Лако-красочные материалы — производство

Двухупаковочный материал этого вида состоит из раствора по — лиола и полиизоцианата, которые смешивают непосредственно перед нанесением. Срок хранения композиции после смешения ограничен. Варьируя соотношения гидроксильных и изоцианат­ных групп и структуру компонентов, можно получать покрытия с разнообразными физико-механическими свойствами и высокой химической стойкостью.

К растворителям, используемым для получения полиурета­новых лакокрасочных материалов, предъявляется ряд специфи-

Ческих требований: они должны быть тщательно осушены и не должны содержать функциональных групп, способных взаимо­действовать с изоцианатами, например гидроксильных.

При отверждении двухупаковочных полиуретановых мате­риалов протекает ряд химических реакций, однако при эквива­лентных соотношениях групп N00 и ОН реакция уретанообра — зования является преобладающей:

—КОН+ОСЫК’————- > —ИОСШ—И’—. (6.27)

II

О

При отверждении покрытия на воздухе возможна побочная реакция изоцианатных групп с водой, приводящая в конечном итоге к образованию карбамидных связей.

При избытке изоцианатных групп возможны реакции обра­зования аллофанатных [реакция (6.28)] и биуретовых [реак­ция (6.29)] связей:

TOC o "1-5" h z О О

II II

—ЯЫНС—ОН’—ЮСЫ1**—————- V —И’—О—С—N—С—ЫН—И’——- (6.28)

II I

О I?

Аллофанат

О О

II II

—Я—ЫН—С—ЫН—Я’ 1- ОСЫИ"———— > —Я—ЫН—С—N—с—ЫН—и’—

II I

О Я’

Особенно велика доля этих реакций в тех случаях, когда от­верждение проводят при повышенных температурах. Вероятно также протекание реакции тримеризации с образованием изо — циануратовых циклов.

Для получения двухкомпонентных систем нашли применение такие полиизоцианаты, как аддукты диизоцианатов с двух — и трехатомными спиртами, полиизоцианат-биурет, тример 2,4-то — луилендиизоцианата и сотример 2,4-толуилендиизоцианата и

1,6- Гексаметилендиизоцината. В качестве гидроксилсодержаще­го компонента в сочетании с этими полиизоцианатами обычно используют простые и сложные олигоэфиры, высокомолекуляр­ные эпоксиды, гидроксилсодержащие полиакрилаты.

Условия отверждения и свойства полиуретановых покрытий определяются природой компонентов, используемых для получе­ния композиций. Композиции на основе аддуктов толуиленди — изоцианата и гидроксилсодержащих компонентов с первичными гидроксильными группами быстро отверждаются на воздухе и образуют твердые химически стойкие покрытия, обладающие, однако, невысокой атмосферостойкостью.

Полиуретаны на основе алифатического полиизоцианата-би — урета отверждаются без нагревания только в присутствии ката­лизаторов (октоата и нафтената цинка). Меньшая твердость, придаваемая покрытиям алифатическими изоцианатами, и по­ниженная реакционная способность последних учитываются при выборе полиола. Целесообразно комбинировать гексаметилен — диизоцианат-биурет с гидроксилсодержащими компонентами, имеющими высокие температуры размягчения, например с оли­гоэфиром на основе фталевого ангидрида с температурой раз­мягчения >90 °С. Покрытия на основе биурета обладают пре­красной цвето — и атмосферостойкостью (не желтеют, не мелят и сохраняют высокий блеск).

Полиуретановые покрытия на основе алифатических изоциа­натов отличаются высокими показателями механических свойств. Эти материалы применяют для создания покрытий, ко­торые должны характеризоваться высокой стойкостью к исти­ранию, атмосферостойкостью, а также стойкостью к действию машинных масел.

Тримеры 2,4-толуилендиизоцианата изоциануратной струк­туры (ТДИ-изоцианурат) благодаря наличию тримерных цик­лов придают покрытиям большую хрупкость, поэтому их обыч­но сочетают с алифатическими сложными олигоэфирами с невы­соким содержанием гидроксильных групп (около 5—8%), на­пример с олигоэфиром на основе диэтилеигликоля, триметилол — пропана, фталевого ангидрида и адипиновой кислоты. Увеличе­ние содержания ОН-групп недопустимо из-за повышения хруп­кости покрытий. С простыми олигоэфирами, не содержащими ароматических колец, ТДИ-изоцианурат не совмещается.

Для получения эластичных покрытий при составлении лако­вых композиций соотношение изоцианатных и гидроксильных групп может быть меньше эквивалентного и варьироваться в пределах 0,5 : 1—0,8 : 1. Однако такое далекое от эквивалентно­го соотношение компонентов приводит к уменьшению степени структурирования и в ряде случаев — к ухудшению эксплуата­ционных свойств покрытий. Из-за высокой активности ТДИ-изо — цианурата лаковые композиции на его основе отличаются невы­сокой стабильностью.

Существенным недостатком полиуретановых покрытий на основе ароматических полиизоциануратов является их невысо­кая светостойкость (пожелтение под действием света).

Всех этих недостатков (хрупкость и невысокая светостой­кость покрытий, низкая стабильность лаков) лишены компози­ции на основе сотримера толуилен — и гексаметилендиизоциана — тов (ТДИ/ГМИ-изоцианурат). Для составления лаковых ком­позиций обычно используют те же гидроксилсодержащие оли­гомеры, что и для ТДИ-изоцианурата, однако содержание гидр­оксильных групп в полиоле может быть несколько большим, поскольку наличие алифатической цепи в гексаметилендиизо — цианате придает покрытиям большую эластичность. Это же об­стоятельство позволяет использовать эквивалентное соотноше­ние групп ЫСО и ОН. Лаки на основе ТДИ/ГМИ-изоцианурата отличаются большей стабильностью.

Полиизоцианураты применяют для получения мебельных лаков благодаря их способности образовывать быстро твердею­щие покрытия с хорошими декоративными и физико-механиче­скими свойствами, абразиво-, морозо — и водостойкостью.