Мини-урок по гидроизоляции | История развития полиуретана

1. Начало 20 века.

XX век был веком бурного развития химии полимеров, создавшей теоретическую основу для синтеза полиуретана. В 1937 году немецкие химики впервые осуществили лабораторный синтез полиуретана. В 1940-х годах полиуретан начал производиться серийно в промышленных масштабах. Его превосходная пластичность, износостойкость и химическая стабильность делают его идеальным носителем для техники напыления.

В 1937 году компания Bayer открыла во Франкфурте синтетический полиуретан.

После Второй мировой войны европейские и американские страны добились прорыва в безвоздушном распылении под высоким давлением и электростатическом распылении, что позволило впервые применять полиуретановые растворы для покрытия автомобильных деталей, что ознаменовало его официальный выход в массовый коммерческий мир. К середине 1950-х годов полиуретановое напыление широко применялось в области антикоррозионных покрытий для мебели и техники.

Однако к 1963 году строительная отрасль уже использовала напыление полиуретана для гидроизоляции крыш. С тех пор эволюция полиуретановых водонепроницаемых покрытий никогда не прекращалась. Благодаря своим характеристикам, таким как хорошее удлинение пленки, высокая прочность на разрыв, хорошая адгезия, небольшая объемная усадка, бесшовная гидроизоляция, высокая адаптируемость к трещинам и деформации базового слоя, а также удобная конструкция и обслуживание, он быстро получил развитие в области гидроизоляции зданий и герметизации протечек.

В 1980-х годах появление двухкомпонентных систем распыления еще больше повысило прочность покрытия и эффективность строительства. Этот ветеран Второй мировой войны наконец присоединился к сфере гидроизоляции зданий как восходящая звезда в этой отрасли.

2. 1970 - е –1990-е годы : Мир нефти и асфальта

Китай начал изучать теорию и применение полиуретановых водонепроницаемых покрытий в 1970-х годах. Будучи первым поколением водонепроницаемых покрытий, первые полиуретаны на масляной основе представляли собой эталон высоких характеристик старой эпохи . Как следует из названия, этот тип полиуретанового водонепроницаемого покрытия содержит большое количество смолы, которая является промышленным побочным продуктом коксования и газификации угля. В нем содержится большое количество нафталина, фенола и других веществ, вредных для организма и окружающей среды . Особенно при использовании во внутренней отделке он с большей вероятностью причинит вред человеческому организму.

Однако благодаря превосходной эластичности, прочности и долговечности самого полиуретана, полиуретан на масляной основе по-прежнему выделяется и стал доминирующей силой на рынке высокоэффективной гидроизоляции. Он содержит большое количество органических растворителей, имеет чрезвычайно высокие выбросы летучих органических соединений (≥400 г/л), имеет резкий запах при строительстве, требует строгой защиты от пожаров и взрывов, чрезвычайно вреден для здоровья человека и загрязнения окружающей среды.

Полиуретановые гидроизоляционные покрытия на основе асфальта являются переходным продуктом после прекращения использования покрытий на основе смолы. Основная проблема заключается в том, что используемый асфальт в основном представляет собой нефтяной асфальт (хотя иногда используется каменноугольная смола), но совместимость нефтяного асфальта и полиуретана не идеальна. Кроме того, асфальт содержит сильные канцерогены, такие как полициклические ароматические углеводороды (ПАУ) , которые могут легко привести к проблемам во время использования. Хотя его экологичность значительно улучшена по сравнению с покрытиями на основе смолы, оно по-прежнему не может удовлетворить все возрастающие требования рынка к защите окружающей среды и здоровью.

Появление полиуретана на нефтяной основе и полиуретана на основе асфальта имело большое значение для развития индустрии гидроизоляции зданий, но загрязнение окружающей среды и ущерб здоровью, который они принесли, также были микрокосмом той эпохи экстенсивного развития.

3. 1990–2010-е годы : исследование и развитие водорастворимого полиуретана.

С последовательным принятием норм по охране окружающей среды (таких как китайский «Закон о предотвращении и контроле загрязнения воздуха», обнародованный в 1988 году), выбросы ЛОС были строго ограничены, разработка продуктов на основе нефти/асфальта стала ограничиваться, покрытия JS открыли период развития, а полиуретановые покрытия на водной основе начали трудное исследование и рост.

В 2000 году Китай запретил использование полиуретана на основе смол, что ознаменовало его полный упадок. В 2008 году был принят стандарт JC 1066-2008 «Пределы содержания опасных веществ в водонепроницаемых покрытиях», устанавливающий ограничения на содержание летучих органических соединений, формальдегида, соединений бензола и других веществ.

В водорастворимых полиуретановых покрытиях вода используется в качестве растворителя для эффективного диспергирования полиуретановой смолы, образуя экологически чистое покрытие. Эта система покрытия практически не содержит или содержит лишь небольшое количество органических растворителей, что обеспечивает такие значительные преимущества, как слабый запах, экологичность, энергосбережение и удобство применения. Это прекрасно согласуется с растущим экологическим сознанием Китая и поэтому привлекает значительное внимание.

