Содержание к диссертации
Введение
1 Полимерные композиционные резистивные материалы, свойства и применение 11
1.1 Выбор токопроводящих наполнителей и связующих для композиционных резистивных материалов 12
1.2 Использование композиционных резистивных материалов в нагревателях элементов технологического оборудования 16
1.2.1 Греющие плиты прессов и сушильных шкафов 16
1.2.2 Нагреватели гальванических и масляных ванн 23
1.2.3 Греющие щиты термоактивных опалубок 29
Выводы к разделу 1 38
2 Характеристика компонентов, методы получения и исследования композиционных резистивных материалов 39
2.1 Углеродсодержащие проводящие материалы 39
2.1.1 Технический углерод 39
2.1.2 Графит
Полиуретан
2.3 Методика изготовления лабораторных образцов 53
2.4 Методы исследования 55
2.5 Статистическая обработка результатов измерений 62
3 Изучение состава, структуры и свойств резистивных материалов на основе углероднаполненного полиуретана 63
3.1 Смачиваемость углеродных наполнителей полиуретаном 63
3.2 Структурно-морфологические свойства 67
3.3 Структурно-фазовые превращения при термообработке полиуретановых покрытий 90
3.4 Механические свойства 96
3.5 Электрофизические свойства 101
Выводы к разделу 3 113
4 Технология нанесения и эксплуатационные характеристики греющих покрытий из резистивного материала на основе углероднаполненного полиуретана 115
4.1 Технологический процесс формирования резистивного материала на металлических поверхностях элементов технологического оборудования 115
4.2 Эксплуатационные характеристики греющих покрытий из композиционного резистивного материала 116
Выводы к разделу 4 125
Заключение 126
Список литературы 128
- Использование композиционных резистивных материалов в нагревателях элементов технологического оборудования
- Полиуретан
- Структурно-фазовые превращения при термообработке полиуретановых покрытий
- Эксплуатационные характеристики греющих покрытий из композиционного резистивного материала
Использование композиционных резистивных материалов в нагревателях элементов технологического оборудования
Выбор токопроводящих наполнителей для КРМ осуществляется исходя из следующего: удельное сопротивление изолятора должно быть максимально, а проводящей фазы - минимально. Необходимо отсутствие оксидной пленки на токопроводящих частицах. Исключение химических взаимодействий в системе, которые могут привести к появлению новых компонентов. Технология изготовления КРМ должна быть максимально проста и должна обеспечивать получение однородного материала. Использование углеродных материалов в качестве токопроводящих компонентов, таких как графит и технический углерод (сажа), с целью минимизации контактного сопротивления между частицами имеет преимущества в сравнении с металлами [48, 49]. Оксиды углерода - газы, и вне зависимости от происхождения углеродных материалов нет необходимости исследовать возможность образования оксидной пленки на частицах. По отношению к большинству диэлектриков углерод химически пассивен в широком диапазоне температур. Порошки металлов, распределенные в матрице КРМ зачастую окисляются, что приводит к росту электрического сопротивления. Нагреватели из пленочных рези-стивных покрытий, в которых используют порошки металлов, имеют повышенную массу материала, особенно для габаритных нагревателей. Применение КРМ из благородных и тугоплавких металлов экономически невыгодно. Т.к. металлические наполнители не склонны к образованию проводящих цепочек в структуре полимера (частицы металла располагаются беспорядочно), то при их содержания менее 50-60 % наблюдается резкое снижение проводимости. Высокое же содержание металлического наполнителя ухудшает механические свойства материала, а большая плотность не позволяет равномерно распределяться в полимерном связующем, что в свою очередь приводит к неоднородности КРМ [50-52]. Основные электрические свойства наполненных токопроводящих полимеров обычно приближаются к свойствам проводящих компонентов [53]. Поэтому, если использовать в качестве наполнителя сажу или графит, удельное электрическое сопротив —9 —S ление которых лежит в области 10 -10 Ом-см, удельное электрическое сопротивление композиционного материала будет соответствовать требованиям, предъявляемым к сопротивлению резистивных материалов [54-57]. Как известно, многие полимеры чувствительны к воздействию солнечного света, в частности ультрафиолетового сегмента его спектра. Под воздействием ультрафиолета (УФ) полимер может изменять цвет, его поверхность начинает крошиться и/или растрескиваться. Добавлением в структуру полимера сажи или графита удается добиться поглощения большей части УФ-излучения углеродом [48].
