Пенопласт в судостроении — виды, свойства, обработка, склеивание и защита пенопласта

Чтобы понять, чем склеить пенопласт между собой, стоит изучить особенности материала. Некорректный выбор состава для монтажа негативно отражается на эксплуатационных свойствах полимерной основы, в некоторых случаях это чревато деформацией изделия.

Виды и свойства пенопластов

Пенопластами называют газонаполненные пластмассы, т. е. синтетические полимерные материалы, которые представляют собой дисперсные системы типа «твердое тело — газ». В твердой дисперсионной среде такой системы распределены пузырьки газа—дисперсной фазы. Пенопласты содержат преимущественно замкнутые поры или ячейки; в этом их отличие от губчатых поропластов, содержащих преимущественно открытые, сообщающиеся поры.

Пенопласты условно делят на легкие (высоковспененные) с плотностью до 0.5 г/см3 и облегченные (частично вспененные, низковспененные, подвспененные) с плотностью 0.5—0.8 г/см3. Различают также эластичные, полужесткие и жесткие пенопласты.

Для нас представляют наибольший интерес легкие жесткие пенопласты.

В принципе, газонаполненные пластмассы могут быть получены из любых полимеров, но в судостроении наиболее широкое распространение получили поливинилхлоридные (например, ПХВ-1), полистирольные (ПС-1 и ПС-4), полиуретановые (ППУ-3с, ППУ-9Н) и фенолформальдегидные (ФК-20-А-20, ФС-7-2) пенопласты (табл. 1). Физико-механические характеристики легких пенопластов зависят не только от свойств исходного материала, но и от размеров и формы ячеек; это позволяет в ряде случаев регулировать характеристики пенопласта в процессе переработки его в изделия.

К пенопластам судостроительного назначения предъявляются следующие основные требования:

• достаточно высокий уровень технических характеристик;
• сравнительно низкое водопоглощение;
• достаточная адгезия поверхности пенопласта(плиточного или вспениваемого) к конструкционным материалам и клеям;
• стойкость к воздействию агрессивных сред (влаги, нефти, масла и т.п.);
• малая усадка, не приводящая к нарушению соединений пенопласта с материалами ограничивающих поверхностей;
• трудносгораемость и нетоксичность, допускающие применение пенопластов в обитаемых помещениях.

В судостроении пенопласты находят самое широкое применение. Разберем наиболее распространенные области их использования.

1. Заполнители трехслойных конструкций, например — панелей для изготовления легких переборок, выгородок, платформ, щитов, судовой мебели. Конструкции из таких панелей с наружными слоями из декоративного слоистого пластика не требуют установки тепло- и звукоизоляции, обрешетника, декоративной зашивки. К ним легко крепятся детали насыщения даже сравнительно большого веса. При небольшом весе таких деталей (5—15 кг) обычно используются самонарезающие винты,вворачиваемые непосредственно в пенопласт, который должен иметь плотность не менее 0,075 г/см3.

2. Блоки плавучести, размещаемые в корпусах судов малого водоизмещения для придания им дополнительной плавучести. Схожий характер имеет применение пенопластов при заполнении ими полостей — объемов, доступ в которые отсутствует или затруднен. Это могут быть внутренние объемы отдельных конструкций (например, рулей) или каких-либо закрытых отсеков. Заполнение их пенопластами (заливкой или вспениванием из твердых полуфабрикатов) предотвращает скапливание в таких полостях воды при образовании повреждений или отпотевании.

3. Конструкционный материал для изготовления досок для плавания, виндсерферов и т.п. При этом плиты пенопласта защищаются от внешних воздействий обформовкой их слоями стеклоткани.

4. Заполнители при формовании П-образных ребер жесткости из композиционных материалов. Помимо формообразования ребер пенопласт обеспечивает конструкционную устойчивость их стенок и поясков.

5. Теплоизоляция в виде приклеиваемых плит либо наносимая напылением реакционноспособных смесей.

Характеристики материала и показания к склеиванию

Среди предложений профильного рынка с помощью рекомендаций специалистов легко подобрать актуальный вариант для эффективного склеивания пенопласта между собой. Пенопласт – вспененный пластик – изготавливается на основе различных строительных полимеров в виде полистирола, полиуретана, поливинилхлорида, полиэтилена. Материал характеризуется малой удельной плотностью и впечатляющими параметрами теплостойкости. Эти свойства обусловлены тем, что ячеистая структура предусматривает воздушную массу на 98% от общего объема.

