книги из ГПНТБ / Буглай Б.М. Технология отделки древесины учебник

и температурных условий, составляет всего лишь 10—40 мин, по­ этому лак следует наносить таким способом, чтобы смешение всех компонентов (основы, ускорителя и инициатора) происходило не­ посредственно на поверхности древесины. Для этого основу часто разделяют на две части. В одну часть вводят инициатор, в дру­ гую—ускоритель. На поверхность последовательно наносят лак с инициатором и лак с ускорителем. Можно использовать распы­ лители, в которых компоненты смешиваются в распыленной струе, предварительное грунтование древесины грунтовкой, содержащей инициатор, и др.

Особая роль в парафинсодержащих лаках принадлежит пара­ фину. Инициатором сополимеризацин ненасыщенной смолы с мо­ номером служат, как уже говорилось, органические перекиси или гидроперекиси. Будучи нестойкими, перекнсные соединения легко распадаются и образуют свободные радикалы, которые, взаимо­ действуя с ненасыщенной смолой и мономером, инициируют реак­ цию их сополимеризацин. Однако в присутствии кислорода сво­ бодные радикалы взаимодействуют прежде всего с кислородом,

Это явление не имеет большого значения при переработке не­ насыщенных полиэфирных смол в пластмассы и при употреблении их для склеивания, так как поверхности в этих случаях часто бывают изолированы от окружающего воздуха стенками прессформ и склеиваемыми материалами. Кроме того, повышение тем­ пературы при отверждении смолы компенсирует недостаточное действие инициаторов на поверхности.

покрытия в окружающие среды. В результате в поверхностном слое покрытия смола остается липкой, не прореагировавшей с мо­ номером. Введение всплывающей добавки устраняет этот не­ достаток. Некоторые воскообразные вещества, например парафин и церезин, могут быть растворены в лаке. При желатинизации лака они всплывают на поверхность и образуют пленку, изоли­ рующую покрытие от кислорода воздуха. После отверждения по­ крытия парафиновая пленка и верхний слой лака должны быть удалены шлифованием или циклеванием, поэтому применяют парафинсодержащие лаки только для покрытий! подвергающихся облагораживанию, т. е. шлифованию и полированию.

обычно 15—40 мин. Отверждение, при котором покрытие хорошо шлифуется и полируется, продолжается 1—2 суток.

мата кобальта) способны отверждаться при повышенной и комнат­ ной температуре, причем кислород воздуха уже не оказывает на этот процесс того ингибнрующего действия, которое характерно для растворов полиэфирмалеинатов в стироле.

Отечественной промышленностью выпускается ряд марок ла­ кокрасочных материалов, предназначенных для отделки древе­ сины: лаки ПЭ-220, ПЭ-232, ПЭ-246, эмаль ПЭ-225 и шпаклевка ПЭШ. Часть из них предназначена только для горячей сушки (лак ПЭ-220, эмаль ПЭ-225, шпаклевка ПЭШ), остальные могут отвер­ ждаться и при комнатной температуре.

Материалы эти рассчитаны на нанесение как на горизонталь­ ные, так и на вертикальные поверхности. С учетом этого в основе лаков и эмалей, помимо раствора ненасыщенной смолы, в полиэфиракрнлате содержится добавка алкидной смолы и раствора высоковязкого коллоксилина в ацетоне или другом низкокипящем растворителе. Нанесенный на поверхность ацетона быстро улетучивается, вызывая быстрое нарастание вязкости, предупреж­ дающее стекание покрытия с вертикальных поверхностей.

Жизнеспособность беспарафнновых лаков и эмалей такого состава после добавления инициатора и ускорителя при темпера­ туре 20—22° С составляет 16—22 ч. Время отверждения лаков ПЭ 170—232 и 247 при комнатной температуре — около 12 ч, при температуре 60—70° С около 1 ч, остальных лаков и эмалей 2—3 ч.

Относительно длительная жизнеспособность готовых рабочих составов и в связи с этим возможность нанесения их обычными способами, пригодность для нанесения на вертикальные поверх­ ности— преимущество беспарафиновых полиэфирных лаков и эма­ лей. Существенный недостаток этих материалов по сравнению с парафинсодержащими лаками состоит в значительно меньшем со­ держании сухого остатка, составляющего 60—70%- К отрицатель­ ным свойствам относится также необходимость длительного на­ грева (2—3 ч) для отверждения лака ПЭ-220, эмали ПЭ-225 и шпаклевки ПЭШ. Такой нагрев нередко вызывает заметное короб­ ление плоских деталей, поэтому беспарафиновые полиэфирные лаки и эмали используют преимущественно для отделки корпусов теле­ визоров и радиоприемников, кухонной мебели и т. д.

Полиэфирные лакокрасочные материалы — относительно новый вид материалов, и возможности совершенствования их свойств (особенно технологических) еще далеко не исчерпаны. Можно ожидать, что дальнейшие работы над совершенствованием этих материалов приведут к созданию лаков и эмалей, сочетающих в себе близкий к 100% сухой остаток и высокие физико-механиче­ ские качества покрытий, большую жизнеспособность рабочих рас­ творов с очень быстрым отверждением на поверхности.

