Отвердители и ускорители в ПЭ-покрытиях для древесины
Инициаторами начала полимеризации в общем случае являются органические перекиси, которые распадаются на радикалы и тем самым вызывают цепную реакцию.
На практике используются перекиси циклогексанона, метилэтил-кетона, бензоила и кумола. Использование перекиси циклогексанона в последние годы сокращается, так как остаточная эмиссия циклогесанона из материалов, использованных для отделки внутренних деталей автомобилей, даже через 28 дней составляет от 50 до150 ррм.
Сегодня наибольшее значение имеет перекись метиэтилкетона как инициатор в ПЭ-покрытиях для древесины. Образование радикала из перекиси происходит при превышении определенного энергетического барьера, который называется энергией активации. Она настолько велика, что для отверждения с добавленной перекисью при комнатной температуре потребовалось бы от нескольких дней до недели. С помощью нагрева (горячее отверждение) или ускорителей (холодное отверждение) можно снизить энергию активации.
Обычно ускорителями реакции являются соли металлов (кобальта или марганца) которые используются по отдельности или одновременно с третичными аминами. Однако в материалах для обработки древесины сочетание солей металлов с аминами не применяется.
При окрашивании изделий из древесины и древесных материалов, таких как винтовые лестницы, предпочтительнее использовать кобальтовое мыло. Кобальтовое мыло используется также в качестве сиккатива для окислительного отверждения алкидных смол. При низких температурах (меньше 15°С) реакционная способность кобальтового ускорителя резко снижается. Отвержденное покрытие долго остается мягким, и если материал пигментирован, покрытие не может быть отшлифовано. В наполненных системах также возможно снижение активности за счет адсорбции соли кобальта на наполнителе или на поверхности пигмента. Хотя при добавлении смачивающего вещества, например октоата кальция, которое покрывает поверхность наполнителя или пигмента, активность кобальтового ускорителя сохраняется.
В весенней публикации 1996 г. (Oekotest) обсуждался вопрос о канцерогенности кобальтового сиккатива. Федеральное ведомство по охране окружающей среды отказало в присвоении экологического знака («Голубой ангел») материалам, содержащим кобальтовый сиккатив. Референдум Европейской ассоциации печати в марте 2004 г. наметил как можно скорее отказаться от использования кобальтовых сиккативов. Основанием для этой меры явились не вполне ясное представление о токсикологических свойствах соединений кобальта(И) и грозящая в связи с этим переоценка кобальтовых сиккативов как канцерогенов согласно Европейской классификации канцерогенов, категория II.
Однако заменить кобальтовые сиккативы в ПЭ-системах очень трудно. Альтернативой может стать октоат калия, но, по сравнению с соединениями кобальта, он демонстрирует худшие результаты.
В обычные рецептуры перекиси вводятся в виде растворов в инертных ' жидкостях (например 50%-ный раствор перекиси в пластификаторе) в количестве от 5 до 10% в расчете на массу смолы. В последние годы в целях уменьшения и исключения остаточной эмиссии из отвержденных покрытий стараются заменять дибутилфталатные растворы перекисей на более подходящие. Соли кобальта добавляются в концентрации от 0,2 до 2%, причем более высокие концентрации требуются для пигментированных систем. Стирол добавляют непосредственно перед использованием.