В качестве связующих токопроводящих резистивных композиций, использующих углеродные наполнители, в настоящее время применяют термостойкие полимеры, такие как фторопласт, полиорганосилоксан, полиимиды, полиолефи-ны, полипропилен и др. [58-62], что позволяет повысить рабочую температуру токопроводящей резистивной композиции до 180-500 С, уменьшить тепловое расширение слоев, повысить влагостойкость и устойчивость к коррозионным процессам. Однако этим материалам присущи свойства, которые усложняют их использование в резистивных толстопленочных покрытиях: низкая адгезия, значительная размерная нестабильность, выделение большого количества летучих веществ при полимеризации. Например, в работе [63] описаны методы получения фольгированных полиимидных пленок и их использования в резистивных материалах, посредством которых делаются попытки преодоления указанных проблем. Однако при этом полиимидные фольгированные пленки изготавливаются только с одной стороны, обеспечение адгезии медной фольги к полиимидным пленкам достигается с помощью промежуточных адгезионных диэлектрических слоев, для фольгирования полиимидных пленок требуется фольга со специальным термостойким и гальваностойким адгезионным слоем. В результате материалы с инородными диэлектрическими адгезионными слоями, как правило, в значительной степени теряют главное преимущество полиимидов - высокую теплостойкость.
Можно предположить, что указанная проблема будет решена, если использовать в нагревателях КРМ, связующим в котором является полиуретан, а токо-проводящим наполнителем - углеродные частицы [64]. Известно, что полиуретанам свойственна исключительная адгезия практически ко всем существующим материалам [65]. Полиуретан способен обеспечить прочный контакт молекул полимерного связующего с токопроводящими частицами наполнителя, что приведет к равномерному распределению частиц в смеси и, как следствие, улучшению то-копроводящих свойств материала с минимальным отклонением температуры нагрева от заданной по всей площади [66]. Благодаря тому, что КРМ наносится, например, на греющую плиту пресса в виде покрытия, а также его хорошей адгезии к металлу, будет обеспечено плотное прилегание и равномерное распределение по используемой поверхности. Пропускание электрического тока через такой материал позволит добиться равномерного распределения необходимой температуры нагрева на рабочих поверхностях плиты. Достигаемая температура предоставит возможность осуществлять тепловую обработку материалов под давлением, разогревать растворы и масла в гальванических и масляных ваннах, производить бетонирование монолитных конструкций в сложных климатических условиях с температурой окружающего воздуха -40 С, так как известна работоспособность полиуретана при высокой влажности в интервале температур от -60 до 130 С без существенного ухудшения механических свойств и выделения в атмосферу вредных примесей. Проведенные исследования горючести лакокрасочных покрытий из полиуретана показали безопасность их применения [67-69].
В последние годы появились публикации с описанием достижений в области получения и использования проводящих композитов и смесей на основе полиуретанов и электропроводных материалов (полимеров, сажи, углеродных нанот-рубок, графитов/графенов). Эти материалы могут применяться в качестве проводящих покрытий и электродов, сенсоров, антистатических покрытий, радиопо-глощающих и радиоотражающих экранов и др. [20, 70-78]. В работах [79-82] полиуретан использован в качестве электроактивного полимера (т.е. полимера, изменяющего форму при воздействии на него электрического напряжения), а в качестве электродов к нему - композиционные пленки, состоящие из полиуретана и технического углерода. Однако в рассмотренных выше работах практически отсутствуют исследования по использованию углероднаполненного полиуретана в резистивных покрытиях нагревательных элементов конструкций технологического оборудования. А в работах по изучению влияния углеродсодержащих наполнителей на структуру и свойства полиуретановых композитов [83-94] отсутствует систематическое изучение эксплуатационных характеристик КРМ в зависимости от природы и формы частиц наполнителя, состояния их поверхности, дисперсности, концентрации и т.п.
