Дисперсия полиуретановая аквапол 12 что это

Водные гибридные дисперсии на основе полиуретанов

Наиболее распространенные органоразбавляемые полиуретановые (ПУ) ЛКМ — высококачественные продукты, применяемые для промышленной окраски. Уретановые полимеры, образующиеся при реакции большого спектра смол, содержащих гидроксильные группы, с изоцианатными группами, составляют базу для создания ЛКМ с широким набором характеристик.

Благодаря высокой химстойкости, блеску, устойчивости к ударным нагрузкам и истиранию, ЛКМ на ПУ основе подходят для применения в областях, где требуется высокое качество лакокрасочного покрытия (ЛКП). Внимание к здоровью людей и безопасности окружающей среды внесло изменения в производство ЛКМ. В обществе сформировалась потребность на менее токсичные и опасные материалы. Особое внимание уделяется снижению ЛОС вследствие ужесточения законодательства в отношении ЛОС в ряде стран. Поэтому разрабатываемые сегодня водные ПУ ЛКМ не должны уступать по своим характеристикам органоразбавляемым.

Описание

ПУ дисперсии — это полностью прореагировавшие системы, не содержащие свободных изоцианатов, низкотоксичные, с большой молекулярной массой, стабилизированые в сферических частицах диаметром менее 100 нм. Могут выпускаться в различных модификациях — от очень мягких, пластичных систем, подходящих для окраски текстиля и кож, до твердых систем для окраски древесины, металла, бетона. Можно синтезировать многочисленные промежуточные варианты под конкретные задачи.

Преимущество ПУ дисперсий состоит в том, что они однокомпонентны, однако для приведения водостойкости, химстойкости и стойкости к истиранию к оптимальному уровню могут потребоваться внешние сшивающие агенты. Как правило, ПУ дисперсии низковязкие и требуют загущения перед использованием. Доля сухого вещества колеблется от 30 и достигает максимума до 50%.

По внешнему виду ПУ дисперсии могут варьировать от прозрачных до мутных, со множеством промежуточных степеней прозрачности. Их внешний вид зависит от многих факторов: присутствия сорастворителя, молекулярного состава, системы стабилизации при производстве и среднего размера частиц.

Прозрачные ПУ дисперсии, как правило, имеют очень малый размер частиц, благодаря чему они более стабильны при хранении и придают покрытию более высокий блеск.

ПУ дисперсии имеют лучшие физико-химические свойства по сравнению с другими водными системами. Основной их недостаток — относительно высокая цена. Уменьшить расходы помогает сочетание ПУ дисперсии с другими водными связующими, например акриловыми эмульсиями.

Сравнение акриловых эмульсий и ПУ дисперсий по основным параметрам

Стиролакриловые и акриловые эмульсии наряду с ПУ дисперсиями являются самыми популярными связующими для водных ЛКМ. Акрилаты широко используются в интерьерных и архитектурных красках. В промышленных покрытиях использование акриловых эмульсий ограничено их невысокой химстойкостью.

Для достижения наилучшего соотношения цена/качество и получения ряда характеристик ПУ дисперсии смешивают с акриловыми эмульсиями. Такое сочетание обладает следующими преимуществами:

К сожалению, простое смешивание не всегда дает хороший результат. Может наблюдаться значительное снижение качества, например потеря блеска и ухудшение пленкообразования. Это объясняется тем, что при простом смешивании не происходит смешения на молекулярном уровне, между полимерными цепями нет диффузии, вследствие этого пленкообразование идет в доменах, полимеры разделены фазами.

Гибридные ПУ-акриловые дисперсии

Гибридные системы включают два связующих с их типичными свойствами и механизмом отверждения. В нашем случае — это единая цепь ПУ-акрилового полимера. Системы полимеров, созданные путем простого смешивания, обладают ограниченным потенциалом, в то время как специально синтезированные гибриды обладают новыми и необычными свойствами.

Гибридные системы создаются привычным путем: сначала из преполимеров синтезируется ПУ дисперсия, затем акриловая эмульсия синтезируется в присутствии ПУ дисперсии. ПУ действует как стабилизатор реакции.

Помимо акриловой части можно встроить самосшивающуюся функциональную группу. Сшивка происходит во время высыхания. Таким образом, можно создать полимер, который придаст конечному продукту совершенно новые свойства.

Нижеприведенное исследование демонстрирует разницу в отверждении между простой смесью ПУ и акриловых полимеров и гибридным полимером.

