Основу полиэфирных лаков составляют смолы, содержащие молекулы ненасыщенных полиэфиров, способных к реакции полимеризации с ненасыщенными мономерами (стиролом, эфирами аллилового спирта, аллиловыми эфирами и др.).
В качестве основы полиэфирных лакокрасочных материалов чаще всего применяют полиэфирмалеинат - продукт поликонденсации этиленгликоля, малеинового и фталевого ангидридов. В молекуле фталевого ангидрида содержится ароматическое ядро, что улучшает совместимость получаемой полиэфирной смолы с ароматическими растворителями - мономерами (например, стиролом). Наличие ароматического ядра обеспечивает повышенные эксплуатационные свойства покрытий, придает им теплостойкость и твердость. Покрытия на основе полиэфирмалеината характеризуются значительной хрупкостью, поэтому для увеличения их эластичности в основу лаков добавляют алифатические двухосновные кислоты (адипиновую, себациновую и др.), которые не участвуют в реакции полимеризации, а лишь улучшают свойства покрытия.
Выпускаются парафиносодержащие (ПЭ-246, ПЭ-265) и беспарафиновые (ПЭ-232, ПЭ-250, ПЭ-250М, ПЭ-250ПМ) полиэфирные лаки.
Парафиносодержащие лаки в качестве мономера растворителя содержат стирол, обладающий достаточно высокой способностью к испарению. Снижение содержания стирола может отрицательно отразиться на процессе реакции полимеризации лака, так как он принимает в ней участие. Кроме того, кислород воздуха способен взаимодействовать со свободными радикалами стирола, образуя пероксирадикалы стирола, способствующие обрыву молекулярной цепи, образующейся в процессе полимеризации, и тем самым замедляя процесс отверждения покрытия. Для предохранения стирола от улетучивания и ингибирующего действия кислорода воздуха в эти лаки вводят парафин (стирольный раствор), который хорошо растворяется в полиэфирной смоле и легко выделяется из материала (всплывает), образуя на поверхности защитную пленку. Благодаря этому основа лака практически полностью взаимодействует с мономером-растворителем (стиролом), в результате чего содержание пленкообразующих (сухого остатка) в этих лаках очень высоко (90 ... 95 %) при невысокой исходной вязкости.
Технологический процесс отделки этими лаками включает операции облагораживания покрытий (шлифования и полирования), что значительно удлиняет цикл отделки и повышает трудозатраты (примерно на 40 %). Парафиносодержащие лаки применяются в основном для отделки плоских щитовых элементов методом налива. Использование их для отделки изделий в собранном виде или элементов изделий, расположенных под углом к горизонтальной поверхности, затрудняется стеканием лака и невозможностью шлифования и полирования.
Беспарафиновые лаки представляют собой раствор поли-«фирмалелеината в эфире ТГМ-3 (диметакриловый эфир триэтиленгликоля), который менее летуч и менее реакционноспособен, чем стирол, Поэтому для полимеризации не требуется защитная пленка.
Отверждение полиэфирных лакокрасочных материалов происходит в результате реакции сополимеризации ненасыщенного полиэфира и мономера растворителя, которая протекает ПО механизму цепной радикальной полимеризации.
Для инициирования реакции полимеризации полиэфирной смолы с мономером растворителем в лаки вводят инициаторы (отвердители). В качестве отвердителей обычно применяют перекисные и гидроперекисные соединения (перекиси бензоина или циклогексанона, гидроперекись изопропилбензола). Все эти соединения имеют в своем составе кислородный мостик R -0-0- R . Валентная связь двух атомов кислорода является непрочной и разлагается под действием температуры на свободные радикалы R*, которые играют роль активных центров реакции полимеризации. Таким образом, отвердители инициируют реакцию полимеризации и принимают в ней участие.
При взаимодействии молекулы мономера со свободным радикалом, образовавшимся при распаде инициатора, мономер получает необходимое для начала полимеризации количество энергии: R*+ М→R –М*. При этом один акт инициирования способен вызвать многочисленные последовательные реакции присоединения мономера к активному радикалу:
R–M*+M→R–M–M*;
R –М –М*+ M→R –М –М+М*;
R –М n –M*+M→R–М n +1 –М*.
