Какими качествами обладает зимняя монтажная пена

Наверное, самый распространенный синтетический полимер, применяемый в строительстве, – это полиуретан. На его основе производятся монтажные клеи, лакокрасочные материалы, герметики, теплоизоляторы, эластичные покрытия. Выпускают и монтажную пену на основе полиуретана, и ее потребление постоянно растет.

Механизм образования полиуретановой пены

Полиуретан – соединение метилендифенилдиизоцианата (МДИ) и многоатомных спиртов (полиолов). Полимерное соединение образуется в две фазы:

• Образование преполимерных макромолекул. Это вязкое жидкое вещество, получаемое при смешивании избытка МДИ с полиолами. В аэрозольных баллонах монтажной однокомпонентной пены находится именно преполимер. Для замедления полимеризации к преполимеру добавляют стабилизаторы (бензоилхлорид, ацетилхлорид).
• Полимеризация преполимера при реакции с водой, которая образует между молекулами поперечные связи, вытесняя из них углекислый газ. Кроме воды в качестве реагента используются и другие нуклеофилы, например, кислоты. Их применяют при производстве двухкомпонентных монтажных составов.

Область применения

В строительстве монтажная пена используется для выполнения следующих действий:

• Уплотнение и герметизация щелей и стыков конструкций;
• Утепление и звукоизоляция;
• Заделка отверстий прохода труб в элементах зданий;
• Монтаж строительных деталей (подоконников).
• Главная сфера применения – установка дверных и оконных блоков, где с ее помощью заполняют промежутки между коробкой и стеной;

Свойства и виды

Совокупность таких факторов, как характер химических реакций, способ заполнения пеной рабочей зоны, температура и уровень влажности окружающей среды, объемы работ, определяют разные варианты состава пены и устройства баллона. По механизму выпуска содержимого из баллона пена бывает таких видов;

• Любительская (бытовая). Оснащается пластиковой трубкой-соплом для направления потока;
• Профессиональная. Материал такого типа марки Makroflex маркируется обозначением «Pro». Имеет клапан для использования специального пистолета.

Монтажная пена в зависимости от рекомендованной температуры окружающей среды бывает:

• Зимняя, допускающая проведение монтажных работ при температуре от −10 (Makroflex Winter) или даже -20 °C (профессиональная зимняя пена Tytan Professional 65) до +30 °C. Они выдерживают мороз до -70 °C.
• Летняя, к которой относится такой тип материала, который имеет ограничения применения при низкой температуре окружающей среды. Она должна быть выше +5 °C (Makroflex или монтажная пена от компании Селена Tytan Professional STD). Верхний порог допустимой температуры окружающей среды – до +30 °C. Это объясняется критическим уменьшением вязкости преполимера. Максимальная температура окружающей среды, при которой высохший материал Makroflex сохраняет свойства – 100 °C;
• Универсальная, или всесезонная (Tytan Professional Lexy). Допустимая температура для проведения работ – от -15 °C до +30 °C.

👷‍♂️ Не менее важная информация по теме: Срок службы монтажной пены

В зависимости от количества реагентов в баллоне:

• Однокомпонентная. Распространенная и дешевая монтажная пена. Хотя полимеризация внутри баллона значительно замедляется, все же срок годности продукции Makroflex ограничен 12 месяцами.
• Двухкомпонентная. В этом случае реакция полимеризации происходит не с участием воды, а с участием второго компонента, который находится внутри баллона в отдельной герметической полости.

Двухкомпонентная пена выдавливается из баллона специальным плунжерным пистолетом. Затвердевание не зависит от уровня влажности атмосферы. Такой состав (Makroflex Rapido) стоит дороже. Степень расширения двухкомпонентной пены невысокая, так как происходит только за счет образующегося углекислого газа во время реакции. Это материал допускает однократное применение, так как после смешивания реагентов он застывает в течение 10 минут. Поэтому объем баллона всего 220 мл.

По степени огнестойкости:

• Класс B1 – противопожарный материал;
• Класс B2 – материал, затухающий при возгорании;
• Класс B3 – горючий материал.

Динамика расширения полиуретана

В баллоне, кроме преполимера, содержится смесь газов-пропеллентов, закаченных в него под давлением. Из-за этого они находятся в жидком состоянии. При открывании клапана баллона сжиженный газ вырывается наружу, увлекая за собой преполимер, и моментально вскипает. Объем закаченного газа в естественных условиях определяет объем пены на выходе.

