Рынок порошковых материалов постоянно растет. С 1980-го по 2005 г. мировое производство порошковых лакокрасочных материалов увеличилось с менее чем 100 000 т до более 1 млн. т.

Порошковые материалы классифицируются тремя способами по областям применения: по функциональности (для покрытий с высокой химстойкостью), для наружных работ (с высокой устойчивостью к воздействию УФ-облучения и атмосферных явлений), для внутренних работ (общие характеристики). По химическому составу порошковые краски для внутренних применений представляют собой эпоксиполиэфирные «гибриды», которые получают из недорогого сырья. Порошковые материалы для наружных работ по химическому составу являются триглицидилизоциа-нуратами ПТИЦ), гидроксиалкиламидами (ГАА) или полиуретанами (ПУ). Доли этих материалов на мировом рынке оцениваются таким образом: 58% приходится на «гибридные» материалы, 10% - ТГИЦ, 14% - ГАА и 7% - ПУ; доли эпоксидных и акриловых материалов составляют 10 и 1% соответственно. «Гибриды» и ТГИЦ получают в результате взаимодействия кислотных групп полиэфира с эпоксидными группами. Для получения «гибридов» используют диановые эпоксидные смолы, а в ТГИЦ-материалах эпоксидные соединения являются сшивающими агентами. Как «гибриды», так и ТГИЦ обеспечивают получение покрытий с хорошими защитными свойствами, но не столь высокими, как полиуретановые или эпоксидные покрытия. К сожалению, последние два типа покрытий дороже, чем «гибридные» или ТГИЦ-материалы.

Существует возможность улучшить химическую стойкость и базовые характеристики покрытий на основе «гибридов» и ТГИЦ, избежав существенного повышения их стоимости. Это возможно благодаря тому, что в результате химических реакций в «гибридах» и ТГИЦ образуются вторичные гидроксильные группы, которые можно сшить с помощью полиуретанового сшивающего агента, что позволит увеличить плотность сшивки образующегося полимера и повысить защитные свойства покрытия. В данной статье рассмотрено влияние добавления полиуретанового сшивающего агента на защитные свойства покрытий.

Улучшенные гибридные порошковые покрытия

Одной из областей применения «гибридных» порошковых покрытий является производство бытовой техники: посудомоечных и стиральных машин, машин для химической чистки и внешних панелей бытовых печей. Покрытия каждого из этих видов оборудования в течение срока службы подвергаются воздействию значительного количества моющих и агрессивных чистящих средств. «Гибридные» покрытия хорошо сохраняются на офисной фурнитуре, но при кратковременном воздействии щелочи их качество ухудшается.

Каждое покрытие на основе сочетания полиэфирной и эпоксидной смол в соотношении 70 :30 имеет высокий блеск. В каждый образец добавили продукт VESTAGOINPBF 1540 (не выделяющийся в окружающую среду полиизоцианат) в количестве 5 и 6,8% (стехиометрическое соотношение с эпоксидными группами), 10% от массы связующего. Параллельно испытывали контрольный образец, не содержащий VESTAGONeBF 1540. Блеск при 600 измеряли после выдержки в 5%-ном растворе моющего средства при 40°С. Через 7 суток у обычного «гибридного» покрытия блеск снизился до 20 единиц, и оно стало полностью непригодным. Покрытие, содержащее 5% BF 1540, имеет значительную стойкость к воздействию моющего средства, но несколько теряет блеск. Покрытие, модифицированное стехиометрическим количеством (6,8%) BF 1540, обладает практически абсолютной стойкостью к воздействию высококонцентрированного моющего средства даже после трех недель экспозиции.

Улучшенные порошковые ТГИЦ – покрытия

Покрытия на основе ТГИЦ используют для наружных работ, к ним предъявляют высокие требования по атмосферостойкости. Областями применения этих материалов являются окраска сельскохозяйственной техники, садового и газонного инвентаря. Такие покрытия подвергаются воздействию большого количества растворителей и бензина, длительному воздействию солнечного излучения. Модифицированные ТГИЦ-покрытия получали при добавлении стандартного полиэфира, содержащего карбоксильные группы (кислотное число 30 мг КОН/г) и ТГИЦ в соотношении 93:7 и 5% VESTAGON®B1530, 5% VESTAGON®B 1400 от массы связующего. Параллельно испытывали контрольный образец, не содержащий добавок. VESTAGON®B 1530 и В 1400 являются полиизоцианатами, блокированные капролактамами. Первый - на основе изоцианурата изофорондиизоцианата, второй - на основе ТМР аддукта изофорондиизоцианата. На рис. 2 приведены данные о влиянии добавки 5% полиизоцианата на стойкость порошковых ТГИЦ-покрытий к действию растворителей. Контрольный образец ТГИЦ-покрытия, отвержденного при 180°С, полностью удаляется после 100 двойных протирок метилэтилкетоном (МЭК), тогда как большинство модифицированных покрытий остались неповрежденными. Контрольный образец ТГИЦ-покрытия, отвержденный при 200°С, обладает хорошей стойкостью к действиюрастворителей, но последующая модификация добавлением 5% В 1530 повышает ее.

После выдержки в течение 3000 часов в аппарате ускоренных климатических испытаний контрольный образец ТГИЦ-покрытия сохраняет только 65% первоначального блеска. Добавка 5% В 1530 или 5% В 1400 значительно повышает УФ-стойкость ТГИЦ-покрытия. Блеск сохраняется на 90 и 80% соответственно.

Заключение

Добавление полиизоцианатов VESTAGON®BF 1540, В 1530, В 1400 к порошковым материалам на основе «гибридных» и ТГИЦ-пленкообразователей позволяет существенно улучшить защитные свойства покрытий, минимально влияя на их стоимость. Возможно получение порошковых покрытие, близких по свойствам к полиуретановым, путем добавления только 5% полиуретанового сшивающего агента к «гибридным» или ТГИЦ-материалам.

Источник: Degussa

Владислав Ярославский
(+7 495 721 2854/
Vladislav.Yaroslavskiy@degussa.com