Лако-красочные материалы — производство

Двухупаковочные материалы этого вида состоят из растворов полиола и изоцианата, смешиваемых непосредственно перед употреблением.

Наиболее широко применяемыми полиизоцианатами явля­ются толуилендиизоцианаты:

Промышленный толуилендиизоцианат представляет собой смесь этих изомеров. Толуилен-2,4-диизоцианат более реакци — онноспособен, поэтому его содержание определяет скорость взаимодействия смеси изомеров с другими соединениями.

Для изготовления полиуретанов применяется продукт 102T, содержащий в основном толуилен-2,4-диизоцианат, и продукт T-65, содержащий 65% этого изомера. Из алифатических изоцианатов используется продукт 102Г — 1,6-гексаметилендиизоцианат 0=C=N— (СН2)б—N = C=0.

В качестве гидроксилсодержащих веществ обычно используют сложные полиэфиры, полученные при взаимодействии дикарбоновых кислот с избыт­ком многоатомного спирта. Желательно, чтобы такие полиэфиры имели ми­нимальное кислотное число во избежание протекания реакции с карбоксиль­ными группами, сопровождающейся выделением диоксида углерода.

Гидроксилсодержащими компонентами могут также служить частично переэтерифицированные масла (особенно касторовое), частично омыленный сополимер винилхлорида с винилацетатом, эпоксидные смолы и др. Пред­ставляют интерес простые полиэфиры, получаемые взаимодействием много­атомных спиртов с оксидами олефинов, чаще всего с оксидом пропилена.

Примером такого простого полиэфира является полиоксипропилированный триметилолпропаи:

СН2-[-0-СН(СН3)-1п-ОН

Сн3 — СН2 — с — СН2 — [ — о — СН(СН3) — in — ОН н2 — [ — О — СН(СН3) — In — ОН

Следует заметить, что мономерные изоцианаты представляют собой бесцветные, токсичные, летучие жидкости с резким запахом; оии оказывают слезоточивое действие, а при длительном воздействии могут вызывать аст­матические бронхиты. В связи с этим их редко используют при получении покрытий.

В настоящее время в промышленности на основе мономерных изоциана­тов получают полиизоцианаты, летучесть и токсичность которых значитель­но меньше. К ним относятся прежде всего продукты взаимодействия 2,4- толуилендиизоциаиата с многоатомными спиртами: диэтилеигликольуретаи (ДГУ), получаемый на основе диэтиленгликоля; аддукт-ТДИ иа основе триметилолпропана и преполимер КТ на основе переэтерификата касторового масла.

При взаимодействии 1,6-гексаметилеидиизоцианата с водой получают полиизоцианат-биурет:

ОС = N — (СН2)6 — N — CO-HN-(CH2)6 — N = СО О = С — NH — (СН2)6 — N = СО

При проведении полимеризации 2,4-толуилеидиизоциаиата получают цик­лический тример — ТДИ-изоциаиурат, а прн сополимеризации 2,4-толуилен — диизоцианата с 1,6-гексаметилендиизоциаиатом — циклический тример ТДИ/ГМИ-изоциаиурат:

О

II С

О II

С N

(СН2)6 — ^ ^N-^КСНз 0= С с=о

К растворителям, в которых растворяют оба компонента таких мате­риалов, предъявляются особые требования: они должны быть тщательно осу­шены и ие содержать функциональных групп, реагирующих с изоцианатной
группой. Изоцианатный компонент должен быть герметично закупорен в таре во избежание попадания влаги воздуха.

Соотношение компонентов при их смешении перед употреблением опре­деляет характер реакций, протекающих при отверждении, что в свою очередь отражается на структуре полимера в покрытии и в конечном итоге — на свойствах покрытия.

Так, при эквимольном соотношении гидроксильных и изоцианатных групп в основном протекает реакция, приводящая к образованию уретановых связей. Однако не следует забывать, что при отверждении на воздухе воз­можна и реакция изоцианатных групп с водой, в результате которой обра­зуются карбамидные связи.

При избытке изоцианатных групп может проходить взаимодействие изоцианатов с уретанами с образованием аллофанатов.

Вероятность протекания такой реакции возрастает, если отверждение ведется при повышенных температурах.

Комбинируя различные полиизоцианаты и гидроксилсодер — жащие соединения, можно получить покрытия с самыми разно­образными свойствами.

Так, на основе аддуктов ТДИ и гидрокоилсодержащих ком­понентов с первичными гидроксильными группами получаются покрытия, быстро отверждающиеся на воздухе. Такие покры­тия характеризуются высокими твердостью, химической стой­костью, однако имеют низкую атмосферостойкость.

Полиуретановые покрытия на основе алифатических изоци­анатов имеют высокие механические характеристики, в част­ности высокие устойчивость к истиранию, атмосферо — и масло- стойкость.

Покрытия на основе биурета отверждаются при обычной температуре в присутствии катализатора (октоат и нафтенат цинка). Они имеют высокую атмосферо — и светостойкость.

Наличие в покрытии изоциануратных циклов обусловли­вает увеличение твердости, термостойкости, однако приводит к снижению эластичности. Для получения твердых эластичных покрытий ТДИ-изоцианурат совмещают с алифатическими по­лиэфирами. Однако высокое содержание гидроксильных групп В молекулах такого полиэфира может привести к образованию густой пространственной сетки, что также приведет к увели­чению хрупкости покрытия.

Полиизоцианураты применяют для получения мебельных лаков из-за их способности образовывать быстро отверждаю­щиеся покрытия с хорошими механическими и декоративными свойствами, с высокой абразиво-, морозо- и водостойкостью.