Превращаемые пленкообразователи.
Полиуретановые лакокрасочные материалы (лаки и краски).
Для получения полиуретановых покрытии используют уретановую реакцию, протекающую между изоцианатной группой и группой, содержащей замещаемый (подвижный) атом водорода. Для получения превращаемых полиуретановых лакокрасочных покрытий используют полиизоцианаты с числом функциональных групп не менее двух и полиэфиры, содержащие не менее трех гидроксильных групп.
Основные типы полиуретановых материалов следующие: двухкомпонентные материалы на основе полиизоцианатов и полиэфиров; одно- и двухкомпонентные материалы, отверждаемые влагой; однокомпонентные материалы с блокированными диизоцианатами; уретановые масла.
Гидроксилосодержащие сложные полиэфиры получаются этерификацией двухосновных кислот избыточным количеством многоатомных спиртов, а простые — взаимодействием многоатомных спиртов с окислами олефинов или полимерами глицидиловых зфиров.
Получаемые сложные и простые полиэфиры являются типичными олигомерами с относительной молекулярной массой порядка 800—1800.
Полиизоцианаты, используемые в двухкомпонентных полиуретановых материалах, могут быть двух типов — ароматические и алифатические.
Однако только алифатические изоцианаты дают возможность получить покрытия с высокой атмосферостойкостью и светостойкостью, которые по этим характеристикам значительно превосходят применявшиеся до этого лакокрасочные покрытия других типов.
Из алифатических изоцианатов наибольшее применение получил 1,6-гексаметилендиизоцианат. Если вместо гексаметилен-диизоцианата использовать продукт его взаимодействия с водой, то можно значительно уменьшить летучесть и вредное физиологическое воздействие алифатического изоцианата.
Такой изоцианат содержит около 22% изоцианатных групп и менее 0,75% несвязанного гексаметилендиизоцианата и выпускается под названием полиизоцианатбиурет.
Пониженная реакционная способность алифатического изоцианата и повышенные требования по светостойкости определяют выбор компонентов полиэфира для получения атмосферостойких лакокрасочных покрытий с приемлемыми технологическими свойствами. Исходя из этих требований, можно считать, что лучшими свойствами обладает сложный полиэфир на основе триметилол-пропана, содержащего только первичные гидроксильные группы, которые являются более реакционноспособными, чем вторичные или третичные, и фталевого ангидрида, который придает полиэфиру максимальную светостойкость.
Пленкообразование полиуретановых покрытий заключается в нанесении на защищаемую поверхность раствора полиэфира в органических растворителях, содержащего изоцианат и другие компоненты (пигменты, наполнители), удалении растворителя и в последующей поликонденсации полиэфира и полиизоцианата, приводящей к образованию необратимого полиуретанового покрытия.
Из-за склонности изоцианатов к реакции с водой и гидроксил-содержащими соединениями исключается возможность использования таких растворителей, как спирты, целлозольв и т. п.
Для растворения полиэфиров обычно применяют кетоны (чаще всего метилэтилкетон) и сложные эфиры. Допускается введение небольшого количества этилгликольацетата и ароматических углеводородов.
При использовании полиуретановых материалов необходим контроль содержания воды в полиэфире и растворителе и NCO-групп в изоцианате. Жизнеспособность полиуретановых лакокрасочных материалов после введения изоцианата 24—36 ч. Покрытие после нанесения на подложку высыхает за 3—4 ч, а полное отверждение покрытия происходит за 4—7 сут.
Полиуретановые покрытия используются в основном как атмосферостойкие покрытия алюминиевых сплавов, но могут также использоваться для окраски сталей и стеклопластиков.