В 2009 году сотрудниками Томского государственного архитектурно-строительного университета запатентован состав композиционного резистивного материала, содержащего технический углерод, полученный канальным способом, и полиуретан [95]. Однако этот материал не использовался в нагревателях элементов конструкций технологического оборудования для промышленности и строительства и связанные с его использованием научно-технологические и конструкторские работы не проводились.
Полиуретан
Расстояние между плоскостями параллельных слоев атомов - 3,45-3,65 А, а о между противоположными вершинами шестиугольника составляет 2,45-2,58 А. Смещение плоских решеток в кристаллите одна относительно другой еще больше увеличивает неупорядоченность структуры сажевой частицы (ср. со строением графита, рисунок 2.3,6). К атомам углерода, которые находятся на краях плоскостей оснований (на базисных плоскостях) присоединяются атомы отдельных пло 43 ских решеток и неориентированные в упорядоченную кристаллическую систему цепи атомов углерода (неорганизованный аморфный углерод). Они заполняют промежутки между кристаллитами, цементируя их в одно целое [153].
Таким образом, в сажевой частице имеется аморфная часть помимо кристаллических образований. Из этого следует, что по степени упорядоченности строения сажевая частица занимает промежуточное положение между аморфным углеродом и кристаллическим графитом [153]. В сажевой частице кристаллиты стремятся располагаться концентрическими плоскостями параллельно поверхности. Однако часть кристаллитов выходит на поверхность сажевой частицы под различными углами. Внутри сажевой частицы большинство кристаллитов расположено беспорядочно. Кроме того, на поверхности частиц всегда имеются минеральные вещества, попадающие в сажу на различных стадиях ее производства. Как правило, в состав сажи входят (вес.%): углерод - 89-99; водород - 0,3-0,5; кислород - 0,1-10; сера - 0,1-1,1; минеральные вещества - до 0,5 %.
Установлено, что технический углерод, полученный канальным способом, более эффективен в отношении фотоокисления, чем полученный печным, так как на поверхности частиц имеет реакционно-активные группы, связывающие кислород. Кроме того, наряду с высокими светозащитными свойствами, благодаря присутствию хемосорбированного кислорода, у канальной сажи появляется способность ингибировать термическое окисление, а также значительно облегчается процесс диспергирования ее в связующих. Эти сажи характеризуются высокими показателями дисперсности, структурности и хорошей электропроводностью. Известно, что технический углерод с частицами размером больше 25 нм не является эффективным светофильтром, а с частицами меньше 15 нм дорог и трудно диспергируется. Технический углерод, полученный канальным способом, со средним размером частиц 18 нм, соответствующий марке К-163, является оптимальным для эффективной фильтрации УФ-излучения [152], обладает высокоразвитой по-верхностью (удельная площадь поверхности по азоту 400-500 м /г) и значительной химической активностью. Его проводящие частицы имеют окисленную и шероховатую поверхность, что благоприятно влияет на контакт с молекулами свя 44 зующего и равномерное распределение в нем. Исходя из вышесказанного, для создания КРМ, используемых в нагревателях элементов конструкций технологического оборудования для промышленности и строительства, в качестве токопро-водящего наполнителя нами выбрана сажа марки К-163.
