Purtop: Hidroizolacijski sustav na bazi poliuree

Poliurea je razvijena u SAD-u 1980-ih godina kao dio istraživanja poliuretanskih i epoksidnih smola. Poliuretani su još 70-ih godina korišteni u mnogim industrijama, ali im je nedostajala otpornost na vodu i brzina stvrdnjavanja koju je zahtijevao industrijski sektor. Naime, uretanska skupina nastaje reakcijom između izocijanata i alkohola. Međutim, molekule alkohola kemijski su slične molekulama vode, pa u prisutnosti vlage izocijanati ne reagiraju samo s alkoholom, već i s vodom. U mnogim primjenama ova reakcija može dovesti do stvaranja mjehurića na površini.

Kod poliuree se to ne događa jer je razlika u reaktivnosti između amina i vode u odnosu na izocijanate takva da u prisutnosti vlage izocijanati reagiraju isključivo s aminima. Ta ju je prednost popularizirala u industriji za zaštitu od vlage i korozije.

Tehnološki razvoj i širenje primjene

Značajne prednosti primjene poliuree dovele su do razvoja specijalizirane opreme – sofisticiranih pumpi početkom 1990-ih. S obzirom na njezino izuzetno kratko vrijeme reakcije (obično samo nekoliko sekundi), te su pumpe bile toliko učinkovite da izuzetno kratko vrijeme očvršćivanja više nije predstavljalo gotovo nepremostivu prepreku, već je postalo jedna od glavnih prednosti poliuree.

S početkom novog tisućljeća poliurea postaje još popularnija zbog brzog napretka tehnologije i poboljšanja u formulaciji smola, što je omogućilo širu primjenu u građevinskom sektoru uključujući krovove, balkone, terase, bazene, tunele i podove. 

Mapei danas nudi niz hidroizolacijskih proizvoda na bazi poliuree:

• PURTOP 500 N i PURTOP FR (otporna na vatru) – hibridna poliurea za krovove
• PURTOP 400 M i PURTOP 600 (hibridna poliurea visokih mehaničkih karakteristika)
• PURTOP 1000 N – hidroizolacija na bazi čiste poliuree
• PURTOP 200 – poliurea koja se nanosi ručno.

Ključne prednosti ovih sustava:

• ne sadrže otapala ni hlapljive organske supstance (VOC)
• gotovo trenutno stvrdnjavanje (postiže stanje gela za otprilike 7 sekundi), što omogućuje vrlo brzu prohodnost
• savršena prionjivost na bilo koju podlogu i geometrijski oblik
• izvrsna vlačna čvrstoća i otpornost na trganje
• velika elastičnost i sposobnost premoštenja statičkih i dinamičkih pukotina čak i pri niskim temperaturama
• izvrsna otpornost na lužine i razrijeđene kiseline
• otpornost na visoke i niske temperature
• idealna primjena u sanacijama jer ne povećavaju opterećenje nosivih konstrukcija.

Tijekom godina ove su karakteristike stekle globalno priznanje, što je dovelo do primjene Mapei proizvoda u brojnim značajnim projektima.

Među njima se ističu:

• veličanstvena brana Gilgel Gibe III u Etiopiji koju je izgradila tvrtka Salini Impregilo
• spiralna rampa mosta San Giorgio u Genovi (Italija)
• krov Masjid Negara nacionalne džamije u Kuala Lumpuru
• luksuzni stambeni kompleks Braço de Prata u Lisabonu koji je dizajnirao Renzo Piano
• Žnjanski plato u Splitu.

Zahvaljujući izvanrednim svojstvima PURTOP membrana i dobivenim certifikatima, ovi su proizvodi prepoznati kao certificirani sustavi kvalitete u brojnim područjima primjene kao što su:

• spremnici za pitku vodu
• zeleni krovovi (certificirani prema standardu CEN/TS 14416)
• krovovi s fotonaponskim sustavima (D-s3-d0 prema EN 13501-1 i BROOF t1, t2, t3 i t4 prema EN 13501-5)
• prometne površine (CE ETA 14/0289 certifikat u skladu s europskim smjernicama ETAG 033) i željezničke konstrukcije (certifikati SNCF i RFI).

