Определение
Клеи, также известные как полимерные смолы (полиэстеры, винилэстеры, модифицированные акрилы, эпоксидные смолы, фенольные смолы и полиуретаны), могут связывать армирующие волокна вместе упорядоченным образом. В композитных материалах волокна и ткани играют армирующую роль, в то время как смолы являются матричным материалом. Полиуретановые композитные строительные материалы демонстрируют более выгодные характеристики в строительных приложениях.
Общий обзор
Будь то новый строительный проект или проект реконструкции, преимущества полиуретановых композитных строительных материалов, изготовленных из полиуретанового клея, постепенно исследуются, включая долговечность, легкость, устойчивость к коррозии, высокую прочность и низкие затраты на обслуживание. Композитные продукты обладают высокой гибкостью в применении благодаря своей хорошей проектируемости. Технически мы называем их волокнистыми армированными пластиками/полимерами (FRP), и они обычно состоят из двух сырьевых материалов: армирующих волокон и полимерных связующих (обычно называемых матрицами). Такие факторы, как размер продукта, форма, соотношение веса/объема и материалы армирующих волокон, обычно определяют механические свойства пластиковых композитов, такие как жесткость и прочность. Тип и соотношение добавления полиуретановой смолы в матрицу придают готовому продукту различные физические свойства, такие как ударопрочность.
Преимущества в приложениях композитов с натуральными волокнами
Полиуретановые композитные строительные материалы обычно производятся методом прессования с использованием полиуретановых клеев. Структурные свойства пластиковых композитов в основном зависят от типа используемого волокна. Хотя стекловолокно является основным компонентом многих пластиковых композитов, оно теперь также доступно с углеродным волокном, арамидным волокном или борным волокном. Эти сырьевые материалы обеспечивают жесткость и прочность композитных материалов, которые могут соответствовать различным областям применения. За последние 10 лет растительные волокна и древесные волокна также широко используются, особенно в жилищном строительстве. Хотя полиэтилен, поливинилхлорид (ПВХ) и полипропилен являются основными полимерными смолами, используемыми в композитах с натуральными волокнами, натуральные волокна также могут использоваться в композитах с фенольными смолами, полиэстерами, полистиролом, полиуретанами и другими полимерными матрицами.
Многие современные полиуретановые композитные строительные материалы, добавление натуральных волокон, главным образом из эпидермиса растений (таких как волокна пшеничной соломы, лен, джут, кенаф, сизаль, конопля и кокос), склеиваются с полиуретановыми клеями, такими как полиэстер или полипропилен. Из-за умеренных механических свойств натуральных волокон они обычно не используются в высокопроизводительных приложениях, но сами волокна легкие и обладают хорошей прочностью и жесткостью, а также отличной жесткостью на изгиб. Другое натуральное волокно, древесина, в основном используется в композитных панелях для строительных изделий, таких как настилы, профили дверей и окон, декоративные элементы, перила и панельные изделия. Эти полиуретановые композитные строительные материалы обычно содержат от 30% до 70% древесного волокна в зависимости от области применения, при этом 50% является наиболее типичным применением. Независимо от соотношения, армирование, используемое в древесно-пластиковых композитах, обычно представляет собой древесные стружки или древесные частицы, которые формуются и компонуются с полиуретановым клеем.
Преимущества в специальных композитных приложениях с высоким содержанием древесины
Обычные виды волокон в основном получены из сосны, клена и дуба. Некоторые производители используют термореактивные полиуретановые клеи для производства специальных композитов с более высоким содержанием древесины. Для неорганических волоконных композитов в древесно-пластиковые композиты (WPC) можно добавлять небольшие количества других материалов для улучшения эффективности обработки и производительности. Добавки могут включать агенты сцепления, светостабилизаторы, пигменты, смазки, фунгициды и вспенивающие агенты. Полиуретановые клеи в основном используются в строительной отрасли для полов, стен и крыш. Композиты также могут имитировать кирпичи или камни для украшения внешних стен зданий. Внутри зданий композиты могут использоваться в душевых кабинах, ваннах, раковинах.
Преимущества в приложениях композитных листов
Полиуретановые клеи могут использоваться для изготовления различных композитных панелей разных спецификаций, включая древесно-стружечные плиты (OSB), древесноволокнистые плиты (HB), плиты средней плотности (MDF) и картон, древесно-стружечные плиты (PB) и фанеру (LVL). Обычно они используются в качестве структурной защиты, напольных покрытий и кровли жилых зданий. Древесно-пластиковые композиты часто используются в качестве наружных напольных покрытий, дверных рам, заборов и других приложений, требующих долговечности. Если соблюдаются правильные процедуры производства и установки, изделия из древесно-пластиковых композитов редко гниют, трескаются или деформируются при большинстве нормальных климатических условий в США. Кроме того, этот вид плит устойчив к пятнам, воде, УФ-излучению, не подвержен нападению насекомых и обладает хорошей несущей способностью. Они также имеют хорошую размерную стабильность и более низкий коэффициент расширения, чем твердые пластики, что лучше, чем размерная стабильность древесины. Древесные волокна, древесные стружки, рисовая шелуха и другие часто используемые органические наполнители в этих приложениях.
Преимущества применения в таких сценах, как двери и окна
Двери и окна являются наиболее типичными приложениями. Поливинилхлорид (ПВХ) часто используется в качестве термопластичной смолы в области дверей и окон (хотя другие пластики также используют это сырье). Волокна, используемые в этой области, обычно имеют размер от 80 до 200 сеток древесных волокон, что позволяет производить изделия из поливинилхлорида (ПВХ) с древесным наполнением, обладающие хорошей стабильностью, влагостойкостью и жесткостью. В новых наружных приложениях виниловые и полиолефиновые (такие как полиэтилен и полипропилен) пластиковые смолы, древесные стружки, смешанные с определенной долей полиуретановых клеев, образуют древесно-пластиковые композиты с хорошей коррозионной и погодной стойкостью.
Преимущества использования в сэндвич-панелях
Еще одна часто используемая сэндвич-структура состоит из легких сэндвич-материалов и композитных материалов, ламинированных с полиуретановыми клеями. Двери в основном изготавливаются из поверхностей из стеклопластика (FRP) и сэндвичей из полиуретановой пены или вспененного полистирола (EPS). В настоящее время этот тип продукции в основном используется в жилых и коммерческих проектах. Эти композитные "сэндвич" двери обеспечивают высокую удельную прочность и жесткость, легкий вес, хорошую ударопрочность и равномерную и гладкую текстуру поверхности. Другие соображения, такие как звукоизоляция, термостойкость и демпфирование вибраций, определяют выбор основного материала.
Заключение
Вкратце, различные материалы дополняют друг друга по производительности, создавая синергетический эффект, благодаря которому комплексная производительность композитных строительных материалов на основе полиуретановых клеев превосходит исходные компоненты и соответствует различным требованиям. Наполнители или добавки также могут сделать готовые композитные материалы устойчивыми к ультрафиолетовому (УФ) излучению или огню. Передовые технологии производства композитных материалов предоставляют людям больше возможностей для применения и позволяют настраивать высокопроизводительные композитные материалы для различных коммерческих и жилых зданий.
