2K-полиуретановый лак для мебели: соотношение NCO:OH, время жизни, твёрдость

2026-10-16 · Классификация: Technical Knowledge

🌐 Данная статья была переведена автоматически с помощью искусственного интеллекта; оригинальный текст на китайском языке. Пожалуйста, обращайтесь к оригинальному китайскому тексту, если у вас возникнут вопросы. · Смотреть оригинал (кит.)

Двухкомпонентный полиуретановый (2K PU) лак для дерева — это мебельное покрытие с холодным отверждением: компонент A — гидроксилсодержащая смола (гидроксиакриловая, алкидная или полиэфирная, в растворе или дисперсии), компонент B — отвердитель на основе полиизоцианата. Смешанные на месте, они сшиваются реакцией присоединения между группами —NCO и —OH. В отличие от однокомпонентных лаков, свойства плёнки определяются прежде всего соотношением, временем жизни после смешения и условиями сушки, а не только испарением растворителя.

Кратко: ключевой параметр 2K PU для мебели — мольное соотношение NCO:OH (индекс изоцианата), обычно 1,05–1,15 для сольвентных систем. Ниже 1,0 сеть недосшита, плёнка мягкая и липкая; выше 1,2 остаётся свободный —NCO, что даёт поры CO₂ и риск сенсибилизации. Время жизни после смешения — несколько часов; для белых и светлых покрытий берите алифатические отвердители (HDI, IPDI), чтобы избежать пожелтения ароматических TDI/MDI. Основы: GB/T 23997-2009, GB 18581-2020, GB/T 23987-2009.

1. Механизм отверждения

После смешения кислород гидроксила атакует изоцианатную группу, образуя уретановую связь —NH—CO—O—. При 25 °C константа скорости порядка 10⁻²–10⁻⁴ л/(моль·с) — реакция средняя, отсюда несколько часов жизни. Влага воздуха конкурирует за —NCO (H₂O + —NCO → —NH₂ + CO₂, затем мочевина), расходуя полезный NCO и вызывая микропузырьки CO₂.

Селективность катализатора

Оловоорганические катализаторы (напр. DBTDL) ведут путь —NCO/—OH с малым числом пузырей; третичные амины усиливают реакцию —NCO/вода и поры CO₂, поэтому в высокоглянцевых лаках их избегают. Высокая влажность сужает окна сушки и перекрытия.

2. Ключевые показатели

По GB/T 23997-2009, GB 18581-2020 и GB/T 23987-2009.

  • Сушка (GB/T 23997-2009): от пыли ≤ 1 ч, полная ≤ 24 ч.
  • Соотношение: сольвентное NCO:OH 1,05–1,15; водное 2K PU 1,2–1,5.
  • Время жизни: сольвент — несколько часов; водное ≈ 4–6 ч, к пределу расходуется ~30 % полезного —NCO.
  • Адгезия (решетчатый надрез, GB/T 9286): ≤ 1 балл.
  • Абразия: потеря массы ≤ 0,050 г при 750 г / 500 оборотов (лак).
  • Пожелтение (GB/T 23987-2009, UVA-340, панель (60±3) °C, 0,68 Вт/м², 168 ч): ΔE ≤ 3,0 бесцветный / ≤ 6,0 пигмент.
  • ЛОС (GB 18581-2020): ≤ 500 г/л лак, ≤ 550 г/л грунт.
  • Свободный TDI: ≤ 0,4 % / ≤ 0,7 %.
  • Тяжёлые металлы: Pb ≤ 90, Cd ≤ 75, Cr ≤ 60, Hg ≤ 60 мг/кг.

3. Соотношение NCO:OH — регулятор степени сшивки

Зачем лёгкий избыток NCO

Стехиометрически точно при 1,0, но следовая вода расходует —NCO, поэтому для сольвентных берут 1,05–1,15, чтобы покрыть потери и добавить мочевинных сшивок — выше твёрдость и химстойкость. Соотношение считают от гидроксильного числа полиола (мг KOH/г) и содержания —NCO отвердителя, а не «больше отвердителя — крепче».