В результате возникают полимерные цепи со свободными связями, способные вступать в реакцию с ненасыщенными полиэфирами.
В качестве инициаторов применяют органические перекисные соединения с относительно высокой температурой распада (70…100°С), что обеспечивает достаточный срок жизнеспособности при нормальной температуре полуфабрикатного раствора лака с.отвердителем.
Для обеспечения разложения перекисных соединений без нагревания применяют ускорители, которые образуют с ними окислительно-восстановительную систему, в результате возникновения которой разложение перекисных соединений происходит при нормальной температуре иначинается реакция полимеризации лака. Таким образом, ускорители лишь обеспечивают ускорение начала реакции полимеризации, но не принимают в ней участия. В качестве ускорителей применяют растворимые в углеводородах соли тяжелых металлов переменной валентности (кобальта, ванадия, марганца), которые в этой системе играют роль восстановителей. В качестве ускорителей для полиэфирных лаков применяют обычно раствор нафтената кобальта в стироле (растворитель № 30) или толуоле (растворитель № 25) и раствор соли на основе пятиокиси ваннадия в монобутилфосфорной кислоте (растворитель № 31).
При окислительно-восстановительном инициировании происходит быстрое разложение отвердителей, вследствие чего концентрация свободных радикалов увеличивается и процесс полимеризации достаточно энергично протекает при нормальной температуре. Реакция экзотермичная, сопровождается выделением тепла, причем чем больше слой лака, тем больше выделяется тепла.
Молекулы полиэфирных смол, составляющие основу полиэфирных лаков, содержат несколько групп с двойной связью, благодаря чему при сополимеризации образуются поперечные связи между линейными цепочками, увеличивается разветвленность до образования полимера трехмерной структуры с высокими прочностными свойствами.
На ход и полноту завершения реакции полимеризации большое влияние оказывает соотношение вводимых отвердителя и ускорителя. Для каждой системы существует свой оптимум этого соотношения. При недостаточном количестве отвердителя сополимеризация мономера с ненасыщенным полиэфиром происходит в неполной степени, избыток отвердителя приводит к резкому уменьшению связываемого мономера. При низком количестве ускорителя замедляется образование свободных радикалов и тем самым снижается интенсивность реакции полимеризации. Однако при избытке ускорителя происходит быстрое образование большого количества активных радикалов, что приводит к возникновению одновременно значительного числа макрорадикалов, вступающих во взаимодействие друг с другом, исчезновению свободных радикалов и обрыву цепи.
Схематически процесс отверждения полиэфирных лаков можно представить следующим образом. Через несколько минут после нанесения на поверхность мебельного щита растворов лака, содержащих отвердитель и ускоритель, резко повышается вязкость, покрытие теряет текучесть, происходит его желатинизация. Продолжительность этого процесса зависит от состава лака и температуры окружающей среды и в среднем колеблется в диапазоне 15…40 мин. При дальнейшей выдержке происходит полное отверждение покрытия.
Для ускорения распада инициатора и отверждения полиэфирного слоя в некоторых случаях применяют специальные добавки - промоторы (диметилакилин, ацетоуксусный эфир, ацетилацетат, аскорбиновую кислоту, бензоин). Так, при введении диметиланилина в количестве 0,03 ... 0,05 % снижается время желатинизации в 3…4 раза.
Раствор полиэфирной смолы в мономере вследствие взаимодействия компонентов характеризуется низкой стабильностью. Для повышения стабильности в его состав вводят замедлители реакции - ингибиторы (например, гидрохинон) в количестве 0,02 …0,03 % от массы всего лака.
В зависимости от того, при каких условиях может происходит отверждение лакокрасочных покрытий, полиэфирные лаки разделяют на лаки холодного отверждения и лаки, отверждающиеся под действием различных видов излучения (ИК-лучей, УФ-лучей и потока ускоренных электронов).
