В предыду щих разделах основное внимание уделялось влиянию изменения соотпошепий пигм ...

В предыду щих разделах основное вним ... / Оптические свойства /



Природа красочного связующего

Природа красочного связующегоВ предыду щих разделах основное внимание уделялось влиянию изменения соотпошепий пигментов и связующих на свойства рецептур красок. Не менее важную роль для лакокрасочника играет правильное понимание химической и физической природы пигментов и связующих. Эта весьма сложная проблема более или менее детально рассматривается в настоящей книге. Предпринимается попытка связать некоторые общие положения теории с их влиянием па свойства декоративных красок строительного назначения, а также наметить пути разработки красок специального назначения.

Ассортимент строительных красок имеет специальные подразделы: краски для пола, для защиты бетона, для плавательных бассейнов и т. д. Эти краски изготавливаются па основе различных связующих, однако основу ассортимента крупното нажных декоративных красок строительного назначения составляют две группы красок: «водные» и «краски на растворителях» (более точно: «водные» и «певодпые»). В состав первой гругшы входит ? небольшое количество полярных растворителей, например спиртов или производных этиленгликоля, тогда как певодпые группы красок обычно содержат алифатические растворители и иногда также некоторое количество ароматических углеводородов.

Уместно задать вопрос: почему соотношения между водными красками и красками на растворителях различны в различных областях применения и разных странах?

В целом существует общая тенденция перехода от красок на растворителях к водным краскам во всех областях применения. Объем применения водных красок зависит от условий эксплуатации (например от климата), специальных требований, от экологических и экономических требований и иногда от исторических традиций. В Англии приблизительно 60% декоратнвных красок выпускается на водной основе, а в США свыше 70% .

Разработчик рецептур должен знать, каким образом природа связующего влияет па свойства лакокрасочного покрытияи каковы будут практические результаты от применения новых материалов, выбранных для разработки красок. Прежде всего необходимо определить природу пригодного растворителя и установить, какие физические и химические процессы будут происходить при высыхании пленки.

Декоративные краски па растворителях обычно являются пожароопасными, имеют сильный, неприятный запах, но пе замерзают при отрицательных температурах. С другой стороны, водные краски не пожароопасны, по могут вызывать коррозию и замерзают. Эти выводы очень важны, по этого не достаточно для полной характеристики свойств краски. Существенно иметь четкое представление о физической природе полимерногосвя зующего. Необходимо также ясно понимать различие между «раствором» и «дисперсией» полимера. Одним из наиболее очевидных различий растворов и дисперсий является их реологическое поведение. Благодаря взаимодействию между частицами дисперсии имеют более низкую текучесть, что сказывается на малярных характеристиках красок.

; Растворы и дисперсии различаются также по степени возрастания вязкости при испарении растворителя. Вязкость дисперсии растет быстрее, чем вязкость раствора. Многие недостатки водных красок, например, неудовлетворительный розлив или сохранение следов от кисти, связаны с быстрым изменением вязкости при испарении воды . С другой стороны, более высокая текучесть растворов создает проблему получения покрытийбез натеков на вертикальных поверхностях и затрудняет окраску острых кромок. Максимальные различия в текучести декоративных красок можно проиллюстрировать путем сравнения вязкости матовых эмульсионных и жидких глянцевых красок. В целом следует отметить, что для решения проблемы текучести содержание твердой фазы в вододисперсионных красках обычно бывает более низким, чем в красках на основе растворителей.

Следующим этапом в построении модели, описывающей некоторые аспекты создания красок, является рассмотрение химической природы связующего. Для того, чтобы полимермог быть использован в качестве связующего для красок, он должен быть жестким и прочным. Экспериментальные исследования и теоретические данные показывают, что полимерыс большой молекулярной массой в значительной мере отвечают этим требованиям, но недостаточно хорошо растворяются в растворителях, пригодных для использования в декоративных красках. Поэтому необходимо использовать пизкомолекулярные полимеры, которые хорошо растворяются, но затем повышают молекулярную массу в результате сшивки в процессе высыхания.

