CC BY
132
Скорость отверждения эпоксидной клеевой композиции в присутствии полимерной добавки исследовали методом динамического механического анализа (по изменению модуля упругости) рис.3. По изменению модуля видно, что процесс отверждения с полиэфиримидом заканчивается раньше, чем с полисульфоном. (рис.3) и конечное значение модуля системы с полиэфиримидом ниже, чем с полисульфоном. Вероятно, это связано с тем, что образование сшивок с ПЭИ приводит на поздних стадиях к резкому ограничению подвижности системы и неполному исчерпыванию реакционно-способных групп.
Список литературы
1. Малкин, А.Я. Реология и макрокинентика отверждения эпоксидного олигомера ди-циандиамидом/ А.Я.Малкин, С.Г.Куличихин, В.П.Батизат и др. //Высокомолекулярные соединения. Сер А. 1984. Т.26. №10. - С.2149-2154.
2. Торопцева, А.И. Лабораторный практикум по химии и технологии высокомолекулярных соединений/ А.И.Торопцева, В.М.Белогородская, В.М.Бондаренко.- Л.:Химия. 1972.- 417 с.
3. Выгодский, Я.С. Новые эпоксидные олигомеры на основе эпоксидных олигомеров и кардовых полиимидов/ Я.С.Выгодский, Л.И.Комарова, Ю.В.Антипов //Высокомолекулярные соединения. Сер.А. 1995. Т.37. №2. -С. 197-205
УДК 678.5.046
Т.М. Кузьмина, Г.М. Цейтлин
Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Москва, Россия АЛКИДНО-АКРИЛОВЫЕ КОМПОЗИЦИИ
The wide range of waterborne paints provides a good opportunity to elaborate ecological processes of the paints and coatings manufacturing. Two-component systems are more perspective for these purposes due to their ability to combine advantages of each individual component. The current work is dedicated to a formation of homogeneous alkyd-acrylic films by using different additives and by varying their concentration and mixing procedure.
Широкий ассортимент водно-дисперсионных лакокрасочных материалов позволяет в перспективе создать экологически полноценными процессы производства лакокрасочных материалов и получения покрытий. Наиболее перспективными являются двухкомпонентные системы, способные совмещать преимущества обоих компонентов. Данная работа посвящена получению гомогенной однородной структуры пленки алкидно-акриловой системы путем введения добавок различной природы и концентрации и варьирования технологии приготовления двухкомпонентной смеси.
В настоящее время в промышленно развитых странах в связи с ужесточением законодательства по ограничению выбросов предприятиями паров органических растворителей, интенсивно разрабатываются направления, связанные с применением лакокрасочных материалов без растворителей или с уменьшенным содержанием растворителей. Это привело к существенному изменению ассортимента лакокрасочной промышленности, в котором водно-дисперсионные лакокрасочные материалы занимают значительное место.
Быстрый прогресс водно-дисперсионных лакокрасочных материалов из группы во-доразбавляемых обусловлен рядом их преимуществ по сравнению с другими лакокрасочными материалами из разряда экологически благоприятных. По сравнению с водоразбав-
ляемыми они обеспечивают возможность низкотемпературной сушки вплоть до комнатной температуры; позволяют в отличие от них, а также от материалов с высоким сухим остатком полностью исключить применение органических растворителей; по сравнению с порошковыми не требуют коренного переоснащения окрасочных участков.
Водно-дисперсионные лакокрасочные материалы экологически безопасны, так как не выделяют вредных веществ при нанесении и эксплуатации покрытий, не имеют запаха, легко наносятся, быстро высыхают, инструменты можно промывать водой, поэтому с водно-дисперсионными лакокрасочными материалами проще, удобнее и приятнее работать. Кроме того, образующаяся полимерная пленка проницаема для паров, но не проницаема для жидкостей, поэтому проницаемость покрытий позволяет любой окрашенной поверхности «дышать». Декоративные свойства покрытий на основе водно-дисперсионных лакокрасочных материалов также соответствуют самым высоким требованиям потребителей.
