Izocyjaniany – niebezpieczni sprzymierzeńcy lakiernictwa

W naprawach renowacyjnych stosowane są produkty dwukomponentowe, czyli połączenie głównego produktu (podkład, lakier bezbarwny itd.) z utwardzaczem pełniącym funkcje katalizatora reakcji. Produkty dwuskładnikowe, o których mowa, są rekomendowane ze względu na trwałość i wysoką jakość powłoki jaką tworzą. Końcowe pokrycie lakiernicze to tak naprawdę połączenie kliku warstw różnego rodzaju produktów, które pełnią kilka zróżnicowanych funkcji. Pierwsze warstwy powłoki odpowiedzialne są za ochronę przed korozją, natomiast ostatnia – za wygląd i trwałość koloru.

Każda wartwa powłoki powstaje poprzez aplikację różnego rodzaju produktów. Składnikiem łączącym te różne wyroby są w znacznej większości izocyjaniany – niezbędny składnik utwardzaczy.

Nakładając lakier na samochód nie zastanawiamy się, dlaczego dany produkt charakteryzuje się dobrą odpornością na zarysowania, czy zachowaniem koloru przez długi czas. Wymagamy jedynie, aby produkt spełniał najwyższe normy, a w konsekwencji, chcemy otrzymać trwałą powłokę lakierniczą. W przytłaczającej liczbie lakierów na rynku za jakość wiązań chemicznych w otrzymanej powłoce lakierniczej odpowiadają izocyjaniany. Są to jednak jedne z najbardziej szkodliwych dla zdrowia składników, o czym pracownicy lakierni często nie chcą pamiętać.

Zadbajmy o zdrowie w trakcie pracy

Zaleca się, aby przy pracy z substancjami, którymi składnikami są izocyjaniany, bezwzględnie przestrzegać podstawowych zasad bezpieczeństwa:

– używać masek przeciwgazowych podczas rozpylania substancji,

– nosić kombinezon ochronny, uniemożliwiający wchłanianie substancji przez skórę,

– stosować nitrylowe rękawice podczas mieszania i rozpylania produktów,

– nie należy stosować lateksowych rękawic, ponieważ izocyjaniany przenikają przez ten rodzaj rękawic bez ich widocznego uszkodzenia,

– nosić okulary ochronne,

– rozpylać lakiery, tylko w odpowiednio wentylowanych kabinach lakierniczych.

Udowodniono, że izocyjaniany powodują choroby nowotworowe u zwierząt, dlatego sklasyfikowano te związki jako potencjalne czynniki rakotwórcze. Uważa się, że zawodowe narażenie na te związki to jeden z głównych czynników rozwoju astmy zawodowej i z tego względu istotne jest stałe monitorowanie ich stężeń w środowisku pracy. Wiele izocyjanianów jest silnymi lakrymatorami, czyli substancjami wywołującymi łzy. Skutki zdrowotne kontaktu z izocyjanianami to podrażnienie skóry, błon śluzowych, ucisk w klatce piersiowej i trudności w oddychaniu. Lakiernik może pracować z tymi substancjami przez lata bez stosowania jakiejkolwiek odzieży ochronnej i kabiny wentylacyjnej podczas natryskiwania lakieru, jak również nakładania podkładu, i nie wykazywać żadnych problemów zdrowotnych. Czasami, po pewnym okresie, ta sama osoba z powodów, które nie są do tej pory znane, może stać się uczulona na izocyjaniany. W takiej sytuacji nawet najmniejsze ilości toksycznych substancji mogą powodować ciężkie reakcje – takie jak np. ataki astmy.

Plusy stosowania izocyjanianów przysłaniają minusy?

Izocyjaniany są substancjami organicznymi o właściwościach które umożliwiają zastosowanie ich w wielu gałęziach przemysłu jak produkcja pestycydów, jednak przeważająca część tych związków znajduje zastosowanie w produkcji tworzyw poliuretanowych. Warto wspomnieć tutaj o podstawowej właściwości tych substancji jaką jest sieciowanie. Niekwestionowanie większość lakierów 2-kompenentowych składa się z żywicy oraz utwardzacza, czyli izocyjanianu. Składniki te, po połączeniu w wyniku sieciowania tworzą tzw. wiązanie uretanowe – które to wiązania nadają specyficznych właściwości nakładanej powłoce. Dlatego ważne jest dotrzymanie prawidłowego czasu schnięcia lakieru bezbarwnego, aby powstały wszystkie wiązania dając nam oczekiwane cechy. Pełnią niezbędną rolę w procesie tworzenia twardej powłoki ochronnej, zapewniającej dobre właściwości lakieru samochodowego. Izocyjaniany poprawiają odporność chemiczną oraz właściwości mechaniczne lakieru, dzięki czemu lakier jest odporny na zarysowania oraz warunki atmosferyczne.

Idzie nowe?

Pomimo, że technologia wytwarzania poliuretanów bez użycia toksycznych substancji została odkryta już w latach 1970-1980; w przemyśle samochodowym wciąż przeważają powłoki na bazie szkodliwych izocyjanianów. Badania nad rozwiązaniem toksycznego problemu cały czas trwają. Przykładem jest wolna od izocyjanianów technologia otrzymywania poliuretanów, która została opracowana przez firmę Hybrid Coating Technologies. Otrzymała ona nagrodę Presidential Green Chemistry Challenge Award w 2015 roku. Jest to wyróżnienie przyznawane przez Agencję Ochrony Środowiska. Droga do całkowitego wykluczenia toksycznych substancji jest długa i trudna. Dopóki nie osiągniemy założonego celu.

Z powodu szkodliwości tych substancji nieustanie poszukiwana jest alternatywa, która będąc ekologiczna, pozwoli zachować pożądane cechy izocyjanianów. Możliwe jest sieciowanie poliuretanów (PUR) bez użycia izocyjanianów. Utwardzanie zachodzi wtedy w wyniku reakcji pomiędzy poliaminami, a cyklicznymi węglowodorami. Poliuretany bez izocyjanianowe wykazują lepsze właściwości niż konwencjonalne poliuretany, a także mogą być stosowane do materiałów, które twardnieją w temperaturze pokojowej. Ich wytrzymałość na rozciąganie i odkształcanie jest porównywalna do tradycyjnych PUR, jednak odznaczają się one niższą odpornością chemiczną.

Część producentów stara się już w chwili obecnej stawać czoło wyzwaniu i ogranicza zużycie izocyjanianów. Przykładem niech będzie lakier bezbarwny CP 2015 HS X-SPEED marki Profix, przy produkcji którego wykorzystano najnowszej generacji żywice ograniczając do minimum zapotrzebowanie na szkodliwe związki.  Dopóki jednak nie uwolnimy się całkowicie od szkodliwych utwardzaczy, konieczne jest przestrzeganie podstawowych zasad bezpieczeństwa podczas kontaktu z tymi substancjami.

Agata Czapczyńska
Laboratorium Kolorystyczne firmy Multichem Sp. z o.o.
producenta lakierów marki Profix