Очень перспективно также дальнейшее совершенствование шпаклевок на основе полиэфирных смол, так как в этих шпаклев­ ках высокая пластичность рабочего состава может сочетаться с очень малой усадкой и высокой твердостью отвержденного шпаклевочного слоя.

Таким образом происходит увеличение длины линейных моле­ кул эпоксидной смолы и сшивание их между собой с образованием твердого трехмерного полимера.

Эпоксидные смолы могут отверждаться при комнатной темпера­ туре и при нагреве. Они обладают высокой адгезией ко многим ма­ териалам— древесине, металлам, стеклу, керамике и др.— и по­ этому широко применяются в качестве клеев.

Эпоксидные смолы совмещаются со многими другими смолами мочевино- и меламино-формальдегндными, фенолформальдегидными. При нагреве эти смолы служат отвердителями эпоксидной смолы. Модифицированные жирными кислотами растительных ма­ сел эпоксидные смолы образуют покрытия повышенной эластич­ ности.

Механизм отверждения таких покрытий аналогичен механизму отверждения алкидных смол, а свойства покрытий выше.

На основе эпоксидных смол изготавливают различные лакокра­ сочные материалы: лаки, эмали, грунтовки, шпаклевки. Как пра­ вило, эти материалы двухкомпонентны, т. е. состоят из основы и отвердителя, смешиваемых непосредственно перед употреблением, так как жизнеспособность материала после введения отвердителя ограничивается обычно 1—3 ч.

Покрытия на основе эпоксидных смол обладают высокой твердо­ стью, водостойкостью, атмосферостойкостыо и стойкостью ко мно­ гим агрессивным средам. Недостаток их — невысокая светостой­ кость, поэтому эпоксидные лакокрасочные материалы используют не столько в декоративных, сколько в защитных целях. В деревооб­ работке они, в частности, находят применение для шпаклевки в производстве мелких деревянных судов, для внутренней эмали­ ровки бочковой тары под вино и фрукты и т. д.

В будущем эти материалы могут найти в деревообработке бо­ лее широкое применение, в частности для отделки изделий, эксплу­ атируемых в условиях тропического климата, среде повышенной влажности и т. д. Дело в том, что, помимо высоких физико-механи­ ческих свойств, лакокрасочные материалы на основе эпоксидных смол обладают относительно высоким сухим остатком.

Известны эпоксидные лаки и эмали, не содержащие летучих растворителей.

Представляет интерес также применение эпоксидных смол для приготовления порошковых лакокрасочных материалов. Покрытия из таких материалов получают путем оплавления предварительно нанесенного на поверхность изделия слоя сухого порошка. На эпоксидных смолах могут быть приготовлены порошковые мате­ риалы, оплавляющиеся при сравнительно невысоких температурах и образующие пленки с высокими физико-механическими свойст­ вами, что трудно осуществимо при использовании порошков из термопластичных непревращаемых полимеров.

Отделочные материалы на основе полиуретановых смол

П о л и у р е т а н а м и называют продукты взаимодействия полиизоцианатов с соединениями, содержащими гидроксильные группы.

И з о ц н а н а т а м и называются соединения, содержащие груп­ пу _ N = C = 0.

При взаимодействии веществ, содержащих по две реакционноспособные группы, например диизоцианатов с двухатомными спир­ тами (гликолями), образуются полимеры с линейной структурой молекул

пНО—R—ОН -|- пО = С = N—R'—N = С = О -

-> [^О—R— O-CONH—R'—NHOC—]„,

где R и R' — двухвалентные радикалы.

При участии в реакции соединений, содержащих более двух функциональных групп (трехатомного спирта или триизоцианатов), происходит образование полимеров с пространственной структурой молекул.

Для образования полиуретанов, применяемых в качестве плен­ кообразователей, пользуются главным образом изоцианатами аро­ матического ряда, например 2,4-толуилендиизоцианатом,

Y

N = C = 0

а применяемые в качестве гидроксилсодержащих соединений — ча­ ще всего полиэфирными смолами, содержащими свободные гидро­ ксильные группы. При смешении этих компонентов начинается ре­ акция полимеризации, приводящая через некоторое время к загустеванию и желатинизации лака. Жизнеспособность смеси 6—8 ч, поэтому смешивают компоненты непосредственно перед нанесением лака или во время его нанесения на поверхность. Таким образом, реакция полимеризации и образование полимера происходят непо­ средственно на отделываемых поверхностях.

Если требуются пигментированные покрытия, с диизоцианатом смешивают пасту из пигмента, растертого в растворе полиэфирной смолы.