Исследования по развитию высокоэффективных водно-дисперсионных связующих в настоящее время обращены на получение связующих, состоящих из двух или более химически разных компонентов. Примером таких водно-дисперсионных систем являются смеси полимеров с низкой и высокой температурой стеклования, полиуретан-акрилатные, алкидно-акриловые композиции. Соединение двух или более компонентов дает возможность использовать специфические свойства каждого из них и/или снижать количество необходимых технологических добавок. Часто один из компонентов обеспечивает хорошее формирование пленки и снижает или ограничивает необходимость в введении коалесцирующих добавок. Другие свойства, например твердость пленки, связывают с добавлением другого компонента.
Успех использования связующих, состоящих из двух или более компонентов, определяется синергетическим (взаимно усиливающим) эффектом. Примером таких систем являются алкидно-акриловые смеси.
Акриловые дисперсии и алкидные эмульсии каждый в отдельности имеют свои собственные преимущества и недостатки. Например, алкидные эмульсии образуют мягкую пленку после процесса пленкообразования. Акриловые эмульсии, с другой стороны, имеют удовлетворительные свойства по хим- и водостойкости. В табл. 1 представлены некоторые свойства алкидных смол и акриловых латексов.
Табл. 1. Некоторые типичные свойства алкидных эмульсий и акриловых дисперсий.
Алкидные смолы Акриловые латексы
Молекулярная масса (М№) 3000 - 5000 105 - 106
Процесс отверждения Химический Физический
МТП (°С) >0 >0
Продолжительность сушки Средняя/длительная Короткая
Проникновение в поры субстрата Хорошее/полное Низкое
Блеск Хороший Вполне удовлетворительный
Сохранение цвета Плохое Вполне удовлетворительное
Химическая стойкость Вполне удовлетворительная Хорошая
Создание гомогенных смесей алкида и акрилового полимера позволяет уменьшить отрицательные качества каждого из них. В алкидно-акриловых системах быстрая физическая сушка акриловой дисперсии может сочетаться с окислительным отверждением алкида. Следовательно, такие системы высыхают быстрее алкидных эмульсий и обладают лучшей хим- и водостойкостью, по сравнению с акриловыми дисперсиями.
Это можно обосновать тем, что полимер/полимерная смесь становится более гомогенной, химические свойства становятся менее похожи на свойства первоначальных связующих. Объединение обоих типов связующих приводит к снижению отрицательных характеристик отдельных полимеров.
В идеальном случае, объединение алкидных эмульсий и акриловых дисперсий, обеспечит хорошее проникновение в поры субстрата, быструю сушку с последующим отверждением окислительной полимеризацией, а также высокий блеск и цветоустойчивость покрытий.
Данная работа направлена на получение гомогенной однородной пленки алкидно-акриловой системы.
Алкидно-акриловая композиция получается смешением алкида и акрилата при комнатной температуре. В состав этой смеси также вводятся различные добавки. Введение тех или иных добавок приводит к изменению размера и заряда частиц, что в свою очередь влияет на структуру, отвержденной пленки. Варьируя природой и концентрацией этих добавок, можно добиться однородной структуры пленки.
На данном этапе работы были введены следующие добавки: №ОН, оксиэтилирован-ный алкилсульфон (неионный ПАВ), алкилбензолсульфонат натрия (анионный ПАВ).
Табл. 2. Рецептуры образцов.
N образца алкид, % акрилат, % пеногаси-тель, % NaOH, % вода, % неионный ПАВ, % анионный ПАВ, %
1 49.85 49.85 0.3 0.9 3.1
2 47.85 47.85 0.3 1 3
3 47.85 47.85 0.3 1.3 2.7
4 47.85 47.85 0.3 0.9 3.1
5 46.85 46.85 0.3 0.9 3.1 2
6 45.85 45.85 0.3 0.9 3.1 4
7 44.85 44.85 0.3 0.9 3.1 6
8 46.85 46.85 0.3 0.9 3.1 2
9 45.85 45.85 0.3 0.9 3.1 4
10 44.85 44.85 0.3 0.9 3.1 6
На следующих рисунках представлены фотографии указанных образцов с разной концентрацией щелочи, неионного и анеонного ПАВов.