Полиэфирные лаки и грунты необычные материалы для покраски с отличными потребительскими характеристиками, но малым временем жизни, требующие оперативности от маляра.
Основные разделы статьи:
Как работают с полиэфирными лакокрасочными материалами?
В рабочую смесь перед употреблением вводят небольшое количество (по 2%) катализатора - вещества, инициирующего реакцию, и ускорителя, активирующего катализатор. В результате сополимеризации полиэфира с мономером образуется разветвлённый пространственный полимер.
Дело в том, что в присутствии кислорода свободные радикалы, на которые распадается инициатор, реагируют в основном с ним, не вызывая реакции сополимеризации. Введённые же в состав парафины всплывают, образуют на поверхности плёнку, препятствующую доступу кислорода, и затем только происходит полимеризация лакокрасочного материала.
Парафиновый слой на поверхности удаляется затем шлифованием или полировкой, являющимися обязательными компонентами технологии вменения парафиносодержащих ПЭ материалов.
Смотрите видео работы с полиэфирным грунтом при отделке МДФ
Как разбавляют полиэфирные лакокрасочные материалы?
Разбавляются полиэфирные краски, лаки, грунты очень быстрыми разбавителями на основе ацетона, большая часть его испаряется при нанесении, так что нанесённый слой получается достаточно вязким, не дающим подтёков. Оставшаяся часть ацетона испаряется за 10-15 минут. После шлифовки через несколько часов усадка очень мала.
Как производится сушка полиэфирных грунтов до шлифовки?
Сушка полиэфирных грунтов под глянцевые отделки длится, как правило, гораздо дольше минимального срока сушки до шлифовки.
Толстые, жёсткие, идеально ровные и гладкие основания под зеркально глянцевые отделки - это именно то, что наилучшим образом могут обеспечить ПЭ материалы.
Как приготавливается рабочая смесь полиэфирных лакокрасочных материалов?
Кроме того, рабочая смесь обладает обычно короткой жизнеспособностью (10-40 минут), ограничен также срок хранения самих материалов. Несмотря на низкое испарение разбавителей, некоторые ПЭ материалы обладают более резким и неприятным запахом, чем ПУ материалы.
Для повышения технологичности ПЭ материалов разработаны «медленные» катализаторы и ускорители, увеличивающие жизнеспособность до нескольких часов, правда, и время сушки материала с такими добавками также возрастает.
Для того чтобы обойти затруднения, связанные с малым временем жизни, используют иногда специальные двухкомпонентные насосы, смешивающие материалы непосредственно перед нанесением или же распылительные пистолеты со смешением компонент в факеле.
Потребительские свойства полиэфирных лакокрасочных материалов
Плёнки ПЭ материалов выдерживают колебания температур от -40°С до 60°С, но имеют невысокую атмосферостойкость. ПЭ материалы плохо отверждаются на смолистой хвойной древесине, на палисандре и некоторых других маслянистых породах древесины.
Большая толщина ПЭ грунтов имеет следствием склонность отделяться от основания при нагрузках, что особенно неприятно при прозрачной отделке. Однако, отделка, содержащая ПЭ грунт и финишный ПУ материал оказывается вполне ударостойкой. Разработаны добавки, повышающие эластичность ПЭ ЛКМ.
Полиэфирные лаки
лаки на основе ненасыщенных олигоэфиров, главным образом полималеинатов (см. Полиэфирные смолы). В отличие от большинства др. лаков, П. л. содержат реакционноспособные растворители (например, стирол), которые при нанесении П. л. на поверхность сополимеризуются с олигоэфиром. В результате этого процесса формируется нерастворимая (необратимая) плёнка толщиной 300-400 мкм.
Сополимерязация возможна под действием вводимой в П. л. системы инициатор - катализатор (например, гидроперекись изопропилбензола - нафтенат кобальта), ультрафиолетовых лучей (в присутствии фотоиницпатора, например бензоина) или потока быстрых электронов с энергией пучка 300-500 кэв.
При комнатной температуре покрытия отверждаются в первом случае через 3-24 ч,
во втором - через 2-12 мин,
в третьем - не более чем через 2 сек.
