Полиуретановые дисперсии Synthopol Chemie

*по всем вопросам Вы можете обратиться по телефону (812) 441 21 80.

Автор статьи: Павлов Евгений Алексеевич, к.т.н., региональный представитель 

Данная статья посвящена знакомству читателя с водными полиуретановыми дисперсиями производства Synthopol (Германия), как современными, с точки зрения экологии,  материалами для мебельной промышленности.

В настоящее время на мировом рынке имеется довольно широкий выбор сырьевых компонентов для полиуретановых (ПУ) ЛКМ. Варьирование полиольного и изоцианатного компонентов позволяет получить композиции, пригодные для окраски практически любого изделия. Благодаря своей износостойкости, водостойкости, механической твёрдости, высокой эластичности, хорошей адгезии к различным поверхностям (чёрным и цветным металлам, различным породам дерева, пластику, кирпичу, бетонам и др.) покрытия на основе органоразбавляемых ПУ ЛКМ прочно закрепились в различных отраслях промышленности. В некоторых областях, таких как промышленная окраска древесины, они доминируют на рынке в течение многих лет.

Производители ЛКМ во всех регионах мира постоянно ищут пути снижения содержания летучих органических соединений при сохранении высокого качества материалов. В основе этого лежит ряд причин:
законодательство ЕС, в частности директива по эмиссии растворителей 1999/13/EC (SED) для всех промышленных ЛКМ и «связанных с ними процессов», осуществляемых в стационарных установках, включая производство ЛКМ, а также директива по декоративным ЛКМ 2004/42/EC (DPD) для всех строительных ЛКМ, наносимых на объектах.

Исходя из вышесказанного можно предположить, что  доля водно-дисперсионных однокомпонентных (1К) и двухкомпонентных (2К) ПУ ЛКМ будет повышается.

Покрытия из дисперсий ПУ на водной основе были впервые предложены в семидесятых годах, а в настоящее время они широко представлены на рынке в форме 1К и 2К материалов.

Мебельная промышленность является важным, но непростым рынком для покрытий на водной основе.

В опубликованном в начале 2006 г. отчете крупного европейского проекта, известного как инициатива COST E18 (проект создан с целью повышения эксплуатационных характеристик, долговечности и экологического профиля конструкций из древесины с покрытиями) указывается, что технологии производства материалов на водной основе усовершенствовались до такой степени, что 1К ПУ покрытия могут заменить нитроцеллюлозу, а покрытия на основе 2К ПУ дисперсий – своих органоразбавляемых 2К ПУ конкурентов.

Основным недостатком полиуретановых дисперсий является их высокая стоимость, однако, данный недостаток можно ликвидировать за счет приготовления так называемых гибридных систем полиуретана и акрилата.

Известны два типа синтеза полиуретановых дисперсий:
- тип I: синтез полиуретанового  преполимера протекает в среде органического растворителя с дальнейшей  отгонкой растворителя и эмульгированием в воде.

тип II: исходная полимеризация уретана, в которой растворитель заменяют акриловым мономером. Образование дисперсии происходит автоматически при введении в преполимер воды. На этом этапе для повышения молекулярной массы можно осуществлять увеличение цепи, далее ведут полимеризацию акрилата.

1К ЛКМ на основе ПУ дисперсий в настоящее занимают лидирующие позиции на рынке ВД-ЛКМ для деревянных полов. Доминирование обусловлено их прекрасными механическим свойствам, таким как абразивная стойкость, устойчивость к истиранию подошвами и эластичность.

Рассмотрим основные однокомпонентные полиуретановые дисперсии Synthopol, области их применения и свойства покрытий на их основе.

Марка дисперсии

Содержание нелетучих веществ, %

рН

Содержание растворителей, %

Минимальная температура пленкообразования,

° С

Свойства покрытий

Области применения

Liopur 2004-140

дисперсия алифатического полиуретана на основе специального полиэстера 

38 ± 1

 

7,0-9,0

<0,5 

<5 

Пленки обладают очень хорошей водостойкостью и хорошей устойчивостью к действию этанола. 
После сушки в течение 5 дней при комнатной 
температуры,
Прочность на разрыв 1,5 Н/мм2 
Относительное удлинение при разрыве около 400%

Покрытия по дереву, паркетные лаки

Liopur PFL 1130

нефте-модифицированная, алифатическая дисперсия полиуретана

30 ± 1

 

7,0-9,0

4

20 ± 2

 

После воздушной сушки покрытия обладают очень хорошей твердостью и устойчивость к истиранию. 
В сочетании с дисперсией акрилата обладает 
высокой химической стойкостью

Паркетные лаки, химически стойкие покрытия для дерева

Liopur 2004-119

дисперсия алифатического полиуретана на основе специального полиэстера

40 ± 1

 

7,0-8,5

8

<20

Покрытия обладают хорошей твердостью, гибкостью, эластичностью, водостойкостью, светостойки
и устойчивы к гидролизу.
После 4 дней сушки при комнатной температуре
Прочность на разрыв 2-3 Н/мм2
Относительное удлинение при разрыве 130%

Покрытия подходят для дерева, паркетные лаки, окраска пластика и металлов.