Однако из-за незрелости исходной технологии водорастворимый полиуретан также имеет такие проблемы, как плохая водостойкость, низкая твердость, плохое пленкообразование и высокая стоимость. Предел прочности раннего полиуретана составлял всего около 1,0–1,5 МПа; удлинение при разрыве составляло около 200–300%, а общие характеристики значительно отличались от характеристик продуктов на нефтяной основе.

Между тем, поскольку толуолдиизоцианат, сырье, используемое при производстве полиуретановых водонепроницаемых покрытий, является высокотоксичным сырьем, экологичность полиуретана всегда подвергалась сомнению в промышленности. Стандарт GB/T 19250—2003 для полиуретановых водонепроницаемых покрытий не определяет показатели защиты окружающей среды.

Между тем, цементно-полимерный раствор JS, обладающий естественными преимуществами, заключающимися в том, что он имеет водную основу и является экологически чистым (ЛОС <50 г/л), простым в нанесении и экономичным, быстро завоевал популярность и стал основным средством гидроизоляции домов. Даже сегодня некоторые опытные специалисты по гидроизоляции могут с уверенностью говорить домовладельцам, что цементный раствор JS более экологичен, чем полиуретановые покрытия, отчасти потому, что они действительно очень опытные профессионалы.

Поэтому нашим полиуретановым покрытиям еще нужно продолжать развиваться, чтобы по-настоящему занять свое доминирующее положение и заставить всех почувствовать, что «на человека, которого не было три дня, нужно посмотреть новыми глазами».

4. 2010-е годы – настоящее время: Зеленая революция и зрелость деятельности

За последнее десятилетие или около того полиуретановые водонепроницаемые покрытия, научившись на своих ошибках, добились больших успехов за счет применения таких технологий, как сшивка (например, внутренняя сшивка, самосшивка), модификация композитов (например, эпоксидная смола, кремнийорганическая модификация, акрилатная модификация) и алифатические изоцианаты (например, IPDI, HDI). Эти технологии прекрасно решили проблемы плохой водостойкости и низкой прочности на ранних стадиях.

Национальный стандарт GB/T 19250-2013 «Полиуретановые водонепроницаемые покрытия» 2013 года предусматривает, что полиуретановые водонепроницаемые покрытия должны иметь прочность на разрыв ≥1,9 МПа, удлинение при разрыве ≥400% , устойчивость к низким температурам до -35 ℃ без растрескивания и содержание летучих органических соединений ≤50 г/л (JC 1066-2008). Производители с достаточно развитой технологией уже могут достичь уровня ниже 30 г/л. Это заставляет компанию JS, занимающуюся водонепроницаемыми покрытиями, воскликнуть: «Ух ты, как же нам конкурировать?»

К счастью, сами покрытия JS не отказались от улучшения своих внутренних возможностей и претерпели славную эволюцию: с обновлением национального стандарта (GB/T 23445-2009) «Полимерно-цементные водонепроницаемые покрытия» мы видим, что предел прочности, указанный в стандарте, достиг 1,5-2,0 МПа, а удлинение при разрыве составляет ≥80% для типа JS-I и ≥120% для типа JS-I. Тип ИС-II, несколько спасший свою репутацию. За счет модификации полимерной эмульсии (например, гибкой акриловой эмульсии) и оптимизации цементной системы эксплуатационные характеристики также улучшаются, а их основные преимущества, такие как прочность сцепления (≥1,0 МПа) и воздухопроницаемость, остаются выдающимися.

Тем не менее, благодаря соблюдению экологических требований и высокой гибкости, новое поколение полиуретановых водонепроницаемых покрытий на водной основе может стать предпочтительным решением для «ванных комнат с высокой деформацией», таких как помещения с подогревом полов и легкие стальные конструкции, достигая дифференцированных преимуществ в эпоху сборного строительства и политики «хорошего жилья»; его характеристики, заключающиеся в большей устойчивости к химической коррозии и меньшем влиянии на такие химические вещества, как кислоты и щелочи, также в большей степени соответствуют потребностям высокотехнологичной трансформации в таких высокотехнологичных сценариях, как биология, медицина и электронные технологии.

В любом случае, в этой зеленой революции, которая делает упор как на производительность, так и на здоровье, конкуренция и оптимизация материалов — лишь мимолетный этап на этом пути. Реальными выгодоприобретателями являются огромное количество потребителей, участвующих в обновлении и строительстве городов.

5. Применяя инновации и опираясь на прошлые достижения , Canlon поднимает эпопею полиуретана на новый уровень.

Затем история переносится в 2013 год. В том же году белое полиуретановое водонепроницаемое покрытие под названием MPU было выбрано для Национального проекта содействия развитию науки и технологий в строительной отрасли и одновременно получило сертификат ЕС CE и сертификат CRCC для железнодорожной продукции. Это удивило многих людей в то время :

Что за продукт представляет собой MPU?