В состав П.
л. входят обычно ингибиторы (пирокатехин, гидрохинон), предупреждающие сополимеризацию при получении лака; загустители (двуокись кремния типа «аэросил», эфиры целлюлозы), препятствующие стеканию слоя лака с вертикальных поверхностей; инертные растворители (кетоны, ацетаты), применяемые для регулирования вязкости раствора. Специфические компоненты П. л., содержащих стирол, - т. н. всплывающие добавки (например, парафин), которые образуют в нанесённом слое лака поверхностную плёнку; она задерживает улетучивание стирола и изолирует покрытие от кислорода воздуха, ингибирующего сополимеризацию. Покрытия с такими добавками требуют длительного шлифования и полирования. Применение добавок исключается при использовании растворителей, полимеризующихся под действием кислорода, например диметакрилового эфира триэтиленгликоля. На защищаемые поверхности П. л. наносят обычно пневматическим распылением или из лаконаливной машины (См. Лаконаливная машина) (см. также Лакокрасочные покрытия). Плёнки П. л. выдерживают колебания температур от -40 до 60 °С, но имеют невысокую атмосферостойкость. После полирования они приобретают зеркальный блеск. П. л., а также пигментированные материалы на их основе - полиэфирные эмали (см. Эмалевые краски), Шпатлёвки -
применяют главным образом для отделки изделий из дерева: мебели, музыкальных инструментов, футляров телевизоров и радиоприёмников и др. Особый тип П. л. - растворы олигоэфиракрилатов в инертных органических растворителях (например, в ацетоне), образующие покрытия толщиной 50-60 мкм
в результате улетучивания растворителя и сополимеризации молекул олигоэфиракрилата. Из некоторых эмалей на основе таких П. л. получают атмосферостойкие покрытия, которыми защищают изделия из металла. М. М. Гольдберг.
Большая советская энциклопедия. - М.: Советская энциклопедия . 1969-1978 .
Смотреть что такое "Полиэфирные лаки" в других словарях:
Лакокрасочные материалы, пленкообразующим компонентом которых являются полиэфирные смолы. Образуют покрытия с хорошими декоративными свойствами. Полиэфирные лаки и получаемые на их основе эмалевые краски, шпатлевки применяют главным образом для… … Большой Энциклопедический словарь
Лакокрасочные материалы, плёнкообразующим компонентом которых являются полиэфирные смолы. Образуют покрытия с хорошими декоративными свойствами. Полиэфирные лаки и получаемые на их основе эмалевые краски, шпатлёвки применяют главным образом для… … Энциклопедический словарь
Получают на основе ненасыщ. полиэфирных смол, гл. обр. олигоалкиленгликольмалеинат фталатов. В зависимости от хим. состава полиэфирной смолы подразделяют на ингибируемые и неингибируемые кислородом воздуха. Содержат реакционноспособные р ри тели… … Химическая энциклопедия
Лакокрасочные материалы, плёнкообразующим компонентом к рых являются полиэфирные смолы. Образуют покрытия с хорошими декоративными св вами. П. л. и получаемые на их основе эмалевые краски, шпатлёвки применяют гл. обр, для отделки изделий из… … Большой энциклопедический политехнический словарь
Лаки (от нем. Lack; первоисточник ≈ санскр. лакша), растворы плёнкообразующих веществ в органических растворителях, которые после нанесения тонким слоем на металлическую, деревянную или др. поверхность и высыхания образуют твёрдые блестящие… …
I Лаки (Laki) вулканическая цепь на Ю. Исландии, близ юго западного края ледника Ватнайёкудль. Высота до 818 м. Состоит из 115 кратеров, простирающихся на 25 км вдоль тектонического разлома. Сильное извержение в 1783 84, во время которого … Большая советская энциклопедия
Ненасыщенные Олигомеры (олигоэфиры), например полималеинаты и олигоэфиракрилаты. Смеси указанных олигоэфиров и растворы их в способных сополимеризоваться мономерах (стирол, метилметакрилат, диаллилфталат и др.) обычно также называются… … Большая советская энциклопедия
- (от нем. Lack; первоисточник санскр. laksa), р ры пленкообразователей в орг. растворителях или воде. Могут содержать также пластификаторы, отвердители, сиккативы, матирующие в ва, р римые красители и др. добавки. Различают Л. полуфабрикатные… … Химическая энциклопедия