Источник

Водные полиуретановые дисперсии

Водные полиуретановые дисперсии (далее ПУД) — современный класс пленкообразующих материалов для лакокрасочной промышленности и клеев. Набирают популярность благодаря своим свойствам:

адгезия к различным поверхностям;

устойчивость к химическим веществам, растворителям и воде;

устойчивость к истиранию;

гибкость и ударопрочность;

содержание летучих органических веществ — 0,5–10 %.

Свойства

Водные ПУД представляют собой стабильную коллоидную систему. Дисперсионная среда — вода, дисперсная фаза — полиуретанмочевина. Стабилизация системы достигается гидрофильными группами в полимере. Гидрофильные группы делятся на три типа:

неионные: например, полиэтиленоксидные цепи;

катионные: например, алкилированные или протонированные третичные амины;

анионные: например, карбоксилатные или сульфонатные группы.

Группы действуют как внутренние диспергирующие агенты, с их помощью получают водные дисперсии с размером частиц 0,01–0,2 мкм. При высоких концентрациях гидрофильных групп полимер растворяется в воде, при средних — диспергируется. При низких концентрациях полярная группа обеспечивает стерическую стабилизацию дисперсии полимера в воде.

Способность водных полиуретанов комбинировать образование пленки при низких температурах, придавать им высокую твердость — результат водонаполненной структуры. Получение ПУД с малым размером частиц 20–100 нм также полезно: уменьшение размера частиц влияет на скорость и степень слияния. Достигнутая твердость пленки обусловлена ​​наличием фазы жесткого изоцианатного блока.

Область применения

Дисперсии полиуретана подходят для окраски пластмасс, дерева, металлических, минеральных поверхностей, склеивания деревянных конструкций, а также для создания герметиков, клеев и водозащитных покрытий по тканям. ПУД используют не только из-за свойств, но также из-за давления со стороны мирового законодательства в отношении сырья с содержанием органических растворителей.

Стандартные системы полиуретановых смол, которые используют в лакокрасочных материалах, содержат 40–60 % летучих органических растворителей. В конце 1960-х годов производители полиуретановых смол разработали процессы, которые позволили синтезировать водные ПУД с содержанием растворителя 5–10 %. Идут работы по созданию рецептур водных ПУД без органических растворителей.

Способ синтеза водных ПУД

Сначала формируется форполимер путем взаимодействия полиола со стехиометрическим избытком полиизоцианата. Способы, которыми форполимер удлиняется, а вязкость поддерживается на низком уровне, различаются. Полимер, подлежащий диспергированию в воде, функционализируется солюбилизирующими и диспергирующими в воде группами. Их вводят либо в форполимер перед удлинением цепи, либо как часть агента удлинения цепи. Таким образом, стабильные дисперсии мелких частиц часто получают без использования добавленного извне поверхностно-активного вещества.

При растворении полиуретановый форполимер с концевыми изоцианатными связями в растворе удлиняется цепью, чтобы предотвратить чрезмерную вязкость. Предпочтительный растворитель — ацетон, процесс называют ацетоновым. Удлинителем цепи выступает, например, функциональный диамин сульфоната, и в этом случае водорастворимую и диспергирующую группу вводят на стадии удлинения цепи. Удлиненный в цепи полимер правильнее описывать как полиуретановую мочевину. Затем к раствору полимера добавляют воду, и после инверсии фаз получают дисперсию раствора полимера в воде. Удаление растворителя перегонкой дает желаемую водную дисперсию полимера. Реакция показана на рисунке.

Источник

Водоразбавляемые полиуретановые материалы, модифицированные фтором, для получения покрытий с низким грязеудержанием и «антиграффити»

Покрытия с низким грязеудержанием и эффектом «антиграффити» в настоящее время пользуются большим спросом. Например, в Берлине для нанесения на стены ярких «граффити» ежедневно используют около 25 000 аэрозольных баллончиков с краской. Руководство железных дорог ФРГ ежегодно тратит около миллиарда евро для удаления граффити и царапин с поездов и стен железнодорожных вокзалов. Новые водно-дисперсионные одно- и двухупаковонные полиуретановые композиции, модифицированные фтором, соответствуют требованиям директивы Европейского союза 1999/13 по снижению содержания летучих органических соединений и образуют покрытия (Пк) с очень низким показателем поверхностного натяжения, сравнимым с тефлоновым/1′, 2].

