Отвердитель: основа прочного лакокрасочного покрытия

Определенные типы лакокрасочных материалов и клеев приобретают необходимые эксплуатационные характеристики при добавлении специальных компонентов — отвердителей. Все об отвердителях, их существующих типах, составе, принципе действия, а также применяемости и особенностях выбора — рассказано в статье.

Что такое отвердитель

Отвердитель — общее наименование группы веществ, которые добавляются в полимерные лакокрасочные материалы (ЛКМ — эмали, лаки, краски, грунты, шпатлевки) и смолы для запуска процесса их полимеризации (отверждения).

В основе многих лакокрасочных материалов и лежат низкомолекулярные вещества, способные вступать в реакцию полимеризации с образованием прочных пленок и покрытий, устойчивых к различным химическим и механическим воздействиям. Многие краски, используемые для покрытия различных изделий и автомобилей (масляные на основе олиф, нитроэмали, алкидные эмали и другие), образуют полимерную пленку под воздействием кислорода воздуха и содержащихся в самой краске веществ, поэтому не требуют вспомогательных компонентов. Однако такие ЛКМ имеют не самые лучшие эксплуатационные характеристики и требуют специального ухода для продления срока эксплуатации.

Значительно лучшими характеристиками и повышенной прочностью обладают созданные во второй половине XX века красители на основе акриловых сополимеров (полиакрилатов), а также давно известные материалы на основе эпоксидных смол (как клеи, так и лакокрасочные материалы). Однако ЛКМ и клеи данных типов не засыхают в обычных условиях и требуют принудительного запуска реакции полимеризации, для чего используются специальные вещества, вступающие с полиакрилатами и смолами в химическую реакцию — отвердители.

Отвердители являются обязательным компонентом для работы с определенными типами ЛКМ и клеев. Однако сегодня рынок предлагает так много отвердителей, что выбрать среди них один бывает непросто — помощь в этой покупке окажет информация о типах отвердителей, заложенных в основу их действия принципах и особенностях применения.

Типы, состав и принцип действия отвердителей

Сразу нужно указать, что для работы с ЛКМ применяются две группы веществ для полимеризации:

• Ускорители (сиккативы);
• Отвердители.

Сиккативы — вспомогательные вещества, которые не запускают полимеризацию, а только сокращают время образования в лакокрасочном покрытии полимерной пленки. Ускорители применяются с меламиноалкидными эмалями, масляными красками и некоторыми другими материалами. Данные вещества могут добавляться отдельно, но чаще всего уже входят в состав краски, они начинают активно работать при контакте с воздухом или нагреве до определенной температуры.

Отвердители — вещества, без которых некоторые типы красок и клеев либо вовсе не полимеризуются при комнатной температуре, либо после затвердевания имеют малую прочность. Отвердители применяются для следующих групп ЛКМ и клеев:

• Акриловые эмали, грунтовки, шпатлевки;
• Эпоксидные смолы;
• Эпоксидные эмали, лаки, грунтовки и шпатлевки;
• Силиконовые клеи и материалы специального назначения.

Лакокрасочные материалы, требующие применения отвердителя, обычно называются двухкомпонентными, а клеи и некоторые материалы на основе смол — компаундами. Для различных групп веществ используются свои отвердители, отдельно стоит сказать о наиболее распространенных — для акриловых ЛКМ и эпоксидных смол.

Отвердители для акриловых ЛКМ

Акриловые эмали продаются в комплекте с отвердителем

Для лакокрасочных материалов используется один вид отвердителя на основе полиизоцианата в смеси с различными органическими растворителями и вспомогательными компонентами. При добавлении в акриловые ЛКМ данный препарат вступает в реакцию с полиакрилатами, обеспечивая их «сшивание» в длинные цепочки молекул.

Сегодня существует много отвердителей для акриловых эмалей, лаков, грунтовой и других материалов, однако они отличаются только содержанием полиизоцианатов и вспомогательных веществ. На рынке представлены отвердители для акриловых ЛКМ двух групп:

• Универсальные;
• Специализированные.

К универсальным относятся те средства, которые могут работать с любыми акриловыми ЛКМ. К специализированным — отвердители для определенных наименований ЛКМ, в таких средствах учтены особенности состава и применения лакокрасочных материалов. Но, в сущности, отвердители этих групп не имеют принципиальных отличий.

Отвердители для эпоксидных смол и эпоксидных ЛКМ

Эпоксидные смолы и эпоксидные ЛКМ требуют применения специальных отвердителей

Для эпоксидных смол и лакокрасочных материалов на их основе создано большое число отвердителей, но все они делятся на две группы:

• Аминные — составы на основе аминов, предназначенные для «холодного» отверждения (при комнатной температуре или нагреве не более 60°C);
• Кислотные — составы на основе ангидридов карбоновых кислот (фталевого, малеинового и других), предназначенные для «горячего» отверждения (при температурах до 200°C).

