Лакокрасочные материалы на основе полиуретанов

Полиуретановые лакокрасочные материалы образуют покрытия с хо­рошей адгезией к различным материалам (металлам, древесине, коже, ткани, пластикам, бетону), имеют высокую твердость, приближающуюся к твердости стекла, хорошие декоративные свойства, высокую атмосфе-ростойкость. На основе полиуретанов возможно получение отделочных материалов не содержащих летучих растворителей, что обуславливает небольшие внутренние напряжения в покрытиях, незначительные усадку и деформирование покрытия в микронеровностях, что обеспечивает вы­сокий устойчивый блеск в течение длительного времени.

Наряду с этим полиуретановые материалы имеют и ряд недостатков, к которым следует отнести токсичность некоторых компонентов, трудности изготовления и применения, в частности, необходимость предотвращения преждевременного проникновения в них влаги, высокую стоимость, низкую светостойкость (пожелтение) некоторых полиурета-новых материалов.

Основными компонентами полиуретановых материалов являются по-лиизоцианаты и полигидроксилсодержащие соединения (полиолы). Разновидностью полиуретановых лакокрасочных материалов являются материалы на основе уретановых масел и уралкидов, отличающиеся неограниченной жизнеспособностью, низкой стоимостью, меньшей токсичностью. Уретановые масла получают путем переработки сырых растительных масел: льняного, сафлорового, дегидратированного касторового, талло-вого и др. с многоатомными спиртами (глицерин или пентаэритрит) в присутствии катализатора, а затем полученный гидроксилсодержащий сложный олигоэфир взаимедействует с изоцианатом, чаще всего с толу-илендиизоцианатом. Применяют уретановые масла в виде 40-60 %-ных растворов в уайт-спирите.

Уралкиды - продукты, полученные путем синтеза алкидных смол (глифталевой, пентафталевой), при котором часть фталевого ангидри­да заменяется ароматическим изоцианатом. Уретановые масла и уралки­ды имеет неограниченную жизнеспособность, легко смешиваются с пиг­ментами и наполнителями. На основе уралкидов можно изготавливать также водоразбавляемые лакокрасочные материалы. Уралкиды выпускают­ся следующих марок:УПЛТ-60, УПСТ-56, УЭФКТ-47, УПФТая-55, выпускае­мые в виде растворов в уайт-спирите. Из водоразбавляемых известен уралкид ВУПФС-35А.

Еще один тип полиуретановых материалов - на основе блокирован­ных изоцианатов с различными блокирующими агентами (фенолом, нитро-фенолом, малоновым и ацетоуксусным эфирами, ацетилацетеном, алифа­тическими спиртами и др.), представляющие собой однокомпонентный лакокрасочный материал с большой жизнеспособностью, нетоксичный.

Особую группу составляют полиуретановые термопластичные поли­меры с линейной молекулярной структурой, не содержащие реакционно-способных групп, хорошо растворяющиеся и плавящиеся при нагревании. Из полиолов в термопластичных полиуретанах в основном применяют по-либутиленадипинат,политетраметилендиол и др., из изоцианатов - дифе-нилметандиизоцианат и толуилендиизоцианат. Высыхание этих матери­алов происходит в результате испарения растворителей.

Для отделки изделий мебели используют одно- и двухкомпонентные полиуретановые лакокрасочные материалы небольшого ассортимента. Из двухкомпонентных материалов наиболее употребительны грунтовки и ла­ки на основе жидких полиолов и полиизоцианатов, из однокомпонентных - грунтовки, лаки и эмали на основе уралкидов и уретановых ма­сел.

Двухкомпонентные материалы выпускаются в виде полуфабриката, представляющего собой раствор полиэфира и других пленкообразовате-лей в органических растворителях с добавками, улучшающими разлив и придающими матовость, и отвердителя, представляющего собой раствор изоцианатов в органических растворителях. После смешения этих ком­понентов жизнеспособность этих материалов составляет 6-12 ч.

Фоновая грунтовка НЦ-0205 по ТУ 6-10-1759-80 предназначена для имитационной отделки древесностружечных и древесноволокнистых плит. Выпускается марок П и Д четырех цветов: под красное дерево, светлый, средний и темный орех. Вязкость грунтовки - 65-90 с по ВЗ-4, содержание нелетучих - 36-42 %. Наносится грунтовка на вальце­вых станках с расходом 25-35 г/м². При комнатной температуре сохнет не более 20 мин.

Лаки УР-277, УР-277М по ТУ 6-10-1514-85 используется для полу-чения открытопористых покрытий. Наносят их на поверхность, предва­рительно загрунтованную поливинилбутиральной грунтовкой ВЛ-278. В качестве матирующей добавки в лак вводится аэросил. До рабочей вяз-кости 50 с по ВЗ-4 лак разбавляют растворителем РЛ-277 (смесь этил-гликольацетата и циклогексана в соотношении 1:1). Содержание неле­тучих - до 40 %, продолжительность сушки при комнатной температуре 2 ч, при температуре 60 ⁰С - 45-50 мин.

Лаки УР-249, УР-249М по ТУ 6-10-1212-87 предназначены для от­делки мебели, спортинвентаря, строительных изделий и могут наносить­ся в электрическом поле высокого напряжения. Отвердителем служит ди-этиленгликольуретан ДГУ или ДГУ-65, матирующей добавкой - аэросил ТК-800, разбавителем - разбавитель Р-249. Вязкость 60-80 с по ВЗ-4, содержание нелетучих 26-35 %, продолжительность сушки при 60 ⁰С 30-40 мин.

