Двухкомпонентные полиуретановые лакокрасочные материалы
Двухкомпонентные материалы состоят из полуфабрикатного лака или эмали и второго компонента — изоцианата. В состав полуфабрикатного материала входит гидроксилсодержащий насыщенный полиэфир, растворители, катализаторы и другие добавки, необходимые для создания матовости, улучшения розлива и других свойств покрытия. Полуфабрикатная эмаль, кроме того, содержит пигменты.
Насыщенные полиэфиры получают на основе преимущественно адипиновой и фталевой кислот и многоатомных спиртов — гликолей, глицерина, триметилол-пропана и др. (в виде 50%-ных растворов в циклогексаноне). Варьируя соотношение компонентов, можно получать полиэфиры с различным гидроксильным числом. Увеличение содержания трехатомных спиртов способствует повышению гидроксильного числа смолы, что, в свою очередь, приводит к получению малоэластичных покрытий с высокой твердостью.
В качестве растворителей применяют циклогексанон, метилэтилкетон, метил-изобутилкетон, реже ацетон, бутил — и этилацетат марки А (с содержанием эфиров не менее 98%) и этилгликольацетат. Для удешевления лакокрасочных материалов применяют в небольших количествах ксилол и толуол, однако они отрицательно влияют на жизнеспособность лаков и эмалей.
В качестве катализаторов, ускоряющих отверждение покрытий, применяют октоат цинка. Для повышения розлива покрытия в полуфабрикатный лак вводят винифлекс, поливинилбутираль, ацетобутират целлюлозы. Для получения матовых покрытий добавляют высокодисперсный оксид кремния (аэросил).
Пигментами для полиуретановых лакокрасочных материалов служат двуокись титана (рутильной формы), литопон, железоокисные пигменты (красные,
желтые, черные), окись хрома, ультрамарин, некоторые сорта технического углерода, фталоцианиновые и другие органические пигменты, не содержащие реак-ционноспособных (по отношению к изоцианатным) групп. Пигменты, содержащие цинк (белила цинковые, крон цинковый) и свинцовые пигменты не применяются. Пигменты должны содержать минимальное количество влаги.
В качестве изоциаиатного компонента применяют: продукт 102Т (2,4-то-луилендиизоцианат); продукт Т-65/35 (смесь изомеров толуиленизоцианата, содержащая 65% изомера 2,4 — и 35% изомера 2,6-); диэтиленгликольуретан (ДГУ) 100%-ный; 70%-ный раствор ДГУ в циклогексаноне; ДГУ-65 на основе продукта Т-65/35; полиизоцианурат T—40%-ный раствор продукта циклополимеризацни 2,4-толуилендиизоцианата; полиизоцианурат ТГ — 50%-ный раствор продукта циклополимеризацни ароматического и алифатического диизоциа-натов.
К алифатическим изоцианатным соединениям относится полиизоцианат-биу-рет — тример 1,6-гексаметилендиизоцианата марок ЭК, К и Н.
Ароматические изоцианаты используются чаще алифатических благодаря лучшей реакционной способности. Однако алифатические изоцианаты придают полиуретаиовым покрытиям высокую светостойкость и длительную атмосферо-стойкость в различных климатических условиях и хорошие декоративные свойства. Для повышения реакционной способности алифатических полиизоцианатов в лакокрасочный материал добавляют катализатор, чаще всего октоат цинка. Изоцианатные соединения следует тщательно оберегать от соприкосновения с влагой воздуха, спиртами, моноэфиргликолями, фенолами и другими гидроксил-содержащими веществами.
Жизнеспособность лакокрасочных материалов после введения в их состав изоцианатных соединений составляет от нескольких часов до 24 ч. Жизнеспособность полиуретанового лакокрасочного материала зависит от концентрации пленкообразующего вещества, температуры хранения и типа растворителя. Снижение концентрации пленкообразующего вещества с 50—60 до 30—40% повышает жизнеспособность материала с 3—6 до 12—20 ч. Применение ароматических разбавителей (ксилола) снижает жизнеспособность с 16 до 4 ч (при содержании 30% ксилола в смеси растворителей).
Получение двухкомпоиентных полиуретановых лаков включает синтез полиэфира, составление лака иа его основе и комплектации с соответствующим изоцианатным соединением.
Полиэфирную смолу (в частности марки 10-47) получают в виде 60%-ного раствора в циклогексаноне. Исходными компонентами являются диэтиленгли-коль, адипиновая кислота и фталевый ангидрид. Синтез полиэфира 10-47 проводят в реакторе с пропеллерной или турбинной мешалкой, оборудованном полутрубной рубашкой для обогрева ВОТ или электроиидукционным устройством. Реактор соединен с конденсатором, разделительным сосудом и вакуум-приемником, обеспечивающим возможность проведения синтеза с азеотропной отгонкой реакционной воды. Синтез проводят в одну стадию. Многоатомные спирты и кислоты смешивают в реакторе с 2—3% ксилола и подогревают до 2000C и при этой температуре ведут синтез до получения полиэфира с заданными показателями. Выделяющуюся в процессе синтеза воду отгоняют вместе с ксилолом в виде азеотропной смеси, которая после охлаждения в конденсаторе разделяется в сосуде и верхний ксилольный слой возвращается в реактор. Готовую смолу вакуумируют от остатков ксилола при 150°С, после чего она поступает в смеситель для растворения в циклогексаноне. Для получения полуфабрикатного лака к раствору полиэфира добавляют предварительно приготовленные и очищенные растворы фенолоформальдегидной смолы, ацетобутирата целлюлозы и катализаторов в циклогексаноне. Затем лак типизируют по вязкости и содержанию нелетучих веществ и очищают. После расфасовки полуфабрикатный лак комплектуется соответствующим полиизоцианатом.
Получение двухкомпоиентных полиуретановых эмалей включает диспергирование пигментов в полиэфирном лаке и последующее смешение пигментной, пасты с остальными компонентами эмали. Диспергирование пигментов проводят в шаровой или бисерной мельнице, а смешение компонентов и типизацию — в вертикальном смесителе с якорной или рамной мешалкой. После очистки эмаль комплектуют соответствующим полиизоцианатом.