HDI trimeris iš 2K poliuretano skaidraus sluoksnio: praktiškas formulės elgesys

HDI trimeris iš 2K poliuretano skaidraus sluoksnio: sudėties elgsena ir pasirinkimo taškai

HDI trimeris, CAS 28182-81-2, užima tam tikrą vietą 2K poliuretano dangų įrankių dėžėje. Tai nėra pigiausias kryžminis jungiklis. Tai nėra greičiausias. Tačiau kai danga turi išlikti skaidri ir blizgi ilgus metus veikiant lauke, HDI trimeris dažnai yra numatytasis pasirinkimas – priežastis slypi molekulinėje sandaroje, o ne rinkodaroje.

Šiame straipsnyje apžvelgiamas HDI trimeris iš formuluotojo perspektyvos: kaip jo izocianurato žiedas veikia kitaip nei HDI biuretas, ką tai reiškia skaidraus sluoksnio formulavimui ir kur iš tikrųjų svarbūs atrankos sprendimai. Norėdami sužinoti pagrindines produkto specifikacijas, žrHDI trimeris (CAS 28182-81-2)produkto puslapyje.

HDI trimeris, CAS 28182-81-2, tiekiamas kaip skaidrus skystis su 100 % kietųjų dalelių. Scheminė iliustracija. Tikroji gaminio išvaizda gali skirtis.

Izocianurato žiedas: kodėl tai svarbu

HDI trimeris yra pastatytas aplink šešių narių izocianurato žiedą. Trys HDI monomerų vienetai ciklizuojasi į šį žiedą, kiekvienas išsaugo galinę NCO grupę. Rezultatas yra kompaktiška, termiškai stabili šerdis su trimis reaktyviosiomis vietomis vienoje molekulėje.

Praktinės pasekmės nėra subtilios.

Mažesnis klampumas esant lygiaverčiui NCO kiekiui.HDI trimeris paprastai veikia 2 000–3 000 mPa·s 25 laipsnių kampu, o NCO kiekis yra apie 21–22%. Palyginimui, HDI biuretas yra storesnis esant panašiems NCO lygiams. Šis klampumo skirtumas turi reikšmės preparatams, kuriuose yra daug kietųjų dalelių: mažesnis kryžminio rišiklio klampumas reiškia, kad reikia mažiau tirpiklio, kad būtų pasiektas purškiamas purškiamas klampumas, o tai tiesiogiai sumažina LOJ. Formulatoriams, kurie taikosi į daug kietųjų medžiagų turinčius skaidrius lakus (daugiau nei 70 % kietųjų dalelių tūrio), HDI trimeris paprastai yra praktiškesnis pasirinkimas.

Geresnis patvarumas sukietėjusioje plėvelėje.Paskelbti poliuretano ritinių dangų ilgaamžiškumo palyginimai, naudojant FTIR smailių sutapimo analizę, rodo, kad HDI izocianurato skersinio ryšio plėvelės išlaiko savybes ilgiau nei HDI biureto skersinio ryšio plėvelės esant pagreitėjusiam atmosferos poveikiui. Izocianurato žiedas yra termiškai stabilesnis nei biureto jungtis, o susidaręs tinklas yra mažiau linkęs nutrūkti grandinės UV poveikio metu. Dėl to biuretas netampa netinkamas naudoti – trimeris tampa tinkamiausiu pasirinkimu, kai pirmenybė teikiama išoriniam patvarumui.

Didesnis puskarininkių funkcionalumas.Komercinės HDI trimerio rūšys paprastai rodo NCO funkcionalumą nuo 2,0 iki 2,7, priklausomai nuo tikslaus oligomero pasiskirstymo. „Tikrasis trimeris“ su vienu izocianurato žiedu turi 3.0 funkcionalumą, tačiau realaus pasaulio gaminių pasiskirstymas yra mažesnis. Sudarant formulę svarbu lygiavertis svoris – maždaug 190–195 g/ekv. tipiškoms 21,8 % NCO klasėms – kuris nustato stechiometrinį santykį su polioliu.

Gamintojui šie struktūriniai faktai virsta paprasta taisykle: HDI trimeris yra kryžminis jungiklis, naudojamas, kai danga mato saulės šviesą, o plėvelė turi likti skaidri.

HDI trimeris prieš HDI biuretą: kai kiekvienas turi prasmę

Palyginimas nėra susijęs su tuo, kuris yra „geresnis“. Kalbama apie tai, kas tinka.

