Термореактивные акриловые материалы были разработаны с целью преодоления недостатков ...

Термореактивные акриловые матери ... / Описание алкидов /



Термореактивные акриловые материалы

Термореактивные акриловые материалыТермореактивные акриловые материалы были разработаны с целью преодоления недостатков термопластичных полимеров. Они характеризуются улучшенной химической и шелочестойко стью, повышенным содержанием сухого остатка, растворимостью в более дешевых растворителях, возможностью эксплуатации при более высоких температурах, так как они менее склонны к размягчению. Термореактивные материалы могут быть либо самоотверж даюшимися, либо отверждаться в присутствии специально введенных реакционноспособных полимеровили отвердителей. Больший ство из них относится ко второму типу

Обычно молекулярная масса термореактивных акриловых материалов составляет 20—30 тыс., а отвердители и сами полимерыявляются полифункциональными (функциональность больше двух). Содержание мономера, обеспечиваюшего появление функциональных групп в макромолекулярной цепи, колеблется в пределах 5—25% (масс). Главное, чем руководствуются при разработке полностью отверждаемых акриловых систем.— это образование бесконечной сетки из сшивок между цепями макромолекул полимера. Вследствие этого исходный низкополярный и низковязкий полимерпосле отверждения преврашается в полностью нерастворимый полимерс бесконечной молекулярной массой.

Термореактивные акриловые полимерыс гидроксильными функциональными группами не способны к самоотверждению. Поэтому их необходимо смешивать, например, с азотсодержа шими смоламипри создании материалов горячей сушки или с аддуктами изоцианатов при получении двухупаковочных материалов, отверждаемых при комнатной температуре, а также ремонтных красок низкотемпературного отверждения.

Гидроксильные группы вводят в макромолекулярные цепи сополимера за счет использования в исходной смеси мономеров гидроксиалкил( мет) акрилатов, например, гидроксиэтилакрилата в количестве до 25% масс . При этом обычно в смесь мономеров вводят небольшой процент кислотного мономера с целью достижения значения кислотного числа готового полимера5— 10 и обеспечения катализа реакций отверждения азотсодержащими смолами. Регулируя соотношение компонентов, можно получить

необходимые твердость, гибкость и долговечность покрытий. При этом необходимо обеспечить совместимость и стабильность при хранении с выбранной аминосмолой. Подобные композиции с меламиноформальдегидными смолами(МЛ) используются для нанесения последнего слоя при окраске автомобилей, причем соотношение акрилового и меламиноформальдегидного компонентов обычно равно 80—20 и 70—30. Реакции сшивания те же, чтО и у аминосмол с гидроксилсодержащими материалами. Акрило вомеламиноформальдегидные композиции превосходят алкидно меламиноформальдегидные по цвету и стойкости покрытияв условиях атмосферных воздействий, но не обязательно по блеску. При ремонтной окраске автомобилей на заводах для понижения температуры сушки в композиции вводят кислотные катализаторы,, такие как полуэфиры ангидридов дикарбоновых кислот или кислых фосфатов. В этом отношении акриловомеламиноформальдегид ные композиции также превосходят алкидномеламиноформаль дегидные.

Гидроксилсодержашие акриловые полимерыполучают по вышеописанной технологии, обычно в ароматических растворителях или в сложных эфирах, вводя постепенно в смесь мономеров при кипении растворителя пероксидный инициатор, такой как грег бутилпербензоат. Для лучшего регулирования молекулярной массы могут быть использованы агенты передачи цепи.

Акриловые полимерыс гидроксильными группами также получаются путем гидроксилирования карбоксилсодержащего полимераэтилен или пропиленоксидами. Межмолекулярным сшивкам можно придать дополнительную гибкость, удаляя гидроксильные группы от основной цепи макромолекулы в результате реакции с капролактоном гидроксильных групп, введенных ранее в полимерв процессе сополимеризации с гидроксилсодержашим мономером.

