Полиэфирные покрытия.

Полиэфирная смола — это продукт, образованный в результате сочетания полифункциональных спиртов и полифункциональных кислот (эфиров). В отличие от алкидных смол, полиэфирные смолы не содержат жирных кислот, поэтому иногда их называют «безмасляными алкидными смолами». Они обеспечивают лучшую стабильность цвета пленки и устойчивость к желтению, превосходя характеристики покрытий на основе алкидных смол. Полиэфирные покрытия могут использоваться для различных целей, таких как напитки и пищевые банки, крышки с винтовой пробкой, пробки-коронки и общие банки.

Благодаря составу полиэфира производители смол могут разрабатывать полиэфирные смолы с различными свойствами твердости и гибкости. Полиэфирные покрытия обладают отличной адгезией, что делает их одним из лучших выборов для металлических покрытий и печати. Они проявляют значительные преимущества в отношении адгезии к оловянной бумаге и могут использоваться в качестве грунтовок, верхних покрытий или цветных покрытий. Кроме того, наличие в полиэфирных смолах более полярных функциональных групп обеспечивает отличное смачивание диоксида титана (TiO2), что эффективно улучшает покрытие и блеск покрытия. Полиэфирные покрытия обладают большей растяжимостью молекулярных цепей по сравнению с акриловыми и эпоксидными эфирными покрытиями, что приводит к лучшей ударопрочности и обрабатываемости. В качестве прозрачных покрытий полиэфирные покрытия могут иметь немного более низкую твердость по сравнению с акриловыми или эпоксидными эфирными покрытиями, но после отверждения они проявляют лучшую прочность и устойчивость к истиранию. Выбирая подходящие вулканизующие агенты и регулируя их дозировку, можно компенсировать недостатки смолы, такие как плохая водостойкость. Это позволяет полиэфирным покрытиям сохранять высокую глянцевую отделку даже после обработки паром при высоких температурах на стерилизованных банках. Основные свойства и преимущества полиэфирных покрытий включают:

• Высокая гибкость
• Отличная адгезия к металлическим подложкам, что исключает необходимость в грунтах
• Хорошая стойкость цвета пленки
• Высокое содержание твердых частиц

Для разработки качественных полиэфирных покрытий выбор основной смолы имеет решающее значение. Во-первых, молекулярный вес смолы является важным параметром. Для наружных покрытий молекулярный вес полиэфира в целом должен быть контролируем в пределах диапазона Mn: 3000-10000. Слишком низкий молекулярный вес может привести к снижению адгезии пленки, а увеличение числа полярных функциональных групп может повлиять на блеск покрытия после стерилизации консервных банок. С другой стороны, слишком высокий молекулярный вес может обладать характеристиками, аналогичными термопластичным покрытиям, затрудняя правильное кросс-связывание, что приводит к плохой устойчивости к водяному пару, потере блеска пленки. Это также может привести к проблемам при нанесении покрытия, таким как прилипание на плите, а также к высокой вязкости и низкому содержанию твердых частиц, что неблагоприятно для нанесения покрытия. Во-вторых, стекловидный переходный слой полиэфира также является важным параметром. Если стекловидный переходный слой слишком высок, вязкость смолы становится слишком высокой, что неблагоприятно для формулировки покрытия. Кроме того, чрезмерно быстрое увеличение коэнергии сцепления смолы может снизить адгезию и ударную прочность пленки.

Полиэфирные смолы в сочетании с различными кросс-связующими аминосмолами могут достичь хорошего баланса между твердостью и прочностью, а также повышенной устойчивости к водяному пару, пятнам и растворителям. Фенилированная смола может обеспечить покрытие отличным первоначальным блеском и определенной химической стойкостью. Комбинация полиэфира и изоцианатов эфира может улучшить гибкость и обрабатываемость пленки. Более того, низкая энергия активации изоцианата эфира может снизить температуру формирования пленки. Выбор и комбинация указанных кросс-связывающих агентов могут быть отрегулированы в соответствии с конкретными требованиями к покрытию для достижения полиэфирных покрытий, удовлетворяющих требованиям для металлических банок.

Ключевые моменты для применения полиэфирных покрытий: Полиэфирные покрытия достаточно устойчивы к условиям реакции благодаря широкому диапазону условий, подходящих для самого полиэфира. Хороший баланс гибкости и твердости смолы делает условия применения менее строгими. Температура отверждения покрытия может быть отрегулирована в соответствии с конкретным применением.

Недавно разработанные покрытия на основе кросс-связывания полиэфирной смолы и фенольной смолы также могут использоваться в качестве внутренних покрытий для слабо коррозионных пищевых банок, когда требуются системы без ПВХ или эпоксидных смол. Полиэфирно-фенольные покрытия служат хорошей альтернативой. Однако их химическая стойкость немного уступает эпоксидно-фенольным покрытиям, что ограничивает их использование в высококоррозионных пищевых применениях.

Комбинации органических растворителей полиэфира также могут использоваться в качестве внутренних покрытий для многих кислотных и содержащих серу упаковочных материалов для пищевых продуктов.

Полиэфир также используется в качестве основного компонента в порошковых покрытиях для доводки сварных швов на трехчастных банках. После формирования корпуса трехчастной банки методом сопротивления сварки, сварные области по-прежнему имеют открытые металлические подложки, и порошковые покрытия обеспечивают защиту на сварных швах. Преимущества порошковых покрытий следующие:

• 100% технология твердых веществ, без летучих органических соединений (ЛОС), в сравнении с жидкими покрытиями.
• Соблюдение экологических нормативов.
• Толстое образование пленки и отличные свойства покрытия обеспечивают плотный слой пленки (толще, чем у жидких доводочных покрытий).

Пудровые доводочные покрытия обычно бывают белого цвета, но также могут быть серого и прозрачного типов.

Пудровые покрытия наносятся методом электростатического распыления, где порошок приобретает текучее состояние благодаря потоку воздуха и заряжается электрически (коронное заряжание или трибозарядка). Благодаря противоположным свойствам заряда, заряженные частицы притягиваются к подложке и прилипают к металлу. После нанесения покрытые детали попадают в печь и обычно выпекаются при температуре 232-260°C в течение 8-10 секунд, чтобы расплавить мелкие частицы порошка и образовать однородную и непрерывную пленку. Процесс нагрева не включает в себя никаких химических реакций, а только плавление, течение и последующее охлаждение для образования термопластичной пленки. Благодаря хорошей химической стойкости и обрабатываемости термопластичный полиэфир может использоваться в практически всех трехчастных консервных банках.

Для обеспечения защиты внутренних сварных швов пудровые доводочные покрытия должны соответствовать следующим физическим, химическим, механическим и регуляторным стандартам:

• Хорошая текучесть и внешний вид
• Достижение эффективной защиты с минимальной толщиной пленки
• Способность к носителю заряда
• Текучесть
• Сопротивление коррозии/низкая пористость
• Механическая прочность/гибкость
• Сопротивление кипячению
• Химическая стойкость (тестирование на пищевую упаковку, устойчивость к растворителям)
• Низкая миграция
• Соответствие стандартам FDA 175.300 и европейским регулятивным требованиям