Практичный и удобный в использовании сайдинг (siding в переводе с английского — обшивка) придумали переселенцы в Америке. Они начали применять его при строительстве домов для обшивки деревянного каркаса, что было весьма практично для временного жилья. Впоследствии именно технология каркасного строительства стала для Америки традиционной: мощный несущий каркас обшивается привлекательным фасадным материалом.
Постепенно сайдинг «завоевал» другие страны, дошел и до нас. Причина его популярности — простота монтажа, дешевизна, долговечность. У нас сайдинг популярен еще и потому, что практически любое строение с некрасивым фасадом можно быстро и надолго превратить в современное, стильное, утепленное, и при этом с минимальными затратами. В строительстве широко используются металлические сайдинговые панели, которые формируют фасад здания. Они крепятся на металлическую или деревянную подрешетку, реже — прямо на фасад. Под сайдинг кладется утеплитель, что дает дополнительную возможность создания внутреннего комфорта и энергосбережения. Наряду с металлическим используют сайдинг из ПВХ. Для внешних отделочных работ ПВХ применяют не так часто, как металл, причиной тому являются конструктивные особенности, а также низкая морозостойкость этого материала. В морозы ПВХ становится хрупким, и любые удары по сайдинговым панелям, облицовывающим фасад, могут привести к трещинам. В последнее время появился новый вид пластикового сайдинга — панели из фиброволокна. Волокнистый сайдинг
Панели из фиброволокна еще для многих неизвестны, потому что они только начинают внедряться на рынок облицовочных и отделочных материалов. Представляют собой композитные панели, полученные из материала на основе ненасыщенной полиэфирной смолы, армированной стекловолокном с добавлением различных минеральных наполнителей. Такой пластик прочен, стоек к изгибающим нагрузкам и воздействию влаги. Чтобы оценить его прочность и стойкость, стоит отметить, что из композиций на основе полиэфирных смол, армированных стекловолокном, изготавливают корпуса катеров и яхт. Минеральные наполнители служат для общего удешевления композиции, придания готовым изделиям определенной фактуры и цвета. К ним относятся мраморная крошка, кварцевый песок, молотые камни различных пород. Таким образом, корректнее было бы назвать такой сайдинг стеклопластиковыми панелями. По-видимому, панели из фиброволокна не смогут вытеснить существующие аналоги из металла, ПВХ, дерева, цемента. В силу совокупности определенных достоинств они займут свое место среди сайдингов. К свойствам стеклопластиковых панелей можно отнести:
• малый вес (3–6 кг/м2);
• стойкость к ультрафиолету, влаге и агрессивным осадкам;
• высокие механические свойства, ударная прочность и гибкость;
• способность выдерживать широкий температурный диапазон от –50 до +50°С;
• пожаробезопасность;
• экологичность. Эти свойства вполне стандартны и для других видов сайдинга, например, металлического. Однако стеклопластиковые панели можно декорировать так, как невозможно или практически невозможно декорировать любые другие. В этом их основное достоинство и преимущество. Придание сайдингу натурального вида природного камня, дерева или кирпичной кладки дает ему право занять свою нишу среди облицовочных материалов.
На данный момент в России востребован сайдинг из фиброволокна, имеющий фактуру кладки из дикого камня. В Украине этот материал только начинает вызывать к себе интерес и завоевывать признание. Производство
Для начала охарактеризуем связующее — ненасыщенные полиэфирные смолы, на основе которых готовятся композиции. Они относятся к группе термореактивных полимеров с реакционноспособной группой –СН=СН–. Самое широкое применение нашли ненасыщенные полиэфиры, получаемые поликонденсацией ненасыщенных дикарбоновых кислот, чаще всего малеиновой и фумаровой, с многоатомными спиртами. Как правило, эти ненасыщенные полиэфиры используются в виде 60–70%-х растворов в различных мономерах, при сополимеризации с которыми они образуют неплавкие и нерастворимые полимеры. Наиболее распространенным типом «сшивающего» мономера при производстве ненасыщенных полиэфирных смол является стирол — ввиду доступности, дешевизны и высокой активности при отверждении. Стирол является основным мономером для смол из ненасыщенных полиэфиров. Он реагирует с полиэфиром путем полимеризации, используя ненасыщенные химические связи, и образует сетчатые, неплавкие и нерастворимые продукты. В основном именно это и определяет хорошие механические и термические свойства готовых изделий из смол, полученных из ненасыщенных полиэфиров. Только комбинация сложного полиэфира и стирола дает характерные для этих смол свойства. Ненасыщенные полиэфиры широко применяются в технике: из них получают литую изоляцию в электро- и радиотехнике, цементы, покрытия, а также стеклопластики, которые используются в авто-, судо- и авиастроении. В автомобильной промышленности они применяются для изготовления кузовов, бамперов, тюнинговых деталей автомобилей. С применением ненасыщенных полиэфиров и стеклоткани формуют корпуса лодок и катеров. В сравнении с эпоксидными, данные смолы дешевле и удобнее. Они менее вязки, легко наносятся на различные поверхности, менее чувствительны к точности дозировки отвердителя и быстро отверждаются при обычных условиях.
