HDI trimeris 2K poliuretāna caurspīdīgos pārklājumos: praktiska formulēšanas uzvedība

HDI trimeris 2K poliuretāna caurspīdīgos pārklājumos: Formulācijas uzvedība un atlases punkti

HDI trimeris, CAS 28182-81-2, ieņem noteiktu vietu 2K poliuretāna pārklājumu instrumentu komplektā. Tas nav lētākais šķērssaistītājs. Tas nav ātrākais. Bet, ja pārklājumam ir jāpaliek dzidram un spīdīgam gadiem ilgi, kad tas tiek pakļauts āra iedarbībai, HDI trimeris bieži ir noklusējuma izvēle – un iemesli ir saistīti ar molekulāro struktūru, nevis mārketingu.

Šajā rakstā ir aplūkots HDI trimeris no formulētāja viedokļa: kā tā izocianurāta gredzens uzvedas atšķirīgi no HDI biureta, ko tas nozīmē caurspīdīgas krāsas sastāvam un kur atlases lēmumiem ir nozīme. Produkta bāzes specifikācijas skatiet sadaļāHDI trimeris (CAS 28182-81-2)produkta lapa.

HDI trimeris, CAS 28182-81-2, tiek piegādāts kā dzidrs šķidrums ar 100% cietvielu. Shematiska ilustrācija. Faktiskais produkta izskats var atšķirties.

Izocianurāta gredzens: kāpēc tas ir svarīgi

HDI trimeris ir veidots ap sešu locekļu izocianurāta gredzenu. Trīs HDI monomēru vienības ciklizējas šajā gredzenā, katra saglabā terminālo NCO grupu. Rezultāts ir kompakts, termiski stabils kodols ar trim reaktīvām vietām katrā molekulā.

Praktiskās sekas nav smalkas.

Zemāka viskozitāte pie līdzvērtīga NCO satura.HDI trimeris parasti darbojas 2000–3000 mPa·s pie 25 grādiem ar NCO saturu aptuveni 21–22%. Salīdzinājumam, HDI biurets ir biezāks līdzīgos NCO līmeņos. Šai viskozitātes atšķirībai ir nozīme preparātos ar augstu cietvielu saturu: zemāka šķērssaistītāja viskozitāte nozīmē mazāk šķīdinātāja, kas nepieciešams, lai sasniegtu izsmidzināmo uzklāšanas viskozitāti, kas tieši samazina GOS. Formulatoriem, kuru mērķis ir caurspīdīgie pārklājumi ar augstu cietvielu saturu (lielāks vai vienāds ar 70% cietvielu tilpuma), HDI trimeris parasti ir praktiskāka izvēle.

Labāka noturība cietinātajā plēvē.Publicētie poliuretāna spoļu pārklājumu izturības salīdzinājumi, izmantojot FTIR pīķu pielāgošanas analīzi, liecina, ka HDI izocianurāta šķērssašūtas plēves saglabā īpašības ilgāk nekā HDI biureta šķērssašūtas plēves paātrinātos laikapstākļos. Izocianurāta gredzens ir termiski stabilāks nekā biureta savienojums, un iegūtais tīkls ir mazāk pakļauts ķēdes pārrāvumam UV iedarbības laikā. Tas nepadara biuretu nelietojamu — tas padara trimeru par vēlamo variantu, ja ārējā izturība ir prioritāte.

Augstāka NCO funkcionalitāte.Komerciālajām HDI trimeru kategorijām NCO funkcionalitāte parasti ir no 2,0 līdz 2,7 atkarībā no precīza oligomēra sadalījuma. "Īstam trimeram" ar vienu izocianurāta gredzenu ir funkcionalitāte 3.0, bet reālās pasaules izstrādājumiem ir sadalījums, kas ir vidēji zemāks. Formulēšanai svarīgs ir ekvivalentais svars — aptuveni 190–195 g/ekv. tipiskām 21,8% NCO kategorijām —, kas nosaka stehiometrisko attiecību pret poliolu.

Formulatoram šie strukturālie fakti izpaužas kā tiešs noteikums: HDI trimeris ir šķērssaistītājs, kas jāizmanto, ja pārklājums redzēs saules gaismu un kad plēvei jāpaliek skaidrai.

HDI trimeris pret HDI biuretu: kad katram ir jēga

Salīdzinājums nav par to, kurš ir "labāks". Tas ir par to, kas ir piemērots.

