Смекни!
smekni.com

Лакокрасочные материалы на основе виниловых полимеров (стр. 1 из 3)

Лакокрасочные материалы на основе виниловых полимеров

Лакокрасочные материалы на основе этих пленкообразующих быстро высыхают при комнатной температуре с образованием покрытий, сохраняющих термопластичные свойства и обладающих, очень низкой паропроницаемостью, большой прочностью, атмосферостойкостью, и во многих случаях — устойчивостью к периоди­ческому воздействию кислот и щелочей, негорючестью, нераство­римостью в маслах, спиртах и алифатических углеводородах.

Широкому применению поливинилхлорида в качестве пленко­образующего для лакокрасочных материалов, несмотря на его относительно небольшую стоимость, препятствует плохая раствори­мость в лаковых растворителях. Это объясняется большой плот­ностью упаковки цепей полимера под действием межмолекулярных сил Ван-дер-Ваальса, достигающих значительной величины вслед­ствие присутствия полярных групп хлора. В то же время покрытия на осно­ве поливинилхлорида обладают слабой адгезией к металлу. Эти обстоятельства послужили причиной изыскания виниловых поли­меров, обладающих растворимостью в лаковых растворителях. К таким материалам относятся хлорированная поливинилхлоридная смола и сополимеры винилхлорида с другими мономерами.

Лакокрасочные материалы на основе хлорированной поливинилхлоридной смолы

К повышению растворимости поливи­ннлхлорида приводит его дополнительное хлорирование. При содержании од­ного дополнительного атома хлора на три мономерных звена винилхлорида достигаются максимальная растворимость и наименьшая вязкость растворов. Поливинилхлорид содержит 56,8% хлора, в перхлорвиниловой смоле теоретическое содержание хлора равно 64%, в действующем стандарте содержание хлора нор­мируется в пределах 62—65%.

Производство перхлорвиниловой смолы было освоено в начале 40-х годов. Сначала ее выпускали в виде 40%-ного концентрата в хлорбензоле под маркой КПС, а затем — в виде сухого порошка под маркой СПС. В настоящее время выпускают две лаковые смолы марок ПСХ-ЛС и ПСХ-ЛН соответственно сред­ней и низкой вязкости.

В состав перхлорвиниловых лаков, эмалей, грунтовок и шпатлевок входят пленкообразующие смолы ПСХ-ЛС и ПСХ-ЛН, вводимые в виде 10—25%-ных растворов, модификаторы, пластификаторы, пигменты и различные добавки.

Перхлорвиниловая смола представляет собой беловато-желтовато-серый по­рошок плотностью 1470—1500 кг/м3 и насыпной массой 200—250 кг/м3. Смола хорошо растворяется в этил- и бутилцетатах, кетонах, хлорированных низших алифатических и ароматических углеводородах. В ксилоле и толуоле среднёвязкая смола хорошо набухает, низковязкая — растворяется.

Для повышения адгезии, содержания нелетучих веществ и для сни­жения термопластичности покрытия вводят модификаторы. Содержание модифи­каторов колеблется от 0,15 до 0,5 масс. ч. на 1 масс. ч. перхлорвиниловой смолы. В качестве модификаторов применяют высыхающую алкидную смолу (№ 135, ПФ-077 (лак для изготовления нитропентафталевых и перхлорвиниловых эмалей. Полуфабрикатный лак ПФ-077 представляет собой раствор в ксилоле синтетической пентафталевой смолы, модифицированной льняным маслом. Применяется при изготовлении нитропентафталевых и перхлорвиниловых эмалей), ФЛ-390 и др.), реже алкидноакриловую смолу АС-4.

Пластификаторы повышают эластичность покрытий и снижают их паропро-ницаемость. Их вводят в количестве 0,3—0,5 масс. ч. на 1 масс. ч. перхлорви­ниловой смолы. Наиболее часто применяют трикрезилфосфат, днбутилфталат, хлорпарафин ХП-470, совол (полихлорднфенил). Хлорсодержащие пластифика­торы повышают негорючесть и химическую стойкость покрытий.

Вводимые в перхлорвиниловые лакокрасочные материалы добавки разли­чаются по назначению: термостабилизирующие, ускоряющие отверждение, ма­тирующие и др. В качестве термостабилизаторов используют эпоксидированные масла (соевое, подсолнечное) марок Т и ТС, низкомолекулярные эпоксидные смолы (Э-40 и др.). Они служат акцепторами НС1, выделяющегося при деструк­ции перхлорвиниловой смолы под действием тепла. Содержание термостабили­заторов колеблется от 0,01 до 0,05 масс. ч. на 1 масс. ч. перхлорвиниловой смолы. Вводят их преимущественно в атмосферостойкие материалы, эксплуати­рующиеся при повышенной температуре. В качестве ускорителей высыхания вводят сиккативы и отвердители — полиизоцианаты, полиамиды н др.

Для растворения смол в большинстве случаев применяют стандартную смесь Р-4, состоящую из 12% ацетона, 26% бутилацетата и 62% толуола; для более ответственных лакокрасочных материалов используют смесь Р-5 — 30% ацетона, 30% бутилацетата н 40% ксилола. Низковязкую смолу марки ПСХ-ЛН растворяют в смеси 15% ацетона, 35% ксилола и 50% сольвента. Введение ацетона в состав смеси растворителей позволяет снизить вязкость растворов почти вдвое.