Лаки - – растворы пленкообразующих веществ в органических растворителях. Могут содержать пластификатор, отвердитель и другие добавки, улучшающие качество покрытия. [Словарь архитектурно строительных терминов] Лаки – растворы синтетических или… …
Материалы лакокрасочные полиэфирные насыщенные - – смолы полиэфирные насыщенные. [ГОСТ 9825 73] Рубрика термина: Лаки Рубрики энциклопедии: Абразивное оборудование, Абразивы, Автодороги, Автотехника … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов
Все хоть раз в жизни видели такие музыкальные инструменты, как пианино или рояль. На таких инструментах, как правило, имеется очень плотная лаковая пленка, которая обладает высоким уровнем блеска. Данные инструменты покрывают специальным полиэфирным лаком. Такой лак имеет высокий уровень сухого остатка. Он относительно редко применяется для самостоятельного окрашивания мебели или других предметов.
В основном такими лаками работают на производствах из-за трудности его нанесения. Чаще всего в настоящее время полиэфирные лаки применяют для окрашивания музыкальных инструментов, а также изделий из дерева, которые подвергаются максимальному износу. Помимо этого, именно данный лак образует высокоглянцевую поверхность, которую не способен образовать другой тип лакового покрытия.
Полиэфирные лаки способны создавать на поверхности практически зеркальный блеск. Именно поэтому данный лак высоко ценится в производстве музыкальных инструментов.
Полиэфирные лаки обычно изготавливаются в многокомпонентном составе. Отверждение такого лака происходит благодаря химической реакции между данными компонентами, а не вследствие выветривания растворителя, как это получается в случаях применения других типов лака.
Полиэфирные лаки обладают высокой устойчивостью к ультрафиолетовому излучению, влаге, а также механическим воздействиям. Стоит заметить и то, что из-за своего достаточно сложного химического состава такие лаки обладают сильной токсичностью, и для работы внутри помещения в большинстве случаев не годятся.
Если необходимо покрыть данным лаком какую-либо поверхность, лучше производить это на открытой местности, где не ходят посторонние люди, дети и животные. Обработку таким лаком следует производить в специальной защитной одежде. Обычно полиэфирные лаки наносятся на деревянное изделие при помощи распылителей. Другим методом нанести лак равномерно весьма трудно. Но стоит отметить и то, что данные лаки очень просто воспламеняются, поэтому при работе с ними необходимо избегать чрезмерного нагрева и открытого огня.
Производство таких лаков в нашей стране началось в середине двадцатого века, в пятидесятых годах. Тогда производство только развивалось, и данный лак применяли экспериментально, но позже этот состав стал более распространенным и начал широко использоваться на производствах. В зависимости от разных воздействующих условий, высыхание лака варьируется от нескольких минут до суток. При свободном высыхании он твердеет от 12 до 24 часов. Если повлиять на высыхание полиэфирного лака при помощи горячего воздуха, то такой лак может высохнуть за полтора часа. Если применить ультрафиолетовое импульсное излучение, то данный лак высыхает максимум за пять минут.
Такие полиэфирные лаки также широко применяются для окрашивания фасадных частей зданий, деревянных домов. Кроме того, такие лаки используются при окрашивании мебельных изделий в массе, а также для покрытия больших поверхностей, таких как деревянные мосты и прочее.
Распространение полиэфирных лаков объясняется тем, что получаемые отделочные покрытия обладают, рядом положительных характеристик: 1) благодаря высокому сухому остатку входящие в состав лака компоненты почти все остаются в покрытии; 2) поскольку при отверждении усадка лаковой пленки незначительна, полированные поверхности долго сохраняют глянец, покрытия хорошо шлифуются и полируются; 3) покрытия имеют высокие физико-механические свойства (твердость, термостойкость, устойчивость к воздействию воды, спиртов, щелочей, кислот).