Izturības atšķirība ir labi noteikta. Publicētie spoļu pārklājuma pētījumi atklāja, ka HDI izocianurāta PU plēves bija izturīgākas nekā HDI biureta plēves un ka IPDI izocianurāta plēves bija vēl izturīgākas. Praktiskā nozīme: automobiļu caurspīdīgajām lakām un rūpnieciskajām virskārtām, kur UV un spīduma saglabāšana ir kritiska, sākuma punkts ir HDI trimeris. Elastīgajiem pārklājumiem, kur ir pieņemama nedaudz mīkstāka plēve, biurets var piedāvāt apstrādes priekšrocības.

Vēl viens punkts: HDI trimeri var sajaukt ar IPDI trimeri dažādās attiecībās, lai pielāgotu cietības/elastības līdzsvaru, nezaudējot laika apstākļus. Šī ir formulēšanas svira, kuru vērts atcerēties, ja viens šķērssaistītājs neatbilst mērķa plēves īpašībām.

Caurspīdīga pārklājuma sastāvs: kur trimeris rada atšķirību

HDI trimeri visbiežāk izmanto automobiļu OEM un apdares caurspīdīgajos pārklājumos. Iemesli ir specifiski.

Akrila poliola saderība.HDI trimeris viegli savienojas ar hidroksifunkcionāliem akrila polioliem. Akrils nodrošina lielāko daļu plēves īpašību - cietību, spīdumu, izturību pret skrāpējumiem -, savukārt trimeris nodrošina šķērssaites blīvumu un laika apstākļu noturību. Tipiskā caurspīdīgā pārklājuma sastāvā tiek izmantots akrila poliols ar OH vērtību diapazonā no 80 līdz 150 mg KOH/g, kas ir šķērssaistīts ar HDI trimeru ar NCO:OH indeksu 1,05–1,15. Indekss ir iestatīts nedaudz virs 1,0, lai kompensētu mitrumu un nodrošinātu pilnīgu hidroksilgrupu patēriņu sacietēšanas laikā.

Ārstēšanās grafiks.HDI trimera/akrila caurspīdīgās krāsas pārklājumus parasti sacietē paaugstinātā temperatūrā (parasti 120–140 grādos 20–30 minūtes OEM līnijās vai 60–80 grādos 30–60 minūtes, veicot atkārtotu apdari). Sacietēšanas temperatūra ir skala: augstāka temperatūra paātrina NCO–OH reakciju, taču tā arī apdraud priekšlaicīgu želeju, ja lietošanas laiks ir niecīgs. HDI trimera mērenā reaktivitāte dod formulētājiem nedaudz vietas salīdzinājumā ar IPDI trimeru, kas sacietē lēnāk.

Katalizatora izvēle.Dibutilalvas dilaurāts (DBTDL) ir tradicionāls 2K PU caurspīdīgo pārklājumu katalizators. Tipiski lietošanas līmeņi ir 0,01–0,05% no kopējām sveķu cietajām vielām. Sistēmām, kas nesatur alvu, bismuta karboksilāti un cinka karboksilāti ir dzīvotspējīgas alternatīvas, lai gan tiem var būt nepieciešama lielāka slodze vai paaugstināta sacietēšanas temperatūra, lai tie atbilstu DBTDL reaktivitātei.

Augsta cietvielu līmeņa regulēšana.HDI trimera viskozitātes priekšrocības kļūst visredzamākās preparātos ar augstu cietvielu saturu. Caurspīdīgs pārklājums, kura mērķis ir lielāks vai vienāds ar 70% cietvielu tilpuma, var izmantot HDI trimeri ar 100% cietvielu bez iepriekšējas atšķaidīšanas, samazinot šķīdinātāja slodzi šķērssaistītājā. Praksē formulētāji bieži izmanto nelielu šķīdinātāja daudzumu (5–10%) šķērssaistītāja pusē, lai veicinātu sajaukšanos, taču kopējais šķīdinātāja pieprasījums ir mazāks nekā sistēmām, kuru pamatā ir biurets ar līdzvērtīgu NCO līmeni.

Plašāku informāciju par PAPI un HDI trimeru darbību dažādās PU sistēmās skatiet mūsuPAPI formulēšanas rokasgrāmata.

Zemas monomēru pakāpes: regulējošā dimensija

Bezmaksas HDI monomērs ir elpceļu sensibilizators. Eiropas Savienībā HDI ir klasificēts kā ādas un elpceļu sensibilizācija, un produktiem, kuru monomēra atlikums pārsniedz noteiktu slieksni, ir apmācības prasības profesionāliem lietotājiem.

HDI trimeru kategorijas daļēji nosaka to brīvā monomēra saturs. Nozares slieksnis kategorijām ar zemu monomēru saturu parasti ir 0,5%, bet atbilstošāks skaitlis REACH atbilstībai ir 0,1%. Zem 0,1% atlikuma monomēra produkts neatbilst stingrākiem apmācības pienākumiem; turklāt lietotājiem ir jāievēro papildu prasības.

