Полиуретановые лакокрасочные материалы Реакции изоцианатов
Изоцианаты являются высоко реакционноспособными соединениями. Они легко реагируют с соединениями, содержащими подвижные атомы водорода, например аминами и спиртами. Этот процесс широко используют в лакокрасочных составах для отверждения гидроксилсодержащих пленкообразовате - лей (рис. 2.10) [1 - 3,14,15]. Так как при взаимодействии образуются уретано - вые группы, такие покрытия называют полиуретановыми.
|
Взаимодействие изоцианатов с ОН-группами пленкообразователей протекает с достаточной скоростью уже при комнатной температуре. Этот процесс можно ускорить за счет введения катализаторов или повышения температуры. Однако температура не так сильно влияет на скорость процесса, как в случае других термореактивных материалов (например, меламиноформальдегидных смол). Скорость реакции зависит также от вида применяемого изоцианата. Ароматические изоцианаты реагируют значительно быстрее, чем алифатические и тем более циклоалифатические. На скорость реакции влияют также стери - ческие факторы (рис. 2.11).
Рис. 2.10. Реакция изоцианата с ОН-группами пленкообразователя |
Реакция изоцианатов с аминами протекает также с удовлетворительной скоростью, и ее используют
При разработке лакокрасочных составов. При этом амины и изоцианаты можно варьировать и таким образом изменять скорость реакции.
Этим нередко пользуются на практике.
Изоцианаты реагируют также с водой. Образующаяся при этом замещенная карбамино - вая кислота нестабильна и распадается на амин и диоксид углерода. Полученный амин быстро вступает в реакцию с оставшимися изоцианатными группами, образуя мочевину.
Эта реакция применяется для получения лакокрасочных материалов, отверждаемых влагой воздуха. Она протекает при отверждении двухупаковочных полиуретановых материалов при нормальной температуре в условиях повы - Рис. 2.11. Зависимость скорости реакции шенной влажности воздуха. Исследования, от типа изоцианата
проведенные фирмой Bayer, показали, что образующаяся мочевина не так отрицательно влияет на свойства получаемых пленок, как считалось ранее.
Для удаления воды, присутствующей в некоторых сырьевых материалах и являющейся нежелательным компонентом, следует вводить добавки, взаимодействующие с ней, например толуолсульфоизоцианат, этилортоформиат или монооксазолидин, а также молекулярные сита.