Информация

Основными недостатками поливинилацетатных покрытий являются их малая водостойкость и не­обходимость применения низкомолекулярных пла­стификаторов (как правило, дибутилфталата), ми­грирующих из покрытия в процессе эксплуатации. Сополимеризация винилацетата с придающими во­достойкость и пластифицирующими мономерами (этилен, малеинаты, фумараты, акрилаты) позволя­ет устранить эти недостатки.

В состав цепи молекулы могут быть введены в малых количествах полярные мономеры (акри­ловая и метакриловая кислоты, акриламид и др.), повышающие адгезию, а также улучшающие плен­кообразующие свойства. Достоинствами этих ма­териалов являются их дешевизна, эластичность, атмосфере- и водостойкость. Водоразбавпяемые краски на их основе пригодны как для внутренних, так и для наружных работ. Однако они по целому комплексу свойств уступают полиакрилатам.

Для отделки древесины в мебельной промыш­ленности очень ограниченно применяются поли-бутадиенстирольные водные дисперсии. К недо­статкам лакокрасочных материалов на их основе относят склонность к повышенному пенообразова-нию и быстрое старение покрытий, особенно под воздействием УФ-облучения.

Для специальных случаев, где требуются ис­ключительно высокие показатели твёрдости и эластичности при низкой температуре отвержде­ния, используются водоразбавляемые материалы на основе полиуретановых латексов. Их достоин­ством является быстрое высыхание на воздухе с образованием покрытий с высокой твёрдостью, стойкостью к истиранию, эластичностью, адгези­ей к древесине.

Для отделки высококачественной кухонной и офисной мебели, паркета и других изделий из древесины разработаны системы, отличающие­ся повышенной химической стойкостью, особой твёрдостью и устойчивостью к истиранию. Одна­ко эти латексы очень дороги и поэтому их обычно используют в комбинации с полиакрилатами или как полиуретан-акрилатные дисперсии, получае­мые путём синтеза. Наибольшее применение вы­сококачественные лаки на их основе нашли для отделки паркета.

Помимо дисперсий на основе термопластов, в мебельной промышленности используются ла­кокрасочные композиции, покрытия из которых имеют «сшитую» структуру, обеспечивающую бо­лее высокую стойкость к воздействию различных реагентов. К ним относятся водные алкидные дис­персии естественной сушки, применяемые для по­лучения покрытий и для пропитки древесины.

В последнее время появились публикации, ав­торы которых предлагают использовать алкид­ные смолы, модифицированные стиролом или ме-такрилатом. Их синтезируют методом свободной радикальной полимеризации стирола или смеси стирола с акриловыми мономерами в присутствии алкидной смолы. На основе таких смол изготав­ливают водоразбавляемые лакокрасочные ма­териалы со сроком годности для применения до 6 месяцев, обеспечивающие получение покры­тий с высокими декоративными и защитными свойствами.

Водоразбавляемые двухкомпонентные полиуретановые композиции появились в конце 1980-х го­дов, но только в последнее время они стали очень

 популярным материалом для окраски древесины. Эти композиции представляют собой смесь по­лиола с полиизоцианатом. Основная реакция, при­водящая к образованию сшитой структуры,- вза­имодействие изоцианатных групп отвердителя (полиизоцианата) с гидроксильными группами полиола. На второй стадии возможна реакция изо­цианатных групп с водой, с образованием мочевин-ных групп и выделением диоксида углерода.

Однако эта реакция нежелательна, и ее про­хождение при разработке композиции должно сводиться к минимуму, что достигается подбором соответствующих отвердителей либо применени­ем технологических приёмов, уменьшающих время контакта полиизоцианата с водой.

Описан один из способов изготовления таких лакокрасочных материалов: введение модифици­рованного полиизоцианата путём эмульгирова­ния в дисперсию водоразбавляемого полиакри-латполиола непосредственно перед нанесением на поверхности. При этом обеспечивается пре­имущественное взаимодействие полиизоцианата с полиолом.

