В 1967 г. был запущен в промышленное производство класс материалов, известных как пенопласты из полиизоцианата модифицированного уретаном (PIR). Такие компаунды являются существенным шагом вперед по сравнению с изоляцией из полиуретана, поскольку они обеспечивают повышенную теплoстойкость, огнестойкость, устойчивость к воздействию химических веществ и размерную стабильность.

В процессе производства PIR реакция полиола и полиизоцианата осуществляется при более высоких температурах по сравнению с теми, которые используются при производстве полиуретана. Это позволяет избыточному изоцианату вступать в реакцию с самим собой (что получило название тримеризации), образую прочные цепи сшитого изоцианурата. Такое сшивание прочнее обычных полиуретановых связей, поэтому их сложнее разрушить, что позволяет получать улучшенные свойства материала.

Технология производства

В ходе процесса производства изоляции из PIR, соотношение полиизоцианата и полиола (коэффициент) позволяет определить конечные свойства пенопласта, и поэтому играет основную роль при определении применения пенопласта. Поведение пенопластовой изоляции с низким значением коэффициента напоминает поведением уретанов, поскольку уретаны производятся с соотношением полиизоцианата и полиола, близким к 1/1. По мере того, как это соотношение увеличивается, происходит реакция тримеризации, и становятся очевидными улучшенные свойства, присущие изоляции из PIR. Хотя все эти свойства очень важны для отдельных применений, самым существенным фундаментальным различием между пенопластами из полиуретана и PIR является улучшение размерной стабильности, огнестойкости, а также теплостойкости.

 Изоляция из полиизоцианурата производится в караваеобразной форме, либо непрерывно, либо с отдельным разливом по ящикам. Благодаря более высокой однородности, эксплуатационным характеристикам и качеству, обычно предпочтительнее изоляция из PIR, произведенная с использованием непрерывной технологии. Такие крупные прямоугольные каравая затем преобразуют в различные формы, включая плоские доски и заготовки труб, которые обычно имеют от трех до четырех футов в длину. Такие заготовки труб предназначены для того, чтобы их можно было размещать непосредственно поверх труб с номинальным диаметром трубы (NPS) и обвязки труб. Можно создавать сложные формы, которые будут прочно охватывать задвижки, арматуру и прочее оборудование.

Распространенные применения

На сегодняшний день пенопласты из PIR представляют собой важный класс для производства механической изоляции, которая используется для создания целого ряда промышленных и коммерческих применений, включая установки для кондиционирования воздуха, холодильные установки, пищевые продукты и напитки, фармацевтические и нефтехимические продукты, а также сжиженный природный газ (LNG). Изоляция из полиизоцианурата также используется в качестве ядерного материала при создании композитных панелей для применений, предназначенных для транспортной отрасли, строительной промышленности, а также для создания временных передвижных укрытий. Такие панельные ядерные пенопласты все же являются пенопластами из PIR, но большинство из них изготовлены из материала с более низкими коэффициентами. Такие пенопласты с более низкими индексами лучше подходят для изготовления панельного ядерного слоя, благодаря лучшей ударопрочности, адгезии и прочностным свойствам.

Свойства

Привлекательность использования PIR в качестве материала изоляции обусловлена низкой плотностью, хорошим пределом прочности при сжатии, прекрасной теплопроводности, высоким содержанием закрытых ячеек, низким влагопоглощением, низкой проницаемостью водяного пара, и прекрасными эксплуатационными характеристиками по огнестойкости и дымообразованию в соответствии с нормами стандарта Американского общества по испытанию и материалам (ASTM) E84. Значения этих параметров можно получить из диаграммы Национальной программы обучения в области изоляции NIA (NITP), или же непосредственно от соответствующего производителя изоляции из PIR. Основными параметрами, которые ассоциируются с изоляцией из PIR, являются простота изготовления и установки.

Для рынка механической изоляции караваи из PIR широко используются в качестве материала для изоляции труб и корпусов. Стандартом ASTM для материалов, который применяется для необрабатываемого караваеобразного PIR, является C591. Хотя производятся различные марки и плотности, наиболее часто используемой является марка 2, которая обладает диапазоном эксплуатационной температуры -297°F - 300°F, а также типы IV, II, и III, со значениями плотности 2, 2.5, и 3 фунтов на кубический фут (ф/фт3), соответственно. Изоляция из PIR включена во многие спецификации для производства трубопроводов холодной воды и оборудования в коммерческих зданиях, таких как Инженерный корпус сухопутных войск, Администрация по делам ветеранов, Управление служб общего назначения, а также во многие внутренние спецификации компаний, занимающихся механическим инжинирингом и архитектурными услугами. В области промышленных применений изоляция из PIR является одним из видов, который включается в спецификации, созданные или создаваемые инжиниринговыми и нефтехимическими компаниями, производителями пищевых продуктов и напитков, а также производителями нефти и газа.

Заключение

Изоляция из полиизоцианурата широко используется в отрасли по производству механической и промышленной изоляции. Благодаря некоторым фундаментальным изменениям в области химических процессов, она  в настоящее время восполняет потребность в ядерном материале при создании композитных панелей. Простота использования в сочетании с прекрасными физическими свойствами являются гарантией того, что изоляция из полиизоцианурата будет продолжать оставаться важной частью изолирующих систем.

С анализом российского рынка теплоизоляции Вы можете познакомиться в отчете Академии Конъюнктуры Промышленных Рынков «Рынок теплоизоляционных материалов в России».

www.newchemistry.ru