Рис. 1. Влияние Рис. 2. Влияние концентра- Рис. 3. Влияние концентрации
концентрации NaOH ции неиониого ПАВ анеониого ПАВ
На представленных фотоснимках видно, что при добавлении щелочи происходит гомогенизация системы, но введение ее в больших концентрациях приводит к сво-
рачиванию эмульсии и образованию вкраплений в пленке. Добавление неионного ПАВа не улучшает структуру. Добавление анионнго ПАВа приводи к улучшению структуры по сравнению с неионным. Наилучший результат достигается при концентрации ПАВ 4%.
Дальнейшие исследования будут связаны с подбором концентраций смеси ПА-Вов разной природы, изменением скорости перемешивания и времени перемешивания при приготовлении смесевой эмульсии, изменением соотношения алкида и акрилата, а также варьированием скорости введения акриловой эмульсии и температуры стеклования акрилата.
УДК 691.57
И.К. Лещинская, А.Л. Шутова, А.А. Мартинкевич, Н.Р. Прокопчук Белорусский государственный технологический университет, Минск, Республика Беларусь
ВЛИЯНИЕ СОСТАВА ПЛЕНКООБРАЗУЮЩЕЙ СИСТЕМЫ НА СВОЙСТВА МЕЛАМИНОАЛКИДНЫХ АВТОЭМАЛЕЙ И ПОКРЫТИЙ
The nature of paint-and-lacquer materials curing reactions effects strongly the properties of the obtained coatings. Thus the aim of this work is the investigation of the melamine-alkyd paint-and-lacquer materials content effect on the coating formation and properties. It has been shown that it is possible to obtain paint-and-lacquer coatings with required properties at a decreased curing temperature by changing quantitative and qualitative content of film-forming system.
Характер реакций, протекающих при отверждении меламиноалкидных лакокрасочных материалов, во многом определяет свойства получаемых покрытий. В связи с этим целью работы является изучение влияния состава пленкообразующей системы меламиноалкидных лакокрасочных материалов на процесс формирования и свойства покрытий. Показано, что, изменяя качественный и количественный состав пленкообразующей системы можно получать лакокрасочные покрытия с требуемыми свойствами при пониженной температуре сушки.
Введение. Меламиноалкидные эмали относятся к лакокрасочным материалам (ЛКМ) горячей сушки. Температура сушки (отверждения) зависит от состава лакокрасочного материала и требований производства, как правило, находится в интервале 80140 °С, а продолжительность составляет 10-60 мин. Этими материалами окрашивают преимущественно изделия, изготавливаемые из термостойких материалов, главным образом металлов. В частности, Минский тракторный завод использует для окраски тракторов меламиноалкидные эмали, предъявляя к производителям следующие требования по времени и температуре формирования покрытий: 20 мин при 120 °С (основная окраска), 60 мин при 80 °С (ремонтная окраска), при этом получаемое покрытие должно обладать строго определенными показателями по блеску (угол 45° - 37-49%), ударной прочности (не менее 45 кгсхсм при толщине 20-25 мкм), эластичности (не более 1мм), адгезии (не более 1 балла) и твердости (не менее 0,3-0,5 отн. ед. в зависимости от условий сушки). Характер реакций, протекающих при отверждении меламиноалкидных ЛКМ, определяет свойства получаемых покрытий. При заданных условиях отверждения, изменяя качественный и количественный состав пленкообразующей системы (ре-акционноспособность меламиноформальдегидной смолы, состав и количество модифицирующих смол), можно получать покрытия с требуемыми свойствами [1].
Основная часть. Меламиноформальдегидные смолы - это один из наиболее распространенных типов аминосмол, применяемых в производстве лакокрасочных ма-