В состав пигментированных лакокрасочных материалов входят пигменты, которые кроме основного назначения — придания цвета покрытию и повышения его атмосферостойкости — выполняют функции термо- и светостабилизаторов, а также акцепторов выделяющейся НС1. Содержание пигментов и наполнителей в эмалях составляет 0,8—1,4 масс, ч., в грунтовках — 1,2—4 масс, ч., в шпат­левках — 5—8 масс. ч.

Время высыхания при комнатной температуре 1-3ч, однако после высыхания в перхлорвиниловом покрытии остается некоторое количество высококипящих растворителей. Поэтому полное высыхание покры­тия, после которого оно приобретает оптимальную твердость, наступает через 5—7 суток. Допускается сушка перхлорвинилового покрытия при повышенной температуре, но не выше 60— 80 °С. При этой температуре в течение 1 ч про­исходит почти полное высыхание, в пленке практически не остается раствори­телей. Некоторые марки перхлорвиниловых материалов для полного удаления растворителей следует сушить при 60—80 °С в течение 5—6 ч. При температуре сушки выше 80 °С покрытие желтеет, темнеет и теряет эластичность.

Перхлорвиниловые лакокрасочные материалы при хранении при темпера­туре ниже 0°С имеют склонность к желатинизации, поэтому их рекомендуется хранить в закрытых отапливаемых складах.

Перхлорвиниловые покрытия отличаются низкой паропроннцаемостью, вы­сокой водо- и атмосферостойкостью. В условиях умеренного климата покры­тия стойки в течение 5—7 лет. Они стойки к действию растворов минеральных кислот, щелочей и солей, к агрессивным газообразным продуктам (особенно если в их состав входят химически стойкие модификаторы, пластификаторы и пигменты). Перхлорвиниловые покрытия выдерживают действие воды, жи­ров, масел, спиртов, алифатических углеводородов (бензинов, уайт-спирита и др.). Они не подвергаются действию плесени и устойчивы к возгоранию, практически негорючи.

К недостаткам перхлорвиниловых покрытий относятся: недостаточный блеск и склонность к загрязнению и размягчению при температуре выше 60 °С; низ­кая адгезия к металлическим поверхностям; низкая термо- и светостойкость.

Деструктивные процессы, происходящие под действием тепла и ультрафио­летовых лучей, приводят с течением времени к изменению цвета как пигменти­рованных (потемнение), так и бесцветных (пожелтение) покрытий. Наряду с этим повышаются их адгезия и стойкость к воздействию растворителей, но теряется эластичность. Процесс деструкции начинается с отщепления НС1 и образования двойных связей в цепи поливинилхлорида; затем происходит окис­ление по двойным связям с образованием поперечных связей, приводящих к повышению твердости и хрупкости полимерного покрытия.

Необходимо отметить, что перхлорвиниловые покрытия длительное время сохраняют неприятный запах, что ограничивает их применение для окраски внутренних поверхностей вагонов, автобусов, троллейбусов, а также окраски Изделий, эксплуатируемых внутри жилых помещений.

Перхлорвиниловые лакокрасочные материалы используют для окраски изде­лий и конструкций из металла и древесины, а также сооружений из бетона. Наносят их преимущественно методами пневматического, безвоздушного или электростатического распыления.

Быстрота формирования покрытий (1—3 ч при 18—22°С) позволяет приме-нять их для окраски крупногабаритных машин и изделий, не требующих высо­кодекоративной отделки (дорожные и строительные механизмы, сельскохозяй­ственные машины, железнодорожные вагоны, цистерны, станки и др.), различ­ных металлических и бетонных сооружений (мостов, виадуков, ферм и др.) и оборудования.

Лакокрасочные материалы на основе сополимеров винилхлорида

Лакокрасочные материалы на основе сополимеров винилхлорида отличаются улучшенной адгезией и повышенной свето- и термостабильностью. Наибольшее распространение получили лакокрасочные материалы на основе сополимеров винилхлорида с винилацетатом (А-15), в том числе на основе частично омы­ленного сополимера (А-15-0), сополимера винилхлорида с винилацетатом и малеиновой кислотой (A-I5-KP) и сополимера винилхлорида с винилиденхлоридом (ВХВД-40).

Сополимер А-15, содержащий 85—87% винилхлорида и 13—15% винилаце-тата, был освоен в промышленности в 50-е годы и назывался «смола А-15». По химической стойкости, растворимости в органических растворителях, пла­стичности, молекулярной массе и атмосферостойкости сополимер А-15 не усту­пает перхлорвиниловой смоле, а по некоторым свойствам — адгезии и отсут­ствию запаха у покрытий — превосходит ее. Сополимер А-15 хорошо растворяется в ацетатах, кетонах, нитропарафинах, хлорированных углеводородах, а ароматические углеводороды служат разбавителями. Спирты, бензины и дру­гие алифатические углеводороды являются высаднтелями сополимера А-15 из его растворов. Высокое содержание винилхлоридных звеньев в сополимере опре­деляет необходимость введения термостабилизаторов для предотвращения от­щепления HCI или введения в состав лакокрасочного материала акцепторов HCI.

Сополимер А-15-0 представляет собой частично омыленный сополимер А-15, в котором часть ацетатных групп превращена в гидроксильные (1.2—2,3%). Со­полимер А-15-0 лучше совмещается с другими смолами чем А-15, может быть разбавлен спиртами, отверждается при введении отвердителей, взаимодействую­щих с гидроксилъными группами, обладает лучшей, чем А-15, адгезией к ме­таллам.