Стекловолокно, которое вводят в композицию, придает готовому продукту после отверждения высокие механические характеристики. Это оптимальный волокнистый наполнитель, если рассматривать его с позиции цена–качество. Стеклянные волокна могут быть различными: непрерывными, рублеными, высокомодульными, ультратонкими и т. д. Для изготовления сайдинга может использоваться недорогое рубленое стекловолокно. Другие добавки, такие как мрамор, песок, пигменты и т. д. придают определенные характеристики будущему сайдингу с точки зрения дизайна. Здесь следует отметить, что помимо дизайна, введение песка в композицию снижает ее стоимость, так как это доступный дешевый наполнитель.
Не вдаваясь в подробности заграничных рецептур и особенностей приготовления композиций, рассмотрим на примере старых, но не утративших актуальности наработок, как получают композицию типа «премикс» на основе полиэфирного связующего и стекловолокна. Производство композиции включает следующие основные операции: приготовление связующего, подготовка минеральных порошкообразных и стекловолокнистых наполнителей, смешивание компонентов и упаковка готового продукта. В качестве примера приведем рецептурный состав «премикса»:
• Смола ЗСП-3 — 40%;
• Стеклянное волокно — 18%;
• Каолин — 15%;
• Краситель — 2%;
• Песок — 13%;
• Мраморная крошка — 9%;
• Перекись бензоила (50%-ная паста с дибутилфталатом) — 1,2%;
• Кремнийорганическая жидкость — 0,5%;
• Стеарат цинка — 1,3%. Рецептура приводится для ознакомительных целей, состав компонентов, равно как и их процентное соотношение, в реальном премиксе может варьироваться.
Приготовление связующего заключается в смешении полиэфирной смолы марки ЗСП-3, перекиси бензоила, кремнийорганической жидкости, стеарата цинка, красителя. Перемешивание проводится в смесителе лопастного типа. После равномерного распределения всех компонентов вводят порошкообразный каолин, в результате получается пастообразная смесь. Для дополнительного перемешивания и растирания смесь направляется на краскотерку. Минеральные наполнители и стекловолокно перед введением в композицию просушивают в термошкафу до влажности не более 0,3%, после чего совмещают с предварительно полученной пастообразной композицией в обогреваемом двухлопастном смесителе. Для уплотнения и гомогенизации премикс пропускают через шнек-машину, после чего его упаковывают и отправляют на склад. В общем, технология производства премиксов не сложна, главное — добиться равномерного распределения всех компонентов в общей массе. Для этого используют ступенчатое смешение компонентов и различное смесительное оборудование.
Изготовление сайдинга из премикса заключается в придании композиции определенной формы, рельефа лицевой части и непосредственно отверждения. В зависимости от вязкости премикса, для придания формы может потребоваться давление. В отличие от большинства реактопластов, ненасыщенные полиэфирные смолы отверждаются без выделения побочных продуктов. Таким образом, давление при изготовлении сайдинга может быть минимальным, необходимым только для придания формы будущему изделию.
Основным фактором, обеспечивающим процесс производства изделия из полимерной композиции, является температура, так как именно под воздействием температуры происходит отверждение реактопластичной смолы, ее сшивка. Для отверждения полиэфирных смол температура может быть комнатной. Здесь следует указать на то, что температура является фактором, определяющим скорость отверждения: чем она выше, тем быстрее идет процесс. Введение в композицию инициаторов, а также ускорителей процесса отверждения позволяет сшить полиэфирную смолу при комнатной температуре. Таким образом, технология изготовления сайдинга может быть абсолютно неэнергозатратной. Формы используют не металлические, а силиконовые. Они удобны в обслуживании, позволяют передать требуемый рельеф наружной поверхности панелей, и их применение вполне оправдано экономически. В силиконовые формы закладывается композиция, при необходимости уплотняется, после чего происходит ее отверждение. После этого панели не требуют никаких доводочных операций и готовы к использованию. В ближайшее время на рынке Украины вышеописанный сайдинг займет свое место, также появятся свои, внутренние производства, обеспечивающие нужды строительной отрасли. Исходя из представленного материала, можно сделать выводы, что технология производства готового продукта достаточно проста и эффективна, вероятнее всего, композиции, необходимые для производства сайдинга, в Украину будут импортировать, что максимально упростит технологию изготовления. Следует отметить, что собственное производство композиций для своего предприятия может быть неэффективным в силу дороговизны исходных компонентов и необходимости приобретения различного смесительного оборудования.
C текущей ситуацией и прогнозом развития российского рынка сайдинга можно познакомиться в отчете Академии Конъюнктуры Промышленных Рынков «Рынок винилового сайдинга в России». Артем ТРЕТЬЯКОВ, к. т. н.
Полимеры-Деньги, Украина |
