бесплатно по России 8 800 700-14-31

Технология производства и сырье напыляемого полимочевинуретанового покрытия

07.05.2013

Технология производства и сырье напыляемого полимочевинуретанового покрытия
Покрытия на основе полиуретана на сегодня — одни из бурно развивающихся, востребованных и в наибольшей степени соответствующих современным представлениям об индустриальных лакокрасочных материалах. Уникальные эксплуатационные и хорошие декоративные свойства полиуретановых покрытий обеспечивают постоянный прирост их процента потребления от объема лакокрасочных материалов в целом.
Строение и состав полиуретановых полимеров чрезвычайно разнообразны: наряду с уретановыми группами они содержат мочевинные, простые эфирные и сложноэфирные группы. Следствием такого разнообразия является широчайший диапазон получаемых технических характеристик.

Полиуретановые покрытия имеют хорошую адгезию к большинству материалов, обладают высокой износостойкостью, водостойкостью, стойкостью к бензину, маслам и растворителям; обладают хорошими электроизоляционными свойствами и эластичностью.

Полиуретановые покрытия делятся на одно- и двухкомпонентные. Покрытия из этих материалов формируются при комнатной или повышенной температуре.

Полиуретаны — гетероцепные полимеры, содержащие незамещенные и/или замещенные уретановые группы –NH–CO–O–. При эквимолярном соотношении двух бифункционых компонентов синтеза в идеале образуются линейные термопластичные полиуретаны. Однако получение полиуретанов, не содержащих поперечных связей, в большинстве случаев затруднено из-за высокой реакционной способности изоцианатной группы по отношению к любым соединениям и группам, содержащим активный атом водорода (вода в компонентах и окружающей среде, уретановые или мочевинные группы в образующейся цепи и т.п.), поэтому так называемые линейные полиуретаны следует рассматривать как слаборазветвленные полимеры.

Сетчатые полиуретаны получаются в следующих случаях:

  1. по крайней мере один из компонентов синтеза имеет функциональность более двух (образуются уретановые поперечные связи);
  2. наряду с двумя основными компонентами синтеза используют агенты удлинения и структурирования;
  3. в макромолекулы полиуретанов в ходе синтеза вводят функциональные группы, содержащие активный атом водорода;
  4. проводят циклотримеризацию изоцианатных групп в присутствии специфических катализаторов, в результате чего образуется узел сшивания — изоциануратный цикл.

Трехмерные полиуретаны характеризуются пространственной структурой, они неплавки и нерастворимы.

Рассмотрим, к примеру, двухкомпонентную напыляемую полимочевинуретановую систему, состоящую из компонента 1 и компонента 2 с массовой долей нелетучих веществ 100%.

Компонент 1 — изоцианатный форполимер — продукт взаимодействия полиизоцианата и гидроксилсодержащего олигоэфира с введением модифицирующих добавок. Технологический процесс производства заключается в смешении полиольного и изоцианатного компонентов с получением форполимера с определенной концентрацией концевых изоцианатных групп. По показателям качества форполимер соответствует требованиям и нормам, указанным в таблице 1.

Компонент 2 — отвердитель — раствор диаминов в полиэфирах. Технологический процесс его производства представляет смешение диаминов с полиэфирами с добавлением функциональных добавок.

Таблица 1. Характеристика производимой продукции — форполимера «Форпол-NCO»

Наименование показателя
Характеристика и норма для марки «А»
Характеристика и норма для марки «В»
1
2
3
Внешний вид
Вязкая жидкость без механических включений  и сгустков от светло-желтого  до светло-коричневого цвета
Вязкая жидкость без механических включений и сгустков от светло-желтого   до светло-коричневого цвета
Массовая доля изоцианатных групп, %, в пределах
15-17
13-15
Динамическая вязкость по вискозиметру Брукфилда, Па.с, не более, при температуре:
(23±2) °С
(60±2) °С
 
 
 
15
1,3
 
 
 
18
1,5
Плотность при температуре (23±2) °С, кг/мз, в пределах
1135-1145
1125-1135
Показатель преломления при температуре (20,0±0,5) °С, в пределах
1,5300-1,5500
1,5300-1,5500

По показателям качества отвердитель соответствует требованиям и нормам, указанным в таблице 2.

