ПІНОІЗОЛ ВОРОНІЖ - Отже, розглянемо класичну схему виробництва піноізолу за допомогою установки
Розглянемо класичну схему виробництва піноізолу за допомогою установки ГЖУ.
В один бак заливається смола.
В інший бак розчин ОФК та ПАР. Пропорції приблизно рівні: 1% ОФК та 1% ПАР (залежить від установки та від жорсткості води).
Відцентровим насосом розчин подається в піногенератор. Туди ж надходить стиснене повітря з компресора. Піноутворювач являє собою тубус, наповнений металевою або пластиковою сіткою, стружкою, кульками від підшипників, та іншою поганню, що служить для однієї мети – створити максимально велику площу поверхні. Бульбашки повітря утворюються саме на межі середовищ. Згадайте дитячий досвід з кільцем, яке ми опускали в мильну піну, а потім дули в нього для отримання мильних бульбашок.
На виході з піногенератора формується потік мильної піни, куди впорскується смола або струминно або аерозольно. Смола також подається відцентровим насосом. Потім суміш мильної піни та смоли рухається по шлангу діаметром від 35 до 45 мм і довжиною від 10 до 20 м і при цьому перемішується. У мильній піні вже міститься каталізатор (ОФК), який прискорює реакцію полімеризації смоли, що потрапила на стінки бульбашок. Після виходу із шланга піна полімеризується.
1. У піногенератор під тиском 2-2.5 атм. подаються розчин і стиснене повітря, які поступово стискають наповнювач, що у свою чергу призводить до погіршення піноутворення. Необхідно постійно контролювати, щоб наповнювач був рівномірно розподілений за обсягом піногенератора (це не стосується кульок від підшипників).
2. У разі забивання вихідного шланга, перегину або протитиску піни при заливці в порожнину в ньому може утворитися високий тиск і частина смоли може потрапити в піногенератор. Там вона благополучно полімеризується і ви отримаєтетакий ковтун, який очистити досить складно.
3. В основному в піногенераторах цього типу використовується поплутана металева сітка, на яку сильно впливає ОФК. Якщо фірма «МЕТТЕМ» ставилася до устаткування серйозно і закладала в тубуси імпортну сітку, стійку до ОФК, яка слугувала досить довго, тепер, т.к. Фірми «МЕТТЕМ» більше немає на ринку Ви ризикуєте через 2 місяці роботи побачити наповнювач, що розсипався в потерть.
б) НАСОСИ: в установках типу ГЖУ застосовуються відцентрові насоси. Ці насоси утворюють максимальний тиск 4 атм. і при цьому їхня продуктивність падає до нуля.
1. Найбільша нестача цих насосів – залежність продуктивності від протитиску. При чому якщо на виході зі шланга створився протитиск, наприклад, ви випадково перегнули шланг, вирішили підняти шланг на 2-3 метри при заповненні порожнин і т.д., то насоси по лінії розчин і по лінії смола будуть змінювати свою продуктивність неоднаково, .к. у цих рідин різна в'язкість. Саме тому можна гарантувати, що потрібної пропорції між розчином і смолою ви не досягнете НІКОЛИ. Пропорція завжди буде плавати. На практиці це означає, що місцями у вас буде легка і тендітна піна (від нестачі смоли та надлишку ОФК), а місцями пеноізол буде важкий і м'який (від надлишку смоли та нестачі ОФК). А місцями піна впаде через велику нестачу ОФК. (Реакція полімеризації йде повільно і бульбашки встигають зхлопнутися).
2. «МЕТТЕМ» виготовляв імпелер та головку насоса по лінії розчин з нержавіючої сталі. Якщо Ви все ж таки вирішили купити підробку під ГЖУ, а т.к. фірми «МЕТТЕМ» більше немає, всі інші підробки, що продаються ГЖУ і плагіат, вимагайте головку відцентрового насоса по лінії розчин з нержавійки. Інакше ОФК швидко"з'їсть" Ваш насос.
в) Неякісне змішання.
г) Нерівномірне спінювання.
На цих двох пунктах я зупинюся пізніше.
Зараз перейдемо до установок типу «ПІНА-2000».
Основна перевага установок такого типу перед ГЖУ – відсутність піногенератора. У них піна створюється за рахунок турбулентних потоків води та повітря в шлангу при терті об стінки шланга. Потім у потік піни, також як у ГЖУ, впорскується смола і змішання відбувається у випускному шлангу. А якщо немає піногенератора, то немає і недоліків з ним пов'язаних.
У зв'язку з тим, що у «ПІНІ-2000» використовуються відцентрові насоси, то недоліки щодо підтримки необхідної пропорції та чутливість до протитиску у них едентичні з ГЖУ.