Ovi certifikati nadopunjuju brojne testove i evaluacije provedene kako bi se ispunili uvjeti za CE oznaku prema standardu EN 1504-2.

Mapei tim organizira treninge, radionice i prezentacije s ciljem da izvođači temeljito savladaju rad s PURTOP membranama i prepoznaju njihove vrhunske performanse. Ova je aktivnost izuzetno važna jer primjena membrana na bazi poliuree zahtijeva adekvatnu pripremu podloge, pravilan odabir temeljnog premaza ovisno o vrsti podloge te tehničko znanje i vještinu u rukovanju opremom za njihovu primjenu.

Poliurea se nanosi visokotlačnim strojem posebno dizajniranim za brzo miješanje i precizno doziranje komponenti A i B pod tlakom 160 – 200 bara. Glavni dijelovi ovakvog uređaja su regulator, crijeva, klipovi, pumpe i pištolj za prskanje, kompresor zraka i generator. Prije upotrebe ove tehnologije važno je potpuno razumjeti sve faze primjene.

Jednom kada se svlada tehnika i postupak nanošenja, poliurea pruža brojne prednosti za izvođača poput iznimno brzog očvršćivanja i sušenja hidroizolacije, što u praksi znači da se velike hidroizolirane površine mogu staviti u upotrebu već nakon nekoliko sati. Brzina izvođenja ključan je faktor u suvremenom graditeljstvu, posebno u završnim radovima gdje su rokovi izvođenja vrlo kratki. Međutim, ono što hidroizolaciju na bazi poliuree čini zaista jedinstvenim proizvodom na tržištu njezina su specifična mehanička svojstva. Naime, poliurea je izuzetno fleksibilan proizvod s izduženjem većim od 300 % (što je minimalna vrijednost izduženja svake poliuree iz PURTOP linije koja se nanosi špricanjem). Osim toga, vlačna čvrstoća i otpornost na trganje znatno su veće u usporedbi s drugim hidroizolacijama koje imaju istu razinu elastičnosti, ali su izrađene drugačijom tehnologijom.  

Razlog zbog kojeg se to događa kod poliuree, a ne kod drugih polimera leži u različitim molekularnim interakcijama koje nastaju tijekom reakcije između izocijanata i amina, posebno u stvaranju specifičnih elektrostatičkih veza poznatih kao vodikove veze.

Mehaničke karakteristike hidroizolacija na bazi poliuree čine ih pogodnima za primjenu u izrazito zahtjevnim uvjetima. Među ostalim svojstvima, poliurea pokazuje izvrsnu otpornost na pukotine u podlogama poput parkirališta s intenzivnim prometom vozila te pruža odličnu otpornost na kemijske tvari.

Međutim, kada se poliurea koristi isključivo kao krovna hidroizolacija, njezine mehaničke karakteristike nadmašuju sve bitne zahtjeve. Kako bi korisnicima ponudio ekonomičniji proizvod, Mapei je razvio poliuretansko-poliurejske hibride prilagođene primjenama u kojima nisu potrebne sve prednosti poliuree.

Kao što smo ranije spomenuli, reakcija između izocijanata i alkohola relativno je spora. Kako bi se postigla brzina reakcije usporediva s onom između izocijanata i amina, u formulaciji hibrida dodaje se katalizator. Međutim, taj katalizator ne razlikuje alkohol od vode, što znači da pri primjeni u vlažnim uvjetima može doći do stvaranja površinskih mjehurića. Stoga je formulacija poliuretansko-poliurejskih hibrida složenija nego formulacija čiste poliuree.