Лаки УР-2112М по ТУ 6-10-1902-83 и УР-2124М по ТУ 6-10-1901-63 используются в качестве грунтовки перед нанесением других поли-уретановых лаков. Вязкость полуфабрикатного лака 11-16 с по ВЗ-4, содержание нелетучих 24-36 %, продолжительность сушки при темпера­туре 20 ⁰С 2 ч, при температуре 50 ⁰С - 30 мин.

Однокомпонентные материалы представлены лаками УР-293 и УР-294 по ТУ 6-10-1462-84, разбавляемые до рабочей вязкости раствори­телем P-189. Лаки образуют покрытия с высокой адгезией к влажным материалам, высокими водостойкостью и твердостью, хорошим блеском и декоративными качествами. Удовлетворительное отверждение их про­исходит при влажности воздуха 65-85 %. При комнатной температуре пок­рытия сохнут в течение 20-36 ч.

В эту группу входит и лак АУ-271 по ТУ 6-10-1552-86, представ­ляющий собой раствор уралкидной смолы в уайт-спирите с добавлением сиккатива, ускорителя № 25 и оксида циклогексана. Для разбавления лака применяют бутиловый спирт, ксилол, толуол. Длительность высыхания
3-4 ч.

 

5.9.5 Лакокрасочные материалы кислотного отверждения
(аминоалкидные)

К аминоалкидным лакам относятся материалы на основе карбамидо-формальдегидных, меламиноформальдегидных и карбамидомеламинофор-мальдегидных смол в сочетании с другими компонентами: алкидными смолами, нитроцеллюлозой.

Покрытия, образованные на основе аминоалкидных пленкообразоэа-телей, обладает рядом ценных свойств: высокая твердость, свето-, водо-и теплостойкость. Поэтому эти материалы нашли широкое приме­нение в промышленности, в частности, для отделки изделий из древеси­ны, подвергающихся различным неблагоприятным внешним воздействием (строительные материалы, паркет, кухонная мебель).

Отверждение карбамидоформальдегидных материалов происходит час­тично в результате испарения растворителей, но в основном в резуль­тате реакций между карбамидоформальдегидной и алкидной смолами за счет наличия в них реакционных групп, что приводит к образованию пространственной молекулярной структуры, которая и обеспечивает вы­сокие физико-механические свойства покрытий.

Для отделки изделий из древесины в основном используют раство­римые в органических растворителях аминоалкидные материалы, двух- и однокомпонентные. Первые поступают в виде полуфабрикатного лака и кислотного отвердителя, которые смешиваются перед употреблением в определенных соотношениях.

Из двухкомпонентных аминоалкидных материалов для отделки дре­весины применяют карбамидоалкидные лаки МЧ-52, МЧ-270, меламиноал-кидные лаки МЛ-2111, МД-2111.

Лак МЧ-52 по ТУ-6-10-767-80 применяется для отделки мебели, деревянных игрушек и лыж. В качестве растворителя используется мар­ки РКБ-2 или РЭ-1B, РЭ-4В. Сушка покрытий лаком МЧ-52 осуществляет­ся при конвективном нагреве или инфракрасными лучами. Покрытия ла­ком МЧ-452 - водостойкие, твердые, стойкие к действие низких и по­вышенных температур. К недостаткам относятся выделение при отверж­дении свободного формальдегида (до 3 %) и невысокие декоративные свойства покрытий, нанесенных в электрическом поле.

Лак МЧ-270 по ТУ 6-10-1186-84 - раствор смеси грифталевого ла­ка и карбамидоформальдегидной смолы. В качестве отвердителя используют раствор серной кислоты в смеси бутилового спирта и уайт-спири-та. Нанесение лака может осуществляться распылением, кистью, нали­вом, вальцами.

Лаки МЛ-2111 и МЛ-2111ПМ по ТУ 6-10-1848-82 - матирующие меламиноалкидные лаки. Матирующим наполнителем служат аэросилы. Для раз­бавления лаков применяет ксилол. Сушка покрытий возможна при комнат­ной и повышенной температурах.

Из однокомпонентных аминоалкидных материалов применяет лак НЦ- 2101 - раствор нитроцеллюлозы, карбамидоформальдегидной и алкидной смол в органических растворителях с добавлением кислотного отверди-теля и матирующей добавки. Предназначен для отделки древесноволок­нистых плит с имитационным покрытием. Лак наносится вальцовым мето­дом. Образует твердое, теплостойкое, но недостаточно водостойкое покрытие.

 

Эмали

Эмали представляют собой суспензии тонко измельченных пигмен­тов и наполнителей в лаках. Применяется для получения декоративных покрытий различного цвета при непрозрачной лакокрасочной отделке. В зависимости от пленкообразователя лаков различают эмали нитроцел-люлозные, полиэфирные, алкидные, меламиноалкидные, масляные и др. Эмали должны обладать устойчивым цветом, высокой дисперсностью твердых частиц - пигментов и наполнителей, высокой укрывистостью и стойкостью при хранении (не образовывать плотных осадков и сгустков). Укрывистость и цвет материала обуславливают пигменты. Минеральные пигменты повышают также твердость, светостойкость, влагонепроница-емость и атмосферность покрытий.