Многообразие свойств полиуретанов (ПУ). Варьирование полиольного и изоцианатного компонентов. Сырье для получения полиуретанов: изоцианаты и полиатомные спирты. Способы синтеза ПУ лакокрасочных материалов и полупродуктов. Современные методы модификации.
Ни один класс пленкообразователей не обладает таким многообразием свойств, как полиуретаны (ПУ), которые позволяют получать покрытия с заранее заданными свойствами. Варьирование полиольного и изоцианатного компонентов позволяет получить композиции, пригодные для окраски практически любого изделия. В каждом конкретном случае при выборе полиуретанового ЛКМ следует руководствоваться типом окрашиваемого материала и условиями его эксплуатации.Сырьем для получения полиуретанов служат изоцианаты и полиатомные спирты /1/. Основным изоциатным сырьем для получения ПУ пленкообразующих служит 2,4-толуилендиизоцианат (1) и его смесь с 2,6-изомером (2). Ввиду токсичности и сильной летучести низкомолекулярных диизоцианатов, готовят более высокомолекулярный продукт, обладающий пониженной летучестью и меньшей токсичностью (аддукт). Двухупаковочные материалы, отверждаемые влагой воздуха, состоят из растворов двух компонентов - преполимера и катализатора.Например, по одной и той же схеме производства лаков, отверждаемых влагой воздуха, можно получать на основе продуктов алкоголиза касторового масла триэтаноламином и глицерином соответственно одноупаковочные и двухупаковочные материалы. Для получения двухкомпонентных систем нашли так же применение такие полиизоцианаты, как полиизоцианат-биурет, которые отверждаются без нагревания только в присутствии катализаторов (октоата и нафтената цинка).Технологический процесс получения преполимеров включает две стадии: переэтерификация касторового масла глицерином; Первая стадия - переэтерификация касторового масла - имеет ряд особенностей, связанных с введением в реакционную систему изоцианатов. Во-первых, переэтерификацию проводят без катализаторов, поскольку обычные катализаторы этой реакции (оксиды свинца, кальция, щелочи) катализируют также реакции изоцианатов (полимеризацию, образование карбамида, биуретов и т.д.), что может значительно снизить стабильность преполимеров при хранении. Во-вторых, во избежание побочных реакций переэтерификат подвергают тщательному обезвоживанию (воду отгоняют прямой отгонкой). Переэтерификацию касторового масла глицерином проводят азеотропным способом в реакторе 11 при следующих соотношениях исходных компонентов (масс. частях): касторовое масло 75,6 глицерин 12,6 толуол 11,8В продажу поступает двухкомпонентная система, состоящая из полуфабриката эмали и полиизоцианатного отвердителя, смешиваемых перед применением. Полуфабрикат эмали - суспензия пигментов и наполнителей с целевыми добавками в растворе смолы. Отвердители поставляются комплектно. Наносится эмаль различными способами - пневматическим, безвоздушным распылением, валиком и кистью. После отверждения покрытие приобретает свойства /4/: Однородная глянцевая или полуглянцевая поверхностьОтносительно новым видом полиуретановых ЛКМ являются водные композиции, которые находят все возрастающее применение при окраске изделий из древесины, пластмасс, металла и других материалов. Важнейшими потребителями такого рода материалов выступают автомобилестроение, авторемонтный сектор, а также производители военной техники, которые используют двухупаковочные полиуретановые дисперсии с содержанием летучих не более 180 г/л, позволяющие сформировать термо - и химстойкое верхнее покрытие для самолетов и тактического оружия. При использовании ПУ для покрытий, необходимо принимать во внимание, что акрилоуретановые покрытия характеризуются повышенной устойчивостью к воздействию воды, кислотных дождей и газов, а полиэфируретановые - твердостью и химстойкостью, хотя и не выдерживают прямого контакта с жидкими химикалиями. В ближайшее время планируется разработать широкий ассортимент двухупаковочных эпоксиуретановых ЛКМ, покрытия на основе которых отличаются высокой скоростью отверждения, химстойкостью и устойчивостью к царапанью. Применение Добавок фирмы Byk Chemie позволило создать тиксотропные ЛКМ для окраски мебельной фурнитуры, лаки для отделки металлизированных пластмасс и изделий из черного дерева с высокоскользящей поверхностью, исключающей появление царапин.Таким образом, если речь идет о выборе ЛКМ с длительным сроком эксплуатации, то предпочтение отдается ПУ ЛКМ и системам покрытий на их основе.
План
Содержание
Введение 2
1. Сырье для получения ПУ ЛКМ 3
2. Способы синтеза ПУ лакокрасочных материалов и полупродуктов 4
3. Технологическая схема получения преполимеров на основе продуктов алкоголиза касторового масла 5
4. Физико-химические показатели ПУ эмали и покрытия на его основе 7
5. Современные методы модификации 9
6. Области применения и фирмы-производители 10
Заключение 11
Список используемой литературы 12
Введение
Ни один класс пленкообразователей не обладает таким многообразием свойств, как полиуретаны (ПУ), которые позволяют получать покрытия с заранее заданными свойствами.
В настоящее время на мировом рынке имеется довольно широкий выбор сырьевых компонентов для полиуретановых ЛКМ. Варьирование полиольного и изоцианатного компонентов позволяет получить композиции, пригодные для окраски практически любого изделия. В каждом конкретном случае при выборе полиуретанового ЛКМ следует руководствоваться типом окрашиваемого материала и условиями его эксплуатации.
Полиуретановые ЛКМ могут быть одно - и двухупаковочными. Согласно международной классификации их можно разделить на несколько групп. Первую составляют двухупаковочные системы, отверждающиеся при обычной или повышенной температуре. Вторая группа объединяет полиуретановые ЛКМ, отверждающиеся при обычной температуре влагой воздуха. Третью группу составляют полиуретановые ЛКМ горячей сушки, образующие покрытия при высокой температуре (100 - 150°С). Четвертая группа - это полиуретаны физической сушки, к которым относятся, в частности, водные дисперсии. В последнюю группу входят ЛКМ на основе модифицированных полиуретанов - уралкиды окислительной сушки.
Вывод
Таким образом, если речь идет о выборе ЛКМ с длительным сроком эксплуатации, то предпочтение отдается ПУ ЛКМ и системам покрытий на их основе. Поэтому они встречаются практически во всех областях промышленного производства. Что было указано выше. Эта область одна из наиболее перспективных в плане дальнейшего развития и исследования, т.к на основе полиуретана можно изготавливать экологически благоприятные ЛКМ с высоким качеством покрытия.
Список литературы
Сорокин М.Ф., Шодэ Л.Г., Кочнова З.А. Химия и технология пленкообразующих веществ. - М.: Химия, 1981 - 448 с.
Сырье и полупродукты для лакокрасочных материалов, Справочное пособие. / Под ред.М. М. Гольдберга. М.: Химия, 1978, 512с.
