Современные лакокрасочные материалы для отделки древесины и изделий из древесины

Лак можно наносить толстыми слоями, так как усадка его мала, а само отверждение происходит быстрее и надежней в толстых слоях, чем в тонких, поэтому получение даже толстых покрытий (до 500 мкм) достигается за одно-два нанесения.

Наносить лак можно только на горизонтальные поверхности, так как сополимеризация смолы и мономера, а с ней и нарастание вязкости происходят не сразу, а лишь по истечении нескольких минут после нанесения; первое время лак сохраняет низкую вязкость и стекает с вертикальных и наклонных поверхностей. Для нанесения покрытий на вертикальные поверхности в полиэфирные лаки вводят специальные загустители и тиксотропные добавки.

К недостаткам парафинсодержащих лаков относится пониженная адгезия к древесине, что можно объяснить миграцией некоторой части парафина в подложку, необходимость во всех случаях операции по удалению парафинового слоя, высокая чувствительность к температурным условиям в первый период желатинизации лака. Парафинсодержащие полиэфирмалеинатные лаки не имеют адгезии к древесине, обработанной масляными грунтами и порозаполнителями, и плохо отверждаются

на сильно смолистой хвойной древесине, древесине палисандра и некоторых других тропических и субтропических пород. Это можно объяснить ингибирующим действием некоторых веществ, содержащихся в смоле и древесине этих пород.

Беспарафиновые полиэфирмалеинатные лаки и эмали чаще всего представляют собой растворы ненасыщенной полиэфирмалеинатной смолы в полиэфиракрилатах.

Полиэфиракрилаты — сравнительно низкомолекулярные (олигомерные) продукты конденсации многоатомных спиртов с метакриловой или акриловой кислотой, хорошо растворимые в спиртах, ароматических углеводородах и других растворителях. Под действием инициаторов и ускорителей полиэфиракрилаты способны превращаться в твердые продукты трехмерной структуры. Полиэфиракрилаты ТГМ-3 — продукт конденсации триэтиленгликоля и метакриловой кислоты, МГФ-9 — продукт конденсации триэтиленгликоля, фталевого ангидрида и метакриловой кислоты и др.

Диметакриловый эфир триэтиленгликоля (ТГМ-3), используемый для отверждения полиэфиров, имеет следующую химическую формулу:

 

Н2С=С(СН3)—СОО(—СН2—СН2—О—)3ОС—С(СН3)=СН2

 

Этот мономер менее реакционноспособен, чем стирол, но зато практически нелетуч и лучше совместим с полиэфирами.

Растворы полиэфирмалеинатной смолы в низкомолекулярных полиэфиракрилатах при добавлении к ним инициатора (чаще всего гидроперекиси изопропилбензола) и ускорителя (нафтената кобальта) способны отверждаться при повышенной и комнатной температуре, причем кислород воздуха уже не оказывает на этот процесс того ингибирующего действия, которое характерно для растворов полиэфирмалеинатов в стироле.

Полиэфиракрилаты синтезируют стадийно. Вначале получают олигоэфир при некотором избытке спирта, в результате чего молекулы содержат на концах одинаковые (гидроксильные) функциональные группы:

Затем олигоэфир доэтерифицируют метакриловой кислотой:

Аналогичным путем могут быть получены и полифункциональные полиэфиракрилаты, например тетраметакрилат (диглицерин) фталат:

 

 

Полиэфиракрилаты представляют собой вязкие жидкости с молекулярной массой 350...700. Высоковязкие полиэфиракрилаты с целью получения лаков предварительно растворяют в ароматических углеводородах, кетонах и ацетатах.

Полиэфиракрилаты обладают большей реакционной способностью, чем полиэфирмалеинаты. В сочетании с мономерами их используют в качестве пленкообразователей лаков и эмалей, отверждающихся в присутствии окислительно-восстановительных систем, а также для изготовления клеев и компаундов. По сравнению с полиэфирмалеинатами полиэфиракрилаты образуют покрытия с лучшими физико-механическими и защитными свойствами.