В деревообработке наиболее распространены парафинсодержащие полиэфирмалеинатные лаки. Они состоят из основы, инициатора и ускорителя. Основа лака- раствор ненасыщенной полиэфирной смолы в стироле. Инициатор вводят для отверждения лака, а ускоритель (как можно понять из самого термина) - для ускорения отверждения. Читателю, очевидно, понятно, что указанные добавки вводят непосредственно перед употреблением лака (чаще всего их смешивают уже на отделываемой поверхности, иначе лак заполимеризуется и к применению будет непригоден).
Роль парафина в полиэфирном лаке особая. Химизм полиэфирного лака таков, что при протекании реакции после его нанесения под влиянием кислорода воздуха на поверхности остается тонкий липкий слой смолы. Введение всплывающего на поверхность парафина обеспечивает изоляцию жидкой пленки от кислорода воздуха. После отверждения покрытия парафиновую пленку и верхний слой лака удаляют шлифованием.
Полиэфирные лаковые покрытия сушат при комнатной температуре. Полное отверждение происходит через 8-24 ч (в зависимости от марки лака). Это - один из главных недостатков полиэфирного лака.
Имеются и беспарафиновые полиэфирные лаки. Здесь растворителем вместо стирола служит полиэфир-акрилат. Сушка покрытия из этого лака бывает холодной и горячей.
Читателю будет интересно узнать, что парафинсодержащие лаки можно наносить только на горизонтальные поверхности, а беспарафиновые - и на вертикальные. Но у беспарафиновых лаков меньший сухой остаток (60-70% вместо 95%), и в этом случае для их отверждения нужен нагрев в течение 2-3 ч.
В последние годы все большее распространение получают полиуретановые лаки , так как полиуретановые покрытия обладают рядом ценных свойств: высокой адгезией к подложке, хорошим заполнением пор древесины, большой твердостью пленки и высокой ее эластичностью, стойкостью к истиранию, водо-, тепло- и атмосферостойкостью и т. п. Отверждение лакокрасочных полиуретановых покрытий происходит под воздействием химических реагентов, вводимых во время нанесения лака.
В деревообработке используются и некоторые другие типы лакокрасочных материалов. К ним относятся эмали на основе алкидных смол - глифталевые и пентафталевые. Продолжительность их высыхания при 18-20° С до 48 ч, но покрытия имеют высокую атмосферостойкость, поэтому их применяют при отделке окон, деталей вагонов, сельскохозяйственных машин и пр., т. е. изделий, эксплуатируемых на открытом воздухе.
При отделке в деревообработке используют также материалы на основе уже знакомых читателю меламиноформальдегидных смол. Это в первую очередь грунтовки и шпатлевки. Но наибольшее значение эти смолы имеют при изготовлении отделочных пленок на основе бумаги (так называемого в обиходе синтетического шпона). В связи с возрастающим дефицитом ценных пород древесины с красивой текстурой для облицовывания мебельных щитов все больше используются эти отделочные пленки. Но в технологии производства пленок при кажущейся ее простоте имеются существенные сложности.
Окраска бумаги и отпечатанная на ней текстура должны быть светостойки и теплостойки, а также устойчивы при нанесении лака или пропитке смолами. Бумага пропитывается жидкими мочевиномеламиноформальдегидными смолами на машинах непрерывного действия, т. е. бумага должна иметь достаточную в мокром состоянии прочность. В случае, если бумажная пленка напрессовывается на древесную плиту (или фанеру) и при этом получается законченное отделочное покрытие, все компоненты пленки должны иметь повышенную теплостойкость. Кроме этого способа используются и другие: напрессовывание бумажной пленки и последующая отделка, напрессовывание бумажной пленки с готовой, не требующей последующей отделки поверхностью. Все три схемы в последнее время используются все шире. Каждая из них имеет конкретную область применения, но в основе всех схем лежит бумага, пропитанная мочевиномеламиноформальдегидной смолой.