|
ПОЛИУРЕТАНОВЫЕ ЛАКИ,
лакокрасочные материалы на основе изоцианат- и гидроксилсодержащих соед., реагирующих
между собой с образованием полиуретанов. В качестве первых соед. используют
низкомол. продукты превращения мономерных диизоцианатов (олигомерные продукты
циклополимеризации алифатич. и ароматич. изоциа-натов, аддукты изоцианатов с
гликолями и многоатомными спиртами, полиизоцианаты), в качестве вторых - простые
и сложные олигоэфиры, эпоксидные, виниловые, акриловые и др. олигомеры разветвленного
и линейного строения, содержащие гидроксильные группы. Известны т. наз. без-изоцианатные
П. л., получаемые, напр., из олигомеров про-пиленоксида, содержащих циклокарбонатные
группы, и диаминов. Подробнее см. Полиуретаны.
Кроме указанных пленкообразующих
соед. в состав П. л. входят р-рители, катализаторы и др. компоненты. Р-рителя-ми
и разбавителями П. л. служат кетоны (метилизобутил-кетон, метилэтилкетон, ацетон,
циклогексанон), сложные эфиры (этил- и бутилацетаты, этилгликольацетат) и ароматич.
углеводороды (ксилол, толуол). Р-ритель, а также др. компоненты, входящие в
состав П. л., не должны содержать гидроксилсодержащих примесей (воды, спирта),
реагирующих с изоцианатами. Известны также П. л., не содержащие летучих орг.
р-рителей,-порошковые и водоразбавляемые (см. Водоразбавляемые лакокрасочные
материалы). В качестве катализатора отверждения используют третичные амины,
орг. производные Zn, Sn(II) и Sn(IV), ацетилацето-наты Fe, Co, Мп, нафтенаты
и каприлат Zn, триалкил-фосфины, триалкилфосфиты и др.
Полиуретановые эмали, в
отличие от лаков, содержат также орг. и неорг. пигменты и наполнители (ТiO2,
Сr2О3, железооксидные и фталоцианиновые пигменты, техн.
углерод, тальк, барит и др.). Кроме того, в П. л. вводят разл. целевые добавки
(напр., кремнийорг. жидкости или ацето-бутират целлюлозы) с целью снижения поверхностного
натяжения пленок и получения бездефектных лакокрасочных покрытий.
П. л. могут быть одно-
и двухупаковочными; в последних пленкообразущие компоненты находятся раздельно
и смешивают их непосредственно перед окраской. В одноупако-вочных П. л. в качестве
пленкообразующих компонентов используют: гидроксилсодержащий олигомер и блокир.
диизоцианат, уралкидную смолу (образуется путем частичной замены фталевого ангидрида
диизоцианатом при синтезе алкиднои смолы); олигомеры, содержащие
своб. изоциа-натные группы (т. наз. форполимеры, образующиеся при взаимод. гидроксилсодержащего
олигоэфира с избытком диизоцианата); нереакционноспособные олигоэфируретаны.
При получении пигментированных
П. л. пигменты и наполнители диспергируют в р-ре пленкообразователя в бисерной
или шаровой мельнице, в случае двухупаковочных П. л.-в р-ре гидроксилсодержащего
олигомера.
Перед нанесением П. л.
необходима тщательная подготовка окрашиваемой пов-сти металла. Применяют мех.
очистку (гидроабразивную или дробеструйную) с послед. обезжириванием или хим.
очистку (травление после предварит. обезжиривания). П. л. наносят на предварительно
загрунтованную пов-сть металла (чаще всего грунтовками на основе эпоксидных
смол) одним-двумя слоями. Приняты след. методы нанесения: распыление (пневматич.,
безвоздушное или в электрич. поле высокого напряжения), причем для двухупаковочных
систем используют двухсопловые распылители; налив; электроосаждение; кистью
(подробнее см. Лакокрасочные покрытия). При применении П. л. и выборе
метода их нанесения следует иметь в виду -невысокую жизнеспособность (неск.
часов) двухупаковочных систем.
Пленкообразование при применении
двухупаковочных систем осуществляется в результате взаимод. гидроксиль-ных и
изоцианатных групп компонентов с образованием поперечных уретановых связей;
скорость взаимодействия зависит от т-ры и кол-ва катализатора. Продолжительность
сушки таких лаков при 20 °С колеблется от 1 -2 ч до неск. суток.
Одноупаковочные системы
на основе блокир. изоцианатов отверждаются по механизму двухупаковочных систем,
но только при повыш. т-рах (170-200 °С, за 30-60 мин), зависящих от т-ры
распада блокир. изоцианатов. Пленкообразование
др. одноупаковочных П. л. зависит от типа пленкообразователя; возможны след.
случаи: взаимод. на подложке изоцианатных групп форполимера с влагой воздуха
при 20-60 °С с образованием полимера, содержащего мочевин-ные группы; окислит.
полимеризация введенных в уралкидную смолу триглицеридов растит. масел в присут.
сиккативов (нафтенаты Со, Рb или Мп) при 20-100°С; испарение р-рителя и
физ. высыхание пленки в нереакционноспособных лаках при 20-100°С.
П. л. образуют покрытия,
обладающие высокой твердостью, прочностью, эластичностью, очень высокой стойкостью
к истиранию и царапанию. Они устойчивы к воздействию влаги, р-ров солей, разб.
к-т и щелочей, минер. масел, алифатич. и ароматич. углеводородов. Характеризуются
высокими диэлектрич. св-вами и сохранением эксплу-атац. св-в в широком диапазоне
т-р (от —50 до 130°С). Очень ценное их св-во-хорошая декоративность; покрытия,
полученные при применении П. л. на основе алифатич. изоцианатов, отличаются
высокой атмосферостойкостью (в т.ч. в условиях тропич. климата).
Недостатки П. л.-невысокая
жизнеспособность двухупаковочных композиций; сравнительно невысокая адгезия
к металлич. подложкам; высокая стоимость.
Применяют П. л. для окраски
разл. оборудование, сооружений и изделий из металла (в авиа- и приборостроении,
хим., кабельной, радиотехн. и электронной пром-сти, в железнодорожном и городском
транспорте), дерева (мебель, полы, спортинвентарь), бетона, пластмасс, кожи.
===
Исп. литература для статьи «ПОЛИУРЕТАНОВЫЕ ЛАКИ»: Благонравова
А. А., Пронина И. А., Тартаковская А. М., "Журнал Всес. хим. об-ва им.
Д. И. Менделеева", 1967, т. 12, №4, с. 403-10; Омельченко С. И., Сложные
олигоэфиры и полимеры на их основе, К., 1976; Brushwell W., "Farbe
und Lack", 1983, Jg. 89, № 1, S. 15-19. См. также лит. при ст. Полиуретаны.
A.M. Тартаковская.
Страница «ПОЛИУРЕТАНОВЫЕ ЛАКИ» подготовлена по материалам химической энциклопедии.
|