Как отмечалось в разделе 1, не менее распространенным, чем сажа, токо-проводящим наполнителем в полимерных связующих является графит. Графит -один из самых мягких минералов темно-серого цвета с металлическим блеском [154]. Структура графита представляет собой непрерывный ряд слоев, параллельных основной плоскости и состоящих из гексагонально связанных друг с другом атомов углерода. Различают ромбоэдрическую (30 % в природных графитах) и гексагональную формы. Содержание ромбоэдрической формы в искусственных графитах практически не встречается. Между соседними атомами углерода в плоскости слоя расстояние равняется 0,142 нм, а между слоями - 0,335 нм. Каждый атом в слое связан с тремя соседними [154]. Такое строение приводит к анизотропии физических свойств графита в двух направлениях: перпендикулярном и параллельном слоям.
Описанная выше структура характерна для монокристалла. В реальности графитовые тела состоят из множества областей упорядоченности углеродных атомов, имеющих конечные размеры, отличающиеся на несколько порядков для различных образцов углеродистых тел графитовой или графитоподобной структуры [154]. Структура этих областей может приближаться к идеальной решетке графита или отличаться от нее за счет искажений внутри слоев и неправильности их чередования. Такие области упорядоченности называются кристаллитами [155]. Также в графитовых телах имеется некоторое количество аморфного углерода, внедренного между слоями или занимающего пространство между кристаллитами [155]. В поликристаллических углеродных материалах общая проводимость определяется двумя составляющими: электропроводностью кристаллитов, металлической по своему типу, и проводимостью аморфного углерода - полупроводника. Этим обусловлена экстремальная зависимость электропроводности многих угле-графитовых материалов от температуры, так как электросопротивление полупроводника с ростом температуры падает, а металла - растет [155]. Поэтому существует минимум температурной зависимости сопротивления этих материалов, причем его положение смещается в область более низких температур при совершенствовании кристаллической структуры образца. Таким образом, по положению экстремума можно судить о степени приближения структуры к идеальной графитовой. Существует три основных вида графита с почти идеальной структурой: синтетический графит, образующийся при дегидрогенизации и полимеризации углеродов из конденсированной или газовой фазы; графит, кристаллизующийся в процессе выплавки чугуна (спелевый, доменный); природный графит [155].
Элементный графит марки ГЭ-3 (рисунок 2.4) относится к одним из основных материалов, применяемых для производства высококачественных гальванических элементов и электродов [156]. Добавление графита этой марки улучшает контакт между частицами в связующем, тем самым повышая электропроводность.
Элементный графит соответствует требованиям по предельно допустимому содержанию меди и отсутствию примесей свинца, кобальта, никеля, мышьяка, что позволяет увеличить срок службы материалов на его основе [156]. Он пригоден для использования в материалах, подвергаемых воздействию высоких температур, а также химически инертен. Графит марки ГЭ-3 выбран нами как один из наиболее подходящих токопроводящих наполнителей для КРМ.
Кроме элементного графита, несомненный интерес для изготовления композиционных покрытий представляет ультрадисперсный коллоидно-графитовый препарат [157], который изготавливают из чистого графита, термически обработанного, высокой степени размельчения. Его получают путем просева чешуйчатого природного графита, термического рафинирования при (2500 ± 50) С, сушки в целях удаления влаги, виброизмельчения [158]. Затем проводят холодное и горячее окисление в смеси концентрированных серной и азотной кислот до образования межслоевых соединений, промывку осадка на фильтре и обезвоживание этиловым спиртом или ацетоном [159]. По адгезии к металлической поверхности и способности к образованию зеркальной поверхности коллоидный графит превосходит все остальные графиты.