При работе с двухкомпонентными полиуретано-выми водоразбавляемыми системами необходимо иметь в виду, что после смешения полиола с по­лиизоцианатом композиция должна быть использо­вана за очень короткое время (для некоторых мате­риалов - в течение часа). Поэтому рекомендуется готовить такое количество смеси, которое может быть израсходовано очень быстро, или использо­вать эти материалы на установках для двухкомпо-нентных систем.

В таких установках жизнеспособность не игра­ет роли, так как подается и наносится на детали мебели всегда свежеприготовленный состав. Важно также производить максимально полное смешение компонентов, в противном случае воз­можно неоднородное отверждение покрытия и, как следствие, проблемы с адгезией, глянцем, штаблетированием и т.д. При всей привлекательности водоразбавляемых материалов относительно медленное их освоение обусловлено возникающими при внедрении и при­менении техническими трудностями. Хранить и транспортировать эти лакокрасочные материалы можно только в контейнерах из нержа­веющих металлов или в пластмассовой таре с вну­тренним лаковым покрытием.

При этом очень немногие из них способны фор­мировать качественное покрытие после транспор­тировки или хранения при температуре ниже точки замерзания, которая для основной массы водо­разбавляемых материалов составляет от 0 до 5°С. То есть их следует хранить в отапливаемых поме­щениях, а также перевозить в специальном транс­порте, обеспечивающем поддержание температу­ры, рекомендуемой предприятием-изготовителем.

На стадии подготовки и нанесения лакокрасоч­ного материала предметом особой заботы должна стать вода для разбавления. Для получения каче­ственных покрытий следует использовать воду с повышенной мягкостью. Водопроводную или тех­ническую воду применять не рекомендуется, так как существует опасность микрофлокуляции и, как следствие, закупорки распыляющего оборудова­ния и появления в покрытии твёрдых включений.

Подготовленный должным образом лакокра­сочный материал транспортируется к месту окраски по трубопроводам из нержавеющей ста­ли или пластмассы. Необходимо помнить, что при наличии в системе подачи каких-либо отдельных деталей из цветных металлов их следует обяза­тельно заменить.

Более того, при проектировании установок для окраски деталей ответственного назначения даже марку нержавеющей стали надо выбирать очень квалифицированно. При наличии в установке до статочно протяжённых трубопроводов рекомен­дуется предварительно проверять лакокрасочный материал на способность сохранять в условиях перекачки свои технологические свойства.

Поскольку температура воспламенения водо-разбавляемых лаков достаточно высокая, нет необ­ходимости применять экстренные защитные меры в помещении, где производится лакирование.

Тем не менее, рекомендуется обратить внимание на то, чтобы вентиляционные устройства и осве­щение были выполнены с соблюдением взрыво-безопасных мер, поскольку растворители всё же могут входить в состав используемых материалов и часто применяются для очистки оборудования. В процессе отделки следует учитывать, что исполь­зуемая в мебельной промышленности древесина, имеющая влажность не более 10%, после обработ­ки водными материалами начинает снова впитывать воду, поэтому её повторная сушка может привести к необратимой деформации поверхности изделия. В этой связи придается большое значение качеству склеивания мебельных деталей.

Например, клей для приклеивания натурального шпона к подложке должен быть повышенной кате­гории водостойкости (Д-3), а клеевое соединение перед лакированием должно полностью пройти технологическую выдержку (не менее 16 часов), так как дефекты, возникающие при склеивании и нанесении лакокрасочного материала, значитель­но трудней исправляются водными системами по сравнению с материалами, содержащими органи­ческие растворители. Кроме того, водные матери­алы способствуют сильному подъёму древесного волокна, поэтому не подходят для одноразового нанесения. В случае необходимости введения до­бавок для предотвращения пенообразования. улуч­шения розлива, снижения количества потёков и т.д. надо иметь в виду, что многочисленные добавки мо­гут отрицательно влиять на качество покрытий, так как после отверждения остаются в них и вызывают снижение стойкости к пятнообразованию, ухудше­ние глянца и т.д.

