Модификация рецептур эластичных строительных покрытий полиизоцианатами и полиуретановыми дисперсиями
Типичные марки термопластичного связующего рецептур эластичных строительных покрытий имеют низкую температуру стеклования (обычная Tg около – 40° С), что обуславливает их высокую эластичность при комнатной температуре. Однако при повышенной температуре поверхность таких покрытий имеет некоторую остаточную липкость, особенно выраженную в летний период.
В результате накопление загрязнений становится настолько значительным, что почти нивелирует отражающие свойства описываемых покрытий. Кроме того, низкая устойчивость к статическому воздействию воды (например, луж, остающихся после дождя) ввиду повышенного водопоглощения также имеет критическое значение для долговечности покрытий этого типа. Таким образом, были выделены следующие неудовлетворенные требования рынка:
1) требуется хорошая стойкость описываемых покрытий к накоплению загрязнений (=длительное сохранение отражающих свойств);
2) требуется низкое водопоглощение (= высокая стойкость к статическому воздействию воды);
3) кроме того, требуются улучшенные физико-механические свойства при пониженных температурах, например, способность к перекрытию трещин в основании.
Проверенное решение
По сравнению с дисперсиями на основе термопластичных акриловых полимеров, эластомерные полиуретановые дисперсии (ПУ дисперсии, ПУД) хорошо известны уникальными механическими свойствами: для полиуретановых полимеров характерна высокая эластичность, в том числе при низких температурах, в сочетании с достаточной поверхностной твердостью и прочностью на разрыв. Благодаря такому сочетанию жесткости и эластичности ПУ дисперсии были признаны идеальным со-связующим для повышения твердости поверхности эластичных строительных покрытий (= снижению поверхностной липкости и способности к накоплению загрязнений) без негативного влияния на механические свойства покрытий. С другой стороны, использование в качестве сшивающих агентов эмульгируемых алифатических полиизоцианатов хорошо известно как один из способов модификации свойств 1-компонентных акриловых покрытий, в частности, снижения термопластичности, улучшения стойкости к воде и химикатам. Кроме того, такие ВД акриловые системы с использованием эмульгируемых полиизоцианатов в качестве второго компонента намного менее чувствительны к пониженной температуре и/или повышенной относительной влажности окружающего воздуха во время периода высыхания и формирования пленки. Оба вышеописанных подхода к модификации свойств рецептур были проверены и подтверждены результатами лабораторных исследований. Был проведен скрининг среди полиуретановых дисперсий Bayhydrol® UH, в результате которого показано, что наилучшие механические свойства могут быть получены при использовании ПУД со скелетной молекулой на основе сложных эфиров. В то же время дисперсии на основе поликарбонат-диолов обеспечивали получение наилучших результатов по водостойкости покрытий (то есть наименьшее возможное водопоглощение) при сохранении механических свойств на достаточно высоком уровне (рисунок 1).
Что касается результатов применения эмульгируемых полиизоцианатов Bayhydur®, то было установлено, что дозировки 5 % от массы покрытия достаточно для снижения водопоглощения пленки на 50 % и повышения твердости по Шору и прочности на разрыв более чем на 100% (рисунок 2).
Экономическое обоснование проекта и текущие результаты
В качестве оценки экономической целесообразности внедрения в данный сегмент рынка, стоит привести следующие цифры: мировой объем продаж гидроизоляционных покрытий, наносимых в жидком виде, оценивался в 2015 году в $1,5 млрд. Таким образом, это весьма существенная часть общего объема рынка гидроизоляционных строительных материалов, который в том же 2015 оценивался в $7,6 млрд с перспективой среднего роста около 5 % в год с достижением к 2025 объема примерно в $12,3 млрд, обеспечиваемого в первую очередь развитием строительства в Азии, особенно на Ближнем Востоке, а также в Африке, где наблюдаются самые высокие в мире темпы урбанизации, утверждают исследователи в Transparency Market Research.
По сравнению с 2014 годом, когда началось развертывания проекта по внедрению вышеописанных технологических подходов в производственную практику, в 2017 количество марок коммерческих продуктов – ВД эластичных покрытий, модифицированных полиуретановыми дисперсиями – на рынках стран Южной Европы, Турции и Северной Африки увеличилось в несколько раз, что является прекрасным подтверждением правильности выводов, полученных в результате лабораторных экспериментов и теоретических экономических расчетов. А уже в 2018 году были получены первые коммерческие результаты продвижения проекта за пределами субрегиона ЕЕМЕА – в Индии и Индонезии.
Широкая практика
Таким образом, в результате изучения потребностей рынка и выделения нерешенных проблем традиционной технологии была создана и внедрена в широкую производственную практику совокупность технологических приемов, позволившая вывести на новый уровень качество эластичных строительных покрытий. Разработанные и испытанные решения по модификации водно-дисперсионных акриловых систем полиуретановыми дисперсиями Bayhydrol® и алифатическими эмульгируемыми полиизоцианатами Bayhydur® обеспечили не только бурное развитие производства связанных продуктов на традиционных рынках, но и продвижение обновленной технологии на новые рынки с новыми возможностями.
Борис Ерома, ООО «Ковестро» (Россия)
Фото: www.market-c.ru