Таблица 2. Характеристика производимой продукции — отвердителя «Форпол-NH2OH»

Наименование показателя
Характеристика и норма для марки «А»
Характеристика и норма для марки «А»
Внешний вид и цвет
Вязкая однородная жидкость без механических включений соответствующего цвета. Оттенок не нормируется.
Вязкая однородная жидкость без механических включений соответствующего цвета. Оттенок не нормируется.
Массовая доля общего титруемого азота, %, в пределах
4,2-4,5
3,1-3,4
Массовая доля воды, %, не более

0,1

0,1

Плотность при температуре (23±2) °С, кг/м3, в пределах

1220–1235

1210–1230

Динамическая вязкость по вискозиметру Брукфилда, Па.с, не более, при температуре:
(23±2) °С
(60±2) °С
 
 
 
5,0
0,5
 
 
 
3,5
0,5
 
В таблице 3 приведены основные характеристики напыляемого полимочевинуретанового покрытия «Форпол».

Таблица 3. Характеристика производимой продукции — полимочевинуретановое покрытие «Форпол»

Наименование показателя
Характеристика и норма для марки «А»
Характеристика и норма для марки «А»
Внешний вид и цвет покрытия
Однородное сплошное покрытие черного цвета, возможна другая цветовая гамма по согласованию
Однородное сплошное покрытие черного цвета, возможна другая цветовая гамма по согласованию
Прочность покрытия при ударе по прибору типа «Константа У-1А», см, не менее
100
50
Прочность при растяжении при температуре (23±2) °С, МПа, не менее

12,0

7,0

Адгезия покрытия методом отрыва при температуре (23±2) °С, МПа не менее:
          - к бетону
          - к углеродистой стали
 
 
 
3,0
4,0
 
 
 
3,0
4,0
Твердость по Шору А, единицы, не менее
96
80
Относительное удлинение при разрыве при температуре (23±2) °С, %, не менее
80,0
120,0
Время отверждения при температуре (23±2) °С, мин, не более
1
3
Температура эксплуатации, °С
–60…+120
–60…+120
 

Напыляемые полимочевинуретановые покрытия могут быть использованы для антикоррозионной и гидроизоляционной защиты в:

  • промышленном и гражданском строительстве (устройство и ремонт кровель, покрытий для пола и т.п.);
  • инженерных и гидротехнических сооружениях (портовые сооружения, мосты, тоннели, опоры, сооружение искусственных водоемов и т.п.);
  • добывающих отраслях (защита узлов различных машин, изоляция емкостей и т.п.);
  • энергетике (защитное покрытие оборудования гидроузлов и т.п.);
  • судо- и автомобилестроении (внутреннее и внешнее покрытие различных частей корпуса судна, покрытие днищ и кузовов автомобилей и т.п.);
  • городском, коммунальном и сельском хозяйстве (гидроизоляционное, гидрохимическое и антикоррозионное покрытие трубопроводов, задвижек, фитингов и т.п.).

В связи с ростом областей применения полиуретановых покрытий возрастает их выпуск различными предприятиями. Разработаны и проведены испытания ряда различных марок полимочевинуретановых покрытий под зарегистрированной торговой маркой «Форпол»®, которые отвечают самым различным требованиям и соответствуют высоким показателям, предъявляемым к продукции такого рода. В частности одно из таких покрытий введено в СТО-ГК «Трансстрой-017-2007» «Бетонные и железобетонные конструкции транспортных сооружений. Защита от коррозии».


По материалам журнала «ЛКМ Лакокрасочные материалы и их применение»

Другие публикации

Применение политетрафторэтилена для модификации покрытий, получаемых методом электроосаждения
Применение политетрафторэтилена для модификации покрытий, получаемых методом электроосаждения
Один из путей технического прогресса в области полимерной технологии, в том числе полимерных покрытий, — создание гибридных полимерных материалов. Этого...