За счет стремительного выхода пропеллента преполимер вытесняется из баллона и получает первичное моментальное вспенивание. Дальнейшее образование пузырьков в составе происходит за счет углекислого газа, выделяемого при начавшейся реакции полимеризации.

Для бытовой пены Makroflex в качестве пропеллента используют легкие газы, которые при закипании значительно увеличиваются в объеме. Но вместе с тем плотность материала получается низкая (25 кг/м³), что сказывается на прочностных характеристиках. Пена состоит из крупных однородных ячеек. Коэффициент расширения бытовой зимней пены Makroflex Winter – 1:50.

Бытовая монтажная пена требует подрезки, так как ее объем обычно превышает размеры заполняемого пространства. Материал этого типа не используется для монтажных работ, а только для герметизации и уплотнения.

Профессиональная пена Makroflex имеет большой коэффициент первичного расширения, а высокая плотность (25-30 кг/м³⁾ позволяет использовать состав при монтажных работах. Структура пены – маленькие ячейки одинакового размера. Профессиональная пена на выходе превышает исходный объем почти в 65 раз.

За счет контролируемой подачи материал в профессиональных баллонах получает моментальное расширение не на поверхности, а в сопле пистолета, он попадает в герметизируемое место практически в конечном объеме. Поэтому профессиональное запенивание более экономное и аккуратное.

Внутри баллона преполимер и сжиженный газ со временем отделяются, и для лучшей диффузии молекул пену перед употреблением требуется взбалтывать. В противном случае из баллона выйдет один газ, а преполимер останется внутри.

В настоящее время, вместо фреона, используют газы, не разрушающие озоновый слой атмосферы. Например, монтажная пена Tytan Professional O₂ имеет характерный значок в названии.

Баланс между временем первичного отвердения и длительностью расширения

Одним из важных компонентов содержимого баллона являются поверхностно-активные вещества (ПАВ), регулирующие процесс образования микропузырьков. Эффект регулирования размеров и количества пузырьков достигается оптимальным сочетанием силиконов, препятствующих объединению нескольких пузырьков с образованием полостей до окончания реакции полимеризации, и силиконов, препятствующих образованию чрезмерного количества пузырьков.

Для того, чтобы внутри пены не возникало избыточного давления, и лишний газ мог до отвердения наружного слоя находить каналы для выхода наружу, важно оптимальное сочетание различных видов ПАВ.

Благодаря ПАВ, основная масса пузырьков цельные, что обеспечивает водонепроницаемость материала.

Вторичная усадка или расширение материала после завершения процесса первичного расширения – результат отсутствия оптимального давления газа внутри пузырьков пены. Избыточное давление газа со временем выравнивается, что приводит к сжиманию пены. Некачественный продукт с несбалансированным составом способен даже отслаиваться от поверхности, так как заметно уменьшается в объеме. Качественная профессиональная зимняя монтажная пена Титан, Makroflex, имеет минимальное давление газа в пузырьках, что обеспечивает усадку не более 5%.

Бытовая пена Makroflex быстро затвердевает на поверхности, в то время как в толще материала еще образуется углекислый газ. Поэтому в период вторичного расширения до начала усадки она оказывает большое давление на детали конструкций. При использовании пены для монтажа дверей рекомендуется применять распорки, предотвращающие заклинивание дверного полотна.

Размер ячеек пористой структуры регулируется балансом ПАВ, рецепт которого у каждого производителя свой.

Недостатки полиуретановой монтажной пены

Наиболее значимый недостаток – чувствительность к ультрафиолету. Под его лучами полиуретан теряет свои свойства и разрушается, поэтому пену обязательно либо шпаклюют, либо закрывают от прямых солнечных лучей.

Одно из положительных качеств полиуретана – химическая инертность – имеет и негативную сторону, так как после высыхания никакие растворители пену не берут. Поэтому применять ацетоновые очистители для удаления попавшей на поверхность рук есть смысл только до высыхания материала. Если пена застыла, то удаляют ее механическим путем при помощи пемзы.

При помощи монтажной пены сегодня в строительстве быстро и эффективно решаются многие задачи. Большое разнообразие этой продукции позволяет успешно применять ее в самых разных условиях.