Кислотные отвердители сложны в применении, так как требуют нагрева, поэтому сегодня они используются редко и только для решения специальных задач. Здесь данная группа средств не рассматривается.

Аминные отвердители — широкая группа препаратов, которую можно разделить на несколько типов:

• На основе первичных алифатических аминов для эпоксидных смол и ЛКМ на их основе — полиэтиленполиамин (ПЭПА, Е-100, DEH 29), триэтилентетрамин (ТЭТА, DEH 24), диэтилентриамин (ДЭТА, DEH 20) и этилендиамин (ЭДА, EDA);
• Модифицированные аминные отвердители для эпоксидных смол (в том числе компаундов для наливных полов) — М4, УП-620, серии 921 (без индекса, ОП, Т), этал, аминофенол и другие;
• «Номерные» отвердители для эпоксидных ЛКМ — растворы полиамидных смол в органических растворителях (спиртах). Пять отвердителей (с №1 по №5) с различным содержанием смол, предназначенные для отверждения эпоксидных эмалей (обычных и «металликов»), лаков, грунтовок и наносимых относительно небольшим слоем клеев.

В отдельную группу выделяются отвердители для модифицированных эпоксидно-уретановых лаков, являющиеся раствором диэтиленгликольуретана (ДГУ) в органическом растворителе.

Следует отметить, что сегодня самое широкое применение имеют отвердители ПЭПА и ТЭТА, которые можно использовать и со смолами, и с лакокрасочными материалами на их основе. Однако данные средства имеют ряд недостатков (плохая работа при высокой влажности и низких температурах, быстрое протекание реакции полимеризации), поэтому при выполнении ответственных операций они часто заменяются на современные модифицированные отвердители. А для нанесения эпоксидных лаков, эмалей и грунтовой широкое применение находят специализированные «номерные» отвердители.

Как правильно выбрать и использовать отвердитель

Профессиональная мерная линейка для смешивания автомобильных эмалей

Двухкомпонентные ЛКМ создают более прочное покрытие, чем традиционные автоэмали

При выборе отвердителей и сиккативов следует учитывать тип лакокрасочного материала или клея, но лучше всего ориентироваться на рекомендации их производителей. В инструкции по применению эмалей, лаков, клеев, грунтов и шпатлевок указано, какие препараты для отверждения подходят, и как их нужно использовать.

Если же инструкция отсутствует, то можно воспользоваться универсальными рекомендациями. Например, при работе со многими типами алкидных, меламиноалкидных (синтетических) эмалей и уретановых лаков можно использовать сиккативы (ускорители), сокращающие время отверждения. Данные средства часто предлагаются под названием «отвердитель», однако их нельзя применять для работы с эпоксидными и акриловыми ЛКМ.

При работе с эпоксидными материалами во многих случаях можно применять дешевые отвердители ПЭПА и ТЭТА, однако если операция не может быть проведена быстро, то лучше отдать предпочтение модифицированным отвердителям. А для работы с ответственными лакокрасочными материалами подойдут «номерные» или иные специальные средства.

Что касается акриловых ЛКМ, то здесь можно применять универсальные отвердители, однако сегодня большинство производителей продает эмали, лаки, грунтовки и шпатлевки в комплекте с необходимым количеством отвердителя определенного состава. Такие отвердителя менять не рекомендуется, так как это может ухудшить свойства готового покрытия.

Работа с двухкомпонентными составами и компаундами должна выполняться строго по инструкции. Смешивать компоненты необходимо в указанных пропорциях непосредственно перед применением, обычно компаунд можно использовать в течение 2-5 часов после смешивания. Для лучшего результата следует добавлять отвердитель тонкой струей в краску или смолу, постоянно помешивая состав, иногда рекомендуется подогревать смесь (но не выше 60°C).

Особо следует соблюдать рекомендации по соотношению смолы/краски и отвердителя. Если добавить мало отвердителя, то покрытие долго сохнет и получается непрочным. Если отвердителя слишком много, то покрытие получается хрупки и может растрескаться. Поэтому двухкомпонентные материалы следует смешивать полностью, а купленный отдельно отвердитель необходимо тщательно отмерять.

При работе с двухкомпонентными ЛКМ и эпоксидными смолами необходимо соблюдать технику безопасности — выполнять все операции в хорошо проветриваемом помещении, пользоваться индивидуальными средствами защиты. В этом случае изготовление деталей из смолы или окрашивание автомобиля будет не только качественным, но и безопасным для здоровья.