Charakterystyka lakierów PUR

Lakiery poliuretanowe – znane również jako lakiery PUR lub DD (Desmodur-Desmophen firmy Bayer)

Lakier poliuretanowy ze względu na schnięcie i tworzenie błony jest bliższy lakierowi olejowemu z żywic syntetycznych jak lakierowi wodnemu, lecz są znaczne różnice do lakieru olejowego. 

 Bardzo dobra przyczepność do drewna i wspaniała odporność mechaniczna na wszelkie zabrudzenia chemiczne są cechami wysokowartościowymi lakieru poliuretanowego.

Podobnie, jak przy lakierze olejowym z żywicy syntetycznej, w czasie suszenia i utwardzania nakładają się dwa procesy; jeden czysto fizyczny – odparowywanie rozpuszczalników, drugi czysto chemiczny – sieciowanie cząsteczek wiążących. Różnica procesu utwardzania lakierupoliuretanowego do lakieru olejowego z żywic syntetycznych polega tylko na tym – jak i w jakim wymiarze odbywa się sieciowanie. Przede wszystkim w systemie poliuretanowym musimy rozróżnić dwie podgrupy: system dwukomponentowy i system jednokomponentowy. Rysunek graficzny wyjaśnia jakie mechanizmy suszenia leżą u podstaw obu systemów.

Po lewej schemat mechanizmu schnięcia lakieru 2-komponentowego, po prawej 1-komponentowego.

2 komponentowe lakiery poliuretanowe:

2-komponentowy lakier poliuretanowy po zmieszaniu masy i utwardzacza jest gotowy do użycia, po odczekaniu odpowiedniego czasu wymaganego przez producenta. Wymieszany roztwór zawiera dwa różne typy cząsteczek, mianowicie z pierwszego i drugiego komponentu. Oba typy cząsteczek posiadają chemicznie reaktywne miejsca w pierwszej linii to grupy wodorotlenkowe, w komponentach utwardzacza grupy izocyjanianu. Reaktywne miejsce jednego typu cząsteczek może chemicznie reagować tylko z reaktywnym miejscem innego typu cząsteczek. Przy tym powstaje bardzo stabilne połączenie między cząsteczkami, które nazywamy połączeniem uretanowym. Każdy typ cząsteczek posiada wiele miejsc reaktywnych, powstaje tym samym wiele połączeń między pojedynczymi cząsteczkami. Stąd wywodzi się nazwa lakieru – wiele (poli) połączeń uretanowych – poliuretan. Im więcej następuje połączeń między cząsteczkami, tym bardziej zwarte będzie powstające usieciowienie. Im bardziej zwarte będzie usieciowienie, tym lepsze są mechaniczne cechy lakieru. Jest to zrozumiałe, że wtedy zostanie osiągnięta optymalna zwartość usieciowienia, kiedy z obu typów cząsteczek połączy się jednocześnie wiele reaktywnych miejsc co znaczy, że podawane przez każdorazowego wytwórcę optymalne stosunki mieszanki masy i utwardzacza muszą być dotrzymane aby osiągnąć najwyższe cechy lakierowania. Zmieniane stosunki mieszanek (masa-utwardzacz) mogą doprowadzić do pogorszenia lakieru, a tym samym warstwy lakierniczej. Przy domieszaniu do masy za małych ilości utwardzacza błona lakiernicza będzie lepka. Przy dodaniu zbyt dużej ilości utwardzacza, błona lakieru zupełnie wysycha. W efekcie lakier staje się bardziej kruchy, a właściwości użytkowe w żaden sposób nie dorównują temu co podaje producent.

Szybkość utwardzania się lakieru zależy w dużym stopniu od temperatury pomieszczenia i od tego jak reaktywna jest zdolność miejsc reagujących. Producent utrzymuje reaktywność przez odpowiedni dobór półproduktów i przez dodatek przyspieszaczy. Za niskie temperatury pomieszczenia i przetwarzania mogą wpływać negatywnie na schnięcie lakieru. Już zmniejszenie temperatury o 10°C oznacza podzielenie szybkości utwardzenia. Do dzisiaj nie jest możliwe, aby przemysł rozwinął dwukomponentowy system poliuretanowy, który nie tylko przy niższych temperaturach schnie szybko, lecz także przy wysokich temperaturach ma długi czas obróbki.

1 komponentowy system poliuretanowy:

1-komponentowe lakiery poliuretanowe powstają z jednego gatunku cząsteczek. Są one wstępnie zaregowane na bazie poliuretanu i posiadają jeszcze pewien rodzaj miejsc reaktywnych (grupy izocyjanianu). Cząsteczki te nie mogą bezpośrednio reagować między sobą i dlatego są stabilne. Aby umożliwić połączenie (usieciowienie), trzeba część reaktywnych miejsc chemicznie zamienić na inny rodzaj. Jest to możliwe poprzez reakcję z wodą, która w formie wilgotności powietrza istnieje wszędzie. Przez reakcję z wodą, powstaje nowa forma wysokoreaktywnych miejsc, które dochodzą do stabilnego połączenia z początkowymi miejscami. W ten sposób tworzy się podobnie jak przy systemie 2K dobrze zwarte usieciowienie. Decydującym dla szybkości utwardzania obok temperatury jest przede wszystkim, ilość wody (wilgotności powietrza), która jest do dyspozycji dla przemiany w wysokoreaktywne połączenia.

Należy jednak pamiętać, że przy bardzo dużej relatywnej wilgotności powietrza, schnięcie lakieru poliuretanowego-1K może być wyraźnie przedłużone. W absolutnie suchym pomieszczeniu błona lakieru pozostanie lepka. Dla wykorzystania optymalnych cech lakierupoliuretanowego jest nieodzowne, aby zwrócić uwagę na dostatecznie wietrzenie, a przy suchym powietrzu na wydłużenie czasu schnięcia.

Podsumowując: maksymalna liczba stabilnych chemicznych połączeń między istniejącymi w roztworze cząsteczkami, powodująca zachowanie wysokowartościowych cech lakieru, zostanie osiągnięta w optymalnych warunkach obróbki.

Do systemów jednokomponentowych poliuretanowych zaliczane są również lakiery impregnujące poliuretanowe. Lakiery tego typu stosowane są przeważnie na bardzo obciążone niszczeniem podłogi i schody. Poprzez dużą zawartość rozpuszczalnika lakier taki penetruje głębiej w komórki drzewa, gdzie utwardza się, powodując głębsze zabezpieczenie.