За тим же принципом, що і «ПІНА-2000» працює українська установка «Стандарт». Хлопці, які її виготовляють та продають, стверджують, що це встановлення нового покоління. Вимушений розчарувати. Єдина відмінність цієї установки від «ПІНИ-2000» використання шестерного насоса по лінії смоли.
Добре це чи погано?
З одного боку, добре. У кожен момент знаєш скільки смоли йде в одиницю часу. І все. Інших позитивних моментів тут нема. Щільність і якість піни визначається пропорцією між кількістю води, повітря та смоли. При зміні протитиску у випускному шлангу подача смоли не зміниться. А розчину? Адже там стоїть відцентровий насос. І якщо в системі з двома відцентровими насосами при збільшеному протитиску знижувалася продуктивність у обох насосів пропорційно (з похибкою через різну в'язкість рідин), то в «Стандарті» зміна продуктивності відбудеться тільки по лінії розчину, тобто. диспропорція буде більшою.
Насправді подачу полінії смоли намагалися зафіксувати неодноразово. Фірма НСТ має установку під маркою «ПІНА-2000» з гвинтовим насосом по лінії смоли. Фірма «Термогілбуд» м.Володимир (директор Андрій Коновалов) вже багато років працює на власній установці з шестерним насосом по лінії смоли. Але якщо Андрій використовував як привід для шестерного насоса асинхронний двигун з редуктором, то українські брати пішли простим шляхом – поставили як привід електродриль. З цим приводом я добре знайомий. Ми використовували в установках «ПОТІК 6» . Колекторний двигун набагато чутливіший до перепадів напруги. Навіть встановивши потенціометр у певне положення не можеш бути впевненим, що при наступному включенні отримаєш потрібну кількість обертів. Тому винахідники змушені були поставити на електродриль тахометр і використовувати стабілізатор (який, до речі, в комплект не входить). На жаль зворотного зв'язку там немає. Тобто. при зміні числа обертів двигуна прилад сумлінно покаже вам цифри. Питання, як часто Ви під час роботи дивитися на екран?
Відкрию страшну таємницю. У виробництві піноізолу не потрібна, а дуже шкідлива змінна продуктивність. Якщо Ви хочете отримувати нормальний матеріал, то повинні прагнути дотримання стабільності ВСІХ ПАРАМЕТРІВ. Саме тому найбільш якісний матеріал отримують у цехах, а не на будмайданчику.
Як вирішено проблеми стабільної подачі компонентів на установці "Потік"
По-перше, ми вирішили, що у виробництві піноізолу найважливіше стабільність подачі компонентів по лінії Смола та лінії Розчин. Це вирішує багато проблем.
Насамперед, легко заздалегідь підібрати мінімально необхідну концентрацію піноутворювача та кислоти, що у свою чергу:
1. Благотворно впливає наякість виробленого пінопласту.
2. Робить передбачуваним щільність товару.
3. Знижує собівартість матеріалу.
На установці «Потік-6» ми використовували для цього силові перистальтичні насоси власної конструкції. Вони показали добрі результати, але не вирішили деяких проблем. Максимальний тиск, який вони могли створити, – 6 атм. Враховуючи, що цей робочий тиск при нашому способі спінювання, насоси дозволяли проводити заливку тільки в горизонті з установкою, з максимальним перевищенням 3-4 м. Крім того, якість витратного матеріалу (гумових трубок) залишала бажати кращого. Можна було піти шляхом підбору якісніших трубок, наприклад, армованих силіконових, або поліуретанових, але це не вирішувало проблему нестачі робочого тиску. Тому від перистальтичних насосів довелося відмовитись.
В установках «Потік-7» та «Потік-9» ми використовуємо плунжерні насоси з дозуванням високого тиску з асинхронним двигуном. Беремо стандартні німецькі. Пластикову голову для них робимо самі. Дані насоси дозволяють працювати із землі, піднімаючи на поверхи лише шланги. У Читі установкою «Потік-9» заливали 14 поверх, при цьому установка знаходилася внизу.
Основний задум: пропорції всіх компонентів підбираються заздалегідь при замішуванні розчину. При роботі подача компонентів по лінії смолу та лінії розчин незмінні. Щільність регулюється подачею повітря. З контрольно-вимірювальних приладів є лише манометр на повітряній магістралі, який покаже Вам щільність піни.
Тепер перейдемо до змішування та спінювання, тих процесів, які я опустив на початку статті.
Отже, якість змішування.
