Лакокрасочные материалы и покрытия. Принципы составления рецептур

Применение водных двухупаковочных полиуретановых материалов

Как и органорастворимые, готовые водоразбавлямые двухупаковочные полиурета­новые составы имеют ограниченную жизнеспособность. Однако это время нельзя опре­делить путем измерения вязкости, как это делается для органорастворимых материа­лов. Для многих водоразбавляемых полиуретановых составов после смешения с отвер­дителем на начальной стадии может наблюдаться даже снижение вязкости. При этом

Ограничение жизнеспособности системы можно заметить лишь тогда, когда наблюдает­ся значительное ухудшение растекания нанесенного материала. Производители таких двухупаковочных полиуретановых составов должны знать жизнеспособность материа­лов после смешения, информировать об этом потребителей, а также учитывать, что температура хранения играет решающую роль.

Для водоразбавляемых двухупаковочных полиуретановых композиций также мож­но использовать катализаторы отверждения, например специальные трудно гидролизу­емые комплексы солей металлов. Естественно, при их введении срок жизни составов сокращается. Третичные амины, применяемые как агенты нейтрализации, могут также оказывать каталитическое действие, однако необходимо, чтобы они испарялись в про­цессе формирования покрытий.

Покрытия на основе водоразбавляемых двухупаковочных полиуретановых лаков, грунтовок, эмалей близки по эксплуатационным свойствам к покрытиям из составов, содержащих растворители. Они имеют высокую химическую стойкость, а при использо­вании в качестве пленкообразователя алифатических и циклоалифатических полиэфи­ров также и хорошую атмосферостойкость. Достоинство водоразбавляемых полиурета­новых составов - низкая эмиссия растворителей по сравнению с аналогичными соста­вами, содержащими растворитель. Такие материалы представляют интерес прежде всего для потребителей, предъявляющих высокие требования к эксплуатационным свойствам покрытий.

Определенное неудобство представляет двухупаковочность составов, состоящих из основы лака и отвердителя. Однако если в производственном процессе можно органи­зовать участок по порционному приготовлению составов механизированным способом, то эта проблема отпадает. Поэтому водоразбавляемые двухупаковочные полиуретано­вые лаки нашли особенно широкое применение в промышленности при окраске метал­лических и других изделий, в том числе автотранспорта, где они используются уже в те­чение длительного времени.

При непрерывном процессе окрашивания с подачей лакокрасочного материала из краскозаготовительного отделения, как на автомобильном производстве, для выпуска готовых полиуретановых составов необходимо применять эффективное смесительное оборудование [12]. При окрашивании полиуретановыми материалами автомобилей, ес­тественно, применяется горячая сушка. При отверждении водоразбавляемых составов нагреванием могут возникнуть дефекты на покрытиях, связанные с особенностями фи­зического поведения воды: образование пузырей и нарушение сплошности пленки. Для недопущения подобных дефектов необходимо применять увеличенное количество со - растворителей и целевых добавок.

Более сложным является применение водоразбавляемых двухупаковочных поли­уретановых материалов для ремонтного окрашивания автомобилей. Поэтому водораз­бавляемые лакокрасочные материалы пока ограниченно используют на предприятиях ремонтного окрашивания автомобилей в Европе. Для этой цели рекомедуют органора­створимые полиуретановые составы.

В табл. 3.12 приведена рецептура водоразбавляемой двухупаковочной полиурета­новой грунтовки, предназначенной для промышленной окраски металлоизделий. Соот­ношение пленкообразователя и отвердителя 100 :17,3 или 85,3 :14,7.

Таблица 3.12

Рецептура водоразбавляемой полиуретановой грунтовки для промышленного применения

В качестве основы грунтовки [13] служит водная полиакриловая дисперсия (45%-ная) с содержанием ОН-групп 3,2% (в пересчете на сухое вещество), а в качестве отвердителя - низковязкий тример гексаметилендиизоцианата (содержание NCO-rpynn 23,0%). В качестве пигментов и наполнителей выбраны диоксид титана, желтый желе­зооксидный пигмент, фосфат цинка (антикоррозионный пигмент), тальк, сульфат бария и слюда. Кроме того, в дисперсионной среде присутствуют пеногаситель, диспергатор и водорастворимый ингибитор коррозии. В полиакриловую дисперсию предварительно вводят также смачивающий агент и загуститель. Соотношение 1МСО : ОН должно со­ставлять 1,5:1.

При отверждении полиакриловой смолы с содержанием ОН-групп 3,2% полиизоци­анатом (1МСО- = 23,0%) можно рассчитать ЫСО-коэффициент:

ОН-% • М„со • 100 3,2 • 42 • 100

N00-коэффициент =------------------------------------------------ = ----------------------------------------- =34 г/100 г

1ЧСО-% • Мон 23 »17

ЫСО - коэффициент • Макрилата • соотношение отвердителя

^отвердителя = = 17,3

Масса отвердителя (на сухое вещество)

Содержание сухого вещества в грунтовке первоначально составляет 64%. После разбавления обессоленной водой до рабочей вязкости 50 с (воронка ВЗ-4 / 23°С) массо­вая доля нелетучих веществ составит 56%. Степень пигментирования грунтовки = 1,6:1.

9,9/ 4,1 + 2,3/ 2,7 + 10,4/ 4,3 + 6,9/ 2,7 + 11,6/ 3,5 + 3,8/ 3,9

ОКП ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ . 100% = 33%

9,9/ 4,1 +2,3/2,7+10,4/4,3+6,9/2,7+11,6/3,5+3,8/3,9+19,8/1,2+10,2/1,2

Грунтовка отверждается при комнатной температуре.