Структурно-фазовые превращения при термообработке полиуретановых покрытий
В разделе 2 описана методика изготовления модельных образцов нагревателя с КРМ, в которых в качестве связующих использованы двухкомпонентные по-лиуретановые лаки марок VM 700 GLOSS и Kontracid D3010. Так как рабочая температура нагревателя в процессе эксплуатации достигает 130 С и требуется длительное выдерживание при этой температуре, необходимо, чтобы КРМ был термостойким и термостабильным. В связи с этим следует изучить влияние термической обработки (ТО) на структуру покрытий как из чистого полиуретанового лака, так и наполненного углеродными частицами сажи К-163, графита ГЭ-3 и коллоидно-графитового препарата С-1. Компоненты смешивали непосредственно перед нанесением, так как образование полиуретанов при нормальной температуре протекает быстро и раствор желатинирует. Скорость взаимодействия регулируется количественным соотношением компонентов лака и температурой ТО. Двухкомпонентные полиуретановые лакокрасочные покрытия согласно технологическому регламенту сушат на воздухе 5-7 суток при температуре 23 С. Сушка промежуточных слоев производится в течение 60 мин (1 слой равен 100 мкм) и 120 мин (последующие слои) при комнатной температуре 23 С. Так как продолжительность и температура ТО зависят от назначения лакокрасочного материала, толщины его слоя, использования пигментов и наполнителей, то создание композиционных резистивных материалов требует установления новых оптимальных температурных и временных режимов ТО лаков VM 700 GLOSS и Kontracid D3010.
Чтобы выяснить влияние ТО на процессы структурирования КРМ, на приборе синхронного ТГ-ДТА/ДСК термического и масс-спектрометрического анализа STA 409 PC были записаны ДСК- и ТГ-кривые образцов после процесса отверждения, соответствующего техническим условиям для лаков VM 700 GLOSS и Kontracid D3010 (7 суток при 23 С на воздухе), а также после термообработок при повышенных температурах, например при 100 и 120 С (рисунки 3.40-3.43). тг. % 3 - после ТО 2 ч при 120 С Наличие широкого экзотермического пика с максимумом при 193 С на ДСК-кривой для лака VM 700 GLOSS свидетельствует об образовании новых изоциануратных связей, вероятно, из-за наличия в этом лаке непрореагировавших изоцианатных групп, присутствовавших в избытке в его рецептуре. Это подтверждают ИК-спектры пропускания (рисунки 3.44, 3.45), снятые на приборе «ИК-Фурье-спектрометр Tensor 2» после процесса отверждения, предлагаемого в технических условиях для лаков VM 700 GLOSS и Kontracid D3010, а также после термообработок при 100 и 120 С.
На ИК-спектрах после сушки при 23 С наблюдаются характеристические полосы поглощения изоцианатных групп на длине волны 2280 см" , а также полосы поглощения на длинах волн 3350 см-1 (vNH), 1240 см-1 (vCH), 1540 см-1 (vNH), 1720 см" (vC=0), характерные для NH-уретановой группы [167]. Присутствие этих групп согласуется с результатами ЯМР, полученными при определении составов используемых лаков.
Было установлено, что в лаке Kontracid D3010 в качестве предполимера используются алкидные олигомеры, а в качестве отвердителя - полиизоцианатбиу 94 рет. В лаке VM 700 GLOSS предполимером является изофоронилдиизоцианат, а алкидные олигомеры служат отвердителем. Поэтому для лака Kontracid D3010 пики поглощения изоцианатных групп на ИК-спектрах менее интенсивны.
Наличие NH-уретановой группы связано с тем, что пленкообразование при использовании двухкомпонентных лаков осуществляется в результате взаимодействия гидроксильных и изоцианатных групп с образованием поперечных уретано-вых связей. При ТО полоса поглощения изоцианатных групп на длине волны 2280 см" уменьшается с увеличением температуры по мере того, как эти группы блокируются в процессе образования полиуретана. При этом для лака VM 700 GLOSS даже после ТО при 120 С эта полоса остается, что свидетельствует о не-прореагировавших изоцианатных группах, вероятно, присутствовавших в избытке в рецептуре лака. Для лака Kontracid D3010 при ТО 120 С эта полоса практически исчезает. Таким образом, сравнивая ИК-спектры лаков VM 700 GLOSS и Kontracid D3010, можно утверждать, что наиболее полная реакция между гидроксиль-ными и изоцианатными группами осуществляется в условиях ТО при 120 С при использовании лака Kontracid D3010. Следовательно, можно ожидать, что КРМ, изготовленные на основе этого лака и обработанные при температуре 120 С, будут более термостабильными в условиях эксплуатации при повышенных температурах.