Повторюся. Один із компонентів необхідний для виробництва карбамідного пінопласту каталізатор (ОФК). Чим краще мирозподілимо молекули каталізатора за обсягом смоли, тим менше нам його буде потрібно і тим краще вийде матеріал. Хімічна реакція буде йти з однаковою швидкістю, полімерні ланцюжки будуть приблизно однієї довжини, при полімеризації не виникатиме внутрішніх напруг, що призводять до додаткової усадки. Яка ж необхідна кількість кислоти? Піноутворювач тримає бульбашки піни приблизно 15-20 хвилин, після чого вони починають лопатися, а це означає, що полімеризація повинна пройти за 10-15 хвилин.
В установках ГЖУ, «Піна-2000», «Стандарт» спочатку формується потік піни, потім в неї впорскується смола і перемішується механічно за допомогою стисненого повітря.
В установках «Потік» спочатку поєднується розчин зі смолою, за допомогою стисненого повітря, без утворення бульбашок і тільки потім ця суміш спінюється. Що легше?
Уявіть, що Вам потрібно розподілити рівномірно в'язку рідину по найтонших стінках бульбашок, що злиплися (стінка однієї бульбашки, є одночасно стінкою трьох, чотирьох сусідніх) механічним перемішуванням не зруйнувавши при цьому піну. Нелегке завдання. Швидше за все, нездійсненна в принципі.
З іншого боку змішати дві рідини.
Але це умоглядне порівняння. Якщо я маю рацію, цьому має бути цифрове підтвердження. Отже, скільки кислот використовують різні установки? При порівнянні я вказуватиму два відносини: відсоток вмісту кислоти в розчині (з урахуванням різної жорсткості води) і відношення розчину, що подається до смоли (з урахуванням в'язкості смоли). Тобто. при однаковому відсотковому вмісті кислоти в розчині, якщо розчину подається більше, стосовно смолі, то відповідно на одиницю маси смоли доведеться більше кислоти.
ГЖУ, "Піна-2000" - 1-2% кислоти в розчині, 1,5-2,5/1 співвідношеннярозчин/смола.
"Стандарт" - 5% кислоти в розчині, 1,5 -2,5/1 співвідношення розчин/смола.
"Потік" - 0,5-1% кислоти в розчині, 1-1,5/1 співвідношення розчин/смола.
Поговоримо краще про спінювання.
Я вже розповідав, як виходить піна на установках ГЖУ. Але якби не було вторинного спінювання, пеноізол не можна було б отримати. Що таке вторинне спінювання? При додаванні в потік піни смоли (або струминно, або аерозольно) та подальшому механічному перемішуванні за допомогою стисненого повітря частина бульбашок лопається. При цьому розчин, що містився в стінці бульбашки, перемішується з водним розчином полімеру (смолою) і створює новий пляшечку. Це відбувається за допомогою тертя об стінки шланга. Як приклад, згадайте отримання мильної піни в стаканчику для гоління за допомогою пензлика. Роль пензлика виконує стиснене повітря, а роль склянки стінки шланга. Чим більше бульбашок лусне і утворюється знову, тим якіснішим буде змішання розчину зі смолою, тобто. чим довше шланг, що подає, тим краще. Але тут є свої обмеження. Обмеженням є потужність компресора. На певній довжині шланга повітря втрачає енергію, долаючи тертя стінки шланга, і перестає перемішувати піну зі смолою, а просто переміщає піну вздовж шланга до виходу. У цьому руйнація бульбашок межі шланг/піна триває, тобто. ми просто втрачаємо частину піни. При цьому рідина шланга, що утворюється на стінках, не формує нових бульбашок, і не переміщається зі швидкістю потоку піни, а повільно стікає струмком якщо є природний ухил, полімеризується і забиває шланг. Начебто рецепт простий. Треба просто поставити потужніший компресор. Але це не так. При надлишку повітря в піні з'являються повітряні раковини, що погіршує якість піноізолу. В ідеалі, повітряпотрібно рівно стільки, скільки піни хочемо отримати.
За принципом вторинного спінювання працюють установки «Піна-2000» і «Стандарт».
Якість піни залежить від розміру та рівномірності бульбашок. Чим триваліше і з більшою енергією ми перемішуємо піну, тим бульбашки менше і рівніше. Але в жодному разі скільки не перемішуй піну пензликом не можна отримати піну, яка б порівнялася з піною, яка міститься в балончиках для гоління. Для цього треба змінити спосіб спінювання.
На установках "Потік" ми змінили спосіб. Ми спочатку змішуємо повітрям дві рідини під тиском без утворення піни, причому частина повітря розчиняється в рідині. При русі шлангом тиск знижується і рідина закипає з утворенням дрібних бульбашок по всьому об'єму одночасно. Залишок повітря довпінює рідину вторинним спінюванням. Причому повітря має більшу кінетичну енергію, ніж у інших установках, т.к. подається із великим тиском. Тому нам потрібний компресор із меншою витратою повітря і ми маємо можливість вбудувати його в установку («Потік-7»).