Химизм процесса. Термореактивные акрилатнье композиции изготавливают на основе различных акри ...

Химизм процесса. Термореактивные акр ... / Усовершенствованный процесс /



Материалы на основе неводных акрилатных дисперсии,, отверждаемых при повышенной температуре

Материалы на основе неводных акрилатных дисперсии,, отверждаемых при повышенной температуреХимизм процесса. Термореактивные акрилатнье композиции изготавливают на основе различных акриловых сополимеров. Для синтеза этих сополимеров в зависимости от предъявляемых к композициям требований используются смеси разных мономеров. Сшивка осуществляется путем взаимодействия акрилового сополимера с меламино формальдегидной смолой, в структуре которой содержатся свободные гидроксильные группы. Полимеры, содержащие гидроксильные группы, могут быть получены также на основе гидроксилсодержащих акриловых мономеров. Отверждение при 130 С в течение 20 мин приводит к образованию нерастворимой в. воде сшитой полимернойпленки

На основе таких полимеровбыли разработаны термореактивные покрытияинтенсивных цветов, а также покрытияс металлическим оттенком. Для получения высококачественных покрытийс металлическим оттенком в состав красок вводится невсплывающая алюминиевая пудра (в виде пасты). Чешуйки невсплывающей алюминиевой пудры (длина чешуек 15—45 мкм) распределяются в покрытиибеспорядочно, что обусловливает зеркальное отражение света при наблюдении с различных ракурсов. При введении в состав красок цветных пигментов можно значительно расширить цветовую гамму получаемых покрытий.

Этот вид отделочных покрытийбыл разработан в конце 1950 х начале 1960 х гг. и получил широкое распространение во всем мире, однако и сегодня еще ведутся работы по модификации рассматриваемых покрытий. К недостаткам этого вида покрытийможно отнести необходимость нанесения трех слоев из за низкого сухого остатка красок, а также сложности, связанные с получением металлического оттенка. Разработка отделочных покрытийна основе неводных дисперсий (НВД) в конце 1960 г. позволила решить эти проблемы.

В наиболее распространенных термореактивных акрилатных композициях связующее используется в виде растворов, а в материалах на основе НВД те же полимерыприменяются в виде дисперсий в смеси органических растворителей.

Несмотря на то, что значительная часть полимераостается нерастворенной, невысокая вязкость краски по воляет осуществить ее нормальное нанесение.

Стабилизация дисперсий обеспечивается введением в состав полимеровдлинных алифатических цепей (т. е. применение графт сополимеров), которые химически прививаются к молекулам основного полимерав процессе сополимеризации. Такие дисперсии, которые можно назвать «сверхстабильными», значительно превосходят системы, в которых стабилизатор распределяется на поверхности частиц в результате физического или полярного взаимодействия.

Когда значительная часть алифатических углеводородных цепей располагается в непрерывной фазе дисперсии, они заполняют весь свободный объем и создают стабилизирующую оболочку вокруг каждой частицы. Для предотвращения возможной коалесценции частиц в непрерывной фазе в состав НВД вводится некоторое количество растворителя для самого полимера. Количество растворителядолжно быть такитуггчтобы стабилизирующее действие алифатических цепей не нарушилось при хранении материала в таре или при перекачке по трубопроводам в производственных условиях. Этот растворитель как бы создает перегородку между полимером(вызывая размягчение и набухание частиц полимера) и непрерывной фазой дисперсии. После нанесения покрытияпроисходит испарение алифатического углеводорода, являющегося нерастворителем для полимера, и набухшие частицы полимеракоалесцируют, образуя однородную пленку. Завершение процесса формирования покрытияпроизводится при горячей сушке. Структура полученной пленки в основном аналогична структуре пленки, получаемой из раствора соответствующего полимера.

Основной стадией технологического процесса получения этих материалов является стадия приготовления дисперсий, в которых практически весь полимернаходится в дисперсной фазе.

Реологические характеристики таких материалов не позво 1ЯЮТ широко их использовать на действующих промышленных поточных линиях. Однако, определенные положительные результаты в этой области могут быть получены при переводе части полимерав раствор. Поэтому ведутся довольно интенсивные исследования, направленные на выбор оптимальных соотношений между диспергированным и растворенным полимеромдля каждой конкретной полимернойсистемы.

Реологические характеристики таких термореактивных акрилатных композиций своеобразны и от них зависят качество воспроизведения металлического оттенка, полнота использования сухого вещества краски и качественное нанесение покрытиябез подтеков и неровностей.

Общие характеристики. Для систем на основе НВД харакгерны: высокая прочность покрытийнасыщенных тонов и покрытийс металлическим оттенком (однослойное покрытие); более низкий сухой остаток, чем у алкидных материалов (30%); необходимость нанесения в два или три слоя; хорощая полируемость; полное удаление растворителя; необходимость применения высококачественного подслоя, например, эпоксиэфирных покрытий.