Patvarumo skirtumas yra gerai nustatytas. Paskelbtuose ritinių dangos tyrimuose nustatyta, kad HDI izocianurato skersinio ryšio PU plėvelės buvo patvaresnės nei HDI biureto plėvelės, o IPDI izocianurato plėvelės buvo patvaresnės. Praktinė reikšmė: automobiliams skirtiems skaidriems sluoksniams ir pramoniniams viršutiniams sluoksniams, kai UV ir blizgesio išlaikymas yra labai svarbūs, HDI trimeris yra pradinis taškas. Lanksčioms dangoms, kuriose yra priimtina šiek tiek minkštesnė plėvelė, biuretas gali pasiūlyti apdorojimo pranašumų.

Dar vienas dalykas: HDI trimerį galima maišyti su IPDI trimeriu įvairiais santykiais, kad būtų galima reguliuoti kietumo ir lankstumo balansą neprarandant atsparumo oro sąlygoms. Tai formulavimo svirtis, kurią verta prisiminti, jei vienas kryžminis jungiklis nepataiko tikslinės plėvelės savybių.

Clearcoat formulė: kur žoliapjovė daro skirtumą

HDI trimeris dažniausiai naudojamas automobilių OEM ir apdailos skaidriuose lakuose. Priežastys yra konkrečios.

Akrilo poliolio suderinamumas.HDI trimeris lengvai susijungia su hidroksi funkciniais akrilo polioliais. Akrilas suteikia didžiąją dalį plėvelės savybių – kietumą, blizgesį, atsparumą įbrėžimams, o trimeris – skersinio ryšio tankį ir atsparumą oro sąlygoms. Įprastoje skaidraus sluoksnio formulėje naudojamas akrilo poliolis, kurio OH vertė yra 80–150 mg KOH/g, susietas su HDI trimeriu, kurio NCO:OH indeksas yra 1,05–1,15. Indeksas nustatytas šiek tiek didesnis nei 1,0, siekiant kompensuoti drėgmę ir užtikrinti visišką hidroksilo grupių sunaudojimą kietėjimo metu.

Gydymo grafikas.HDI trimerio/akrilo skaidrūs lakai paprastai kietinami aukštesnėje temperatūroje (paprastai 120–140 laipsnių 20–30 minučių OEM linijose arba 60–80 laipsnių 30–60 minučių, kai atliekama pakartotinė apdaila). Kietėjimo temperatūra yra ratukas: aukštesnė temperatūra pagreitina NCO–OH reakciją, bet taip pat gali sukelti ankstyvą želėją, jei tinkamumo laikas yra nežymus. Vidutinis HDI trimerio reaktyvumas suteikia gamintojams šiek tiek erdvės, palyginti su IPDI trimeriu, kuris kietėja lėčiau.

Katalizatoriaus pasirinkimas.Dibutilalo dilauratas (DBTDL) yra tradicinis 2K PU skaidrių dangų katalizatorius. Įprasti naudojimo lygiai yra 0,01–0,05 % visų dervos kietųjų dalelių. Sistemoms, kuriose nėra alavo, bismuto karboksilatai ir cinko karboksilatai yra perspektyvios alternatyvos, nors jiems gali prireikti didesnės apkrovos arba aukštesnės kietėjimo temperatūros, kad atitiktų DBTDL reaktyvumą.

Didelio kietųjų dalelių kiekio reguliavimas.HDI trimerio klampumo pranašumas labiausiai matomas preparatuose, kuriuose yra daug kietųjų medžiagų. Skaidriam sluoksniui, kurio kietųjų medžiagų kiekis yra didesnis nei 70 % arba jai, galima naudoti HDI trimerį su 100 % kietųjų dalelių be išankstinio skiedimo, taip sumažinant tirpiklio kiekį kryžminio sujungimo komponente. Praktikoje mišinių kūrėjai dažnai naudoja nedidelį kiekį tirpiklio (5–10 %) kryžminio rišiklio pusėje, kad palengvintų maišymą, tačiau bendras tirpiklio poreikis yra mažesnis nei naudojant biureto pagrindu veikiančias sistemas, kurių NCO lygiai yra lygiaverčiai.

Norėdami plačiau pažvelgti į tai, kaip PAPI ir HDI trimeris veikia skirtingose ​​PU sistemose, žrPAPI formulavimo vadovas.

Žemos monomerinės klasės: reguliavimo aspektas

Laisvas HDI monomeras yra kvėpavimo takų jautrinimas. Europos Sąjungoje HDI klasifikuojamas kaip odos ir kvėpavimo takų jautrinimas, o gaminiams, kurių likutinis monomeras viršija tam tikras ribas, taikomi profesionalių naudotojų mokymo reikalavimai.

HDI trimero klasės iš dalies apibrėžiamos pagal laisvo monomero kiekį. Pramonės slenkstis „mažo monomero“ klasėms paprastai yra 0,5 %, tačiau svarbesnis skaičius REACH atitikčiai yra 0,1 %. Mažiau nei 0,1 % likutinio monomero, gaminiui netaikomi griežtesni mokymo įsipareigojimai; be to, vartotojai turi laikytis papildomų reikalavimų.