При образовании на поверхности изделий полиуретанового по­ крытия часть толуилендиизоцианата испаряется и, загрязняя атмо­ сферу помещения, вызывает раздражение дыхательных путей у работающих. Чтобы устранить испарение, а также увеличить жиз­ неспособность лака, готовят так называемые блокированные диизоцианаты и диизоцианаты с повышенным молекулярным весом,

2 суток. Приготовленные с ДГУ лаки пригодны для горячей и холодной сушки. Продолжительность высыхания их при 18—20° С составляет 24 ч, а при 60° С — 5 ч.

Полиуретановые покрытия обладают рядом ценных свойств. Они имеют высокую адгезию к древесине, металлам и многим другим материалам, хорошо заполняют поры древесины. Плот­ ность их 1,26 г/см3. Несмотря на то что процесс твердения химиче­ ский и протекает на поверхности древесины, химический состав древесины почти не оказывает на него влияния, и покрытия по­ лиуретанами одинаково хорошо «сохнут» на любых породах дре­ весины. Полиуретановые покрытия отличаются высокой твердо­ стью, приближающейся к твердости стекла, и в то же время эластичны. Они стойки к истиранию, водо-, тепло- и атмосферостойки, обладают хорошими диэлектрическими свойствами. К не­ достаткам полиуретановых лаков на основе ароматических изоцианатов относится низкая светостойкость; покрытия на свету желтеют.

Светостойкие полиуретановые лаки готовят на основе алифати­ ческих изоционатов. Их применяют для покрытия паркетных по­ лов, мебели и в качестве грунта под полиэфирные лаки.

В последнее время распространение получают полиуретановые лаки, отверждение которых вызывается влагой воздуха. Отече­ ственной промышленностью выпускается лак такого типа под мар­ кой УР-19. Этот лак двухкомпонентный и состоит из основы — раствора преполимера КТ — и катализатора ТЭА-Д. Катализатор добавляют в основу (17 вес. ч. катализатора на 83 вес. ч. основы) непосредственно перед употреблением. Жизнеспособность готового лака составляет не менее 9 ч.

§ 9. Обозначения лакокрасочных материалов

Количество видов пленкообразователей и ассортимент лакокра­ сочных материалов на их основе настолько обширны, что необхо­ дима определенная система в наименованиях и обозначениях.

Обозначения лакокрасочных материалов в СССР рационализи­

образователь, группа материала по его назначению и порядковый номер данного материала.

Ниже приведены установленные ГОСТ 9825 — 61 сокращенные обозначения некоторых пленкообразователей, чаще других приме­ няемых в лакокрасочных материалах для древесины:

Испытания лакокрасочных материалов можно разделить на испытания жидких лакокрасочных материалов и испытания сухих лакокрасочных покрытии и пленок.

Наиболее важные показатели у жидких лакокрасочных мате­ риалов— содержание сухого остатка, вязкость, способность к роз­ ливу, укрывистость, цвет, продолжительность высыхания.

Определение сухого остатка. Содержание сухого остатка в жид­ ком лакокрасочном материале •—один из важнейших показателей. Чем выше его содержание в лакокрасочном материале при рабо­ чей его вязкости, тем экономичнее материал, так как уменьшаются непроизводительные затраты раствориїелей, меньше слоев нано­ сится на изделие для получения покрытия необходимой толщины.

вается пуазом. Истинная динамическая вязкость в пуазах может быть определена капиллярными вискозиметрами. В технике для определения вязкости обычно пользуются методами и приборами, дающими лишь относительную характеристику вязкости, выра­ жаемую условными единицами.

Вязкость лакокрасочных материалов определяют по времени истечения жидкости из сосуда через калиброванное отверстие, времени падения в жидкости шарика определенного диаметра и

Во всех случаях вязкость необходимо определять при регламен­ тированной температуре.

При определении вязкости методом истечения пользуются со­ судами определенной емкости, имеющими в конусном дне калиб­ рованное отверстие. После заполнения сосуда жидкостью и до­ ведения ее температуры до заданной жидкость спускают через от­

делах примерно от 16 до 150 сек в показаниях прибора. Методом падающего шарика определяют вязкость сильно пиг­

ментированных и вязких материалов. Для этого испытуемый мате­ риал помещают в стеклянный цилиндр диаметром 20 мм и высо­

более заметным, иногда на дно цилиндра помещают прозрачную, не смешивающуюся с испытуемым материалом жидкость, напри­ мер глицерин.

Торзионные вискозиметры, основанные на методах измерения сопротивления жидкости вращению помещенного в нее цилиндра или диска (вискозиметры Штормера, Волоровича и др.), исполь­ зуют значительно реже. По сравнению с ранее рассмотренными вискозиметрами они отличаются более сложным устройством, так как должны содержать хорошо протарированный механизм при­ вода.

Прост и удобен метод определения вязкости по скорости под­ нятия в жидкости пузырька воздуха. Испытуемую жидкость нали­ вают в специальную пробирку. Пробирку закрывают пробкой так, чтобы между пробкой и жидкостью оставался слой воздуха и выдерживают в термостате при заданной температуре, затем пе­ реворачивают и замечают время поднятия пузырька, которое и