Современные решения в 2К ПУ системах для защиты металла

Галкина Ю.В., Технический специалист

компания "Аттика", г. Санкт-Петербург

Компания «Аттика» является одним из ведущих дистрибьюторов химического сырья в России и странах СНГ, представляя широкий ассортимент связующих производства Synthopol Chemie (Германия) для изготовления антикоррозионных материалов. Производство акриловых гидроксилсодержащих смол (полиолов), отверждаемых полиизоцианатами, занимает одно из важных мест в ассортименте компании Synthopol Chemie. На основе полиолов изготавливают 2-х компонентные ПУ-системы промышленного применения по металлу с хорошей атмосферо- и химстойкостью.

Полиуретаны (ПУ) – перспективные продукты для создания лакокрасочных материалов с повышенными защитными и эксплуатационными характеристиками. Разнообразная химия сырьевых компонентов, используемых при их синтезе, позволяет получать материалы с широким диапазонам свойств. В последнее время ПУ ЛКМ находят все большее применение для окраски конструкций и изделий различного назначения, заняв важное место в сегменте защиты металлоконструкций от коррозии.

Области применения ПУ ЛКМ:

  • Строительство;
  • Лакокрасочные материалы общепромышленного назначения;
  • Материалы для окраски древесины и мебели;
  • Автомобильные и антикоррозионные ЛКМ.

К преимуществам 2К ПУ ЛКМ можно отнести:

  • Высокие эксплуатационные характеристики;
  • Отличные механические свойства;
  • Высокая прочность и гибкость;
  • Высокая адгезия;
  • Отличная химстойкость, водостойкость и стойкость к растворителям.

Также одним из свойств полиуретанов на основе алифатических полиизоцианатов является устойчивость к пожелтению под воздействием атмосферных факторов.

К недостаткам обычно относят повышенную чувствительность к влаге. Для удаления влаги применяется добавки-осушители, взаимодействующие с влагой, например,   Additive OF и Additive TI (производитель Borchers, Германия), представляющие собой бесцветные, низковязкие и реактивные добавки, содержащие 100% активного вещества.

Двухкомпонентные (или правильнее двухупаковочные) ПУ материалы представляют собой важный класс в лакокрасочной промышленности. В качестве одного из компонентов в их состав входит акриловая смола, которая после смешивания с изоцианатом (рис.) химически отверждается при комнатной или повышенных температурах. Этот процесс можно ускорить за счет введения катализаторов, например Borchi Kat 24 (Borchers, Германия).

 

 Реакция изоцианата с ОН-группами пленкообразователя

Стремление усилить защиту металла и придать ему привлекательный внешний вид  обусловило растущее промышленное применение сырья для полиуретановых покрытий.

На основе акриловых смол можно изготавливать систему ЛКМ для защиты металлоконструкций состоящую из грунта, промежуточного и финишного покрытия:

1)     Основное назначение грунта – это защита от коррозии. Кроме того, он обеспечивает сцепление между металлическим субстратом и последующими слоями покрытия (цинконаполненные грунтовки).

2)     Промежуточные покрытия предназначены для защиты грунтовочного слоя, увеличения толщины пленки с целью улучшения защиты от коррозии и обеспечения оптимальной адгезии между грунтовочным слоем и финишным слоем.

3)     Преимуществом финишных покрытий является надежность нанесения, быстрое высыхание, легкость ремонта и высокая атмосферо-, водо- и химическая стойкость.

Перечень полиолов для изготовления 2К ПУ ЛКМ торговой марки Synthalat с различным содержанием гидроксильных групп обширен. Техническим отделом компании «Аттика» отработаны рецептуры систем ЛКМ для защиты металлоконструкций. Акриловые смолы отверждались алифатическим изоцианатом марки Desmodur N 75 (Covestro).

Система 1: Эмаль, грунт – эмаль, грунт  по металлу на основе акриловой смолы Synthalat A 060 (60 % в ксилоле, с содержанием гидроксильных групп 1,8 %). Полученные характеристики представлены в таблице 1.

Результаты испытаний 2К ПУ материалов на Synthalat A 060

Таблица № 1

Наименование показателя

Значения

Эмаль

Грунт-эмаль

Грунт

1

Степень перетира, мкм

20

30

40

2

Условная вязкость при температуре 20 °С по вискозиметру типа ВЗ-246 с диаметром сопла 4 мм, сек

40,0

65

100

3

Массовая доля нелетучих веществ, %

62,9

66,6

74,0

4

Жизнеспособность, не менее, ч.

8

8

8

5

Толщина по мокрому слою, мкм

80

80

80

6

Время высыхания до ст.3 при температуре (20±2)°С, мин, не более

120

160

30

7

Адгезия пленки, баллы

1

1

1

8

Прочность при ударе на приборе У-1, см

50

50

50

9

Твердость по маятниковому прибору типа ТМЛ (маятник А), отн.ед.

