полиуретановые лаки

ПОЛИУРЕТАНОВЫЕ ЛАКИ

лакокрасочные материалы на основе изоцианат- и гидроксилсодержащих соед., реагирующих между собой с образованием полиуретанов. В качестве первых соед. используют низкомол. продукты превращения мономерных диизоцианатов (олигомерные продукты циклополимеризации алифатич. и ароматич. изоцианатов, аддукты изоцианатов с гликолями и многоатомными спиртами, полиизоцианаты), в качестве вторых — простые и сложные олигоэфиры, эпоксидные, виниловые, акриловые и др. олигомеры разветвленного и линейного строения, содержащие гидроксильные группы. Известны т. наз. без-изоцианатные П. л., получаемые, напр., из олигомеров про-пиленоксида, содержащих циклокарбонатные группы, и диаминов. Подробнее см. полиуретаны.

Кроме указанных пленкообразующих соед. в состав П. л. входят растворители, катализаторы и др. компоненты. Растворителя-ми и разбавителями П. л. служат кетоны (метилизобутил-кетон, метилэтилкетон, ацетон, циклогексанон), сложные эфиры (этил- и бутилацетаты, этилгликольацетат) и ароматические углеводороды (ксилол, толуол). Растворитель, а также др. компоненты, входящие в состав П. л., не должны содержать гидроксилсодержащих примесей (воды, спирта), реагирующих с изоцианатами. Известны также П. л., не содержащие летучих орг. растворителей,-порошковые и водоразбавляемые (см. водоразбавляемые лакокрасочные материалы). В качестве катализатора отверждения используют третичные амины, орг. производные Zn, Sn(II) и Sn(IV), ацетилацето-наты Fe, Co, Mn, нафтенаты и каприлат Zn, триалкил-фосфины, триалкилфосфиты и др.

Полиуретановые эмали, в отличие от лаков, содержат также орг. и неорг. пигменты и наполнители (TiO₂, Cr₂O₃, железооксидные и фталоцианиновые пигменты, техн. углерод, тальк, барит и др.). Кроме того, в П. л. вводят разл. целевые добавки (напр., кремнийорг. жидкости или ацето-бутират целлюлозы) с целью снижения поверхностного натяжения пленок и получения бездефектных лакокрасочных покрытий.

П. л. могут быть одно- и двухупаковочными; в последних пленкообразущие компоненты находятся раздельно и смешивают их непосредственно перед окраской. В одноупако-вочных П. л. в качестве пленкообразующих компонентов используют: гидроксилсодержащий олигомер и блокир. диизоцианат, уралкидную смолу (образуется путем частичной замены фталевого ангидрида диизоцианатом при синтезе алкиднои смолы); олигомеры, содержащие своб. изоцианатные группы (т. наз. форполимеры, образующиеся при взаимодействии гидроксилсодержащего олигоэфира с избытком диизоцианата); нереакционноспособные олигоэфируретаны.

При получении пигментированных П. л. пигменты и наполнители диспергируют в растворе пленкообразователя в бисерной или шаровой мельнице, в случае двухупаковочных П. л. — в растворе гидроксилсодержащего олигомера.

Перед нанесением П. л. необходима тщательная подготовка окрашиваемой поверхности металла. Применяют мех. очистку (гидроабразивную или дробеструйную) с послед. обезжириванием или хим. очистку (травление после предварит. обезжиривания). П. л. наносят на предварительно загрунтованную поверхность металла (чаще всего грунтовками на основе эпоксидных смол) одним-двумя слоями. Приняты след. методы нанесения: распыление (пневматич., безвоздушное или в электрич. поле высокого напряжения), причем для двухупаковочных систем используют двухсопловые распылители; налив; электроосаждение; кистью (подробнее см. лакокрасочные покрытия). При применении П. л. и выборе метода их нанесения следует иметь в виду — невысокую жизнеспособность (неск. часов) двухупаковочных систем.

Пленкообразование при применении двухупаковочных систем осуществляется в результате взаимод. гидроксильных и изоцианатных групп компонентов с образованием поперечных уретановых связей; скорость взаимодействия зависит от температуры и количества катализатора. Продолжительность сушки таких лаков при 20 °C колеблется от 1 −2 ч до неск. суток.

Одноупаковочные системы на основе блокир. изоцианатов отверждаются по механизму двухупаковочных систем, но только при повышенных температурах (170–200 °C, за 30–60 мин), зависящих от температуры распада блокир. изоцианатов. Пленкообразование др. одноупаковочных П. л. зависит от типа пленкообразователя; возможны след. случаи: взаимод. на подложке изоцианатных групп форполимера с влагой воздуха при 20–60 °C с образованием полимера, содержащего мочевин-ные группы; окислит. полимеризация введенных в уралкидную смолу триглицеридов растит. масел в присутствии сиккативов (нафтенаты Со, Pb или Mn) при 20–100 °C; испарение растворителя и физ. высыхание пленки в нереакционноспособных лаках при 20–100 °C.

П. л. образуют покрытия, обладающие высокой твердостью, прочностью, эластичностью, очень высокой стойкостью к истиранию и царапанию. Они устойчивы к воздействию влаги, растворов солей, разб. кислот и щелочей, минер. масел, алифатич. и ароматических углеводородов. Характеризуются высокими диэлектрич. свойствами и сохранением эксплу-атац. свойств в широком диапазоне температур (от −50 до 130 °C). Очень ценное их свойство-хорошая декоративность; покрытия, полученные при применении П. л. на основе алифатич. изоцианатов, отличаются высокой атмосферостойкостью (в т. ч. в условиях тропич. климата).

Недостатки П. л. — невысокая жизнеспособность двухупаковочных композиций; сравнительно невысокая адгезия к металлич. подложкам; высокая стоимость.

Применяют П. л. для окраски разл. оборудование, сооружений и изделий из металла (в авиа- и приборостроении, хим., кабельной, радиотехн. и электронной промышленности, в железнодорожном и городском транспорте), дерева (мебель, полы, спортинвентарь), бетона, пластмасс, кожи.

^{Лит.: Благонравова А. А., Пронина И. А., Тартаковская А. М., "Журнал Всес. хим. общества им. Д. И. Менделеева", 1967, т. 12, №4, с. 403–10; Омельченко С. И., Сложные олигоэфиры и полимеры на их основе, К., 1976; Brushwell W., "Farbe und Lack", 1983, Jg. 89, № 1, S. 15–19. См. также лит. при ст. полиуретаны.}

_{А. М. Тартаковская}