиболее высокий коэффициент снижения шума (0,28 - 0,29) обеспечивают материалы с низкой объёмной долей полиизоцианата (0,875 - 1,250 объёмных частей). Это объясняется тем, что эти образцы обладают наименьшей плотностью и наименьшей жёсткостью, что способствует эффективному поглощению шума.

Рисунок 3.18 - Зависимость коэффициента снижения шума от объёма полиизоцианата при постоянном объёме полиола (4 мл) и постоянной толщине материала 30 мм

3.6 Выбор оптимальной композиции пенополиуретана

После проведённых серий опытов, можно утверждать, что критерием оптимизации должен быть коэффициент сухого остатка, так как он отражает на сколько полно в материале протекли все химические процессы. Это важно не только для технологических свойств материала, но и для экологических, так как материал с высокой степенью сшивки будет эмитировать минимальное количество вредных веществ в окружающую среду.

По критерию максимального коэффициента сухого остатка можно однозначно выбрать композицию с соотношением компонентов А:Б=1:1,125 объёмных долей, график на рисунке 3.7 подтверждает этот выбор, демонстрируя максимальный коэффициент сухого остатка этой композиции 0,883.

Сводные характеристики этого материала приведены в таблице 3.6.

Таблица 3.6 - Свойства оптимальной композиции

Компонентный состав	Среднее напряжение при 10% деформации, кПа	Модуль Юнга, МПа	Коэффициент теплопроводности, л, Вт/(м·К)	Коэффициент снижения шума, %	Кажущаяся плотность, кг/м3	Коэффициент вспенивания
Полиол (компонент А), объёмных долей	Полиизоцианат (компонент А), объёмных долей
1	1,125	147,59	2,56	0,0189	29%	42,85	27,65

3.7 Выводы

1. Изготовлено 14 образцов с варьированием компонентного состава (таблица 3.1). Произведены исследования химических, физико-механических, теплофизических и акустических характеристик композиций.

2. Выявлено, что соотношение компонентов А:Б=1:0,875 обеспечивает максимальный коэффициент вспенивания (32) композиции и минимальную плотность (39,21 кг/м³).

3. С увеличением содержания полиизоцианата в композиции, происходит увеличение напряжения при 10% линейной деформации (до 345,98) у образца с содержанием полиизочианата 2,125 объёмных долей.

4. Теплопроводность уменьшается с уменьшением содержания полиизоцианата и уменьшением плотности. Минимальное значение теплопроводности имеет образец с соотношением компонентов А:Б=1:1.

5. Наиболее высокий коэффициент снижения шума (0,28 - 0,29) имеют образцы с содержанием полиизоцианата от 0,875 до 1,250 объёмных долей.

6. Максимальный сухой остаток имеет образец с соотношением компонентов А:Б=1:1,125. Это важно не только для технологических свойств материала, но и для экологических, так как материал с высокой степенью сшивки будет эмитировать минимальное количество вредных веществ в окружающую среду. Поэтому при прочих сопоставимых характеристиках, данная композиция рекомендуется как оптимальная.

4. Технология нанесения пенополиуретана методом напыления

4.1 Схема технологического процесса

На рисунке 4.1 представлена схема технологического процесса нанесения шумо- теплоизоляционного слоя из пенополиуретана методом напыления на изолируемую поверхность. Технологический процесс включает в себя следующие стадии (рисунок 4.1):

1. Подготовка оборудования

1.1. Подготовка насосов

1.2. Подготовка компрессора

1.3. Подготовка частотного преобразователя

1.4. Подготовка пистолета-распылителя

2. Подготовка компонентов

2.1. Входной контроль компонента «А» (полиол)

2.2. Входной контроль компонента «Б» (полиизоцианат)

2.3. Контроль композиции

2.4. Заполнение расходных баков

3. Подача компонентов смесительную головку по трём раздельным каналам

4. Смешение компонентов

5. Напыление

6. Контроль качества напыления

7. Промывка пеногенератора

7.1. Слив неиспользованных компонентов

7.2. Сброс давления в компрессоре

7.3. Разборка, промывка и смазка пистолета-распылителя

Рисунок 4.1 - Схема технологического процесса нанесения ППУ методом напыления

Рассмотрим более подробно каждую стадию технологического процесса.

1 Подготовка оборудования

· Расконсервация установки (если было длительное хранение)

§ сливают консервант из баков, насосов и шлангов и заливают в баки растворитель (хлористый метилен);

§ при закрытом пистолете и включенных насосах растворитель через редукционные клапаны прокачивается обратно в баки;

§ через 1…2 минуты открыть кран на пистолете и промыть всю систему растворителем;

§ продуть всю систему (шланги, пистолет, насосы, баки) воздухом. При перерыве в работе 1…20 часов допускается не вырабатывать компоненты, систему при этом можно оставлять под давлением до следующего ввода в работу.

· Проверка комплектности установки

§ две герметически закрывающиеся емкости с мешалками для приема компонентов "А" и "Б", имеющими индивидуальные приводы;

§ по одной паре фильтр-сеток;

§ нагревательные элементы;

§ крышки;

§ манометры;

§ два насоса с приводами и предохранительной муфтой;

§ два предохранительных рециркуляционных клапана;

§ емкость под растворитель для мойки пистолета;

§ набор инструментов

§ штуцера для подвода сжатого воздуха;

§ манометр для контроля давления сжатого воздуха в трубопроводах;

§ пистолет-распылитель пневматический со шлангами для подачи компонентов от насоса к камере смешения.

· визуальный осмотр исправности всех узлов и агрегатов

Осмотр на наличие повреждений узлов и агрегатов установки, следов ржавчины, оголённых проводов

· произвести проверку соответствия напряжения и тока питающей электросети номинальным значениям установки

Напряжение в сети должно составлять 220±10 В при номинальном токе не менее 10 А.