Полиуретаны в лакокрасочной промышленности
Дороговизной сырья объясняется и относительно высокая стоимость полиуретанов по сравнению с другими видами пленкообразователей. Полиуретаны дороже большинства наиболее известных ЛКМ. Однако с учетом долговечности покрытий (составляющей в среднем 7,5 - 13 лет, а в ряде случаев и 15-20 лет) и уникальных эксплуатационных свойств полиуретановые ЛКМ можно с уверенностью считать достаточно конкурентоспособными, особенно если речь идет об окраске изделий ответственного назначения.
В настоящее время на мировом рынке имеется довольно широкий выбор сырьевых компонентов для полиуретановых ЛКМ. Варьирование полиольного и изоцианатного компонентов позволяет получить композиции, пригодные для окраски практически любого изделия. В каждом конкретном случае при выборе полиуретанового ЛКМ следует руководствоваться типом окрашиваемого материала и условиями его эксплуатации. При этом необходимо принимать во внимание, что акрилоуретановые покрытия характеризуются повышенной устойчивостью к воздействию воды, кислотных дождей и газов, а полиэфируретановые - твердостью и химстойкостью, хотя и не выдерживают прямого контакта с жидкими химикалиями. Эпоксиуретановые покрытия обладают превосходной химической и коррозионной стойкостью, но из-за недостаточной атмосферостойкости и склонности к мелению не могут применяться для верхних отделочных покрытий.
Полиуретановые ЛКМ могут быть одно- и двухупаковочными. Согласно международной классификации их можно разделить на несколько групп. Первую составляют двухупаковочные системы, отверждающиеся при обычной или повышенной температуре. Вторая группа объединяет полиуретановые ЛКМ, отверждающиеся при обычной температуре влагой воздуха. Третью группу составляют полиуретановые ЛКМ горячей сушки, образующие покрытия при высокой температуре (100 - 150°С). Четвертая группа - это полиуретаны физической сушки, к которым относятся, в частности, водные дисперсии. В последнюю группу входят ЛКМ на основе модифицированных полиуретанов - уралкиды окислительной сушки.
На основе перечисленных полиуретанов изготавливаются лакокрасочные системы как традиционного органо-разбавляемого типа (лаки и эмали), так и экологически благоприятные ЛКМ: на водной основе, с высоким сухим остатком (ВСО), порошковые и радиационной сушки. Все полиуретановые ЛКМ имеют специфические сферы применения, причем некоторые из них пригодны только для использования в довольно узких областях, тогда как другие можно отнести к ЛКМ универсального назначения.
Среди органоразбавляемых полиуретановых ЛКМ наиболее популярны двухупаковочные лаки и эмали, один из компонентов которых представляет собой раствор полиола с пигментами и добавками, а второй - раствор изоцианатного отвердителя. Компоненты смешивают непосредственно перед употреблением, так как жизнеспособность этих ЛКМ ограничивается интервалом от 6 - 8 до 72 ч. Многие из полиуретанов такого рода отверждаются при обычной температуре, некоторые требуют нагревания или введения дополнительных катализаторов. Однако во всех случаях они образуют покрытия исключительно высокого качества, отличающиеся абразиво-, хим-, морозо-, водостойкостью, хорошими декоративными свойствами.
Благодаря хорошей коррозионной стойкости двухупаковочные полиуретаны успешно используются как компонент многослойной окраски различных строительных конструкций из металлов, эксплуатирующихся в атмосферных условиях. Как правило, они служат материалом для верхних слоев покрытий и в значительной степени обеспечивают их долговечность.
В сочетании с эпоксидными или другими антикоррозионными грунтовками полиуретановые лаки и эмали используются для защиты мостов, резервуаров, трубопроводов, а также самолетов, экскаваторов, вагонов, комбайнов и т. п. Мосты, окрашенные четырьмя слоями (цинкобога-щенная эпоксидная грунтовка + 2 эпоксиполиамидных промежуточных слоя + двухупаковочный полиуретановый лак Imron американской фирмы Du Pont), более 5 лет выдерживают эксплуатацию в условиях холодного климата. Для защитно-декоративной окраски трубопроводов и резервуаров идеально подходит трехслойная система, состоящая из эпоксидного грунта толщиной 100-150 мкм, полиуретанового базисного слоя и прозрачного покровного лака (толщина каждого слоя 37 - 87 мкм). Такое покрытие надежно защищает объекты водоочистных систем от повышенной влажности и интенсивного солнечного излучения в течение 10 лет. Уникальной долговечностью и химстойкостью характеризуются покрытия на основе чисто полиуретановых ЛКМ с повышенным содержанием антикоррозионных пигментов. Покрытие, состоящее из цинкобогащенной полиуретановой грунтовки и полиуретанового лака, имеет срок службы в особо агрессивных средах свыше 15 лет.
В последнее время двухупаковочные полиуретановые ЛКМ начали активно использовать в автомобилестроении для формирования грунтовочных, промежуточных и верхних покрытий. В Северной Америке, например, в настоящее время действуют 5 производственных линий по окраске автомобильных кузовов полиуретановыми ЛКМ. Поскольку температура сушки таких ЛКМ невысока (не более +80°С), их очень удобно применять для совместной окраски пластмассовых и металлических деталей кузова. Для получения бесцветных отделочных покрытий кузовов используются акрилуретановые лаки на основе алифатических изоцианатов. Покрытия из таких лаков не проявляют склонности к постепенному пожелтению, как это происходит с лаками, содержащими ароматические изоцианаты.
Постоянно растущий сектор потребления двухупаковочных полиуретанов - грунтовки и эмали для ремонта автомобилей. В сфере авторемонта полиуретановые ЛКМ по праву занимают лидирующее положение, превосходя по популярности алкидные, акриловые и другие материалы. В общем объеме лакокрасочных материалов для авторемонтных работ на их долю приходится 40% ЛКМ, потребляемых в мире, и 85% - в Западной Европе. Разработкой и производством двухупаковочных полиуретановых лаков и эмалей занимается ряд крупнейших зарубежных фирм, среди которых ICI (Англия), Monsanto (США), Mobay Со. (США), Basay Kanri (Япония), Cray Valley (Англия), Bayer (Германия) и др.
Загрузка ...