Условия, в которых применяется лакокрасоч­ный материал, также оказывают большое влияние на качество покрытий. Низкая температура и вы­сокая влажность воздуха могут явиться причиной плохой сушки и появления потёков. Скорость ис­парения воды можно повысить с помощью нагре­вания воздуха, конденсации влаги, использова­ния сорастворителей, образующих азеотропные смеси с водой, а также применения композиций, имеющих оптимальные условия формирования по­крытия при сравнительно высокой относительной влажности в 55%. При этом температура самого лака, подложки (древесины) и помещения должны быть не ниже 15"С.

Применение водоразбавляемых лаков для от­делки древесины предъявляет особые требования и к красителям. Так, древесина, окрашенная рас­творенными в органических растворителях (аце­тон, спирт и т.д.) красителями, без проблем покры­вается этими лаками, в то время как использование водных красителей может привести к появлению пятен и размыванию окраски.

Необходимо отметить, что попеременное исполь­зование одной и той же установки для нанесения органо- и водоразбавляемых материалов не явля­ется технологически оправданным, главным обра­зом из-за различий в энергоёмкости процессов.

В частности, при нанесении водных лакокрасоч­ных, материалов распылением давление в системе должно быть на 20-25% выше, чем при окраске ор-ганоразбавляемыми материалами. Если на наносящем оборудовании (распыли­тельных пистолетах, наливных машинах, вальцо­вых станках) перерабатывались лаки, содержащие растворители, то перед применением водоразбав­ляемых лаков оборудование необходимо тщатель­но очистить: вначале промыть используемым для данного лака разбавителем, затем ацетоном и по­сле этого - большим количеством воды.

Если в дальнейшем на данном оборудовании предстоит вновь перерабатывать лаки, содержа­щие растворители, то всю процедуру нужно повто­рить в обратном порядке. Практика показала, что лучше всего для отделки водоразбавляемыми лака­ми иметь отдельное оборудование.

При работе с водными лакокрасочными мате­риалами необходимо обратить особое внимание на вопросы, связанные с очисткой инструментов и оборудования, а также удалением отходов. Так, при использовании воднодисперсионных материа­лов имеется риск образования твёрдых наростов, способных вызвать закупорку сопел или сит. Для предотвращения этого явления остатки краски смывают водой сразу после прекращения работы. Многие специалисты рекомендуют использовать не воду, а щелочные смывки и моющие средства, со­держащие растворитель.

В настоящее время известны добавки для очист­ки воды, способные осаждать остатки применяемых материалов. Существуют и хорошо зарекомендова­ли себя на практике некоторые конструкционные решения проблемы удаления отходов после окра­ски водоразбавляемыми материалами. Например, успешно эксплуатируется безотходная окрасочная установка, разработанная в Швейцарии, где шламы вообще не образуются, а красочный туман цирку­лирует по замкнутому циклу.

Несмотря на сложности внедрения водных лако­красочных материалов на предприятиях, изготав­ливающих изделия из древесины, в этой области наблюдается постоянный прогресс. Расширяется сырьевая база, повышается её доступность. Со­вершенствуются технология и оборудование для применения водных ЛКМ, повышается интерес к ним природозащитных организаций. Появление вы­сококачественных водоразбавляемых материалов и всё возрастающие объёмы их производства за рубежом делают реальной перспективу их широко­го применения в России.

В качестве примера в таблице приведены харак­теристики водных лакокрасочных материалов на основе акриловых и полиуретановых дисперсий, предназначенных для отделки изделий из древеси­ны, в том числе мебели, окон и дверей. Эти ЛКМ в настоящее время поставляются на наш рынок фир­мой «Акцо Нобель».

 

Е.В. Горшкова, ведущий специалист 000 «Экспортлес-импорт»

по лакокрасочным материалам для мебели

А.П. Горшков, заместитель директора 000 «НТЦ Линда».

"Мебельщик" № 4