через 1 сут.

через 3 сут.

через 5 сут.

 

 

0,32

0,45

0,51

 

 

0,25

0,32

0,37

 

 

0,27

0,35

0,35

10

Блеск покрытия по блескомеру под углом 60°,%

90

60

50

Содержание гидроксильных групп в акриловой смоле Synthalat A 060 в полтора раза меньше (1,8%), чем у Synthalat A 077 (2,6%),  что позволяет использовать меньшее количество отвердителя и, следовательно, достигать более низкую себестоимость готовой рецептуры.

Система 2: Эмаль, грунт-эмаль по металлу на основе акриловой смолы Synthalat A 065 (50 % в ксилоле, с содержанием гидроксильных групп – 2,0 %). Полученные характеристики представлены в таблице 2.

Результаты испытаний 2К ПУ материалов на Synthalat A 065

Таблица 2

Наименование показателя

Значения

Эмаль

Грунт-эмаль

1

Степень перетира, мкм

30

30

2

Условная вязкость при температуре 20 °С по вискозиметру типа ВЗ-246 с диаметром сопла 4 мм, сек

60,0

80

3

Массовая доля нелетучих веществ, %

55,6

67,5

4

Жизнеспособность, не менее, ч.

8

8

5

Толщина по мокрому слою, мкм

80

80

6

Время высыхания до ст.3 при температуре (20±2)°С, мин, не более

30

10

7

Адгезия пленки, баллы

1

1

8

Прочность при ударе на приборе У-1, см

50

50

9

Твердость по маятниковому прибору типа ТМЛ (маятник А), отн.ед.

через 1 сут.

через 3 сут.

через 5 сут.

 

 

0,42

0,48

0,48

 

 

0,25

0,30

0,33

10

Блеск покрытия по блескомеру под углом 60°,%

67

15 

Преимуществом эмали на основе Synthalat A 065 в сравнении с другими акриловыми полиолами (например, Synthalat A 077 и Synthalat A 060)  является быстрое время высыхания – 10 мин. и быстрый набор твердости (0,42 отн.ед. через сутки). При этом Synthalat A 065 содержит 2% гидроксильных групп, что также предполагает использовать меньшее количество отвердителя, чем в случае с Synthalat A 077 (2,6%).

Система 3: Грунт-эмаль по металлу на основе смолы акриловой смолы Synthalat A 077 (60 % в ксилоле, содержание гидроксильных групп – 2, 6%). Полученные характеристики представлены в таблице 3.

Результаты испытаний 2К ПУ грунт-эмали на Synthalat A 077

Таблица 3

Наименование показателя

Значения

1

Степень перетира, мкм

40

2

Условная вязкость при температуре 20 °С по вискозиметру типа ВЗ-246 с диаметром сопла 4 мм, сек

100

3

Массовая доля нелетучих веществ, %

68,4

4

Жизнеспособность, не менее, ч.

7

5

Толщина по мокрому слою, мкм

80

6

Время высыхания до ст.3 при температуре (20±2)°С, мин, не более

90

7

Адгезия пленки, баллы

1

8

Прочность при ударе на приборе У-1, см

50

9

Твердость по маятниковому прибору типа ТМЛ (маятник А), отн.ед.

через 1 сут.

через 3 сут.

через 5 сут.

 

 

0,31

0,41

0,50

10

Блеск покрытия по блескомеру под углом 60°,%

90 

Грунт-эмаль, изготовленная на акриловой смоле Synthalat A 077, имеет высокую степень сшивки (в сравнении с ЛКМ на основе Synthalat A 060 и Synthalat A 065), что дает высокую атмосферостойкость, водо- и химстойкость.

Данный вид ЛКП на сегодняшний день является наиболее доступным и экономически оправданным при защите металлоконструкций от коррозии. 

Технический отдел компании «Аттика» сопровождает продажи консультацией по подбору и применению химического сырья, составлению рецептур и проведению первоначальных испытаний, как в собственной лаборатории, так и в лаборатории клиентов. Такая практика оказывает существенное содействие при внедрении передовых продуктов на российские предприятия.

Компания «Аттика»  планирует развивать направление 2К ПУ ЛКМ. Техническим отделом запланирован ряд практических работ, направленных на разработку и внедрение передовых продуктов для защиты как металлических, так и деревянных поверхностей. 

Список литературы:

  1. Т.Брок, М.Гротэклаус, П. Мишке. Европейское руководство по лакокрасочным материалам и покрытиям.  –Пэйнт-Медиа, 2007.  – 548 с.
  2. Майер-Вестус, У. Полиуретаны. Покрытия, клеи и герметики. – Пэйнт-Медиа, 2009 – 400 с.