Полиуретаны в лакокрасочной промышленности
Крупнейшим разработчиком двухупаковочных водных полиуретанов является немецкая фирма Вауег, которая на основе собственного сырья выпускает двухупаковочные во-доразбавляемые полиуретановые композиции, используемые для авторемонтных покрытий. Поскольку содержание растворителей в таких ЛКМ невелико (на 85% меньше по сравнению с обычными лаками и эмалями), они полностью отвечают требованиям современных экологических нормативов. Кроме этого, двухупаковочные водные полиуретаны имеют и другие достоинства, среди которых хорошая жизнеспособность –3ч, возможность получения толстослойных покрытий (до 80 мкм), а также отличный внешний вид, прочность, водо-, хим- и атмосферостойкость.
Кроме фирмы Вауег, разработчиками в области двухупаковочных водоразбавляемых полиуретанов являются компании Zeneca (Нидерланды), Hoechst (Германия), Air Products (США) и др. Большой ассортимент полиуретановых дисперсий предлагает немецкая фирма Hoechst. Особый интерес представляют двухупаковочные дисперсии Daotan с температурой отверждения +60 - 80°С, обладающие прекрасной адгезией к металлам и пластмассам, включая акрилбутадиенстирольные, поликарбонатные, полиамидные, полипропиленовые, полиуретановые. Эти дисперсии успешно применяются для окраски пластиковых элементов автомобилей (бамперов, элементов отделки кузова и салона, панелей управления), в производстве аудио-видеотехники, компьютеров и т. п.
Серьезного внимания заслуживают двухупаковочные водные полиуретаны фирмы Air Products для промышленного ремонта. Эти композиции интересны тем, что почти не содержат органических растворителей, а покрытия на их основе по эксплуатационным характеристикам практически не уступают покрытиям из органоразбавляемых аналогов. Несмотря на высокое качество, уникальную долговечность и экологические достоинства двухупаковочных полиуретанов на водной основе, они имеют существенные недостатки, связанные с ограниченной жизнеспособностью и относительной токсичностью изоцианатного компонента. Значительно более технологичными и безопасными являются одноупаковочные аналоги на основе преполимеров физической сушки или самосшивающихся пленкообразователей.
Крупнейшими производителями таких красок являются фирмы ICI, Air Products, Bayer, King Industries, Zeneca, Ciba-Geigy и др. Широкий ассортимент выпускаемых этими фирмами полиуретановых дисперсий находит применение при окраске древесины, бетона, пластмасс, кожи и т. д.
Перспективной областью потребления этих ЛКМ становится защита металлоизделий: рулонного металла, авиатехники, ядерных установок, фурнитуры, а также металлоконструкций, эксплуатирующихся в особо загрязненной атмосфере. Быстрыми темпами увеличивается потребление водно-дисперсионных полиуретанов для покрытий деревянных и паркетных полов. За последние 5 лет объем водных полиуретановых ЛКМ, израсходованных на эти цели, увеличился в 2,5 раза в промышленном секторе и в 10 раз в розничной продаже. На рынке имеются полиуретановые дисперсии, предназначенные для отделки кабинетов, мебели, предметов интерьера и т. п. Это ЛКМ из серии "сделай сам", в которую входят также и лаки для полов.
Наиболее распространенным типом водных ЛКМ для древесины являются смеси полиуретановых дисперсий и акриловых латексов, гибридные акрилуретановые дисперсии и композиции на основе акрилуретанов с частицами типа ядро/оболочка. Последние выпускаются, в частности, немецкой фирмой Witco под торговой маркой Witcobond. Они предназначаются для окраски не только древесины, но и металла, а также бетона. Покрытия из дисперсий Witcobond превосходят по эксплуатационным свойствам и особенно по химстойкости покрытия из традиционных полиуретановых дисперсий и физических смесей полиуретанов с акрилатами и даже органоразбавляемых влагоотверждаемых полиуретанов.
Важнейшая сфера применения полиуретанов - производство порошковых красок. Полиуретановые порошковые краски наиболее популярны в США и Японии, где на их долю приходится 35% и 27% общего объема потребляемых порошков. В Западной Европе этот показатель составляет всего 4%. Полиуретановые порошковые краски хорошо подходят для отделки бытовой техники, так как покрытия на их основе имеют отличную твердость и ударопрочность, стойки к пожелтению в ходе горячей сушки. Акрило- и полиэфируретановые порошки зарекомендовали себя как высококачественные материалы для отделки электроприборов.
Для изготовления порошковых полиуретанов используют полиэфирполиолы и несколько реже - эпокси- и акрилатполиолы. Отверждающими агентами служат изоцианаты, блокированные фонолами, аминами, оксимами, лактамами и т. п. Последние создают проблему в виде выделения во время отверждения токсичных летучих компонентов. Над ее решением работают многие крупные фирмы. Довольно успешно преодолевает возникающие на этом пути сложности компания Вауег, используя по-лиуретдионовые отвердители взамен традиционных. Американская фирма Creanova занимается разработкой внутренне блокированных изоцианатных отвердителей, исключающих выделение токсичных компонентов при отверждении полиуретановых порошков. Эта технология пользуется большим успехом в странах Западной Европы.
Полиуретановые порошковые краски, подобно другим порошковым ЛКМ, характеризуются довольно высокой температурой отверждения, что приводит к значительному расходу энергии. Для снижения температуры сушки можно использовать катализаторы из числа оловосодержащих соединений. Этим путем можно получить композиции с температурой сушки +140 -160С и тем самым сэкономить до 25% энергии, необходимой для отверждения. Важный резерв для получения полиуретанов с пониженной температурой сушки представляют порошки на основе полиэфирполиолов, сшиваемые с помощью тримера толуилендиизоцианата. Это так называемые полиэфиртриглицидилизоциануратные порошки, занимающие по объемам производства в странах Западной Европы третье место после эпоксидных и эпоксиполиэфирных.
Загрузка ...