„Alfa Chemical“ HDI trimeris gaminamas taip, kad laisvo monomero kiekis būtų mažesnis nei 0,20 % arba jam lygus, gerokai mažesnis už 0,5 % pramonės slenkstį ir diapazonas, kurį dauguma receptūrų gamintojų laiko mažai monomerais. Tais atvejais, kai 0,1 % slenkstis yra griežtas reikalavimas, ypač kai kuriose ES pramoninės dangos sąlygose, prieš keisdami tiekėjus, formuluotojai turėtų patvirtinti tikslią monomero specifikaciją COA.

Monomero kiekis taip pat turi įtakos klampumo/NCO balansui. Pašalinus monomerą iki labai mažo lygio, gali šiek tiek padidėti klampumas, nes pašalintas monomeras veikia kaip skiediklis. Tai yra kompromisas: mažesnis monomeras reiškia saugesnį valdymą, tačiau gali reikėti šiek tiek pakoreguoti tirpiklio poreikį arba naudojimo temperatūrą.

Aprūpinimas šaltiniu: ką patikrinti COA

Vertinant HDI trimerio tiekėją, COA yra pirmasis dokumentas, kurį reikia peržiūrėti. Svarbiausi keturi parametrai:

1. Puskarininkio turinys.Vertė turi būti tiekėjo deklaruojamo diapazono ribose ir nurodoma kaip tikrasis išmatuotas skaičius, o ne kaip specifikacijos diapazonas. COA, kuriame nurodoma „21,5–22,5 %“ be išmatuotos vertės, yra mažiau naudinga nei ta, kuri praneša „21,8 %“.

2. Laisvas monomero kiekis.Teiginiams apie mažą monomerų kiekį COA turėtų būti nurodytas išmatuotas likutinis HDI monomeras. Standartiniams pažymiams būdinga reikšmė Mažesnė arba lygi 0,20 %; jei paraiška reikalauja Mažiau arba lygi 0,1%, tai turėtų būti nurodyta ir patikrinta.

3. Klampumas.Pranešama apie 25 laipsnius, tai turėtų atitikti tiekėjo deklaruotą diapazoną. Klampumo kitimas tarp partijų turi įtakos dozavimo tikslumui, ypač naudojant automatizuotą maišymo įrangą.

4. Spalva (Hazen arba APHA).HDI trimerio spalva paprastai nurodoma kaip Hazen Less nei 40 arba lygi 40 skaidrių lakų rūšims. Spalvų poslinkis tarp partijų gali turėti įtakos vandens baltumo skaidraus sluoksnio išvaizdai, net jei plėvelės savybės nepasikeis.

„Alfa Chemical“ gamina HDI trimerį mūsų Džengdžou (Kinija) gamykloje su konkrečios partijos COA pranešimu apie faktinį NCO, klampumą, monomero kiekį ir spalvą kiekvienoje siuntoje. Prieš perkant galima gauti COA ir SDS pavyzdžius.

Kai HDI žoliapjovė nėra tinkamas pasirinkimas

Joks kryžminis jungiklis nėra universalus. HDI trimeris paprastai yra neteisingas pasirinkimas, kai:

- Vidaus medinės dangos.Aromatiniai kietikliai kainuoja pigiau ir tinkamai veikia ten, kur UV poveikis yra minimalus.
- Labai lankstūs elastomerai.HDI biuretas arba IPDI pagrįstos sistemos gali pasiūlyti geresnį pailgėjimą.
- Žemos temperatūros kietėjimo sistemos.Jei danga turi sukietėti žemiau 50 laipsnių be katalizatoriaus, HDI trimerio vidutinis reaktyvumas gali būti apribojimas.
- Išlaidomis pagrįstos grunto aplikacijos.Ten, kur atsparumas oro sąlygoms nereikalingas, aromatiniai poliizocianatai yra ekonomiškesni.

Žinojimas, kada nenaudoti HDI trimerio, yra dalis žinojimo, kada jį naudoti.

Santrauka

HDI trimeris užsitarnauja savo vietą skaidraus ir viršutinio sluoksnio kompozicijose dėl izocianurato žiedo: mažesnio klampumo esant dideliam NCO kiekiui, geresnio patvarumo nei biuretas veikiant UV spinduliams ir suderinamumo su akrilo polioliais, dominuojančiais automobilių ir pramoninėse dangose. Svarbūs pasirinkimo sprendimai yra NCO:OH indeksas (1,05–1,15 daugeliui skaidrių sluoksnių), kietėjimo grafikas ir laisvo monomero specifikacija. Jei naudojate mažai monomerų, patikrinkite tikrąjį likutinį HDI COA, o ne pasikliaukite tiekėjo pretenzija.

Susiję ištekliai