В чем его уникальное очарование?

Когда был основан его производитель Canlon , ?

Получается, что хотя государство прямо запретило использование полиуретановых гидроизоляционных покрытий на основе дегтя в жилых домах, в строительной гидроизоляционной отрасли ни для кого не секрет выпуск нестандартной продукции. Многие люди добавляют в покрытия каменноугольную смолу, чтобы снизить затраты. Стоимость каменноугольной смолы составляет всего несколько сотен юаней за тонну. Если каменноугольная смола не добавляется, потребуется множество других пластификаторов, а стоимость десяти тысяч юаней за тонну намного выше, чем у каменноугольной смолы.

Чтобы отличиться от нестандартной продукции и некачественных полиуретановых покрытий, предотвратить подделку и исключить вредные вещества, такие как каменноугольная смола и жидкий кумарон, Canlon принимает «видимую честность» в качестве одной из своих бизнес-философий и предлагает использовать «белую стратегию», чтобы обеспечить потребителям честность и безопасность, которые можно увидеть невооруженным глазом.

Начав с белого цвета в качестве базового, компания Canlon создала уникальное противопровисающее полиуретановое водонепроницаемое покрытие. Это покрытие обладает хорошими тиксотропными и противоскользящими свойствами, может наноситься механическим распылением и эффективно решает распространенные проблемы качества, связанные с неравномерностью покрытия и серьезными капаниями при нанесении покрытий на вертикальные поверхности.

Оказывается, что обычные полиуретановые водонепроницаемые покрытия страдают от медленного высыхания и образования пленки, что делает их непригодными для применения в суровых условиях, таких как сезон дождей и зима. Если они не смогут быстро высохнуть, это затянет период строительства, увеличит сложность строительства и повысит затраты. Кроме того, для крупномасштабных проектов, таких как проект переброски воды с юга на север, большие стадионы, высокоскоростные железные дороги, метро, ​​туннели и проекты гражданской обороны, гидроизоляцию необходимо наносить на вертикальные или наклонные поверхности. Обычные покрытия имеют тенденцию растекаться при нанесении на вертикальные или наклонные поверхности, что приводит к более тонкой верхней и более толстой нижней части, а также к неравномерной толщине пленки, что значительно снижает эффективность и увеличивает затраты на строительство. Эти скрытые проблемы, часто незаметные для потребителей, затрудняют различие между хорошими и плохими продуктами на рынке покрытий.

Основываясь на этом фундаменте, компания Canlon, похоже, уловила пульс эволюции полиуретановых водонепроницаемых покрытий и снова выпустила инновационный MPU-Pro. Это новое полиуретановое водонепроницаемое покрытие, в котором используется усовершенствованный автоматизированный и непрерывный производственный процесс двухшнековой экструзии, позволяет получить покрытие толщиной 1 мм при температуре 50 ℃ , что значительно экономит трудозатраты на строительство и снижает расход материала. По сравнению с обычными продуктами он обладает более высокой устойчивостью к деформации, а слой водонепроницаемого покрытия не может быть порван, когда «структурная трещина» достигает 20 мм. .

В результате патент Canlon на «Однокомпонентное противопровисающее полиуретановое водонепроницаемое покрытие» снова вызвал фурор на рынке, выиграв в том же году серебряную награду на Китайской патентной премии в области строительной гидроизоляции и был выбран для участия в Проекте продвижения достижений науки и техники в строительной отрасли 2022 года (Специальный проект по гидроизоляции) и Едином чемпионе провинции в области производства в 2023 году . 23 марта 2023 года этот материал успешно получил разрешение Патентного ведомства Малайзии , добившись успеха как внутри страны, так и за рубежом. 1 сентября 2023 года официально вступил в силу стандарт CECS «Противопровисающее полиуретановое водонепроницаемое покрытие», разработанный и отредактированный совместно Canlon и China Building Materials Suzhou Water Re search Institute Co., Ltd., ознаменовав начало новой эры противопровисающих полиуретановых водонепроницаемых покрытий.

В настоящее время рынок строительных гидроизоляционных покрытий сохраняет устойчивую динамику роста, ежегодные темпы роста составляют около 10%. Среди них 30,8% всего рынка водонепроницаемых покрытий составляют полиуретановые водонепроницаемые покрытия, которые в основном используются в проектах водонепроницаемого дизайна класса I, что подчеркивает их уникальное и важное положение. MPU также применялся в таких проектах, как Западный железнодорожный вокзал Чунцина, проект расширения больницы Синхай в промышленном парке Сучжоу, промышленное научно-исследовательское здание Suzhou Health Industry Co., Ltd., Зал партийно-политического жизненного опыта в городе Цюаньчжоу и проект строительства склада Районного центра запасов зерна Цяньтан, завоевав высокое признание рынка и клиентов.