Хотя существуют различные способы отверждения покры тий, на практике приемлемы только некоторые из них. С учетом влияния атмосферы наиболее распространенным способом сшивки является процесс, протекающий через стадию окисления. Процесс самоокисления протекает при формировании покрытийиз растворов масел или полимеров, модифицированных маслом в уайт спирите, которые в течение многих лет являются основой лакокрасочной промышленности

Изучение механизма окисления явилось предметом многих серьезных исследований, однако основные характеристики процесса развиты в гидроперокисдной теории, выдвинутой Фарме ром в 1942 г. В начальной стадии окисления происходит незначительное увеличение вязкости и образование гидроперекисей па активных метиленовых группах. Эта стадия сопровождается также ростом количества сопряженных связей, образование которых протекает по радикальному механизму и сопровождается отщеплением водорода от активных метиленовых групп с последующей перегруппировкой. Вторичный процесс окисления, который катализируется сиккативами, протекает на поверхности покрытияи сопровождается распадом перекисей с последующей рекомбинацией и образованием связей С—С, С—О С и С—О—О—С .

К сожалению, самоокисление масел ведет к нежелательным эффектам, связанным с появлением запаха и пожелтением пленки. Процесс самоокисления трудно остановить. Поэтому, вследствие очень глубокой сшивки, покрытиестановится хрупким и заметно снижаются его прочностные характеристики.

Сшивку можно предотвратить путем использования предварительно сиптезироваппых высокомолекулярных продуктов, причем из за различия в растворимости, о чем говорилось выше, этот процесс легче протекает в дисперсии, чем в растворе. Процесс пленкообразования протекает по механизму коалесценции. Следует иметь в виду, что не во всех дисперсиях полимеровпроисходит коалесценция, по для того, чтобы получить плопу с нужными характеристиками, следует выбирать связуюпее с определенным набором свойств (Т,. и др.). Образование пленок достигается для большого количества полимеров. Такие пленки не требуют отверждения и сохраняют термопрочность и жесткость Согласно Диллопу и др. .

Несмотря на то, что образованные из дисперсий пленки могут выглядеть вполне однородными для невооруженного глаза.

микроскопические исследования показывают, что такие пленки обычно имеют гетерогенную структуру, построенную по типу взаимопроникающей сетки. Такая структура существенно влияет на их свойства. Их проницаемость, например, как правило, выше, чем проницаемость пленок, полученных из растворов. Кроме того, проницаемость во всех случаях у несшитых пленок выше, чем у сшитых.

Ниже приведены общие характеристики четырех основных групп рецептур декоративных красок:

Водные (с добавкой Неводные (и основ растворителей) иом на уайг спнрите)

Полимерная дисперсия;группа И группа

(пленка формируется только в ре Эмульсионные или Неводные дисперзультате коалесценции) латексные краски сии «НВД» Композиция полимер/олигомер; IV г р у п п а 1И г р у п п а

(пленка формируется в результате Водоразбавляемые Масляные или алсамоокисления) алкиды кидные краски


Смотрите также:

Компоненты красок

Компоненты красок


Природа полимеровили смолДля красок различного целевого назначения сильно различается. Это обусловлено различиями в методах нанесения ...
Высокомолекулярные пуненкообразователи

Высокомолекулярные пуненкообразователи


Почти все высокомолекулярные полимерыполучают радикальной полимеризациейсмесей виниловых, акриловых или метакри ловых мономе ...
Удешевляющие добавки, наполнители и вспомогательные пигменты

Удешевляющие добавки, наполнители и вспомогательные пигменты


Все эти три термина применяют к широкому кругуматериалов, которые вводят в состав красок для самых разнообразных целей. Они относител ...





Valid XHTML 1.0 Transitional

Вверх