Unatoč tome, zahvaljujući intenzivnim istraživanjima i pažljivom odabiru sastojaka, Mapei je uspio minimizirati ovaj problem. Rezultat toga je PURTOP 500 N, proizvod koji danas ima široku primjenu u hidroizolaciji krovova, tribina i sl.

Još jedan primjer inovativnih rješenja proizašlih iz razvoja hibridnih sustava je PURTOP FR, poliuretansko-poliurejski hibrid koji, zahvaljujući specifičnim kemijskim modifikacijama, ima poboljšanu otpornost na vatru. Klasificiran je kao D-s3-d0 prema europskoj normi EN 13501-1 te BROOF t1, t2, t3 i t4 prema normi EN 13501-5. Ova karakteristika omogućila mu je širu primjenu, osobito u kontekstu sve veće upotrebe fotonaponskih panela, čija je primjena dovela do strožih propisa o otpornosti na požar.

Iako je izuzetno brzo stvrdnjavanje poliuree prednost kada je potrebno hidroizolirati velike površine, ono može predstavljati problem kod znatno manjih površina. Naime, korištenje sofisticiranih pumpi na malim površinama nije ekonomski isplativo, a i sama primjena može biti nepraktična.

Međutim, detaljnijim proučavanjem ove tehnologije Mapeijevi stručnjaci došli su do saznanja da pažljivim odabirom manje reaktivnih amina mogu formulirati poliureu prikladnu za ručno nanošenje. Upravo je taj koncept doveo do razvoja proizvoda PURTOP 200 koji nudi daleko bolje mehaničke karakteristike od bilo koje druge tekuće membrane trenutno dostupne na tržištu. Pored toga, njegova formula ne sadrži otapala, što ga čini proizvodom s vrlo niskom emisijom hlapljivih organskih spojeva. Osim na terasama i krovovima, može se primijeniti kao hidroizolacija i završni sloj u garažama kao i na vanjskim površinama s automobilskim prometom.

Učestala primjena poliuree i poliuretansko-poliurejskih hibridnih hidroizolacija za krovove zahtijeva da ovi materijali budu otporni na UV zračenje i toplinsku oksidaciju.

Iako sama polimerna struktura ovih materijala osigurava izvanredne mehaničke karakteristike, degradacija uslijed UV zračenja (koja se očituje kao postupno žućenje i pojava „krede” na površini) odvija se vrlo sporo i ne utječe značajno na konačne karakteristike.

Međutim, kada je estetika važan čimbenik, hidroizolaciju je potrebno zaštititi alifatskim završnim premazom. Ovi premazi prirodno su visokootporni na UV zrake (za razliku od PURTOP proizvoda koji su aromatske prirode). Čak i kada se nanose u tankim slojevima (150 – 200 µm), alifatski završni premazi dugoročno čuvaju izgled površine.

U tu svrhu dostupni su alifatski završni premazi za hidroizolacije na bazi poliuree prilagođeni različitim vrstama primjene:

• MAPECOAT PU 20 N – optimalnih karakteristika kada hidroizolacija ne mora podnositi velika opterećenja
• MAPECOAT PU 30 N – prikladan za površine izložene prometu vozila poput parkirališta jer ima poboljšana mehanička svojstva
• MAPEFLOOR FINISH 59 W – završni premaz na vodenoj osnovi s vrlo niskim emisijama otapala koji zahvaljujući svojoj fleksibilnosti može podnijeti pomake hidroizolacije.

Razvoj poliuree u građevinskoj industriji neprestano napreduje. Mapei istraživanja obuhvaćaju i razvoj alifatskih poliurea te poliurea s visokim udjelom obnovljivih sirovina. Iako su ovi proizvodi još uvijek u eksperimentalnoj fazi, oni jasno odražavaju našu stalnu želju za inovacijama – što je oduvijek pokretačka snaga istraživačko-razvojnih aktivnosti Mapeija.