Отже, розглянемо класичну схему виробництва піноізолу за допомогою установки ГЖУ.
В один бак заливається смола.
В іншій бак розчин ОФК і ПАР. Пропорції приблизно рівні: 1% ОФК і 1% ПАР (залежить від установки і від жорсткості води).
Відцентровим насосом розчин подається в пеногенератор. Туди ж надходить стиснене повітря з компресора. Піноутворювач є тубус. наповнений металевою або пластиковою сіткою, стружкою, кульками від підшипників. та іншої поганню, що служить для однієї мети - створити максимально велику площу поверхні. Бульбашки повітря утворюються саме на кордоні середовищ .Вспомніте дитячий досвід з колечком, яке ми опускали в мильну піну а потім дулі в нього для отримання мильних бульбашок.
На виході з пеногенератора формується потік мильної піни, куди впорскується смола або струйно. або аерозольно. Смола теж подається відцентровим насосом. Потім суміш мильної піни і 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. потрапила на стінки бульбашок. Після виходу з шланга піна полімеризується.
1. У пеногенератор під тиском 2-2.5 атм. подаються розчин і стиснене повітря. які поступово стискають наповнювач, що в свою чергу призводить до погіршення піноутворення. Необхідно постійно контролювати, щоб наповнювач був рівномірно розподілений за обсягом пеногенератора (це не стосується кульок від підшипників).
2. У разі забивання вихідного шланга, перегину, або протитиску піни при заливці в порожнину в ньому може створитися високий тиск і частина смоли може потрапити в пеногенератор. Там вона благополучно полимеризуется і ви отримаєте такий мат. який очистити досить складно.
3. В основному в пеногенераторах цього типу використовується сплутана металева сітка. на яку сильно впливає ОФК. Якщо фірма «МЕТТЕМ» ставилася до обладнання серйозно і закладала в тубуси імпортну сітку, стійку до ОФК, яка служила досить довго, то зараз, тому що Фірми «МЕТТЕМ» більше немає на ринку Ви ризикуєте через 2 місяці роботи побачити наповнювач розсипалося на порох.
б) НАСОСИ: в установках типу ГЖУ застосовуються відцентрові насоси. Ці насоси створюють максимальний тиск 4 атм. і при цьому їх продуктивність падає до нуля.
1. Найбільший недолік цих насосів - залежність продуктивності від протитиску. При чому якщо на виході з шланга склалося засунений. наприклад. ви випадково перегнули шланг. вирішили підняти шланг на 2-3 метра при заповненні пустот і т.д. то насоси по лінії розчин і по лінії смола мінятимуть свою продуктивність неоднаково, тому що у цих рідин різна в'язкість. Саме тому можна гаратіровать. 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 і надлишку ОФК), а місцями пеноизол буде важкий і м'який (від надлишку смоли і нестачі ОФК). А місцями піна впаде через велику нестачу ОФК. (Реакція полімеризації йде повільно і бульбашки встигають схлопнуться).
2. «МЕТТЕМ» виготовляв импеллер і головку насоса по лінії розчин з нержавійки. Якщо Ви все ж вирішили купити підробку під ГЖУ. а тому фірми «МЕТТЕМ» більше немає, всі інші продаються ГЖУ підробки і плагіат, вимагайте головку відцентрового насоса по лінії розчин з нержавійки. Інакше ОФК швидко «з'їсть» Ваш насос.
в) Неякісне змішання.
г) Нерівномірний вспенивание.
На цих двох пунктах я зупинюся пізніше.
Основна перевага установок подібного типу перед ГЖУ - відсутність пеногенератора. У них піна створюється за рахунок турбулентних потоків води і повітря в шлангу при терті об стінки шланга. Потім в потік піни, також як в ГЖУ. впорскується смола і змішання відбувається в випускному шлангу. А раз немає пеногенератора. то немає і недоліків з ним пов'язаних.
Добре це чи погано?
З одного боку добре. У кожен момент знаєш скільки смоли йде в одиницю часу. І все. Інших позитивних моментів тут немає. Щільність і якість піни визначається пропорцією між кількістю води, повітря і смоли. При зміні противодавления в випускному шлангу подача смоли не зміниться. А розчину? Адже там стоїть відцентровий насос. І якщо в системі з двома відцентровими насосами при збільшеному противодавлении знижувалася продуктивність в обох насосів пропорційно (з похибкою через різну в'язкості рідин). то в «Стандарті» зміна продуктивності відбудеться тільки по лінії розчину. тобто диспропорція буде більше.
Відкрию страшну таємницю. У виробництві пеноизола не потрібна, а дуже навіть шкідлива змінна продуктивність. Якщо Ви хочете отримувати нормальний матеріал. то повинні прагнути до дотримання стабільності ВСІХ параметрів. Саме тому найбільш якісний матеріал отримують в цехах. а не на будмайданчику.
Як вирішені проблеми стабільної подачі компонентів на установці "Потік"
По-перше, ми вирішили, що у виробництві пеноизола найважливіше стабільність подачі компонентів по лінії Смола і лінії Розчин. Це вирішує багато проблем.
Перш за все, легко заздалегідь підібрати мінімально необхідну концентрацію піноутворювача і кислоти, що в свою чергу:
1. Благотворно впливає на якість виробленого пінопласту.
2. Робить передбачуваним щільність продукту.