Вспененные полимеры актуальны при изготовлении отделочных ресурсов, изоляторов, упаковочной продукции. Современные технологии позволяют также использовать пенопласт в качестве конструкционных материалов. Из него отливают декоративные элементы для интерьера и экстерьера, производят упаковку для мебели, технического оборудования и пищевой продукции, выпускают конструкционные панели.

Монтаж пенопластовых изделий выполняется преимущественно по технологии склеивания элементов. Это позволяет создать монолитную конструкцию, в которой исключены дефекты целостности поверхности.

Механический способ соединения грешит возможным образованием щелей, мостиков холода или других скрытых проблем, тогда как при склейке элементов пенопласта между собой нивелируются любые угрозы такого рода.

Трехслойные конструкции

Наряду с сотовыми заполнителями пенопласты широко применяются в конструкциях, состоящих из двух наружных (несущих) слоев сравнительно небольшой толщины, выполненных из прочного материала (металла, стеклопластика, слоистого пластика) и легкого заполнителя, роль которого заключается, главным образом, в сохранении заданного расстояния между наружными слоями и вовлечении их в совместную работу1.

Хабаровским филиалом ЦНИИ технологии судостроения и Ужгородским заводом до последнего времени выпускались панели с наружными слоями из слоистого пластика, легких сплавов или фанеры и вспенивающимся между ними пенополиуретаном (ППУ-3с) специально для изготовления переборок, выгородок и мебели. Изготовление указанных панелей регламентировалось ОСТ5.3025-82.

Феодосийским ПО «Море» в трехслойном оформлении выполняются корпуса спасательных шлюпок. Между двумя скорлупными оболочками из стеклопластика вспенивается заполнитель из пенополиуретана, который, отметим, одновременно придает конструкции и дополнительную плавучесть.

Сочетания материалов наружных слоев и заполнителя могут быть самыми разными. Например, при металлических наружных слоях целесообразно применение вспенивающихся пенопластов типа ФК-20-А-20. При наружных слоях из стеклопластика или слоистого пластика обычно применяют плиточные пенопласты типа ПХВ или ПС.

В трехслойном оформлении рационально выполнять надстройки и рубки, устанавливаемые как на стеклопластиковые, так и на металлические корпуса катеров и яхт. Большой опыт изготовления монолитных трехслойных надстроек из стеклопластика и пенопластов имеет ФПО «Море». Такое решение позволяет исключить установку подкрепляющего набора, теплоизоляции, а в ряде случаев — и декоративной зашивки помещений, что дает возможность значительно снизить массу, трудоемкость изготовления и стоимость конструкций.

Клей для пенополистирола

При устройстве теплоизоляции пенополистирол прост как в обработке и подгонке, так и в монтаже. Рекомендуется комбинированный способ крепления — установленные на клей плиты дополнительно закрепить дюбелями. Так как различного рода растворители (бензин, ацетон, эфиры) растворяют сам пенополистирол, клеи на их основе применять нельзя.

Существуют специально разработанные для пенополистирола мастики на основе битума и цементно-полимерные смеси. Эти составы обеспечивают надежное соединение практически с любым основанием — бетоном, кирпичом, блоками различных типов, гипсокартоном и выполняют функцию дополнительной гидроизоляции.

Если нет специальных требований к технологии установки, а также в зависимости от объема работ, можно использовать многие из доступных клеящих материалов — силиконовый герметик, жидкие гвозди, плиточный клей. При установке потолочных плинтусов или багет достаточно точечного или ниточного нанесения клея, поэтому тюбика герметика или жидких гвоздей с лихвой хватает на их установку в стандартной квартире. Технология нанесения плиточного клея такая же, как при установке плитки — нанесение по всей поверхности и снятие излишка гребенчатым шпателем.

Чем лучше всего склеивать пенопласт между собой

Изделие изготовлено на основе полиуретана. В качестве дополнительных компонентов применяются добавки и загустители плотной консистенции. Как правило, специализированный клей используется для внутренних строительных работ: декорирования перегородок, потолков и других элементов пенополистиролом.

При этом материал подходит и для внешнего утепления зданий, поскольку обладает устойчивостью перед температурными пиками и влажностью. Реализуется продукт в полиэтиленовых тубах. Главным недостатком выделяют сложности, которые могут возникнуть при нанесении. Особенно проблемы заметны в процессе работы при температурном режиме, приближенном к нулю.

Для удобства желательно приобретать тубы под строительный пистолет. И им же пользоваться во время работы.

Средство продается в баллонах под строительные/монтажные пистолеты

Смесь наносится на плиты пенополистирола тонкими полосами, точечным методом, волновым или пунктирным способом. После этого полотна плотно сдавливаются друг с другом и удерживаются в таком состоянии 20-30 секунд.

