Лако-красочные материалы — производство

Особую группу полиуретановых материалов представляют со­бой уралкиды, уретановые масла и олигоуретанакрилаты, от­верждаемые по двойным связям без участия изоцианатных групп. Наибольшее распространение из них получили уралкиды.

Уралкиды представляют собой продукты химической моди­фикации алкидных олигомеров диизоцианатами путем частич­ной замены последними фталевого ангидрида. Для получения уралкидов используют низкомолекулярные модифицированные маслами алкиды с высоким содержанием гидроксильных групп. Алкид получают по глицеридному методу, по возможности из­бегая применения на стадии алкоголиза катализаторов, кото­рые могут в дальнейшем ускорять побочные реакции изоци­анатных групп. Полученный гидроксилсодержащий алкидный олигомер обрабатывают изоцианатом. Процесс ведут при не­большом избытке гидроксильных групп, вследствие чего конеч­ный продукт реакции практически “не содержит свободных изо­цианатных групп. В состав молекулы уралкида, таким образом,

ЫН—СО—О—СНа—СН—СНаО~

А

СН—О—СО—О«

С—ОСНа—СН—снао~

II

О

Г

Где И — жирнокислотный остаток растительного масла.

Отверждение уралкидов происходит за счет окислительной полимеризации жирнокислотных остатков растительных масел, как и в случае обычных алкидных олигомеров.

Уралкидные полиуретановые материалы выпускаются как в виде традиционных растворов в органических растворителях, так и в виде водоразбавляемых систем. Для получения водо­разбавляемых уралкидов в состав их молекул вводят карбок­сильные группы, нейтрализация которых аминами и обеспечи­вает водоразбавляемость.

Существует два способа получения уралкидов со свободны­ми карбоксильными группами. По первому способу вначале по­лучают малеинизированное масло, например льняное, с кис­лотным числом 140—160 мг КОН/г:

(6.35)

Малеинизированное масло обрабатывают уретансодержа — щим диолом. полученным взаимодействием 2,4-толуилендиизо-

Цианата с избытком двухатомного спирта, например этилен- гликоля:

N00

НОСНаСНгОН + ОСИ—СН<

ЫНСОСН2СНаОН

О /

-> носнаснаосш- ~сн4—сн=сн—сн=сн—сн-

Нс-со + > Н8С—со

Ынсосн2сн2он

О /

+ носн2снаосш — — сн2сн=снсн=снсн~

Процесс ведут при 145 °С до достижения кислотного числа, равного 55 мг КОН/г. Полученный продукт нейтрализуют три- этиламином, растворяют в бутилцеллозольве и разбавляют во­дой.

По второму способу низкомолекулярный алкид с высоким содержанием гидроксильных групп обрабатывают толуиленди — изоцианатом при 114—116°С до полного исчезновения изоциа­натных групп. Процесс ведут при избытке гидроксильных групп. Полученный гидроксилсодержащий уралкид обрабаты-

(6.38)

Карбоксильные группы нейтрализуют триэтиламином, урал — кид растворяют в бутилцеллозольве и разбавляют водой.

Олигоуретанакрилаты представляют собой уретансодержа — щие полимеризационноспособные олигомеры с концевыми двой­ными связями. Для их синтеза полиизоцианат, полученный взаи­модействием полиола и диизоциаиата (при избытке последне­го), обрабатывают гидроксилсодержащим акрилатом, напри­мер монометакриловым эфиром этиленгликоля:

(6.39)

Олигоуретанакрилаты способны к гомо — и сополимеризации с мономерами винилового ряда (акриловыми кислотами и эфи­рами, стиролом), что дает широкие возможности регулирования свойств отвержденного материала. Олигоуретанакрилаты от­верждаются под действием инициаторов радикальной полиме­ризации. Жизнеспособность олигоэфиров регулируют введени­ем ингибиторов.

Уретановые масла — это олигомеры, полученные взаимодей­ствием неполных глицеридов растительных масел с диизоциа­натами при соотношении изоцианатных и гидроксильных групп, близком к эквивалентному.

Уретановые масла образуют покрытия за счет реакции окис­лительной полимеризации по двойным связям жирнокислотных остатков. Покрытия на основе уретановых масел обладают бо­лее низкими твердостью и стойкостью к действию органических растворителей, чем уралкидные покрытия.

Следует также отметить, что удельный расход растительных масел при производстве уретановых масел значительно выше, чем при производстве уралкидов, поэтому в настоящее время эти олигомеры вытесняются уралкидами.