16. Двухупаковочные композиции для полиуретановых покрытий – состав, условия и химия отверждения.
Это гетероцепные полимеры, содержащие в цепи повторяющуюся уретановую группу. Их получают взаимодействием полиизоцианатов (ПИ) и гидроксилсодержащих соединений. (ГСС)
Элементарные реакции.
1. Реакции изоцианатной группы.
а) Реакция уретанобразования. Это реакция между изоцианатом и спиртом.
=(20-30оС)=
б) Реакция с фенолом.
Фенилуретан
Особенность: Эта реакция обратимая и работает при 180оС.
в) Реакция с аминами.
=(20-30оС)=
Здесь уретановой группы не образуется.
г) Реакция с Н2О.
Эта реакция многоступенчатая.
=(20-30оС)=
=(-СО2)=
==
дизамещенный
карбамид
+
=
Т.о. изоцианатная группа активно реагирует с соединениями содержащими активный водород.(спиртами, аминами, водой, кислотой…)
2. Классификация.
В действительности ПУ образуются непосредственно на подложке, поэтому выражение «ПУ материалы» не совсем корректно.
ЛКМ для ПУ- покрытий:
1) Двухупаковочные = 1-ая=ПУ, 2-ая=ГСС.
2) Двухупаковочные, отверждаемые влагой воздуха.
3)Одноупаковочные, отверждаемые влагой воздуха.
4)Одноупаковочные, на основе блокированных ПИ(не содержат свободных NCO-групп)
5) Одноупаковочные, -уралкиды, - уретановые масла, - ОУА (не содержат свободных NCO-групп)
3.Двухупаковочные материалы.
А. 1-ая упаковка = ПИ.
3.1 ПИ.
а) Ароматические
2,4-
Толуолдиизоцианат (ТДИ)
б)Алифатические
Гексаметилендиизоцианат
(ГМДИ)
3.2 Аддукты ПИ и полиолов.
а) Аддукт ТДИ и диэтиленгликоля.
+
НОСН2-СН2-О-СН2-СН2ОН==
Уретан
ДГУ
б) Аддукт ТДИ и триметилолпропана.
+
==
Аддукты ТДИ и гомологов менее токсичны и летучи. Они также содержат свободные изоцианатные группы.
3.3 ПИ-биурет.
==
по стадийно.
=
=(-СО2)=
+
2
==
3.4 Изоцианураты.
Это циклические соединения содержащие свободные изоцианатные группы.
а) Изоцианурат ТДИ .
==
б)Сотример 3 ТДИ и 2 ГМДИ
+
2
==
Б. 2-ая упаковка = ГСС.
1.Сложные олигоэфиры для ПУ.
(n+1)ФА + n Этиленгликоль +2 глицерина =
2. Простые олигоэфиры с концевыми ОН группами.
( полиоксиприпилированный тирметилолпропан)
+
==
3. Эпоксидные олигомеры с большой Мr.
4. Частично омыленные сополимеры винилхлорида и винилацетата.
5. Гидроксилсодержащие ПА.
Сополимер монометакрелата этиленгликоля и бутилакрелата.
Отверждение 2-х упаковочных материалов.
Перед нанесением смешивают обе упаковки, перемешивают и наносят на поверхность.
а) Сочетают ПИ с f=2 и ГСС с f>2
б) ПИ с f=3 и ГСС c f>2
Сочетания могут быть разные, в зависимости от назначения покрытия.
Отверждение идет по реакции уретанообразования с образованием сетчатого полимера.
Свойства отверждаемых покрытий из 2-х упаковочных материалов.
1)В целом все ПУ – покрытия отличаются высокой износостойкостью, т.е. устойчивостью к действию абразивных веществ, покрытия химстойкие, водостойкие, с высокими электроизоляционными свойствами, с высокой физико – механикой.
2) Светостойкость и теплостойкость зависят от типа соединения содержащее группу NCO.
а) если в качестве ПИ берут ароматические, то покрытие хотя и теплостойкие, но не светостойкие. На свету желтеют и мелят.
б) если в качестве ПИ применяется алифатические соединения, то покрытия получаются светостойкие, но менее теплостойкие, чем в случае а).
в) удачным сочетанием свето- и теплостойкости характеризуется сотример ТДИ и ГМДИ.
Двухупаковочные.(отверждаемые влагой воздуха)
1-ая упаковка: триэтаноламин.
2-ая упаковка: Аддукт переэтерификата касторового масла и ТДИ.(Препомер КТ)
==
Перед нанесением препомер КТ смешивают с триэтаноламином и наносят. Т.к. материал содержит Свободные NCO группы, происходит взаимодействие с влагой воздуха с образованием сетчатого полимера. Здесь необходимо наличие в материале N для ускорения реакции взаимодействия с влагой воздуха.