Лаки радиационно-химического отверждения

Радиационно-химическое отверждение заключается во взаимодейст­вии излучений большой энергии с веществом. В отличие от фотохими­ческих процессов оно не имеет избирательного характера. Для интен­сификации отверждения лакокрасочных материалов применяют β-лучи -поток ускоренных электронов, способных проникать в слой лакокра­сочного материала. Под действием энергии заряженных частиц β -лучей происходит возбуждение молекул веществ с образованием свободных радикалов: АВ→АВ*. Возбужденные молекулы распадаются на сво­бодные радикалы: АВ*→А* + В*. Образование свободных радикалов вызывает реакцию полимеризации, которая практически аналогична реакции фотополимеризации.

Глубина проникновения ускоренных электронов в отверждаемое покрытие зависит от напряжения потока излучения и плотности мате­риала, на который оно воздействует. Для отверждения лакокрасочных покрытий обычно используют напряжение 300 . . . 500 кВ. При таком напряжении происходит быстрое отверждение лакокрасочного прозрач­ного покрытия толщиной 300 ... 500 мкм.

Впервые ионизирующее излучение для отверждения лакокрасочных покрытий было применено американской фирмой "Форд". За последние годы в развитых промышленных странах (ФРГ, Франции, Бразилии, Нидерландах) широко применяют установки с ускорителями электро­нов в различных отраслях промышленности, в том числе и для отверж­дения лакокрасочных покрытий. В СССР также интенсивно внедряются радиационные установки во многих отраслях народного хозяйства. В мебельном производстве этот метод применяется на Киевской мебель­ной фабрике им. Боженко.

Основными преимуществами этого метода являются: быстрое от­верждение покрытий (несколько секунд); применение однокомпонентных лакокрасочных составов с практически неограниченной жизнеспо­собностью; высокий выход сшитого полимера (до 97 %); незначитель­ный нагрев покрытия и подложки; возможность отверждения всех ти­пов лакокрасочных покрытий, в том числе и пигментированных; мень­шие энергозатраты по сравнению, например, с терморадиационной суш­кой; уменьшение загрязнения окружающей среды ввиду отсутствия в рабочих растворах лакокрасочных материалов испаряющихся раство­рителей.

При отверждении лакокрасочных покрытий ускоренными электрона­ми кислород воздуха оказывает ингибирующее действие на процесс полимеризации. Добавление в лаки парафина, который, всплывая, об­разует защитную пленку, обычно не дает нужного эффекта, так как из-за высокой скорости отверждения защитная пленка не успевает обра­зоваться. Поэтому практически всегда радиационно-химическое отверж­дение покрытий проводят в атмосфере инертного газа (аргона, азота, дымовых газов и т.д.). При этом в камерах не образуется озона, при высоком содержании которого в отходящих газах требуется их очистка. Кроме того, интенсивность излучения при использовании инертных газов может быть снижена на 30 ... 50 %.

Создание инертной атмосферы в зоне облучения является сложной технической задачей, решение которой требует значительных капиталь­ных и текущих затрат, что является одним из основных препятствий ши­рокому внедрению радиационно-химического способа отверждения в

промышленности.

Большие работы по разработке лакокрасочных материалов радиа­ционно-химического отверждения, не ингибируемых кислородом воз­духа, технологического процесса и оборудования проведены Укр-НИИМОДом совместно с СКТБ ИФХ Академии наук УССР. Разработаны специальные добавки, при введении которых в лаковые составы полу­чается защитный слой на поверхности покрытия сразу после нанесения. Наиболее эффективной добавкой для полиэфирных лаков являются аэросилы АДЭГ-90, модифицированные парафином и стеариновой кисло­той АПСТ. Введение в лак аэросилов АПСТ в количестве 0,5 . . . 0,7 % позволяет получить нелипкие покрытия без кратеров и проколов, кото­рые можно облагораживать сразу после отверждения.

На основании результатов проведенных исследований разработана рецептура модифицированного лака ПЭ-2121 электронно-химического отверждения в воздушной среде. Лаковая композиция содержит 96 . . . 98 %-ный раствор лака ПЭ-2121 с 3 %-ным раствором парафина в стироле и модифицированные аэросилы в количестве 0,6 .. . 0,7 мас. ч. . Разработаны технические условия на опытно-промышленную партию лака ПЭ-2121 радиационно-химического отверждения. Жизнеспособность полуфабрикатного лака составляет 12 мес, рабочего раствора - 6 мес.

Для получения качественного лакового покрытия необходимо предва­рительное грунтование мебельных деталей. В качестве грунта при радиа-ционко-химическом отверждении целесообразно применение состава на основе стирольного полиэфирмалеинатного лака радиационного отверж­дения с наполнителем - аэросилом А-175, метилвинилаэросилом и стек­лянным порошком. Добавка метилвинилаэросила повышает радиацион­ную чувствительность, улучшает розлив и повышает адгезию грунтовоч­ного состава к древесине. Однако при нанесении грунтовочного состава вальцовым методом входящий в него стеклянный порошок разрушает поверхность вальцов. Поэтому УкрНИИМОДом для практического при­менения рекомендован состав, содержащий в качестве наполнителей аэросил МВА А-175.