Syntetická pryskyřice – aplikace

Syntetické pryskyřice byly vynalezeny v první polovině minulého století. Tuto událost lze považovat za revoluční, protože tento produkt nahradil přírodní pryskyřice a našel široké uplatnění v různých odvětvích stavebnictví, strojírenství, ale i při výrobě laků a barev, syntetických materiálů a dokonce i lékařství.

Některé teorie

Syntetické pryskyřice jsou vysokomolekulární sloučeniny, které se získávají jako výsledek polykondenzačních nebo polymeračních reakcí.

Polymerizace je proces spojování určitého počtu elementárních monomerů do komplexní molekuly bez vedlejších produktů.

Polykondenzace je proces přeměny jednoduchých molekul na komplexní molekulu organické látky vytvářením uhlíkových vazeb s jinými atomy.

Ve stavebnictví se používají polykondenzační a polymerizační pryskyřice.

Klasifikace syntetických pryskyřic

Syntetické pryskyřice se dělí na:

• termoaktivní
• termoplast

Termoaktivní syntetické pryskyřice mají plasticitu a tavitelnost pouze v určitých teplotních mezích, nad kterými se stávají nerozpustnými a netavitelnými.

Termoplastické syntetické pryskyřice **zachovávají stálou tažnost a tavitelnost. V závislosti na způsobu výroby pryskyřice, jejím účelu a surovinách se dodávají ve formě prášků, bloků, emulzí, granulí a plátů.

Aplikace syntetických pryskyřic

Syntetické pryskyřice našly tak široké uplatnění téměř ve všech oblastech průmyslu a stavebnictví, že je jednodušší vyjmenovat oblasti, kde se nepoužívají. Přesto se pokusme tuto rozmanitost pochopit.

Syntetické pryskyřice jsou široce používány při výrobě sloučenin (izolační impregnace), lepidel, laků a barev, třecích a abrazivních materiálů.

Díky schopnosti syntetických pryskyřic polymerizovat hrají hlavní roli při výrobě plastových oken, oken z umělého kamene a PVC.

Pryskyřice ve vytvrzeném stavu se vyznačují vysokou přilnavostí k betonu, kovu, sklu a dalším materiálům.

Syntetické pryskyřice se vyznačují zvýšenou mechanickou a chemickou pevností, odolností proti vlhkosti a teplotě.

Barvy a laky vyrobené na bázi syntetických pryskyřic jsou vysoce odolné proti oděru, schnou během několika hodin po nanesení a tvoří voděodolné a tvrdé nátěry.

Umělé kameny, vyráběné na bázi syntetických pryskyřic, jsou široce používány při výrobě parapetů, dřezů, pracovních desek, nábytku atd. Tyto materiály jsou ve srovnání s ostatními příznivě v tom, že prakticky nepodléhají mechanickému namáhání, vlivu chemikálií a vlhkosti a teplotních výkyvů. Výrobky vyrobené z umělého kamene neztrácejí svou vizuální přitažlivost a integritu. Umělý kámen se vizuálně prakticky neliší od přírodního kamene.

Zvláštní pozornost by měla být věnována polymerním monolitickým podlahovým krytinám na bázi syntetických pryskyřic. Vysoká odolnost proti opotřebení, kolísání teplot, chemická agresivita, protiskluznost, životnost, snadná údržba a čištění, minimální náklady na opravy a údržbu, hygiena, zachování vzhledu po celou dobu životnosti – to není úplný výčet výhod takové podlahy. Monolitické polymerní nátěry jsou optimální jak pro veřejná místa, tak pro obytné prostory.

Lepidla na bázi syntetických pryskyřic poskytují spojení nejvyšší pevnosti a jsou 100% voděodolná. Lepené povrchy nejsou náchylné k houbám a plísním. Podle typu pryskyřic použitých při výrobě lepidla jsou vhodné pro lepení jakéhokoli povrchu, od dřeva po kov.

Akrylové a polyesterové pryskyřice patří do skupiny syntetických pryskyřic. Jsou široce používány v různých průmyslových odvětvích: při výrobě plexiskla a sklolaminátu, lepidel, interiérových materiálů, kompozitů, průmyslových barev a laků. Podívejme se na jejich charakteristické vlastnosti a vlastnosti.