Схема нанесения клея

Сухой клей

Важно помнить, что не все сухие смеси способны прочно склеить листы пенополистирола. Данный нюанс следует уточнять перед приобретением. Некоторые модификации предназначены, как для склеивания пенопласта между собой, так и фиксации его на стене, для создания армирующего покрытия.

Сухой клей для пенополистирола разводится согласно инструкции

Предварительно перед применением, смесь разбавляют водой и размешивают при помощи строительного миксера или малогабаритной дрели со специальной насадкой. Стандартных пропорций компонентов не существует, способ приготовления индивидуален и его можно изучить в инструкции на упаковке. Наносится клей на поверхность шпателем, после чего выравнивается гребенкой.

Шов, состоящий из разведенного сухого клея, отличается герметичностью, прочностью, устойчивостью перед заморозками и влажной среды.

Пенополиуретановая пена

Данный вариант относится к специализированным материалам, посредством которых можно быстро склеивать детали из пенопласта. Пенная консистенция, размещенная между двумя полотнами, тщательно заполняет все пустоты и скрепляет листы.

Для работы с изделием требуется специальный пистолет. Выкладка на кромку осуществляется сплошными полосами, которые схватываются спустя 7-10 секунд. Специалисты рекомендуют проводить работы при плюсовой температуре и отсутствии ветра.

Простота в использовании, скорость застывания, хорошее сцепление и герметичность – нюансы, благодаря которым полиуретановая пена обрела большую популярность.

Монтажная пена

По техническим характеристикам данный вариант идентичен пенополиуретану. Но чтобы ускорит процесс сцепления, здесь потребуется провести дополнительные манипуляции:

• пена наносится на полотно;
• листы складываются вместе, после чего сразу разъединяются;
• далее добавляют немного пены на области контакта и соединяют плиты заключительный раз;
• полотно прижимается к нужной поверхности, после чего срезаются все излишние выступы.

Полимеризация пены происходит спустя 3-5 минут. Данный вид обладает достаточно большим рядом недостатков. Пользователи выделяют двойной расход материала, увеличенный временной промежуток, отведенный на удерживание под нагрузкой и повышенный коэффициент расширения.

Важно знать! Предварительно, перед фиксацией пенопласта, нужно увлажнить поверхности, на которые планируется нанесение пенного продукта.

ПВА

Бюджетный и наиболее доступный скрепляющий ингредиент, применяемый для склеивания пенопластовых листов. Скрепление производится при плюсовом температурном режиме. Состав не требует использование дополнительных защитных веществ.

Наносить клей ПВА нужно обычной кистью сразу на два листа. Если поверхность обладает повышенной рельефностью, нужно размещать состав таким образом, чтобы все пустоты заполнились. После этого материал оставляется для полного высыхания.

Жидкие гвозди

Для применения жидких гвоздей требуется использование строительного пистолета. Жидкость наносится точечным методом, после чего листы прижимаются не менее чем на 4 секунды.

В результате выходит прочная склейка с длительным эксплуатационным сроком. Жидкие гвозди не пользуются большим спросом из-за высокой стоимости.

Аэрозольные составы

Материал выделяется быстрым схватыванием и используется только при работе с небольшими объемами или если по каким-либо причинам нет возможности использовать другие смеси.

Набор для экспресс склеивания Akfix 705 (65 гр. + 200 мл аэрозоль

Жидкость распыляется на поверхности двух полотен, после чего листы прочно прижимаются друг к другу и оставляются на 30 минут. По истечении получаса получается надежная фиксация.

Нюансы правильного склеивания и армирования полистирола

Если планируется склеивание изделий из экструдированного пенополистирола и обычного пенопласта, следует учитывать следующие нюансы технологии:

• полистирол обрабатывают с применением игольчатого валика для лучшей адгезии;
• пенопласт рекомендуется оклеить длинноволокнистой бумагой.

Если предстоит решение проблемы с тем, как повысить прочность конструкции на основе вспененных полимеров после склеивания, стоит воспользоваться следующими рекомендациями:

• в случае интерьерного декора или поделок из пенопласта решение заключается в создании внешнего армирующего каркаса из бумаги;
• в случае необходимости армирования конструкционных элементов целесообразно использовать стекловолокно.

Также пенополистирол можно «бронировать» с помощью гипса или акриловой штукатурки.

Клей для пенополиуретана

Наилучшее качество приклеивания пенополиуретана обеспечивают клеящие составы на его же основе. Их свойством является высокая адгезия к любым типам поверхностей — бетонным, кирпичным, пластику, металлу при условии качественной подготовки поверхности — выравнивании, устранении пустот и трещин, удалении пыли перед нанесением клея.