Различают временные и постоянные покрытия «антиграффити». Для временной защиты предлагают материалы, содержащие воски, акрилаты или полисахариды. Эти соединения не ухудшают свойства Пк, но при смывании горячей водой или органическими растворителями вместе с ними удаляются и Пк. Поэтому для защиты зданий их необходимо наносить снова, что связано с большими финансовыми затратами. Неудовлетворительные результаты были получены при исследовании Пк, содержащих силиконовые добавки.

В данной статье рассмотрен новый полиуретановый материал, модифицированный фтором, для Пк «антиграффити» на основе водной дисперсии полиуретанов.

Большинство Пк на основе высококачественных водно-дисперсионных Л КМ имеют очень хорошие механические свойства, но высокое критическое поверхностное натяжение, и плохо отталкивают грязь. Фторированные полимеры отталкивают воду и масла, поэтому их все чаще стали применять для получения Пк с низким грязеудержанием [3—5]. Путем химической модификации получены полиуретановые Л КМ, содержащие фторированные блоки и обладающие поверхностным натяжением, как у фторированных материалов.

Одно- и двухупаковочные ЛКМ, образующие Пк с низким грязеудержанием и различной твердостью, получены на основе водно-дисперсионных модифицированных полиуретановых пленкообразователей.

За счет взаимодействия фторсодержащего спирта с диизоцианатом, например толуилендиизоцианатом (ТДИ) или изофорондиизоцианатом (ИФДИ), в полимерную цепь вводят фторсодержащие боковые цепи. Изоцианатные группы в ТДИ имеют разную реакционную способность, так как метальные группы в орто-положении оказывают стерическое воздействие на NCO-группы. В ИФДИ их реакционная способность также отличается из-за различной структуры (первичная и вторичная группы). В отличие от ТДИ в ИФДИ изоцианатные группы обладают незначительной реакционной способностью, и ее можно существенно повысить, изменяя температуру и добавляя специальные катализаторы, например дилаурат дибутилолова [6—7].

Процесс модификации рассмотрим на примере ТДИ. При охлаждении фторсодержащий спирт частично реагирует с метальной группой ТДИ, находящейся в пара-положении. В зависимости от вида спирта и диизоцианата этот процесс протекает в течение нескольких часов. Затем вторую группу изоцианатов замещают дигидроксиамином, например диэтаноламином (ДЭА). Так как скорость взаимодействия аминогрупп с изоцианатными выше, чем с гидроксильными [8,9], то образуется молекула с двумя свободными гидроксильными группами, используемыми затем для получения полиуретана.

Аналогичная реакция происходит между ИФДИ и дилауратом дибутилолова, применяемым в качестве катализатора. На первом этапе протекает выборочная реакция с реакционноспособными NCO-группами (рис. 2), что подтверждено методом ИК-спектроскопии [10].

Для получения полиуретановых водоразбавляемых преполимеров различной структуры (рис. 3) можно применять следующие фторсодержащие спирты:

Zonyl BA представляет собой смесь перфторалкиловых спиртов с разной длиной цепи, является достаточно дешевым олигомерным продуктом.

Приведем пример получения водно-дисперсионной химически отверждаемой полиуретановой композиции. ИФДИ взаимодействует с продуктом Десмофен С 200 (поликарбонатный диол производства Bayer AG, M = 2000 г/моль), 2,2-бис-(гидроксиметил)-пропионовой кислотой, фторсодержашим соединением в среде метилпирролидона. Образуется полиуретановый преполимер, содержащий фторированные заместители и карбоксильные группы в боковых цепях и концевые изоцианатные группы.

Карбоксильные группы нейтрализуют триэтиламином, полимер диспергируют в воде. Для увеличения длины цепи полиуретанового преполимера в водную дисперсию добавляют 2-(2-аминоэтилами-но)-этанол. Образовавшиеся в результате реакции гидроксильные группы необходимы для химической сшивки полиуретановой дисперсии изоцианатным отвердителем, например Rodocoat WT 2102.

Другим способом увеличения длины цепи является введение этилендиамина, при этом не происходит образования гидроксильных групп и полученный продукт отверждается без химической сшивки, только за счет физических связей [11, 12]. В результате получают Пк с невысокими физическими и защитными свойствами. Преимущество данного материала — простота нанесения.