Alfa Chemical HDI trimeris tiek ražots tā, lai brīvā monomēra saturs ir mazāks par 0,20% vai vienāds ar to, kas ir krietni zem 0,5% nozares sliekšņa un ir diapazonā, ko vairums formulētāju uzskata par zemu monomēru saturu. Lietojumiem, kur 0,1% slieksnis ir stingra prasība — jo īpaši dažos ES rūpniecisko pārklājumu iestatījumos — sintezētājiem pirms piegādātāja maiņas jāapstiprina precīza monomēra specifikācija COA.

Monomēra saturs ietekmē arī viskozitātes/NCO līdzsvaru. Monomēra noņemšana līdz ļoti zemam līmenim var nedaudz palielināt viskozitāti, jo noņemtais monomērs darbojas kā šķīdinātājs. Tas ir kompromiss: zemāks monomērs nozīmē drošāku apstrādi, taču var būt nepieciešams nedaudz pielāgot šķīdinātāja pieprasījumu vai lietošanas temperatūru.

Iegūšanas apsvērumi: ko pārbaudīt COA

Novērtējot HDI trimeru piegādātāju, COA ir pirmais pārskatāmais dokuments. Četri parametri ir vissvarīgākie:

1. NCO saturs.Vērtībai ir jāatrodas piegādātāja deklarētajā diapazonā un jāziņo kā faktiskais izmērītais skaitlis, nevis specifikācijas diapazons. COA, kurā norādīts "21,5–22,5%" bez izmērītās vērtības, ir mazāk noderīgs nekā tas, kas ziņo "21,8%.

2. Bezmaksas monomēra saturs.Apgalvojumam par zemu monomēru saturu COA ir jāuzrāda izmērītais atlikušais HDI monomērs. Vērtība Mazāka vai vienāda ar 0,20% ir raksturīga standarta pakāpēm; ja pieteikumā ir nepieciešams mazāks par vai vienāds ar 0,1%, tas ir jānorāda un jāpārbauda.

3. Viskozitāte.Tiek ziņots par 25 grādi, tam ir jāatbilst piegādātāja deklarētajam diapazonam. Viskozitātes atšķirības starp partijām ietekmē dozēšanas precizitāti, īpaši automatizētās maisīšanas iekārtās.

4. Krāsa (Hazen vai APHA).HDI trimera krāsa parasti tiek norādīta kā Hazen Less par vai vienāda ar 40 caurspīdīgām lakām. Krāsu novirze starp partijām var ietekmēt ūdens balto caurspīdīgo pārklājumu izskatu, pat ja plēves īpašības netiek ietekmētas.

Alfa Chemical ražo HDI trimeru mūsu Džendžou (Ķīna) rūpnīcā, ar katras sūtījuma partijām specifisko COA ziņo faktisko NCO, viskozitāti, monomēra saturu un krāsu. COA un SDS paraugi ir pieejami pirms iegādes.

Kad HDI trimeris nav īstā izvēle

Neviens šķērssaistītājs nav universāls. HDI trimeris parasti ir nepareiza izvēle, ja:

- Iekštelpu koka pārklājumi.Aromātiskie cietinātāji maksā mazāk un darbojas atbilstoši vietās, kur UV iedarbība ir minimāla.
- Ļoti elastīgi elastomēri.HDI biureta vai IPDI bāzes sistēmas var nodrošināt labāku pagarinājumu.
- Zemas temperatūras konservēšanas sistēmas.Ja pārklājumam bez katalizatora jāsacietē zem 50 grādiem, HDI trimera mērena reaģētspēja var būt ierobežojums.
- Uz izmaksām balstītas gruntēšanas lietojumprogrammas.Ja nav nepieciešama laika apstākļu izturība, aromātiskie poliizocianāti ir ekonomiskāki.

Zināt, kad neizmantot HDI trimeri, ir daļa no zināšanām, kad to lietot.

Kopsavilkums

HDI trimeris iegūst savu vietu caurspīdīgā un virskārtas sastāvos, pateicoties izocianurāta gredzenam: zemāka viskozitāte pie augsta NCO satura, labāka izturība nekā biuretam UV iedarbībā un saderība ar akrila polioliem, kas dominē automobiļu un rūpnieciskajos pārklājumos. Svarīgie atlases lēmumi ir NCO:OH indekss (1,05–1,15 lielākajai daļai caurspīdīgo pārklājumu), sacietēšanas grafiks un bezmaksas monomēra specifikācija. Zema monomēra līmeņa gadījumā pārbaudiet faktisko atlikušo HDI uz COA, nevis paļaujieties uz piegādātāja prasību.

Saistītie resursi