Термореактивные акрилатные покрытияна основе НВД могут иметь как насыщенные цвета, так и металлический оттенок, причем может быть получен больщой ассортимент цветов. Для этих материалов характерно быстрое, полное испарение растворителя, что снижает загрязняемость покрытий, а легкая полируемость позволяет быстро устранять местные дефекты, которые могут возникать при окраске на поточных линиях. Ги В качестве нижнего слоя под эти отделочные покрытиянеобходимо применять материалы с высокими эксплуатационными характеристиками, например эпоксиэфирные или полиэфирные. Достоинством термореактивных акрилатов является возможность их применения непосредственно по грунтовке, нанесенной методом электроосаждения, так как они имеют к этой грунтовке высокую адгезию.

Алкидные материалы из за их плохой адгезии применять в этих условиях нельзя. В связи с тем, что акрилатные материалы применяются всегда в виде двухслойной системы, состоящей из грунтовки, наносимой методом электроосаждения, и покрывного слоя, эти материалы нащли щирокое применение В автомобильной промышленности.

,t) Покрытияс металлическим оттенком. Основная особенность покрытийс металлическим оттенком состоит в том, что они производят определенный «зрительный эффект», т. е. создают впечатление монохроматической поверхности независимо от угла наблюдения. Этот простейший оптический эффект зависит от ориентации металлических чешуек параллельно поверхности, вследствие чего количество отраженного от поверхности света будет определяться углом наблюдения. Таким образом, при взгляде на такую поверхность под любым углом будет создаваться впечатление, что эта поверхность имеет интенсивную окраску. В действительности алюминиевые чешуйки выполняют роль маленьких плоских зеркал.

Для достижения оптимальной ориентации чешуек должны соблюдаться следующие условия:

а) покрытиядолжны наноситься методом распыления для достижения максимальной равномерности;

б) пленка покрытиядолжна обладать максимальной усадкой после нанесения, поскольку в этом случае невсплывающие алюминиевые чешуйки способны сориентироваться параллельно поверхности.

в) чешуйки должны обладать минимальной склонностью к случайной переориентации после нанесения покрытия.

Обычные термореактивные композиции растворного типа в значительной степени отвечают предъявляемым требованиям, однако необходим правильный подбор смеси растворителей, вида и вязкости связующего и соответствующей марки алюминиевой пудры. Работа по нанесению покрытийдолжна выполняться операторами высокой квалификации, так как довольно сложно получить покрытиес равномерными цветовыми характеристиками.

Слишком высокая влажность приводит к тому, что алюминиевые чешуйки осаждаются неравномерно и на поверхности появляются более светлые и более темные участки. Темные полосы (черная кайма) могут также образовываться вокруг отверстий в корпусе пли на сгибах. Для устранения этих дефектов применяют низковязкие эмали, в результате чего получаются тонкие покрытия, которые быстро высыхают и имеют хороший розлив тг блеск.

Использование композиций дисперсионного типа в сочетании с составами на основе растворителей позволяет решить многие проблемы, поскольку открывается возможность для улучшения реологических характеристик красок.

Как было отмечено выше, дисперсии полимеране оказывают такого сильного влияния на вязкость покрытия, как раствор того же самого полимера. Однако при переходе от дисперсии к раствору после испарения из жидкой фазы осадителя наблюдается резкое увеличение вязкости. Если это происходит в мокрой пленке после ее нанесения на поверхность, то будет иметь место более быстрое нарастание вязкости, чем это произошло бы просто в результате испарения жидкости из емкости. Вследствие этого резко снижается подвижность алюминиевых чешуек, ограничивается возможность их переориентации и легче достигается желаемый внешний вид покрытия.

Расслаивание. Те же процессы, которые меняют реологические характеристики композиций при переходе от дисперсии к раствору, будут оказывать влияние и на расслаивание покрытийдисперсионного типа. В более толстых покрытияхдефекты, связанные с расслаиванием, проявляются более интенсивно.

Улучшение стойкости к расслаиванию особенно важно для высоко наполненных пигментированных систем, особенно для белых и оранжевых цветов.

Устойчивость к «образованию кратеров». Образование кратеров (иногда это называется «вскипанием») объясняется быстрым удалением при горячей сушке содержащегося в пленке избыточного количества воздуха, удерживаемого растворителем. Обычно это происходит при чрезмерно большой толщине мокрой п. ч нки. Растворы термореактивных акрилатных материалов осо

бенно склонны к этому, так как пленка их очень быстро «схваты вается» сразу после нанесения покрытия.

Можно было предположить, что для дисперсионных систем возникнут те же самые проблемы, если состав полимерногосвязующего будет один и тот же. Как показывает опыт, диспер рионные системы имеют определенные преимущества Это, вероятно, можно объяснить двумя причинами:

а) более тонкое измельчение дисперсии в процессе распы ления;

б) применение в композициях осадителя, не взаимодействую щего с полимером, в результате чего происходит быстрое и пол ное удаление растворителя в процессе сущки.


Смотрите также:

Краткий исторический обзор

Краткий исторический обзор


Предполагают, что первобытные люди огоаляли первые краски около 25 000 лет тому назад. Они были охотниками и жителям ...
Лакокрасочные покрытия

Лакокрасочные покрытия


Термины «paint» и «surface coating» часто используются как взаимозаменяемые. Термин «surface coating» является более общим и применим ...
Алкиды

Алкиды


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





Valid XHTML 1.0 Transitional

Вверх