Третьим способом обработки является введение избыточного количества триметилолпропана и небольшого количества 2,2- бис-(т-дроксиметил)-пропионовой кислоты. При этом не происходит увеличения длины цепи, а образуются относительно короткие разветвленные полимеры, содержащие свободные ОН-группы. Дисперсия в этом случае состоит из олигомерных структур. При нанесении материала такая композиция быстро отверждается свободными ОН-группами изоцианатного отвердителя, диспергированного в воде, что обеспечивает получение Пк с высокой степенью сшивки и химстойкостью. Варьируя содержание ОН-групп, можно изменять вязкость и стабильность дисперсии. Для получения Пк с хорошей адгезией к металлу, древесине, пластику в ЛКМ вводят фторсодержащую дисперсию в количестве менее 2% от общей массы дисперсии.

Дисперсия полиуретановая аквапол 12 что это. Смотреть фото Дисперсия полиуретановая аквапол 12 что это. Смотреть картинку Дисперсия полиуретановая аквапол 12 что это. Картинка про Дисперсия полиуретановая аквапол 12 что это. Фото Дисперсия полиуретановая аквапол 12 что этоДля определения поверхностной энергии разных Пк методом фиксированных капель [13] измеряли угол смачивания (0) поверхности водой (рис. 4). В табл. 1 приведены значения 9 для фторсодержащих полиуретановых Пк, полученных на основе дисперсий с содержанием фторсодержащих блоков 1,5% от массы дисперсии. Для сравнения — краевой угол смачивания на тефлоне составляет 111°, на полиуретановом Пк, не содержащем фтор, — 70—85°. Из приведенных данных видно, что наибольшее значение 6 получено для Пк, содержащих блоки Zonyl В А. Несмотря на низкое содержание фтора, эти показатели близки к значениям Э для тефлона [1,2].

Для определения критического поверхностного натяжения уc измеряли краевой угол смачивания различными алканами отвержденных Пк на основе гидроксилсодержащей полиуретановой и олигоуретановой дисперсий (синтез с полупродуктами Zonyl). Полиуретановые дисперсии отверждали изоцианатом Rhodocoat WT 2102. Композиции также содержали функциональные добавки. Расчет проводили по формуле:

Полученные данные для исследованных полиуретановых Пк приведены в табл. 2.

Для определения критического поверхностного натяжения уc по Цисману рассчитывают значение поверхностного напряжения yL на основе измерения краевого угла 9. Точка пересечения прямых, построенных в координатах cos 9 =/(Yz,)> соответствует значению уc. Пк на основе химически отверждаемых полиуретановых и олигоуретановых дисперсий характеризуются очень низким значением уc (12,0—13,3 мН/м), существенно меньшим, чем для Пк тефлон — 18,6 мН/м [1,2] (рис. 6).

Для получения Пк с необходимой твердостью на основе представленных ЛКМ необходимо использовать при синтезе диольные компоненты с короткими цепями (например, 1,4-бутандиол) или повысить степень сшивки путем увеличения количества свободных ОН-групп [16, 17].

В зависимости от области применения технологические свойства материалов регулируют при помощи добавок. Например, применяют пеногаситель Вук 024, смачиватель и пеногаситель Tego Wet 500, силиконовую добавку для улучшения растекаемости — Edaplan LA 413.

Фторсодержащий блокТип полимерной дисперсиив, град
ИФДИ/Р-спирт1/ДЭАГидроксилсодержащая полиуретановая дисперсия*105,2
Олигоуретановая дисперсия*89,1
ИФДИ/Р-спирт4/ДЭАГидроксилсодержащая полиуретановая дисперсия*106,2
Олигоуретановая дисперсия*112,4
ИФДИ/Р-спирт 5/ДЭАГидроксилсодержащая полиуретановая дисперсия*110,5
Олигоуретановая дисперсия*115,2
ТДИ/Р-спирт1/ДЭАГидроксилсодержащая полиуретановая дисперсия*100,0
WI/F-спирт 2/ДЭАТоже103,7
ТДИ/Р-спиртЗ/ДЭА-//-86,8
Полиуретановая дисперсия физического отверждения101,5
ТДИ/Р-спирт 4/ДЭАГидроксилсодержащая полиуретановая дисперсия*77,1
ТДИ/Р-спирт 5/ДЭАТоже109,6
Олигоуретановая дисперсия*106,4

* Доотверждают материалом RhodocoatWT2101.