Особое место среди самоотверждаюшихся термореактивных композиций занимают сополимеры, полученные из акриламида с последующей обработкой формальдегидом и затем подвергнутые алкоксилированию [36, 37 При этом образуются концевые ал коксиметильные реакционноспособные группы, обычно бутокси метильные. Эти группы реагируют почти так же, как и при их нахождении в азотсодержащих смолах; они улучшают совме стимость полимерас алкидными, эпоксидными смоламии нитроцеллюлозой. Такие сополимеры можно смешивать с акриловыми полимерамии затем отверждать. Ниже приведены типичные реакции отверждения N бутоксиметиламидных сополимеров:

Полимер—СО—NH—CHOBU + но—Полимер v

Полимер—СО—NH—CHO—Полимер + ВиОН

Полимер—СО—NH—CH,OBli + В LOCH2—NH—СО—Полимер

Полимер—CONHCHNHCO—Полимер l BuOCHsOBu

Возможны три способа получения таких полимеров. Вначале проводят сополимеризацию мономеров, включая акриламид, а затем последовательное взаимодействие амидных групп с формальдегидом и спиртом. Другой способ заключается в том, что растворители, включая спирт, мономеры и формальдегид, загружаются сразу, а реакции полимеризациии оксиметилирования протекают одновременно. Наконец, N алкоксиметилакриламид можно синтезировать еще до стадии полимеризации. В больщинстве случаев в этих композициях формальдегид используют в спиртовом, а не в водном растворе (например, 40% раствор формальдегида в бутаноле), либо в виде параформальдегида. Реакция амида с формальдегидом может катализироваться кислотами или щелочамч. При проведении реакции образования простого эфира необходимо удалять реакционную воду азеотропной перегонкой. Избыток спирта, который необходим как реагент и для сольватации акриламида, после завершения реакции должен оставаться в качестве растворителя для обеспечения стабильности полимера. Полимеризациюинициируют пероксидами и вводят агенты передачи цепи, так как конечный продукт из за его способности к сшиванию должен быть низкомолекулярным.

Термореактивные акриламидные полимерымогут содержать стирол для повышения стойкости к щелочам, моющим средствам и солевому туману, акриловые сложные эфиры для повышения гибкости и акрилонитрил для повышения стойкости к растворителям и жесткости. Отсюда видно, что можно приготовить боль шое число композиций для различных областей применения, как для бытовых целей, так и в промышленности для покрытиярулонного металла. Отверждение катализируется вводимым в смесь кислотным мономером. Для достижения очень высокой стойкости покрытийк моющим средствам и коррозионной стойкости используют добавки эпоксидных смол. Применяется также модификация силиконами для повышения атмосферостойкости. Возможны материалы с высоким кислотным числом, которые после нейтрализации аминами пригодны для использования в водоразбавляемых системах

Получены карбоксилсодержащие термореактивные акриловые полимеры, которые могут быть сшиты диэпоксидами. Они были рекомендованы для покрытийверхнего слоя автомобилей и довольно долго применялись для окраски промышленных изделий, рулонного металпа и барабанов . В настоящее время они в основном вытеснены гидроксилсодержащими и акриламидными термореактивными акриловыми полимерами

Возможна модификация готовых акриловых полимеров, па пример, конденсация акрилового полимерас высоким кислотным числом с эпоксидным соединением Cardura Е 10 (Shell Chemicals) с целью присоединения к полимерупластифицирующих боковых цепей . Можно поступить и по другому вначале синтезировать аддукг непредельной кислоты с Cardura Е 10 и использовать его в качестве мономера при сополимеризации. Проводилась также модификация гидроксилсодержащих акриловых полимеровнасыщенными или ненасыщенными жирными кислотами с целью пластификации или же придания способности к высыханию на воздухе.


Смотрите также:

Лакокрасочные покрытия

Лакокрасочные покрытия


Термины «paint» и «surface coating» часто используются как взаимозаменяемые. Термин «surface coating» является более общим и применим ...
Полимерные или олигомерные пленкообразователи

Полимерные или олигомерные пленкообразователи


Органическая химия пленкообразователей подробно описана в гл. 2. Здесь, тем не менее, будет полезно перечислить некоторые типы полиме ...
Алкиды

Алкиды


Они представляют собой полиэфиры, полученные реакцией триглицеридов растительных масел, полиолов алкид или алкид пластифицирует высок ...





Valid XHTML 1.0 Transitional

Вверх