*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. | 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. | Паркетные лаки, химически стойкие покрытия для дерева |
Liopur2004-119 дисперсия алифатического полиуретана на основе специального полиэстера | 40 ± 1
| 7,0-8,5 | 8 | <20 | Покрытия обладают хорошей твердостью, гибкостью, эластичностью, водостойкостью, светостойки | 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 | 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. | 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. | 2К паркетные лаки, покрытия по дереву, подвергающиеся шлифованию. Прекрасно подходят для лакирования светлых пород древесины |
LiopurPFL 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.