Введение углеродных наполнителей в лак Kontracid D3010 и ТО этих композиций в течение 2 ч при температуре 120 С не приводят к изменению ДСК кривых (рисунок 3.46). Следовательно, установленный для лака Kontracid D3010 режим ТО является оптимальным и для КРМ на его основе. При введении наполнителей в лак VM 700 GLOSS наблюдается увеличение экзотермического пика с максимумом при 193 С (рисунок 3.47), что, вероятно, связано с участием углеродных наполнителей в процессах образования новых изоциануратных связей.
Механические свойства КРМ, используемых в нагревательных элементах технологического оборудования, можно отнести к их эксплуатационным свойствам из-за возможности получения материалом механических повреждений в процессе эксплуатации оборудования. В связи с чем необходимо проведение исследований таких характеристик КРМ как твердость и адгезионная прочность.
Механические свойства полимерных композиционных материалов определяются многими факторами: структурой макромолекул, их химической природой, температурой, гибкостью, конформацией, агрегатным и фазовым состоянием [194], следовательно, микротвердость является свойством, чувствительным к морфологическим и структурным изменениям в полимерных материалах. Для композиционных материалов дополнительным сильнодействующим фактором является наличие наполнителя, микротвердость которого превышает соответствующий показатель полимерной матрицы [195, 196]. При вдавливании в полимер за 97 остренных в виде конуса или пирамиды инденторов напряженное состояние локализуется в микрообъеме и предполагается, что при испытаниях такого рода обнаруживается реальная структура полимерных материалов. В связи с тем, что структура полиуретановых композитов является достаточно сложной [165], возникает вопрос, как она реагирует на вдавливание индентора и насколько эта реакция видоизменяется с введением наполнителя?
Эксплуатационные характеристики греющих покрытий из композиционного резистивного материала
Подготовка поверхности заключается в изготовлении отверстий под электрические контакты (медные шины), изоляции поверхностей соприкосновения крепежных соединений, электрических контактов с металлической поверхностью, очистки и обезжиривании. Нанесение на поверхность диэлектрического покрытия из поли 116 уретанового лака Kontracid (100 мкм) осуществляется методом пульверизации с последующей сушкой при температуре 23 С в течение 60 мин. Это необходимо для «сшивки» с КРМ путем образования межмолекулярных водородных связей, повышающих прочность соединения слоев толстопленочного нагревателя. Диэлектрический слой из полиуретанового лака Kontracid D3010 толщиной 100 мкм предотвращает появление электрических пробоев между КРМ и металлической поверхностью благодаря прекрасным диэлектрическим свойствам полиуретанового лака, которые не изменяются в широком интервале температур (от -60 до 130 С). Электрические контакты к КРМ закрепляются при помощи прочных болтовых соединений, исключающих отрыв электродов от общей конструкции нагревателя. КРМ обладает хорошей адгезией к меди, обеспечивая стабильный электрический контакт. Дозировка компонентов в оптимальном процентном соотношении осуществляется непосредственно перед их смешением. Полимерную углероднапол-ненную полиуретановую композицию в виде низковязкой суспензии подвергают диспергированию в шаровой мельнице ШЛМ-1 для разрушения агрегатов наполнителя и равномерного распределения его в связующем. После этого послойно наносят КРМ (300 мкм) на диэлектрическую поверхность элемента конструкции с контактами методом пульверизации. Термообработка промежуточных слоев КРМ (100, 200 мкм) проводится при температуре 50 С в течение 30 мин с целью удаления растворителя и частичной полимеризации композиции в печи ПКПс-3000. Полная полимеризация и стабилизирующая термообработка КРМ осуществляется при температуре 120 С в течение 120 мин. При необходимости на КРМ методом пульверизации наносят диэлектрическое покрытие из полиуретанового лака (100 мкм), за счет чего при эксплуатации исключается поражение электрическим током.