LiopurPFL 1263

дисперсия полиуретана на основе сложного полиэфира

40 ± 2

 

7,0-9,0

2

<5

Покрытия обладают хорошей твердостью, отличной гибкостью и эластичностью, водостойкостью, светостойкостью. Прочность на разрыв около 1 Н/мм2 
Относительное удлинение при разрыве 700% 

Прозрачные покрытия для древесины различных пород

 Водные дисперсии 2К ПУ-ЛКМ сочетают превосходную стойкость к действию растворителей и химическую стойкость с уникальными механическими свойствами. Они основаны на комбинации водных полиолов с водоэмульгируемыми алифатическими полиизоцианатами. Прозрачные и пигментированные ЛКМ, получаемые на их основе, обладают отличным растеканием и образуют высокоглянцевые покрытия с хорошими механическими свойствами, обеспечивающими идеальный баланс между твердостью и эластичностью даже при низких температурах.

Еще одной характеристикой таких ПУ покрытий является хорошая стойкость к царапанью. Они являются наилучшим выбором в том случае, когда требуются ЛКМ с низким содержанием летучих органических растворителей, универсальными условиями нанесения и сушки, образующие покрытия с комплексом эксплуатационных свойств. В зависимости от конкретных требований рекомендуются акриловые полиолы на основе вторичных дисперсий или первичных эмульсионных полимеров. В то время, как акриловые вторичные дисперсии отлично смачивают древесину и обеспечивают высокий блеск покрытий, эмульсионные полимеры способствуют быстрой сушке. В качестве водоэмульгируемых полиизоцианатов рекомендуются либо полиизоцианаты, модифицированные простыми полиэфирами, либо, в случае высоких требований к химстойкости покрытий, полиизоцианаты, модифицированные аминосульфоновой кислотой.

Несмотря на то, что в настоящее время их использование в этом секторе невелико и в странах Западной Европы не превышает 3 % общего объема ПУ ЛКМ подобного назначения, специалисты единодушно прогнозируют постепенное вытеснение традиционных 2К ПУ водоразбавляемыми аналогами.

Ниже приведены основные 2К ПУ водные дисперсии Synthopol

Марка дисперсии

Содержание нелетучих веществ, %

рН

Содержание растворителей, %

Минимальная температура пленкообразования,

° С

Свойства покрытий

Области применения

Liopur 2004-151

алифатическая дисперсия полиуретана на основе поликарбоната

37 ± 2

 

7,0-9,0

9,5 

<5 

Пленки обладают очень хорошей водостойкостью, светостойкостью, химически стойкие, устойчивы к истиранию. 
После сушки в течение 4 дней при комнатной 
температуры,
Прочность на разрыв 1,7 Н/мм2 
Относительное удлинение при разрыве около 135%

2К паркетные лаки

Liopur 2005-380

 алифатическая дисперсия полиуретана

35 ± 2

 

7,0-9,0

4

<20

 

После отверждения эмульгированным полиизоцианатом покрытия обладают очень хорошей твердостью и устойчивость к истиранию. 
В сочетании с дисперсией акрилата обладает 
высокой химической стойкостью и хорошей стойкостью к истиранию. 

2К паркетные лаки, покрытия по дереву, подвергающиеся шлифованию.

Прекрасно подходят для лакирования светлых пород древесины

Liopur PFL 1953

дисперсия алифатического полиуретана на основе полиэстера

41 ± 2

 

6,5-8,5

<1

<5

Отвержденные покрытия обладают хорошей твердостью, гибкостью, эластичностью, водостойкостью, светостойкостью, термостойкостью (до 90°С).

2К паркетные лаки.

Покрытия подходят для дерева и пластика

LiopurPFL 1964

дисперсия полиуретана на основе поликарбоната

38 ± 2

 

7,0-9,0

<0,5

<20

Отвержденные покрытия обладают хорошей твердостью, отличной гибкостью и эластичностью, водостойкостью, светостойкостью, термостойкостью (до 90°С).

2К паркетные лаки, покрытия по дереву, подвергающиеся постоянному воздействию УФ

 Как весьма перспективную сферу применения 2К водных дисперсий можно рассматривать окраску металлических и пластмассовых изделий.

Большое разнообразие ПУ водных дисперсий позволяет получить высококачественные, долговечные и надежные покрытия различного назначения, чем обеспечивает их высокую конкурентоспособность на рынке лакокрасочной продукции.

Как показал данный обзор, технология ПУ водных дисперсий преодолела большинство наиболее очевидных преград своему более широкому распространению, а известные технологии продолжают расширять рамки этих достижений.