Отечественной промышленностью выпускается ряд марок лакокрасочных материалов, предназначенных для отделки древесины: лаки ПЭ- 220, ПЭ-232, эмаль, ПЭ-225 и шпатлевка ПЭШ. Часть из них предназначена только для горячей сушки, (лак ПЭ-220, эмаль ПЭ-225, шпатлевка ПЭШ) остальные могут отверждаться и при комнатной температуре.

Материалы эти рассчитаны на нанесение как на горизонтальные, так и на вертикальные поверхности. С учетом этого в основе лаков и эмалей, помимо раствора ненасыщенной смолы, в полиэфиракрилате содержится добавка алкидной смолы и раствора высоковязкого коллоксилина в ацетоне или другом низкокипящем растворителе. Нанесенный на поверхность ацетон быстро улетучивается, вызывая быстрое нарастание вязкости, предупреждающее стекание покрытия с вертикальных поверхностей.

Жизнеспособность беспарафиновых лаков и эмалей такого состава после добавления инициатора и ускорителя при температуре 20...22 °С составляет 16...22 ч. Время отверждения лаков ПЭ-170, 232 и 247 при комнатной температуре - около 12 ч, при температуре 60.. 70 °С около 1 ч, остальных лаков и эмалей - 2...3 ч.

Относительно длительная жизнеспособность готовых рабочих составов и в связи с этим возможность нанесения их обычными способами, пригодность для нанесения на вертикальные поверхности — преимущество беспарафиновых полиэфирных лаков и эмалей.   Существенный недостаток этих материалов по сравнению с парафинсодержащими лаками состоит в значительно меньшем содержании сухого остатка, составляющего 60...70 %. К отрицательным свойствам относится также необходимость длительного нагрева (2...3 ч) для отверждения лака ПЭ-220, эмали ПЭ-225 и шпатлевки ПЭШ. Такой нагрев нередко вызывает заметное коробление плоских деталей, поэтому беспарафиновые полиэфирные лаки и эмали используют преимущественно для отделки корпусов телевизоров и радиоприемников, кухонной мебели и т.д.

При формировании покрытий сополимеризацию полиэфиров с мономерами можно инициировать жестким излучением (УФ-лучами или ускоренными электронами).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

Полиэфирные лакокрасочные материалы — относительно новый вид материалов, и возможности совершенствования их свойств (особенно технологических) еще далеко не исчерпаны. Можно ожидать, что дальнейшие работы над совершенствованием этих материалов приведут к созданию лаков и эмалей, сочетающих в себе близкий к 100 % сухой остаток и высокие физико-механические качества покрытий, большую жизнеспособность рабочих растворов с очень быстрым отверждением на поверхности.

Очень перспективно также дальнейшее совершенствование шпатлевок на основе полиэфирных смол, так как в этих шпатлевках высокая пластичность рабочего состава может сочетаться с очень малой усадкой и высокой твердостью отвержденного шпатлевочного слоя.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Библиографический список

1. Рыбин Б. М. Технология и оборудование защитно-декоративных покрытий древесины и древесных материалов: учебник для вузов. — 3-е изд. — М.: ГОУ ВПО МГУЛ, 2007. – 568 с.
2. Буглай Б.М. Технология отделки древесины. Учебник для вузов. Изд. 2-е, переработ. и доп. «Лесная промышленность», 1973. – 304 с.
3. Прозоровский Н. И. Технология отделки столярных изделий: Практ. пособие, – 5-е изд., перераб. М.: Высш. шк., 1991. – 272 с.
4. Прието Дж., Кине Ю. Древесина. Обработка и декоративная отделка. М.: Пэйнт-медиа, 2008. - 392 с. 
5. Савченко В.Ф. Материалы для облицовывания и отделки столярно-мебельных изделий. Учеб. для ПТУ. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Высш. шк., 1997. – 127 с.