Akrylové pryskyřice

Akrylové pryskyřice jsou netoxické, průhledné, bezbarvé látky. Získávají se z kyseliny akrylové, kyseliny methakrylové a akrylátových monomerů (butylakrylát, methakrylátové monomery). Akryláty jsou termoplasty a jejich struktura je esterová. Akrylové pryskyřice se vyrábějí hlavně ve formě kapalin (rozpouštědlové akrylové nebo akrylové solventní akrylové selektory), v tomto případě se nazývají emulze nebo disperze; méně často – ve formě pevných kuliček.

Vynález akrylu

Akrylové vlákno poprvé vyrobila americká společnost DUPONT. Ve 40. letech dvacátého století začala společnost aktivně vyvíjet nový typ vlákna a v roce 1952 byl prostřednictvím četných syntéz získán dlouho očekávaný materiál – akryl, který okamžitě zaujal trh díky své dostupnosti a velmi široké široké spektrum aplikací, od oděvů po stavební materiály.

Po mnoho let chemici z různých zemí studovali a syntetizovali akryl s různými složkami, aby získali účinnější základ a samozřejmě zlepšili kvalitu produktu. V důsledku toho je v poslední době nejoblíbenějším kopolymerem akrylových a methakrylových monomerů termoplastická akrylová pryskyřice nebo termoplast pro běžné lidi.

Typy akrylových pryskyřic

Akrylové pryskyřice lze rozdělit do dvou hlavních typů:

1. Akrylové termoplasty, které nevyžadují tužidlo. Tento typ pryskyřice je dodáván ve formě suchého prášku (granule) nebo jeho roztoku v organických rozpouštědlech (xylen, toluen, butylacetát). Používají se pro výrobu jednosložkových (1K) nátěrů na různé povrchy (plast, kov, beton, textil).
2. Akrylové polyolykteré vyžadují použití tužidla. Tento typ pryskyřice se dodává ve formě roztoku akrylové pryskyřice v organických rozpouštědlech. Používá se pro výrobu dvousložkových (2K) polyuretanových nátěrů: autoopravárenské nátěry, nátěry na nábytek, nátěry kovů. Aromatické nebo alifatické polyisokyanáty se používají jako tvrdidlo pro akrylové polyoly.

Aplikace akrylových pryskyřic

Akrylové pryskyřice se dobře osvědčují při výrobě dokončovacích a opravných nátěrů, materiálů na fasády budov a také v barvách pro silniční značení. Akryláty jsou zvláště žádané jako filmotvorné látky a zahušťovadla při výrobě barev a laků.

Od jejich objevení na trhu barev a laků se technologie složení a syntézy akrylových polymerů neustále zdokonalují, což této skupině pryskyřic umožňuje s jistotou nahradit jiné filmotvorné látky tradičně používané při výrobě barev a laků. Především se akryláty používají při výrobě organorozpustných nátěrů a pro výrobu sekundárních vodou ředitelných akrylátových disperzí a práškových nátěrů.

Akrylová pryskyřice je běžnou složkou latexových (emulzních) barev. Vnitřní a venkovní latexové barvy s vyšším podílem akrylové pryskyřice než vinyl poskytují lepší ochranu proti skvrnám, větší voděodolnost, lepší přilnavost, větší odolnost proti praskání a puchýřům a odolnost vůči alkalickým čističům. Akrylová pryskyřice je extrémně odolná vůči povětrnostním vlivům. Díky tomu je ideálním materiálem pro venkovní použití.

V pevné formě (jako je plexisklo) může akrylová pryskyřice vydržet desítky let. Při slunečním záření ani po mnoha letech nežloutne. Akrylové pryskyřice jsou materiály, které po přidání do latexu (britské emulze) zvyšují jeho lesk, mechanické vlastnosti, tedy odolnost proti poškrábání a zlepšují lesk (lesk).

Vlastnosti akrylových pryskyřic

Pokud jde o chemické a fyzikálně-mechanické vlastnosti této skupiny pryskyřic, akryláty mají dobrou natíratelnost, průhlednost, nízkou měrnou hmotnost, odolnost proti vlhkosti a povětrnostním vlivům, vyznačují se výbornou přilnavostí ke kovu, keramice a betonu, vysokou dočasnou odolností proti rázovému ohybu a dobré dielektrické vlastnosti.

Akrylové pryskyřice mají velmi dobrou tepelnou odolnost při zahřátí na 180° se jejich barva mění jen málo nebo vůbec. K rozkladu akrylových pryskyřic dochází při teplotě asi 260°. Vzhledem k tomu, že jsou termoplastické, nejsou odolné vůči některým rozpouštědlům, ale mají dobrou odolnost vůči kyselinám, zásadám, vodě a alkoholu.