В химически сшиваемые дисперсии добавляют смесь отвердителей Rhodocoat WT 2102 и Proglyde DMM в соотношении 9:1. Количество отвердителя рассчитывают по отношению к свободным ОН-группам дисперсии и вводят в материал с 10%-ным избытком.

Представляется важным найти новые области применения и провести исследования структуры полученных Пк. С теоретической точки зрения фторсодержащие радикалы на граничной поверхности придают Пк гидро- и олеофобные свойства [18]. Авторы планируют исследовать молекулярную топологию этих Пк с применением атомной микроскопии [ 19—20].

Проведенные исследования позволили получить новые полиуретановые дисперсии, модифицированные фтором, образующие при отверждении Пк с низким поверхностным натяжением. Кроме того, представлена концепция модификации водных полиуретановых дисперсий фторсо-держащими соединениями в соответствии с требованиями заказчика. Показана возможность регулирования твердости Пк в процессе синтеза пленкобразователя.

Получены материалы физического отверждения и химически сшиваемые двухупаковочные материалы.

Источник

Водно-дисперсионные ЛКМ, полиуретановые и акриловые дисперсии, водоразбавляемые алкиды

Куликова Н.Г., Технический специалист по водным системам
компания «Аттика», г.Санкт-Петербург
Водно-дисперсионные лакокрасочные материалы (ЛКМ) используются при изготовлении красок, грунтовок, шпатлевок и непигментированных материалов. Они классфицируются по химической природе пленкообразующего вещества, которое является основным компонентом рецептуры. Водные ЛКМ, как правило, изготавливаются на акриловых, стирол-акриловых, полиуретановых дисперсиях, водоразбавляемых алкидах и т.п.
Под водными дисперсиями полимеров подразумевают дисперсии, в которых обязательным компонентом дисперсионной среды является вода. Использование водоразбавляемых дисперсий в качестве пленкообразующих систем в значительной мере позволяет решить проблемы окружающей среды.
Классические сферы применения водно-дисперсионных (ВД) ЛКМ — это строительство и бытовой ремонт, но благодаря новым технологиям производства дисперсий их стало можно применять и в промышленном направлении для окраски древесины, металла, пластика, стекла, минеральных оснований и т.д. Формирование покрытий на основе ВД ЛКМ происходит путем испарения воды. Полимерные частицы сначала уплотняются до образования упаковки шаров (рис. 1), затем круглые полимерные частицы под влиянием капиллярного давления жидкости деформируются до ромбических додекаэдров, которые в результате диффузии молекул пленкообразователя постепенно теряют границу раздела (коалесцируют).
Дисперсия полиуретановая аквапол 12 что это. Смотреть фото Дисперсия полиуретановая аквапол 12 что это. Смотреть картинку Дисперсия полиуретановая аквапол 12 что это. Картинка про Дисперсия полиуретановая аквапол 12 что это. Фото Дисперсия полиуретановая аквапол 12 что это

Рис. 1 Процесс пленкообразования водных дисперсий

Ассортимент дисперсий, выпускаемых в настоящее время компанией Synthopol, очень широк, рассмотрим некоторые из них.
1. Акриловые дисперсии — одна из разновидностей полимеров, получаемая путем полимеризации акриловой кислоты и ее эфиров в присутствии эмульгаторов и стабилизаторов. Основные свойства дисперсий (температура стеклования, минимальная температура пленкообразования — МТП) и физико-механические свойства покрытий на их основе зависят от структуры основных и боковых цепей полимерной макромолекулы.
Лакокрасочные покрытия на основе акриловых дисперсий сохраняют цвет и выдерживают интенсивное УФ-излучение, обладают высокой эластичностью и водоотталкивающими свойствами, что позволяет успешно применять такие ЛКМ для минеральных и деревянных поверхностей как снаружи, так и внутри помещений.

Таблица 1. Основные характеристики акриловых дисперсий

Наименование дисперсии

Массовая доля нелетучих веществ, %

Минимальная температура пленкообразования, ºС

Для пропиток по дереву одним из главных показателей является глубина проникновения и водопроницаемоть пропитки, отвечающие за качественные показатели готового продукта.
Глубиной проникновения (Рис.2) называется расстояние, измеряемое в миллиметрах от наружной поверхности древесины до границы проникновения пропитки. При пропитке древесины глубину проникновения определяют путем измерения окрашенной зоны дре-весины (пропитка была затонирована для более точной оценки испытания).
Дисперсия полиуретановая аквапол 12 что это. Смотреть фото Дисперсия полиуретановая аквапол 12 что это. Смотреть картинку Дисперсия полиуретановая аквапол 12 что это. Картинка про Дисперсия полиуретановая аквапол 12 что это. Фото Дисперсия полиуретановая аквапол 12 что это

Рис. 2 Глубина проникновения пропитки на основе Synthalat PWL 819

Водопроницаемость пленки определяют, чтобы показать эффективность и работу пропитки. Пропитка, просачиваясь вглубь древесины, не просто проникает, а закупоривает поры, обеспечивая их водонепроницаемость и увеличивая водостойкость финишного слоя.