Что происходит вне цели

  • NCO:OH < 1,0 (избыток OH): недосшивка, мягкость и липкость, хуже стойкость к воде и растворителям.
  • NCO:OH > 1,2 (большой избыток NCO): свободный —NCO долго реагирует с влагой воздуха → поры CO₂, хрупкие мочевинные зоны, риск сенсибилизации и несоответствия.

Водные системы требуют более высокого кажущегося соотношения, так как вода расходует больше —NCO; это типичная ошибка рецептуры.

4. Время жизни и цеховое окно

Время жизни — период после смешения, пока вязкость позволяет наносить. Мебельные линии берут малые частые замесы; после пределов страдают розлив, «апельсиновая корка» и кратеры. Вязкость и блеск — слабые индикаторы: по публикациям мутность (haze) и маятниковая твёрдость точнее следят за расходом —NCO.

Связь с окном перекрытия

Перекрывают после сушки от пыли, но до полной сшивки ради межслойной адгезии; полностью отверждённый слой сначала матуют. Предел 24 ч по GB/T 23997-2009 задаёт верх такта.

5. Выбор отвердителя: алифатический против ароматического

Полиизоцианатные отвердители для мебели
ОтвердительАтмосферостойкость / пожелтение—NCO (тип.)Реакционная способностьПрименение
Тример HDI (алифат.)отличная, не желтеет≈ 21–23 %средняябелые/светлые лаки
IPDI / H₁₂MDI (алицикл.)отличная≈ 15–25 % (преполимер)ниже (стерич.)погода + химия
Аддукт TDI (аромат.)слабая, желтеет≈ 12–14 %высокаятёмные грунты
Полимерный MDI (аромат.)слабая, желтеет≈ 15–25 % (преполимер)высокаяактивные системы, под лаком

Для светлых и белых мебельных лаков предпочтительны алифатические (HDI) или алициклические отвердители; ароматические TDI/MDI желтеют под УФ — их применяют на тёмных поверхностях или в грунтах под лаком.

6. Набор твёрдости и режим сушки

Твёрдость по карандашу/маятнику не выходит на плато сразу при полной сушке: сеть продолжает уплотняться при комнатной температуре, рабочая твёрдость около 24 ч, стабилизация ~7 суток. Узлы упаковки, штабелирования и контроля должны учитывать дотверждение. Умеренный нагрев ускоряет, но резкий — усиливает влагу и поры CO₂.

7. Вопросы и ответы

Нужно ли точно дозировать соотношение?

Да — по массовому соотношению поставщика, гидроксильному числу и содержанию —NCO. Перебор отвердителя повышает свободный —NCO, давая поры и сенсибилизацию.

Почему белый лак со временем желтеет?

Чаще всего ароматический (TDI/MDI) отвердитель. Переходите на HDI/IPDI и принимайте по ΔE ≤ 3,0 (бесцветный, GB/T 23997-2009).

Сколько можно держать смешанный материал?

Зависит от системы и температуры: сольвент — несколько часов, водный ~4–6 ч. После предела — в отход, не «спасайте» разбавителем.

Что учитывать по влажности цеха?

Высокая влажность ускоряет реакцию —NCO/вода → микропузырьки CO₂ и липкость; работайте в рекомендуемом диапазоне T°/влажности.

Как проверить экологическое соответствие?

По GB 18581-2020: ЛОС ≤ 500/550 г/л, свободный TDI ≤ 0,4/0,7 %, металлы Pb ≤ 90 / Cd ≤ 75 / Cr ≤ 60 / Hg ≤ 60 мг/кг. Требуйте протокол типа по GB/T 23997-2009.

Источники

  • GB/T 23997-2009 — сольвентные полиуретановые лаки для дерева интерьерного применения (с 2010-02-01).
  • GB 18581-2020 — ограничение вредных веществ в лаках для дерева.
  • GB/T 23987-2009 (искусственное старение / пожелтение); GB/T 9286 (решетчатый надрез).
  • Публикации по водным 2K PU и методике измерения времени жизни (2012–2019).

Последнее обновление: 2026-10-16 | Составлено технической командой Kexin New Materials (Guangdong) Co., Ltd. Предельные значения по GB/T 23997-2009 и GB 18581-2020; соотношения и параметры сверяйте с техкартой продукта. Поставка EXW / FOB, для B2B-клиентов.

Этикетка: #краска для мебели #Wood Coatings #Техническая литература по покрытиям