3. Знижує собівартість матеріалу.
На установці «Поток-6» ми використовували для цієї мети силові перистальтичні насоси власної конструкції. Вони показали хороші результати, але не вирішили деяких проблем. Максимальний тиск, яке вони могли створити - 6 атм. З огляду на, що це робочий тиск при нашому способі спінювання, насоси дозволяли проводити заливку тільки в горизонті з установкою, з максимальним перевищенням 3-4 м. Крім того, якість витратних матеріалів (гумових трубок) залишало бажати кращого. Можна було піти по шляху підбору більш якісних трубок, наприклад, армованих силіконових, або поліуретанових, але це не вирішувало проблему нестачі робочого тиску. Тому від перистальтичних насосів довелося відмовитися.
В установках «Поток-7» і «Поток-9» ми використовуємо дозувальні плунжерні насоси високого тиску з асинхронним двигуном. Беремо стандартні німецькі. Пластикову голову для них робимо самі. Дані насоси дозволяють працювати з землі, піднімаючи на поверхи тільки шланги. У Читі, установкою «Поток-9» заливали 14 поверх, при цьому установка перебувала внизу.
Основний задум: пропорції всіх компонентів підбираються заздалегідь, при замішуванні розчину. При роботі подача компонентів по лінії смола і по лінії розчин незмінні. Щільність регулюється подачею повітря. З контрольно-вимірювальних приладів тільки манометр на повітряній магістралі, який покаже Вам щільність піни.
Тепер перейдемо до змішання і вспениванию, тим процесам, які я опустив на початку статті.
Отже, якість змішування.
Повторюся. Один з компонентів потрібний для виробництва карбамідного пінопласту каталізатор (ОФК). Чим краще ми розподілимо 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 напружень, що приводять до додаткової усадки. Яке ж необхідно кількість кислоти? Піноутворювач тримає бульбашки піни приблизно 15-20 хвилин, після чого вони починають лопатися, а це значить, що полімеризація повинна пройти за 10-15 хвилин.
В установках «Потік» спочатку змішується розчин зі смолою, за допомогою стиснутого повітря, без утворення бульбашок і тільки потім ця суміш спінюється. Що легше?
Уявіть, що Вам потрібно розподілити рівномірно в'язку рідину по найтонших стінок злиплих бульбашок (стінка одного бульбашки, є одночасно стінкою трьох, чотирьох сусідніх) механічним перемішуванням не зруйнувавши при цьому піну. Нелегке завдання. Швидше за все нездійсненне в принципі.
З іншого боку змішати дві рідини.
Але це умоглядне порівняння. Якщо я правий, цього повинно бути цифрове підтвердження. Отже, скільки кислоти використовують різні установки? При порівнянні я буду вказувати два відносини: відсоток вмісту кислоти в розчині (з урахуванням різної твердості води) і відносини подається розчину до смолі (з урахуванням в'язкості смоли). Тобто при однаковому процентному змісті кислоти в розчині, якщо розчину подається більше, по відношенню до смолі, то відповідно на одиницю маси смоли доведеться більше кислоти.
«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 вспіненні.
Я вже розповідав, як виходить піна на установках ГЖУ. Але якби не було вторинного спінювання, то пеноизол не можна було б отримати. Що таке вторинне спінення? При додаванні в потік піни смоли (або струменево, або аерозольно) і надалі механічному перемішуванні за допомогою стиснутого повітря частина бульбашок лопається. При цьому розчин, який містився в стінці бульбашки, перемішується з водним розчином полімеру (смолою) і створює новий пухирець. 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 стаканчика стінки шланга. Чим більше бульбашок лопне і утворюється знову, тим якісніше буде змішання розчину зі смолою, тобто чим довше подає шланг, тим краще. Але тут є свої обмеження. Обмеженням є потужність компресора. На певній довжині шланга повітря втрачає енергію, долаючи тертя об стінки шланга, і перестає перемішувати піну зі смолою, а просто переміщує піну уздовж шланга до виходу. При цьому руйнування бульбашок на кордоні шланг / піна триває, тобто ми просто втрачаємо частину піни. При цьому рідина утворюється на стінках шланга не формує нових бульбашок, і не переміщається зі швидкістю потоку піни. а повільно стікає цівкою якщо є природний ухил, полимеризуется і забиває шланг. Начебто рецепт простий. Треба просто поставити більш потужний компресор. Але це не так. При надлишку повітря, в піні з'являються повітряні раковини, що погіршує якість піноізолу. В ідеалі, повітря потрібно рівно стільки, скільки піни ми хочемо отримати.
Якість піни залежить від розміру і рівномірності бульбашок. Чим триваліше і з більшою енергією ми перемішуємо піну, тим бульбашки менше і рівніше. Але в будь-якому випадку скільки не перемішується піну пензликом можна отримати піну, яка порівнялася б 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, при цьому частина повітря розчиняється в рідині. При русі по шлангу тиск знижується і рідина закипає з утворенням дрібних бульбашок по всьому об'єму одночасно. Залишок повітря довспенівает рідина вторинним вспениванием. Причому повітря має більшу кінетичну енергію, ніж в інших установках, тому що подається з великим тиском. Тому нам потрібно компресор з меншою витратою повітря і ми маємо можливість вбудувати його в установку ( «Поток-7).