Водопроницаемость пленки на древесине

Контрольный образец древесины (неокрашенный)

Начало испытаний

Через 3 мин испытаний

Через 14 мин испытаний

Дисперсия полиуретановая аквапол 12 что это. Смотреть фото Дисперсия полиуретановая аквапол 12 что это. Смотреть картинку Дисперсия полиуретановая аквапол 12 что это. Картинка про Дисперсия полиуретановая аквапол 12 что это. Фото Дисперсия полиуретановая аквапол 12 что этоДисперсия полиуретановая аквапол 12 что это. Смотреть фото Дисперсия полиуретановая аквапол 12 что это. Смотреть картинку Дисперсия полиуретановая аквапол 12 что это. Картинка про Дисперсия полиуретановая аквапол 12 что это. Фото Дисперсия полиуретановая аквапол 12 что этоДисперсия полиуретановая аквапол 12 что это. Смотреть фото Дисперсия полиуретановая аквапол 12 что это. Смотреть картинку Дисперсия полиуретановая аквапол 12 что это. Картинка про Дисперсия полиуретановая аквапол 12 что это. Фото Дисперсия полиуретановая аквапол 12 что это

Пропитка на Synthalat PWL 819

Начало испытаний

Через 7 мин испытаний

Через 14 мин испытаний

Дисперсия полиуретановая аквапол 12 что это. Смотреть фото Дисперсия полиуретановая аквапол 12 что это. Смотреть картинку Дисперсия полиуретановая аквапол 12 что это. Картинка про Дисперсия полиуретановая аквапол 12 что это. Фото Дисперсия полиуретановая аквапол 12 что этоДисперсия полиуретановая аквапол 12 что это. Смотреть фото Дисперсия полиуретановая аквапол 12 что это. Смотреть картинку Дисперсия полиуретановая аквапол 12 что это. Картинка про Дисперсия полиуретановая аквапол 12 что это. Фото Дисперсия полиуретановая аквапол 12 что этоДисперсия полиуретановая аквапол 12 что это. Смотреть фото Дисперсия полиуретановая аквапол 12 что это. Смотреть картинку Дисперсия полиуретановая аквапол 12 что это. Картинка про Дисперсия полиуретановая аквапол 12 что это. Фото Дисперсия полиуретановая аквапол 12 что это

В настоящее время широкое применение нашли водоразбавляемые ЛКМ. По сравнению с ЛКМ на основе растворителей они обла дают рядом преимуществ, так как экологически безопасны для человека и окружающей среды. Компания «Аттика» является эксклюзивным дистрибьютером сырья для ЛКМ компании-производителя SYNTHOPOL CHEMIE на отечественном рынке. Компания предлагает высококачественные водоразбавляемые дисперсии европейского (Германия) производителя, осуществляя техническое сопровождение продаж и индивидуальный подход к каждому клиенту.
Список литературы:
1. Сорокин М.Ф. Химия и технология пленкообразующих веществ. — М.: Химия, 1989.
2. Мюллер Б., Пот У. Лакокрасочные материалы и покрытия. Принципы составления рецептур. — М.: Пэйнт-Медиа, 2007.
3. Мельников И. Лакокрасочные материалы. Виды лакокрасочных материалов. — ЛитРес, 2011.
4. Казакова Е.Е., Скороходова О.Н. Водно-дисперсионные акриловые лакокрасочные материалы строительного назначения. — М.: Пэйнт-Медиа, 2003.

Источник

Полиуретановые дисперсии Synthopol Chemie

*по всем вопросам Вы можете обратиться по телефону (812) 441 21 80.

Автор статьи: Павлов Евгений Алексеевич, к.т.н., региональный представитель

Данная статья посвящена знакомству читателя с водными полиуретановыми дисперсиями производства Synthopol (Германия), как современными, с точки зрения экологии, материалами для мебельной промышленности.