К этим клеям относится и монтажная пена, на которую можно устанавливать теплоизоляционные панели с учетом ее расширения и времени полимеризации. Производители предлагают также специальные виды полиуретанового клея для пенопласта любого из типов: вспенивающиеся в баллончиках с распылителем или под монтажный пистолет, жидкие или пастообразных в тюбиках или тубах различной емкости.

Отдельно можно отметить полиуретановый столярный клей — кроме склеивания собственно дерева, он надежно приклеит к дереву или между собой и другие материалы, в том числе перечисленные в предыдущем разделе пенопласты. Вообще многие пенополиуретановые клеи заявлены производителями как универсальные.

Вернувшись к приклеиванию пенополиуретана, добавим к перечню клеящих средств разнообразные силиконовые и акриловые герметики и фасадный клей на цементной основе, применение в соответствии с указаниями производителя, без особых указаний.

Пенопласт как утеплитель: отзывы, недостатки, срок службы

Процесс склеивания, например, трехслойной панели включает в себя формирование панели и создание необходимых технологических условий для склеивания давление, температура, выдержка под давлением. Технологический процесс вспенивания, например, поставляемых в виде гранул и лент пенопластов типа ФКА, включает следующие основные операции: подготовку форм ограничительной оснастки ; подготовку зачистку, обезжиривание наружных слоев или других образующих поверхностей; измельчение и дозирование полуфабрикатов пенопласта; равномерное без пустот заполнение формы полуфабрикатами и подготовка ее к термообработке; термообработку.

Учитывая сравнительно высокую температуру термообработки, пенопласты типа ФКА применяют для вспенивания в объемах, образованных в основном металлическими поверхностями. Технологический процесс вспенивания полиуретановых пенопластов типа ППУ-3с включает четыре этапа. Подготовка форм. Это могут быть закрепленные в специальной оснастке наружные слои трехслойной панели или установленные одна в другой с определенным зазором две оболочки например, наружный и внутренний корпуса лодки.

Производство и формы выпуска

Подготовка заливочной композиции, состоящей из двух реакционноспособных смесей. Подготовка заливочного устройства, оснащенного щелевыми насадками для раздачи реакционной композиции от установки типа УЗП-2 приготовления композиции по длине заливаемой формы. Заливка реакционной смеси в форму.

Эти температуры определяют вязкость смесей, от которой зависит качество их смешения и качество получаемого пенопласта. Время выдержки изделия в оснастке не более одного часа.

Пенопласт приобретает необходимые свойства в течение мин. Хотя большинство пенопластов обладают достаточной стойкостью против воздействия агрессивных сред, рекомендуется по возможности защищать их от непосредственного контакта с водой, кислотами, растворителями, нефтесмазочными материалами.

Наиболее простой и эффективный способ защиты — наформовка на поверхность пенопласта одного-двух слоев стеклоткани, пропитанной эпоксидным связующим; может быть применено и простое нанесение на поверхность пенопласта слоя эпоксидного связующего.

Для пенопластов, которые не требуется приклеивать к каким-либо ограничивающим поверхностям, может быть использован другой способ — укладка или вспенивание материала в запаянных полиэтиленовых мешках.

Все права защищены. Копирование материалов сайта vodnyimir. Все случаи нарушения будут преследоваться согласно закону об авторских правах. Предложения и пожелания отправляйте на admin vodnyimir. Размещение рекламы на сайте.

Склеивание пенопластов

Подготовка поверхностей материалов под склеивание включает в себя шерохование, очистку от пыли и грязи, обезжиривание. Заготовленные бруски и пластины пенопласта после механической обработки и контроля размеров рекомендуется для удаления пыли обдуть сжатым воздухом. Хранить их следует таким образом, чтобы на них не попадали грязь, влага, масла и т. п., тогда перед склеиванием не потребуется специальная подготовка поверхностей. Поверхности, к которым будет приклеиваться пенопласт, например, слои стеклопластика, подвергаются шерохованию при помощи ручных пневматических машинок типа ДМ-175 или вручную шлифовальными шкурками (на тканевой или бумажной основе) №40 или 32.

Для обезжиривания поверхностей стеклопластика, слоистого пластика и металлов можно использовать бензин, ацетон, уайт-спирит.

Технология приготовления и нанесения клеев (табл. 2) регламентируется ОСТ.9767-92 «Клеи для судостроения. Типовые технологические процессы приготовления и применения» и соответствующими инструкциями. Процесс склеивания, например, трехслойной панели включает в себя формирование панели и создание необходимых технологических условий для склеивания(давление, температура, выдержка под давлением).

