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
- 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.
- Буглай Б.М. Технология отделки древесины. Учебник для вузов. Изд. 2-е, переработ. и доп. «Лесная промышленность», 1973.
– 304 с.
- Прозоровский Н. И. Технология отделки столярных изделий: Практ. пособие, – 5-е изд., перераб. М.: Высш. шк., 1991. – 272 с.
- Прието Дж., Кине Ю. Древесина. Обработка и декоративная отделка. М.: Пэйнт-медиа, 2008. - 392 с.
- 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.