В настоящее время на мировом рынке имеется довольно широкий выбор сырьевых компонентов для полиуретановых (ПУ) ЛКМ. Варьирование полиольного и изоцианатного компонентов позволяет получить композиции, пригодные для окраски практически любого изделия. Благодаря своей износостойкости, водостойкости, механической твёрдости, высокой эластичности, хорошей адгезии к различным поверхностям (чёрным и цветным металлам, различным породам дерева, пластику, кирпичу, бетонам и др.) покрытия на основе органоразбавляемых ПУ ЛКМ прочно закрепились в различных отраслях промышленности. В некоторых областях, таких как промышленная окраска древесины, они доминируют на рынке в течение многих лет.

Производители ЛКМ во всех регионах мира постоянно ищут пути снижения содержания летучих органических соединений при сохранении высокого качества материалов. В основе этого лежит ряд причин:
законодательство ЕС, в частности директива по эмиссии растворителей 1999/13/EC (SED) для всех промышленных ЛКМ и «связанных с ними процессов», осуществляемых в стационарных установках, включая производство ЛКМ, а также директива по декоративным ЛКМ 2004/42/EC (DPD) для всех строительных ЛКМ, наносимых на объектах.

Исходя из вышесказанного можно предположить, что доля водно-дисперсионных однокомпонентных (1К) и двухкомпонентных (2К) ПУ ЛКМ будет повышается.

Покрытия из дисперсий ПУ на водной основе были впервые предложены в семидесятых годах, а в настоящее время они широко представлены на рынке в форме 1К и 2К материалов.

Мебельная промышленность является важным, но непростым рынком для покрытий на водной основе.

В опубликованном в начале 2006 г. отчете крупного европейского проекта, известного как инициатива COST E18 (проект создан с целью повышения эксплуатационных характеристик, долговечности и экологического профиля конструкций из древесины с покрытиями) указывается, что технологии производства материалов на водной основе усовершенствовались до такой степени, что 1К ПУ покрытия могут заменить нитроцеллюлозу, а покрытия на основе 2К ПУ дисперсий – своих органоразбавляемых 2К ПУ конкурентов.

Основным недостатком полиуретановых дисперсий является их высокая стоимость, однако, данный недостаток можно ликвидировать за счет приготовления так называемых гибридных систем полиуретана и акрилата.

Известны два типа синтеза полиуретановых дисперсий:
— тип I: синтез полиуретанового преполимера протекает в среде органического растворителя с дальнейшей отгонкой растворителя и эмульгированием в воде.

тип II: исходная полимеризация уретана, в которой растворитель заменяют акриловым мономером. Образование дисперсии происходит автоматически при введении в преполимер воды. На этом этапе для повышения молекулярной массы можно осуществлять увеличение цепи, далее ведут полимеризацию акрилата.

1К ЛКМ на основе ПУ дисперсий в настоящее занимают лидирующие позиции на рынке ВД-ЛКМ для деревянных полов. Доминирование обусловлено их прекрасными механическим свойствам, таким как абразивная стойкость, устойчивость к истиранию подошвами и эластичность.

Рассмотрим основные однокомпонентные полиуретановые дисперсии Synthopol, области их применения и свойства покрытий на их основе.

Марка дисперсии

Содержание нелетучих веществ, %

Содержание растворителей, %

Минимальная температура пленкообразования,

Свойства покрытий

Области применения

Liopur 2004-140

дисперсия алифатического полиуретана на основе специального полиэстера

Пленки обладают очень хорошей водостойкостью и хорошей устойчивостью к действию этанола.
После сушки в течение 5 дней при комнатной
температуры,
Прочность на разрыв 1,5 Н/мм 2
Относительное удлинение при разрыве около 400%

Покрытия по дереву, паркетные лаки

Liopur PFL 1130

нефте-модифицированная, алифатическая дисперсия полиуретана

После воздушной сушки покрытия обладают очень хорошей твердостью и устойчивость к истиранию.
В сочетании с дисперсией акрилата обладает
высокой химической стойкостью

Паркетные лаки, химически стойкие покрытия для дерева

Liopur2004-119

дисперсия алифатического полиуретана на основе специального полиэстера

Покрытия обладают хорошей твердостью, гибкостью, эластичностью, водостойкостью, светостойки
и устойчивы к гидролизу.
После 4 дней сушки при комнатной температуре
Прочность на разрыв 2-3 Н/мм 2
Относительное удлинение при разрыве 130%

Покрытия подходят для дерева, паркетные лаки, окраска пластика и металлов.