Клей для пенополивинилхлорида

В отличие от предыдущих пенопластов, ПВХ более избирателен при выборе клея. Не стоит экспериментировать с различными универсальными клеями, герметиками, мастиками и прочим. Средствами для склеивания деталей из ПВХ между собой и с другими материалами являются клеи на основе сополимеров ПВХ, немногие из которых являются универсальными для этого пенопласта. Растворителями для приготовления клея служат многие (но далеко не все) органические вещества и их комплексы, например, дихлорэтан, трихлорэтан, нитропарафин, бензол, различные эфиры. В каждом случае получается состав специфичного назначения — для ПВХ, кожи, металла, оргстекла, различных полимеров.

Клей для пенопласта своими руками

Как известно, борьба за потребителя подразумевает ориентирование на его потребности. Покупателю изделий из пенопласта (неважно, будет это потолочный плинтус или панели для утепления балкона) будет предложен полный комплект клеев или герметиков, инструмента, очистителей, перчаток и респираторов.

Тем не менее бывают ситуации, когда хозяева, имея основной материал, берутся за изготовление клея своими руками и имеющимися средствами. Примером могут быть по меньшей мере два случая:

• срочная или аварийная ситуация — потекла кровля или лопнула подошва обуви;
• дошли руки до откладываемых дел — отогнулся в углу потолка пенопластовый карниз или старая трещина на бампере начала расти;
• хозяин относится к разряду «самоделкиных», обязанных все пропустить через свои руки, необязательно в целях экономии.

Если сам пенопласт в домашних условиях сделать затруднительно, то для изготовления клея существует несколько рецептов, один из которых и будет рассмотрен.

Рецепт указывает общий порядок действий и опробованные или возможные компоненты. Если кто-то предложит точную рецептуру в граммах или миллилитрах, не стоит слепо повторять ее и затем обвинять советчиков. Домашние условия или гараж — не лаборатория или технологическая линия завода.

Основой клея по рецепту является имеющийся пенопласт, а основным растворителем — бензин. Измельченную основу заливают растворителем, выдерживают и доводят до нужной консистенции. Желательно начать с небольшой пробной порции и испытать ее на каком-либо образце.

В качестве основы предлагается упаковочный пенополистирол, измельченный линолеум, поролон, полиэтиленовые бутылки, одноразовые стаканчики и многое другое.

Кроме обычного способа применения — нанесения, прижатия и выдержки — клей можно приготовить сразу на месте. Если требуется устранить трещину в кровле, обувной подошве или какой-нибудь корпусной детали, измельченной основой заполняют дефект и осторожно растворяют. При растворении и полимеризации клей заполнит все пустоты, разъемы и края.

Защита пенопласта

Хотя большинство пенопластов обладают достаточной стойкостью против воздействия агрессивных сред, рекомендуется по возможности защищать их от непосредственного контакта с водой, кислотами, растворителями, нефтесмазочными материалами.

Наиболее простой и эффективный способ защиты — наформовка на поверхность пенопласта одного-двух слоев стеклоткани, пропитанной эпоксидным связующим; может быть применено и простое нанесение на поверхность пенопласта слоя эпоксидного связующего.

Для пенопластов, которые не требуется приклеивать к каким-либо ограничивающим поверхностям, может быть использован другой способ — укладка (или вспенивание) материала в запаянных полиэтиленовых мешках. Одновременно такая защита позволяет повысить стойкость пенопласта к ударным нагрузкам и (при кратковременном воздействии — не более 0.5 мин) — к повышенным температурам (до 200°С).

От редакции

Судостроителям-любителям будет, очевидно, полезно ознакомиться и с прежними публикациями об опыте применения пенопласта в «домашних условиях». Напомним, что в №98 рассказывалось о постройке из этого материала 6-метровой байдарки, в №93 — 3.3-метрового тузика-каноэ, в №92 — 3.9-метрового разборного швертбота, в №90 — двух минимотолодок, в №86 — парусной доски. Различные варианты использования пенопластов рассматривались также и ранее: в №70, №68, №64, №59, №55, №17. В частности, давались советы по использованию обычного столярного инструмента — ножовки, рашпиля, рубанка (направляя его железку под углом 45° к направлению строжки) и изготовлению «терки» — закрепленной на рукоятке слегка выпуклой пластины из миллиметровой стали с грубо пробитыми отверстиями.

Поделитесь в соц.сетях:

Оцените статью: (Пока оценок нет) Загрузка...