Nátěry na bázi vysoce kvalitních akrylových pryskyřic se vyznačují vynikajícím dekorativním efektem a vysokou odolností proti ultrafialovému záření a povětrnostním vlivům. Kromě toho má výrobce barev pomocí těchto komponent možnost měnit fyzikální a mechanické vlastnosti nátěru v širokém rozsahu.

Polyesterové nasycené pryskyřice

Většina polyesterových pryskyřic jsou viskózní, světle zbarvené kapaliny sestávající z roztoku polyesteru v monomeru, obvykle styrenu. Přídavek styrenu v množství až 50 % usnadňuje práci s pryskyřicí a snižuje její viskozitu. Styren je pryskyřicové ředidlo. Když se do tohoto roztoku přidá tužidlo (methylethylketonperoxid) a urychlovač (oktoát kobaltu), dojde k tepelné reakci, dojde k vytvrzovací reakci a tento polymer se stane pevným a tuhým.

Historické informace

První patenty na nátěry na bázi nenasycených polyesterů se začaly objevovat ve 1930. letech 1950. století, bezprostředně po zavedení alkydových pryskyřic do výroby. Použití nenasycených polyesterů jako filmotvorných látek, především pro nátěry nábytku, se zvýšilo až na počátku 60. let XNUMX. století. Až do konce XNUMX. let. Hlavním trendem v nábytkářském průmyslu zůstaly čiré, uzavřené nebo barevné nátěry (polyesterové laky a brousitelné nátěry).

Postupně se snižoval podíl nenasycených polyesterových pryskyřic. To bylo způsobeno vývojem dvousložkových povlaků společnosti Bayer na bázi filmotvorných látek obsahujících hydroxylové skupiny vytvrzených polyisokyanáty. Jako filmotvorné látky obsahující hydroxylové skupiny se používaly převážně nasycené polyestery a alkydové pryskyřice a později polyethery.

Jakmile se ceny dnešních tradičních surovin pro nasycené polyestery staly dostupnými pro průmyslovou výrobu, použití polyesterů jako filmotvorných látek se ještě zvýšilo. Především se rozšířil rozsah použití polyesterů ve dvousložkových barvách a lacích.

Typy polyesterových pryskyřic

Polyesterové pryskyřice se dělí podle báze a způsobu aplikace.

• ortoftalický
• tereftalový
• izoftalový
• vinylester

Podle způsobu použití:

• výroba sklolaminátu
• výroba umělého kamene a polymerbetonu

Ortoftalové pryskyřice se používají především pro výrobu konstrukčních kompozitů a výrobků z umělého kamene. Výhodou takových pryskyřic je nízké smrštění. Pryskyřice je tolerantní k chybám při přidávání katalyzátoru, má levnou bázi, a proto je relativně levná.

Tereftalové pryskyřice se používají stejným způsobem jako ortoftalové pryskyřice, ale mají řadu výhod díky kyselině tereftalové. Dodává pryskyřici chemickou odolnost a elasticitu. Proto jsou tereftalové pryskyřice ideální pro chemicky odolné produkty. Vzhledem k nižší ceně kyseliny tereftalové je cena pryskyřice snížena, proto se tento typ pryskyřice používá v odvětvích, kde je snížení ceny produktu kritické.

Isoftalové pryskyřice jsou speciální pryskyřice, které se používají v průmyslových odvětvích, kde je potřeba vyrábět chemicky odolné a tepelně odolné výrobky. Může být použit pro výrobu strukturálních kompozitů a vysoce kvalitních výrobků z umělého kamene.

Vinylesterové pryskyřice se používají k výrobě různých produktů s vysokou chemickou odolností a odolností proti korozi. Vinylesterové pryskyřice mají vysokou odolnost proti hydrolýze, vysokou tepelnou odolnost a fyzikálně-mechanické vlastnosti. Z hlediska svých vlastností se jedná o nejkvalitnější a nejuniverzálnější pryskyřice, což zvyšuje jejich cenu.

přihláška

Nasycené polyestery se široce používají k výrobě práškových nátěrů. Jejich význam stoupá díky možnosti jejich modifikace různými součástmi. Existují například polyesterakryláty vytvrzované ultrafialovým zářením (vytvrzované UV zářením) a měkké polyesterové složky pro vodné polyuretanové disperze.