Эксплуатационные характеристики греющих покрытий из композиционного резистивного материала
Для изучения эксплуатационных характеристик греющих покрытий из КРМ, наносимых на элементы конструкций технологического оборудования для промышленности и строительства, были изготовлены экспериментальные образцы греющего щита термоактивной опалубки и греющей плиты пресса.
При создании щита термоактивной опалубки с нагревателем из КРМ учитывались требования ГОСТ 52085-2003, предъявляемые к его конструкции: устойчивость, прочность, несложность монтажа и эксплуатации, обеспечение ровной формуемой поверхности бетона, создание равномерного распределения необходимых температур на палубе щита. Также принято во внимание изменение размеров щита при охлаждении и нагревании. Большинство конструкций термоактивных опалубок, рассчитанных на высокую оборачиваемость, применение в разных условиях и длительный срок службы, должно выполняться по 7-му классу точности, при этом класс точности термоактивной опалубки должен быть на 1 класс выше, чем у бетонируемых конструкций, в соответствии с ГОСТ 52085-2003. Материал щита должен обладать отличной теплопроводностью и обеспечивать высокую оборачиваемость термоактивной опалубки. Для обеспечения этих требований согласно ГОСТ 52085-2003 осуществлена трансформация щитовой металлической опалубки, которая обладает отличной надежностью и технологичностью, в термоактивную.
Для размещения нагревателя из КРМ в греющей плите пресса модернизирована существующая конструкция с целью ее упрощения, снижения материалоемкости, увеличения производительности пресса благодаря равномерной тепловой обработке материалов под давлением, что является главным условием для получения готового материала или изделия высокого качества.
На рисунке 4.2 изображены конструкции греющего щита термоактивной опалубки и греющей плиты пресса с нагревателями из КРМ. Фотография модельного образца термоактивной опалубки с КРМ представлена на рисунке 4.3. Греющий щит содержит стальную (Ст.З ГОСТ 14637-89) палубу 1 толщиной 4 мм. Греющая плита 2 выполнена из толстолистового стального проката. Нагреватель, размещенный на внешней стороне греющего щита и плиты пресса, изготовлен в виде КРМ 3 толщиной (301 ±4) мкм и изолированных электродов 7 для подключения к питающей электросети, контактирующих с покрытием и закреп 118 ленных на палубе щита и плите пресса крепежными соединениями 6. Изолирующие слои с обеих сторон нагревателя нанесены в виде покрытий, одно из них диэлектрическое 4 толщиной (100 ± 1) мкм из полиуретанового лака, а второе - теплоизолирующее 5, например из быстротвердеющего карбамидного пенопласта заливочного типа ( 10 мм), которое надежно изолирует нагреватель, предотвращая теплопотери в ходе нагрева и дальнейшей эксплуатации.
Однако в связи с механическими воздействиями, контактом с бетонной смесью, твердеющим бетоном и распалубкой повышается износ нагревателя из дорогого полимерного материала и его срок службы существенно сокращается, что зачастую требует нанесения антиадгезионного защитного слоя, соприкасающегося с бетоном и усложняющего конструкцию нагревателя. В результате нарушения целостности конструкции не исключена возможность электрических пробоев, снижающих безопасность производимых работ, а также возникновения мест с локальным перегревом, что затрудняет прогрев бетона. Также остается нерешенным вопрос адгезии греющего покрытия (на основе углероднаполненного полипропилена, полиамида, эпоксидной смолы и пр.) к палубе щита, что усложняет конструкцию вследствие нанесения дублирующего слоя для прочного соединения покрытия с палубой щита (тканевой основы). Такая распространенная схема неприемлема и в конструкциях греющих плит прессов, в которых применяются нагреватели из композиционных резистивных материалов.
