Полиуретаны - неисчерпаемый источник новых технологий

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

Полиуретаны являются универсальным материалом: на их основе изготавливают эластичные, полужесткие и жесткие материалы. Изделия и конструкции на основе полиуретанов используют во всех без исключения отраслях промышленности.

Суммарный объем производства ПУ ЛКМ составляет около 1,3 миллиона тонн, причем считается, что Северо-Американский и Европейские рынки растут примерно на 4-5% ежегодно. Здесь следует отметить, что на сегодняшний день объёмы производства ПУ в Европе уже достигли объемов производства докризисного 2008 г. и опережают все самые смелые прогнозы по ежегодному приросту – 7-8%. Рынок ПУ ЛКМ России составляет около 5-6 тысяч тонн, причем, только 5% производителей ЛКМ имеют опыт производства полиуретановых лакокрасочных систем. Именно по этой причине российский рынок ПУ покрытий оценивается как один из наиболее перспективных и динамично развивающихся. По оценкам экспертов прирост рынка ПУ материалов составляет около 30-40 % ежегодно, при этом доля компаний, участвующих в производстве 2К ПУ ЛКМ увеличивается на 5 % ежегодно.

Как уже было отмечено, большинство отраслей промышленности предъявляют все более высокие требования РД к качеству используемых ЛКМ. Одной из наиболее важных является общестроительная отрасль, а именно окраска различных металлических поверхностей, таких как строительные конструкции, сельскохозяйственная и строительная техника, шасси грузовиков, а также запасных частей и комплектующих для автомобильной отрасли, машиностроения. Основными окрашиваемыми субстратами являются хроматированный алюминий, черный, оцинкованный или  фосфатированный металл.

Объяснением столь широкого и повсеместного использования ПУ ЛКМ является ряд уникальных свойств, а именно:

  • экономичность - средний расход около 100-150 г/м2;
  • простота и удобство использования: зачастую нет специальных требований к оборудованию для нанесения;
  • быстрота сушки: сушка до ст.3 может варьироваться от 1 до 8 ч., в зависимости от комбинации различных связующих и отвердителей;
  • быстрый набор твердости, при сохранении эластичности и стойкости к удару.

Помимо этого ПК на основе 2К ПУ отличаются высокой водостойкостью, сравнительно хорошей химстойкостью (уступают эпоксидным ЛКМ), высокой абразивоустойчивостью, а также противокоррозионными и прекрасными декоративными свойствами.

Поскольку ПУ покрытия производят на основе широкого ассортимента связующих и отвердителей, они могут быть использованы в различных сегментах. Например, используя полиолы и ароматические изоцианаты (TDI), можно получить экономичные ПК для грунтовок или 1-слойные ПК. Данные материалы характеризуются: быстрой скоростью сушки, хорошей химстойкостью, но склонны к пожелтению, в связи с этим не рекомендованы к использованию в финишных ПК. Для этих целей в качестве отвердителей используются алифатические изоцианаты (NDI). ПК на их основе характеризуются высокой атмосферостойкостью, химстойкостью и стойкостью к пожелтению, высокой эластичностью. А использование изофорондиизоцианатов (IPDI) позволяет получить быстрое высыхание ПК.

Используя разные типы смол с различным содержанием гидроксильного  числа, можно влиять на блеск, адгезию и водо-, химо-, атмосферо стойкость покрытий.

В качестве грунтовки используют либо эпоксидные, либо 2К ПУ системы на основе полиэфиров. Это позволяет получить систему ПК с высокой коррозионной защитой и хорошей адгезией. Для производства 2К ПУ грунтов также целесообразно использовать гидроксилсодержащие акриловые смолы с функциональностью от 1,3 до 3 %. Для получения ПК с высокой атмосферостойкостью требуются смолы с функциональностью около 4% и высокой степенью сшивки пространственного полимера. Использование связующих с ОН 5 % и более позволяет получить химически стойкие ПК, в том числе, и «легко-очищаемые» покрытия, так называемые антиграфити.