Vzhledem k jedinečnosti jejich složení jsou polyestery široce používány ve stavbě lodí. Jejich použití umožňuje získat lehký, ale odolný povlak proti vlhkosti. Většina člunů, jachet a člunů vyráběných v průmyslu kompozitů používá tento systém pryskyřice. Jsou z něj vyrobeny nosné díly a spojovací prvky. Jako tmel je pryskyřice žádaná nejen pro malé lodě, ale také pro lodě. Zajišťuje těsnost trupů, poklopů a okének.

Specialisté na opravy karoserií používají pryskyřici jako nosný materiál při opravách nárazníků automobilů a do výrobních závodů se dodává plast na bázi polyesteru.

Složení polyesterových pryskyřic

Polyesterové pryskyřice mají složité složení. Všechny komponenty lze rozdělit do samostatných skupin, které plní velmi specifickou funkci.

• Polyester nebo polyesterový oligomer je obsažen v množství 65-70 %. Toto je hlavní látka podléhající polymeraci.
• Rozpouštědlo. Jeho objem je až 30 %. Látky, které jsou rozpouštědly, jsou schopny snížit viskozitu materiálu tím, že vstoupí do kopolymerační reakce hlavní složky.
• Iniciátor je látka, která pomáhá nastartovat reakci. Jeho obsah je 1,8 %.
• Urychlovač hraje roli katalyzátoru. S jeho pomocí se rychlost reakce výrazně zvyšuje. Pryskyřice obsahuje asi 1,5 % urychlovače.
• Inhibitor. Přidáno do hlavního složení pro skladování. Právě to zabraňuje tomu, aby pryskyřice sama o sobě polymerizovala.

Hlavní složkou polyesteru jsou alkoholy, kyseliny a anhydridy. Typicky používané alkoholy jsou ethylenglykol, propylenglykol, diethylenglykol, dipropylenglykol nebo glycerin. Zbývajícími složkami jsou kyselina fumarová, anhydrid kyseliny maleinové, kyselina adipová a anhydrid kyseliny ftalové.

Jakmile jsou složky smíchány, než dojde k vytvrzovací reakci, má polyester relativně nízkou molekulovou hmotnost. Během procesu polymerace molekuly tvoří trojrozměrnou síťovou strukturu a jejich hmotnost se rychle zvyšuje. Vytvoření spojené struktury zvyšuje pevnost a hustotu konečného materiálu.

Vlastnosti polyesterových pryskyřic

Polyesterové pryskyřice mají omezenou trvanlivost, protože při dlouhodobém skladování samy sedimentují nebo gelovatí. Když se pryskyřice stane rosolovitou, je po své životnosti. Doba od okamžiku spojení pryskyřice s katalyzátorem do tohoto období je životně důležitá aktivita pryskyřice. Průměrná doba použití pryskyřice po naředění je 20 až 60 minut za předpokladu, že pryskyřice je dobré kvality a byla po výrobě řádně skladována.

Je-li tomu dostatek času, nasycená polyesterová pryskyřice se sama „postaví“. Rychlost polymerace je pro praktické použití příliš pomalá, takže se přidávají katalyzátor a urychlovač k dosažení polymerace pryskyřice v praktickém časovém období.

Pro použití při lisování vyžadují polyesterové pryskyřice přidání produktů, jako jsou katalyzátory, urychlovače, tixotropní přísady, pigmenty a plniva, které poskytují chemickou odolnost a odolnost proti ohni. Výrobce může dodat pryskyřici v základním stavu nebo s přídavkem některé z výše uvedených přísad. Pryskyřice mohou být vyráběny podle specifikací formovače, do kterého bude před formováním potřeba přidat pouze katalyzátor.

S polyesterovými pryskyřicemi se často používají různá plniva. To se provádí za účelem snížení nákladů na lisování; usnadnit proces formování; poskytnout výlisku specifické vlastnosti a také zvýšit požární odolnost materiálu. Typicky se plniva přidávají v množství do 50 % hmotnosti pryskyřice.

Výrobky vyrobené z polyesterových pryskyřic se vyznačují odolností proti opotřebení, nízkou tepelnou vodivostí, vysokou odolností proti vlhkosti, trvanlivostí, odolností vůči chemikáliím, vynikající přilnavostí a dielektrickými vlastnostmi.

Náš katalog obsahuje akrylové a nasycené polyesterové pryskyřice od dvou předních výrobců: Eternal (Tchaj-wan) a Helios Resins (Slovinsko).