Полиуретановые ЛКМ для различных областей применения

Создание полиуретанов (ПУ) оказало большое влияние на развитие производства ЛКМ, клеев и герметиков, обеспечив возможность внедрение новых технологий в эти отрасли химической промышленности. Разнообразие сырьевых компонентов и их сочетаний позволяет получать ПУ разные по структуре и свойствам.

Первые ПУ-ЛКМ были разработаны более 50 лет назад. Их освоение лакокрасочной промышленностью началось после разработки и промышленного внедрения толуилендиизоцианата (ТДИ). Но лакокрасочные покрытия на его основе имели тенденцию к пожелтению. Область применения ПУ значительно расширилась после появления продуктов на основе алифатических диизоцианатов.

Так, использование производных изофорондиизоцианата в сочетании с алкидными смолами средней жирности позволило повысить качество ремонтных автоэмалей. Покрытия на их основе обладают более высокой твердостью, бензостойкостью и способностью к перекрашиванию. В настоящее время двухкомпонентные ПУ-ЛКМ практически полностью вытеснили алкидные смолы из этого сегмента рынка лакокрасочной продукции.

ПУ-ЛКМ используют для окраски древесины, пластмасс, строительных конструкций защиты металла от коррозии.

Полиуретановые ЛКМ для окраски древесины

ПУ-материалы стали одними из наиболее широко используемых для окраски древесины и мебели. Окрашивание оконных рам, кресел, столов и других небольших предметов мебели требует высокой производительности, т.е. быстрой сушки и хорошей способности покрытия к шлифованию.

Различные породы древесины отличаются по цвету, текстуре и плотности. Кроме того, существенно различаются свойства поверхности разнообразных материалов из древесины, например ДСП, МДФ, фанеры.

Наличие полиизоцианатов различного строения и свойств позволяет выбрать необходимые продукты или их сочетания для наилучшего удовлетворения требованиям, предъявляемым к разрабатываемому покрытию.

Для получения ПУ-ЛКМ для окраски древесины и мебели чаще всего применяют комбинации гидроксилсодержащих алкидных смол с ароматическими полиизоцианатами. Для получения таких ЛКМ используют тощие алкидные смолы, обычно модифицированные жирными кислотами соевого, арахисового, оливкового или кокосового масел. Содержание нелетучих веществ в таких смолах составляет 50-75 %. Из-за достаточно высокой молекулярной массы рекомендуют использовать смолы с содержанием нелетучих веществ 50-55 %. Содержание гидроксильных групп составляет, как правило, 2,5-4,0 % )на 100 %-ное вещество).

В качестве сшивающих агентов используют полиизоцианаты на основе ТДИ, например, Desmodur IL 1451, в смеси с аддуктом ТДИ - Desmodur L. Их соотношение составляет 75:25 для грунтовок и 40:60 для финишных покрытий.

Для промышленной окраски древесины применяют однокомпонентные ПУ-ЛКМ, отверждаемые влагой воздуха. Для их получения используют только ТДИ – преполимеры, обладающие высокой реакционной способностью, например, Desmodur Е 1361.

Использование водных ПУ-ЛКМ для окраски древесины позволяет получать покрытия с широким разнообразием свойств.

Однокомпонентные ПУ-дисперсии используют для получения ЛКМ, образующих покрытия с высокой прочностью и эластичностью, химической и атмосферостойкостью.

Двухкомпонентные водные ПУ-ЛКМ впервые были использованы для окраски кухонной и офисной мебели. Дисперсии гидроксилсодержащих полиакрилатов и ПУ с концевыми гидроксильными группами (или их сочетания) отверждают с помощью гидрофильных алифатических полиизоцианатов.

Полиуретановые ЛКМ для окраски металла

Для защиты металла от воздействия агрессивных сред и придания ему декоративного внешнего вида используют органоразбавляемые, водные и порошковые ЛКМ.

Благодаря высокому качеству и эффективной защите для окраски ответственных промышленных изделий в настоящее время используют двухкомпонентные полиуретановые ЛКМ. Крупные изделия, такие как строительная и сельскохозяйственная техника, обычно окрашивают материалами, отверждаемыми на воздухе. Более мелкие изделия, например колеса или оконные профили, можно окрашивать ЛКМ горячей сушки на конвейере при 130 ⁰С в течение 15-20 мин.

Органоразбавляемые однокомпонентные ЛКМ горячей сушки также имеют свои преимущества. Сочетание блокированных полиизоцианатов со сложными полиэфирами или полиакрилатами, входящее в их состав, обеспечивают превосходство этих материалов по сравнению с полиэфирмеламиновыми системами по физико-механическим свойствам и химстойкости покрытий. Поэтому блокированные полиизоцианаты добавляют в меламино-алкидные материалы для улучшения механических свойств. Такие ЛКМ используют для окраски бытовой техники и деталей велосипедов и автомобилей.

Водно-дисперсионные (ВД) однокомпонентные ПУ-ЛКМ, отверждаемые на воздухе, образуют покрытия, обладающие высокой износостойкостью. ПУ дисперсии часто используют в качестве модификаторов в составе других ВД-ЛКМ.

Антикоррозионные ПУ-ЛКМ могут быть одно- и двухкомпонентными. Двухкомпонентные материалы отверждают с помощью полиспиртов или полиаминов, однокомпонентные системы - влагой воздуха.

Полиуретановые ЛКМ для окраски пластмасс

Покрытия на основе ПУ-ЛКМ удовлетворяют высоким требованиям автомобильной промышленности и применяются для окраски пластмассовых деталей автомобилей, например бамперов. ПУ-ЛКМ для окраски пластмасс часто получают с использованием алифатических полиизоцианатов, таких как Desmodur N. Добавление сложных полиэфирполиолов (например, Desmophen 670) позволяет повысить эластичность покрытия. Для изготовления ПУ-ЛКМ для окраски пластмасс также используют полиакрилаты (Desmophen А 575) или эластифицированные полиизоцианаты (Desmodur N 3800). Для получения водных ПУ систем для окраски пластмасс применяют полиолы

Bayhydrol РТ 241 и полиизоцианаты Bayhydur 3100, а также гидрофилизированные полиизоцианаты нового поколения Bayhydur ХР 2487/1.