Следует также отметить, что в связи с высокими потребительскими характеристиками ПУ общестроительного применения, список возможных отраслей их использования значительно увеличивается. 2К ПУ материалы могут быть как естественной сушки, так и горячего отверждения (15-20 минут при 130ºС). органо- или водоразбавляемых ПК по металлу, это также покрытия для рулонного металла и тары, покрытия по пластику,  стеклу, коже и текстилю, автомобильные системы.

Особое внимание необходимо уделить новым разрабатываемым высоконаполненным полиуретанам с высоким содержанием нелетучих веществ, а также с возможностью нанесения ПК с заданной толщиной до 300 мкм за один слой. В связи с постоянно повышающимися требованиями к защите окружающей среды, а также с уменьшением ПДК вредных веществ, эти системы приобретают высокую актуальность.

Высоконаполненные 2К ПУ системы характеризуются:

  • Экологичностью – в связи с низким содержанием органических растворителей;
  • Возможностью нанесения ПК высокой толщины за 1 слой (до 300мкм)
  • Технологичностью процесса нанесения (1 слой);
  • Экономичностью – низкая эмиссия растворителей из ПК;
  • Не требуют дополнительного оборудования для рекуперации растворителей.

  

ТЭ обоснование использования 2K ПУ HS и традиционные 2K ПУ

 

Средняя стоимость ЛКМ, руб/кг

л.о.с.

Площадь окраски, м2

Средний расход, кг/м2 (2-1 слой)

Средняя толщина ПК, мкм

Кол-во краски

Кол-во растворителя

 

2К ПУ

200

50,00%

10000

0,4

100-120

4000

2000

 

2К ПУ HS

250

20,00%

10000

0,3

100-120

3000

600

 

Растворитель

50

 

 

 

 

 

 

 

 

Стоимость краски, руб

Стоим-ть раств, руб

Стоим раств на м2

Произв-ть окраски, м2/чел*ч

Кол-во циклов окраски

Время окрашивания, чел-ч

Время окрашивания общее, чел-ч

Приведенная стоимость, руб/м2

2К ПУ

800 000

100 000

10,00р.

25

2

400

800

80

2К ПУ HS

750 000

30 000

3,00р.

25

1

400

400

75

 Развитие современных систем защиты от коррозии включает в себя сохранение существующих антикоррозионных свойств с одной стороны и оптимизацию, направленную на уменьшение стоимости и рост производительности окраски и обслуживания с другой стороны.

К наиболее востребованным и актуальным, например можно отнести:        

  • Системы покрытий, не требующие тщательной подготовки поверхности;
  • 1К и 2К ПУ на водной основе;
  • Высоконаполненные двухкомпонентные системы с уменьшенным содержанием растворителя.

 Каждое из рассматриваемых направлений имеет ряд своих особенностей.

  • Системы покрытий, не требующие тщательной подготовки поверхности, отличаются технологичностью, но одновременно с этим сравнительной дороговизной, обусловленной применением различных функциональных агентов.
  • 1К и 2К ПУ на водной основе соответствуют современным нормам защиты окружающей среды, но также отличаются сравнительно высокой стоимостью.
  • Высоконаполненные двухкомпонентные системы с уменьшенным содержанием растворителя, характеризуются невысокой стоимостью, технологичностью, а также низкими нормами выброса летучих органических соединений в окружающую среду. Экономическое обоснование промышленного применения 2К ПУ HS было рассмотрено ранее. Именно по этим причинам наилучшей альтернативой замены традиционным органо-разбавляемых 2К ПУ ЛКМ или логическим продолжением эволюции ПУ ЛКМ является 2К ПУ HS.

 В последние годы европейский рынок антикоррозионных покрытий растет только за счет разновидностей этих материалов. Все остальные сектора рынка удерживаются на прежнем уровне либо снижаются.

Важное значение имеет  оптимизация антикоррозионных систем в соответствии с реальными коррозионными нагрузками. Оказание клиентам услуг по оптимальному подбору системы покрытий, замена устаревших на более высокотехнологичные материалы и простыми в работе является важным и быстрорастущим сектором рынка, что может быть выделено как дополнительная точка роста рынка ЛКМ. Выполнять такую оптимизацию могут только специалисты с богатейшим опытом применения антикоррозионных материалов в различных отраслях промышленности и строительства.