LiopurPFL 1263

дисперсия полиуретана на основе сложного полиэфира

Покрытия обладают хорошей твердостью, отличной гибкостью и эластичностью, водостойкостью, светостойкостью. Прочность на разрыв около 1 Н/мм 2
Относительное удлинение при разрыве 700%

Прозрачные покрытия для древесины различных пород

Водные дисперсии 2К ПУ-ЛКМ сочетают превосходную стойкость к действию растворителей и химическую стойкость с уникальными механическими свойствами. Они основаны на комбинации водных полиолов с водоэмульгируемыми алифатическими полиизоцианатами. Прозрачные и пигментированные ЛКМ, получаемые на их основе, обладают отличным растеканием и образуют высокоглянцевые покрытия с хорошими механическими свойствами, обеспечивающими идеальный баланс между твердостью и эластичностью даже при низких температурах.

Еще одной характеристикой таких ПУ покрытий является хорошая стойкость к царапанью. Они являются наилучшим выбором в том случае, когда требуются ЛКМ с низким содержанием летучих органических растворителей, универсальными условиями нанесения и сушки, образующие покрытия с комплексом эксплуатационных свойств. В зависимости от конкретных требований рекомендуются акриловые полиолы на основе вторичных дисперсий или первичных эмульсионных полимеров. В то время, как акриловые вторичные дисперсии отлично смачивают древесину и обеспечивают высокий блеск покрытий, эмульсионные полимеры способствуют быстрой сушке. В качестве водоэмульгируемых полиизоцианатов рекомендуются либо полиизоцианаты, модифицированные простыми полиэфирами, либо, в случае высоких требований к химстойкости покрытий, полиизоцианаты, модифицированные аминосульфоновой кислотой.

Несмотря на то, что в настоящее время их использование в этом секторе невелико и в странах Западной Европы не превышает 3 % общего объема ПУ ЛКМ подобного назначения, специалисты единодушно прогнозируют постепенное вытеснение традиционных 2К ПУ водоразбавляемыми аналогами.

Ниже приведены основные 2К ПУ водные дисперсии Synthopol

Марка дисперсии

Содержание нелетучих веществ, %

Содержание растворителей, %

Минимальная температура пленкообразования,

Свойства покрытий

Области применения

Liopur 2004-151

алифатическая дисперсия полиуретана на основе поликарбоната

Пленки обладают очень хорошей водостойкостью, светостойкостью, химически стойкие, устойчивы к истиранию.
После сушки в течение 4 дней при комнатной
температуры,
Прочность на разрыв 1,7 Н/мм 2
Относительное удлинение при разрыве около 135%

Liopur 2005-380

алифатическая дисперсия полиуретана

После отверждения эмульгированным полиизоцианатом покрытия обладают очень хорошей твердостью и устойчивость к истиранию.
В сочетании с дисперсией акрилата обладает
высокой химической стойкостью и хорошей стойкостью к истиранию.

2К паркетные лаки, покрытия по дереву, подвергающиеся шлифованию.

Прекрасно подходят для лакирования светлых пород древесины

LiopurPFL 1953

дисперсия алифатического полиуретана на основе полиэстера

Отвержденные покрытия обладают хорошей твердостью, гибкостью, эластичностью, водостойкостью, светостойкостью, термостойкостью (до 90°С).

Покрытия подходят для дерева и пластика

LiopurPFL 1964

дисперсия полиуретана на основе поликарбоната

Отвержденные покрытия обладают хорошей твердостью, отличной гибкостью и эластичностью, водостойкостью, светостойкостью, термостойкостью (до 90°С).

2К паркетные лаки, покрытия по дереву, подвергающиеся постоянному воздействию УФ

Как весьма перспективную сферу применения 2К водных дисперсий можно рассматривать окраску металлических и пластмассовых изделий.

Большое разнообразие ПУ водных дисперсий позволяет получить высококачественные, долговечные и надежные покрытия различного назначения, чем обеспечивает их высокую конкурентоспособность на рынке лакокрасочной продукции.

Как показал данный обзор, технология ПУ водных дисперсий преодолела большинство наиболее очевидных преград своему более широкому распространению, а известные технологии продолжают расширять рамки этих достижений.

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *