Лако-красочные материалы — производство

Наиболее важные этапы технологии изготовления лакокрасочных материалов — приготовление растворов пленкообразователей (основы) и диспергирование в них пигментов и наполнителей.

5.3.1. Характеристика пленкообразователей. В качестве плен­кообразователей для лакокрасочных материалов используются мно­гие органические вещества, способные после нанесения на поверх­ность образовывать пленочное покрытие.

Пленкообразователи могут иметь различное агрегатное и фазовое состояние, различный химический состав, и в зависимости от этого растворители для них выполняют различные роли; различен и харак­тер взаимодействия растворителя и пленкообразователя. Известно, что пленкообразователь может быть нанесен из жидкого и твердого состояния, возможно также нанесение пленкообразователя из газооб­разного состояния, например в результате полимеризации мономера на подложке из газовой фазы. Последний способ пока не нашел ши­рокого практического применения.

Вопрос о фазовом состоянии пленкообразователя имеет двоя­кий смысл. Для лакокрасочных материалов могут использоваться пленкообразователи, находящиеся как в аморфном, так и в кри­сталлическом состоянии. Во втором случае можно говорить об оп­ределенной степени фазовой неоднородности. С другой стороны, пленкообразователь может применяться в виде дисперсии в органической жидкости, в воде или в газе, т. е. в виде двухфазной системы. В этом случае следует говорить о многокомпонентной пленкообразующей системе на основе пленкообразователя. Если пленкообразующая система — раствор пленкообразователя, то она однофазна.

Наиболее сильное влияние на характер взаимодействия раствори­телей с пленкообразователем оказывает его молекулярная масса. Мо­лекулярная масса полимеров зависит от степени полимеризации или поликонденсации, т. е. от числа мономерных звеньев, повторяющихся в полимерной цепи. В качестве пленкообразователей для лакокрасоч­ных материалов используют вещества со степенью полимеризации или поликонденсации от 1 до 104 и гораздо реже до 106. Полимеры со степенью полимеризации или поликонденсации от 1 до 10 и с моле­кулярной массой до 1000 — олигомеры — являются традиционными пленкообразователями для лакокрасочных материалов, в частности для систем, содержащих растворители.

Предпочтительность использования олигомеров для лакокрасоч­ных материалов обусловлена влиянием молекулярной массы на одно из основных свойств растворов полимеров — вязкость. Чем выше мо­лекулярная масса полимера, тем выше вязкость его растворов при одинаковой концентрации и, следовательно, для получения рабочей (малярной) вязкости растворов необходимо добавлять большее коли­чество растворителя, что экономически и экологически не выгодно. Если для олигомеров влияние молекулярной массы практически не заметно, то для полимеров с молекулярной массой порядка 105 оно весьма существенно. Так, если перхлорвинил марки ПСХ-ЛН имеет вязкость 20%-ного раствора 0,05-0,15 Па с, то вязкость раствора той же концентрации для более высокомолекулярной марки ПСХ-ЛС со­ставляет 0,5-1,0 Па-с. Поэтому для растворных пленкообразующих систем полимеры с молекулярной массой более 50 000 применяются редко.

Необходимо отметить также, что с увеличением молекулярной массы полимера уменьшается совместимость его с различными веще­ствами, в том числе и с органическими растворителями. Следователь­но, чем меньше молекулярная масса полимера, тем шире круг раство­рителей, в которых он растворяется.

Роль молекулярной массы пленкообразователей при взаимодей­ствии их с растворителями проявляется не только в вязкости раство­ров, но отражается и на других технологических свойствах лакокра­сочных материалов, например на технологичности нанесения их методами распыления. При распылении лакокрасочных материалов на основе полимеров с высокой молекулярной массой может возник­нуть нитеобразование, затрудняющее процесс нанесения и ухудшаю­щее качество покрытий.

Молекулярная масса оказывает значительное влияние на удержи­вание остаточных растворителей в покрытиях.

Полимеры, в отличие от низкомолекулярных веществ, не имеют определенного значения молекулярной массы, поскольку их макро­молекулы имеют различную длину. Для характеристики молекуляр­ной массы полимеров используют среднее ее значение. Усреднение проводят по количеству (числу) молекул с определенной массой (среднечисловая молекулярная масса) или по массовой доле молекул с определенной массой (среднемассовая молекулярная масса). Та или иная величина получается в зависимости от способа определения. Осмометрическим, эбулиоскопическим, криоскопическим и химиче­ским методами находят среднечисловую молекулярную массу, а ме­тодом светорассеяния — среднемассовую молекулярную массу. Наи­более точной характеристикой молекулярной массы служат дифференциальные кривые молекулярно-массового распределения, представляющие собой пики, ширина которых свидетельствует о по­лидисперсности полимера.

Растворимость полимеров зависит и от их строения (структуры). Это понятие включает в себя как химическое строение макромолекул и их геометрические параметры, так и их взаимное расположение в массе — надмолекулярную структуру.

Основными характеристиками химического строения макромоле­кул являются строение основной цепи и строение боковых заместите­лей. Если основная цепь составлена из углеродных атомов, то такие полимеры называются карбоцепными (полиэтилен, полистирол, по — ливинилхлорид, акрилаты и т. д.). При включении в основную цепь атомов других элементов (кислорода, азота, фосфора и т. д.) полиме­ры называются гетероцепными (полиэфиры, карбамидные смолы, полиуретаны и т. д.). Если основная цепь не содержит атомов углеро­да, то такие полимеры относятся к классу элементорганических (на­пример, кремнийорганические). Большое влияние на все свойства полимеров, в том числе на их растворимость и свойства растворов, оказывают боковые заместители, их размеры, строение и, главное, полярность. Боковые заместители могут быть не полярными углево­дородными радикалами, а могут быть полярными группами — гидро- ксильными, карбоксильными, аминными и т. д.

Как боковые заместители, так и основная цепь вносят свой вклад во внутри — и межмолекулярное взаимодействие и, следовательно, в подвижность макромолекул, физико-механические свойства полиме­ров и их взаимодействие с растворителями. Примером этого может служить полибутилметакрилат, который имеет температуру стекло­вания около 10°С, весьма эластичен при нормальной температуре и растворяется в алифатических углеводородах с небольшой добавкой ароматических. Сополимеризацией бутилметакрилата с 5% метакри — ловой кислоты получают жесткий полимер, растворимый только в полярных растворителях. Таким образом, введение даже незначи­тельного количества карбоксильных групп в качестве боковых замес­тителей увеличивает внутри — и межмолекулярное взаимодействие и существенно изменяет свойства полимера.

На растворимость полимеров большое влияние оказывает геомет­рическая структура макромолекул. Линейные полимеры растворяют­ся лучше, чем разветвленные, причем частые короткие ответвления мало влияют на растворимость полимеров, но придают им жесткость и повышают вязкость растворов, длинные же ответвления значитель­но ухудшают растворимость полимеров и разрыхляют их структуру.

Полимеры с поперечными связями между макромолекулами на­зываются пространственными или «трехмерными» (сшитыми). Такие полимеры практически нерастворимы. На свойства таких полимеров существенное влияние оказывает частота сетки, образованной попе­речными связями. Она выражается средним значением молекулярной массы отрезка цепи между узлами сетки. Если в массе полимера ос­таются молекулы, не охваченные общей сеткой, они вымываются при экстракции. Содержание остатка при этом характеризует содержание гель-фракции. Если основная масса полимера растворима, а попереч­ными связями охвачены лишь отдельные участки объема полимера, то содержание последних характеризует золь-фракцию.

Пространственные полимеры не используются в качестве пленко­образователей, однако их часто стремятся получить в процессе плен — кообразования; это значительно улучшает свойства покрытий. Из­вестны слуяаи применения пространственных полимеров в виде водных и органодисперсий.

Свойства сшитых полимеров, в частности реологические, зависят не только от плотности сшивок, но и от регулярности их распределе­ния. На регулярность сетки поперечных связей в гелях полимеров существенное влияние оказывают растворители. Повышение содер­жания растворителя в исходных растворах приводит к увеличению дефектности сеток. Это, в свою очередь, отражается на механических свойствах конечных гелей, в частности приводит к росту модуля уп­ругости. Путем регулирования топологии сеток можно достигать вы — сокоэластичности, несмотря на высокую плотность сшивок.

Большое значение имеет регулярность построения макромолекул, в частности расположение боковых заместителей. Регулярность в по­строении макромолекул создает условия для плотного расположения макромолекул и способствует кристаллизации. В отличие от низко­молекулярных веществ полностью кристаллические полимеры прак­тически отсутствуют, однако степень кристалличности может дости­гать 90-95%. Плотно упакованные макромолекулы с регулярной структурой образуют кристаллическую фазу и называются кристал­литами. Кристаллиты окружены макромолекулами, не способными кристаллизоваться и образующими аморфную фазу.

Наличие кристалличности существенно влияет на все свойства полимеров, в том числе и на растворимость. Кристаллические поли­меры практически нерастворимы в органических растворителях ниже температуры плавления кристаллической фазы. Поэтому в лакокра­сочной промышленности их можно использовать только в виде орга — но — и аэродисперсий. Из растворов такие пленкообразователи могут наноситься только при нагревании.

Для аморфных полимеров с нерегулярной струїетурой также ха­рактерно образование надмолекулярных структур, хотя и не столь упорядоченных, как для кристаллических полимеров. Наиболее мел­кими элементарными надмолекулярными образованиями принято считать пачки, которые образуются сложением макромолекул. Из всего многообразия надмолекулярных структур аморфных полимеров наиболее общими можно считать глобулярные и фибриллярные. Гло­булярные надмолекулярные образования — микросферические или близкие к сферическим частицы — свойственны для гибкоцепных по­лимеров в стеклообразном состоянии. Они могут состоять из не­скольких или даже из одной макромолекулы. Фибриллярные надмо­лекулярные образования — частицы вытянутой формы — чаще всего состоят из пачек или отдельных молекул аморфных или частично кристаллизующихся полимеров. Пачки могут укладываться в ленты, которые образуют фибриллы или даже разветвленные структуры — дендриты. Вид структуры зависит от природы полимера и его пре­дыстории — способа получения и выделения из реакционной массы.

Надмолекулярная структура полимеров влияет на их свойства, в том числе на диффузию растворителя в полимер и скорость растворе­ния. Образование плотных структур затрудняет проникновение раство­рителя и тем самым замедляет растворение. При получении концен­трированных растворов полимеров, каковыми и являются растворы для лакокрасочных материалов, в мягких условиях надмолекулярные обра­зования переходят в раствор и оказывают существенное влияние на его свойства. Структура концентрированных растворов в основном опре­деляется наличием надмолекулярных образований, которые как пере­ходят из твердого полимера, так и образовываются вновь. За счет меж­молекулярного взаимодействия возможно также образование простран­ственной сетки, охватывающей всю массу раствора.

Надмолекулярные образования в растворах могут быть флуктуа — ционного и нефлуктуационного характера. Первые непрерывно обра­зуются и распадаются в результате теплового движения. Последние постоянно присутствуют в растворах. Флуктуационные образования имеют место в разбавленных растворах. По мере увеличения концен­трации и ухудшения качества растворителя скорость распада флук — туационных образований падает, продолжительность их существова­ния увеличивается и они становятся необратимыми агрегатами.

Важным отличием полимеров от низкомолекулярных веществ явля­ется то, что в деформационных процессах могут участвовать не целые макромолекулы, а их участки — сегменты. Сегментальная подвижность реализуется в физическом состоянии, которое присуще только полиме­рам, — в высокоэластическом. При низкой температуре сегментальная подвижность затруднена — полимер находится в стеклообразном состоя­нии. В данном состоянии обратимая деформация невелика — полимер твердый и хрупкий. При достижении определенной температуры, назы­ваемой температурой стеклования, полимер переходит в высокоэласти­ческое состояние, характеризуемое большой обратимой деформацией.

В качестве пленкообразователей для лакокрасочных материалов обычно используют полимеры, находящиеся в стеклообразном со­стоянии, т. е. с температурой стеклования 50°С и выше. Полимеры с низкой температурой стеклования (ниже 0°С), при нормальной тем­пературе пребывающие в высокоэластическом состоянии, называются эластомерами. Это чаще всего каучуки, которые в лакокрасочных материалах используются редко. Итак, физическое состояние поли­мера, его температура стеклования оказывают существенное влияние на растворение полимера и формирование покрытия из раствора.

Изготовляемые промышленностью пленкообразователи в зависи­мости от их вида, способа получения и транспортировки имеют раз­личные выпускные формы.

Олигомеры, в зависимости от того, жидкие они или твердые, мо­гут поставляться в чистом виде (100%-ный продукт) или в виде рас­творов (лаков). Жидкие олигомеры могут выпускаться в виде 100%- ных продуктов только в том случае, если они имеют не слишком вы­сокую вязкость (например, жидкие эпоксидные смолы). Жидкие оли­гомеры с высокой вязкостью (например, алкиды) растворяются уже на стадии производства в горячем состоянии, и выпускной формой их служат лаки.

Твердые олигомеры также чаще всего выпускаются в виде лаков. Однако известны их 100%-ные выпускные формы в виде кусков или гранул. Гранулы — наиболее прогрессивная выпускная форма, по­скольку она удобней для внутрицеховой транспортировки, загрузки и растворения. Вместо гранул олигомеры иногда выпускаются в виде чешуек (чипсов).

Для изготовителей лакокрасочных материалов наиболее удобной формой поставки пленкообразователя является 100%-ный продукт. Ограничением для этой выпускной формы является температура его размягчения. При температуре размягчения ниже 80°С возможно слипание олигомера, особенно в летнее время.

Выпускные формы полимеров также зависят от способа их изго­товления и от назначения.

При эмульсионной полимеризации получаются водные дисперсии полимеров, поставляемые для изготовления воднодисперсионных лакокрасочных материалов. Для лакокрасочных материалов других типов из водных дисперсий выделяют 100%-ный полимер и постав­ляют его в виде мелкого порошка — первичных частиц размером по­рядка 0,1 мкм и их агрегатов. При необходимости поставки лаков по­добных полимеров их растворяют в соответствующих растворителях.

При суспензионной полимеризации получаются порошкообраз­ные полимеры с частицами размером 0,1-1 мм. Благодаря сравни­тельно большим размерам, частицы порошка не образуют агрегатов и не комкуются при контакте с растворителем, поэтому суспензионные полимеры растворяются лучше, чем полимеры, полученные эмульси­онной полимеризацией. Это не исключает возможности поставки суспензионных пленкообразователей в виде лаков.

Менее распространенный в промышленности способ полимери­зации в растворе дает возможность получать лаки. Однако не всегда растворитель, оптимальный с точки зрения применения в лакокрасоч­ных материалах, является оптимальным для процесса полимеризации.

В этом случае полимер выделяют из раствора тем или иным способом (осаждение, распылительная сушка и т. д.) и поставляют в виде по­рошка или вновь растворяют, но уже в растворителе, пригодном для лакокрасочных материалов.

Еще одним видом выпускной формы пленкообразователей вместе с пигментами являются суховальцованные пасты. Суховальцованные пасты получают путем обработки пигмента с пленкообразователем и пластификатором на вальцах. В результате обработки пигмент дис­пергируется и смачивается пленкообразователем. Суховальцованные пасты имеют вид чешуек (чипсов). При их использовании отпадает необходимость в применении диспергирующего оборудования. При­готовление лакокрасочных материалов заключается в растворении чипсов с добавкой пленкообразователя в соответствующем раствори­теле. Эта технология чаще всего применяется при изготовлении лако­красочных материалов на основе нитрата целлюлозы, реже — в произ­водстве перхлорвиниловых эмалей.

5.3.2. Растворение пленкообразователей. На процесс образова­ния растворов полимеров и олигомеров, являющихся основными пленкообразователями, определяющее влияние оказывает их строе­ние и обусловленные им особенности взаимодействия с растворите­лями.

При растворении низкомолекулярных веществ в пограничном слое жидкости концентрация растворимого вещества достигает мак­симума (насыщенный раствор) и затем уменьшается в результате теп­лового движения или механического перемешивания. В массоперено — се участвует только растворяемое вещество, поток направлен в сторону жидкой фазы.

Отличительной особенностью взаимодействия высокомолекуляр­ных соединений с жидкостями является то, что массоперенос направ­лен в сторону полимерной фазы и характеризуется проникновением растворитедя в массу полимера. Этот процесс — набухание — является следствием длинноцепного строения молекул и тем более выражен, чем выше молекулярная масса полимера. С повышением молекуляр­ной массы скорость набухания падает, а степень равновесного набу­хания возрастает.

Процесс набухания может быть ограниченным и неограничен­ным, переходящим в растворение. Это зависит как от термодинами­ческого сродства растворителя к полимеру, так и от строения полиме­ра — наличия поперечных сшивок, разветвленности, кристалличности.

Присутствие в полимере поперечных сшивок или кристалличности приводит к ограниченному набуханию даже в термодинамически хо­рошем растворителе.

На рис. 1. представлена схема растворения стеклообразного по­лимера.

Схема представляет собой зависимость содержания полимера в на­бухшем слое от его толщины, т. е. от расстояния до поверхности поли­мера, где еще отсутствует растворитель. В слое толщиной 53 полимер находится в стеклообразном состоянии и содержание растворителя в нем незначительно из-за низкого коэффициента диффузии. При содержании фс полимер переходит в высокоэластичное состояние, характеризуемое большим проникновением растворителя, а при срх полимер приобретает текучесть и В слое ТОЛЩИНОЙ 8I может быть смыт растворителем. Поэто­му скорость растворения и толщина этого слоя зависят от скорости пото­ка растворителя и (и0 < Oi < и2), т. е. от перемешивания.

Толщина набухшего слоя зависит от молекулярной массы и тем­пературы. Чем меньше молекулярная масса и выше температура, тем тоньше набухший слой, в результате олигомеры растворяются по ме­ханизму растворения низкомолекулярных веществ.

Влияние температуры не однозначно. С одной стороны, при по­вышении температуры ускоряются диффузионные процессы и набу­хание, а с другой — может увеличиваться продолжительность раство­рения. При набухании снижаются прочностные свойства полимера, и под действием турбулентного потока или механического воздействия

4 Крутько Э. Т., Прокопчук H. Р. 49 набухший полимер разрушается; в результате увеличивается его по­верхность соприкосновения и повышается скорость растворения. Снижение же толщины набухшего слоя из-за повышения температу­ры замедляет разрушение полимера и, следовательно, снижает ско­рость его растворения.

Под воздействием жидких сред даже без видимого набухания зна­чительно снижается механическая прочность полимеров, а это для стеклообразных полимеров связано с возникновением микротрещин при совместном воздействии напряжений и жидкой среды. Ввиду того что образование трещин и снижение прочности происходит в жидко­стях, практически не вызывающих набухание полимера, т. е. в нерас­творителях, возможно, что это связано только со снижением поверхно­стной энергии на межфазной границе и является, по существу, проявлением эффекта Ребиндера. Тем не менее образование микротре­щин связано также с пластифицирующим действием жидких сред.

На растворимость полимеров большое влияние оказывает пре­дыстория полимера и его структура. Если полимер получен через ста­дию однофазного раствора, он растворяется хуже, поскольку в студ­нях имеет место неравномерность распределения фракций и внутренние напряжения, влияющие на растворение.

Наличие локальной кристалличности, в результате даже неболь­шой регулярности звеньев, значительно ухудшает растворимость по­лимеров. Этим, вероятно, объясняется плохая растворимость поливи — нилхлорида.

В полимерах, содержащих двойные связи, при хранении могут • образовываться поперечные сшивки, приводящие к снижению рас­творимости. В этой связи каучуки с высокой непредельностью не рас­творяются без предварительной обработки на вальцах (без пластифи­кации). В результате механического воздействия поперечные связи рвутся и каучук приобретает растворимость. Причиной снижения растворимости может быть и нарушение технологического режима их получения. Например, при перегреве в процессе сушки полимера в виде порошка или гранул на поверхности частиц образуется корка, препятствующая растворению. На растворимость полимеров оказыва­ет влияние также композиционная неоднородность полимеров.

При получении растворов пленкообразователей следует учиты­вать следующие рекомендации:

1) процесс растворения протекает лучше, если использовать смесь растворителей, один из которых имеет большое сродство к по­лимеру. Чтобы на первой стадии происходило более полное набуха­ние без перехода полимера в раствор, следует вначале использовать разбавитель, а затем добавлять активные растворители;

2) полимер следует загружать в растворитель (а не наоборот) и при работающей мешалке. В противном случае частицы полимера слипаются, образуя большие куски;

3) первую стадию растворения целесообразно проводить при нормальной температуре, а затем повышать ее, насколько позволяет конструкция аппарата и используемые растворители.

5.3.3. Диспергирование пигментов и наполнителей. Процесс диспергирования пигментов заключается не только в его измельче­нии, но и в дезагрегации, смачивании частиц пигментов и равномер­ном их распределении в пленкообразователе.

Главную роль в диспергировании играет адсорбция пленкообра — зователя на поверхности диспергируемого вещества. Поскольку пленкообразователь в большинстве случаев представлен в лакокра­сочных материалах в виде раствора, то процесс адсорбции осущест­вляется за счет взаимодействия поверхности частиц пигментов с ком­понентами раствора — полимером (олигомером) и растворителем. Взаимодействие и прочность связи определяются различием энергий взаимодействия «поверхность пигмента — полимер», «поверхность пигмента — растворитель» и «полимер — растворитель».* При диспер­гировании стремятся к максимальной адсорбции пленкообразователя на поверхности пигмента. В идеальном случае энергия адсорбции полимера должна быть выше энергий взаимодействия «пигмент — растворитель» и «полимер — растворитель». Однако из-за больших размеров молекулы полимеров медленнее адсорбируются на поверх­ности, чем молекулы растворителя.

На первой стадии диспергирования раствор полимера должен смочить поверхность пигмента. При смачивании пигментов и напол­нителей происходит вытеснение с их поверхности одних веществ другими. Например, вода и газы, адсорбированные поверхностью пигмента, могут быть вытеснены органическими растворителями. Смачивание сопровождается тепловым эффектом. Чем лучше раство­ритель смачивает поверхность, тем выше теплота смачивания; к тому же чем выше дипольный момент растворителя, тем выше теплота смачивания. Наличие прямой пропорциональности между этими ве­личинами объясняется действием электростатических сил на поверх­ности пигментов.

Смачивание и адсорбция определяются характером поверхности пигмента, наличием активных центров и функциональных групп. При адсорбции растворителей и полимеров наибольшую роль играют по­лярное взаимодействие и образование водородных связей. Поверх­ность пигментов в зависимости от их природы, технологии получения и обработки характеризуется определенной степенью гидрофильно — сти или гидрофобности. Гидрофильность поверхности пигментов свя­зана с наличием гидроксильных групп.

К гидрофильным относятся пигменты и наполнители на основе карбонатов, сульфатов, основных солей металлов, силикаты и окси­ды. Такие пигменты хорошо смачиваются водой и полярными рас­творителями. Гидрофобных пигментов значительно меньше, к ним относятся технический углерод, графит, сульфиды металлов, тальк и неполярные органические пигменты. Гидрофобные пигменты хоро­шо смачиваются малополярными растворителями — алифатически­ми, ароматическими и некоторыми хлорсодержащими углеводо­родами.

Поверхность пигментов и взаимодействие ее с растворителями и пленкообразователем можно охарактеризовать на основании концеп­ции трехмерного параметра растворимости. Для определения пара­метров растворимости 0,1 г пигмента взбалтывали в пробирке с 5 мл растворителя. Если после длительного отстаивания пигмент находил­ся во взвешенном состоянии, считали, что он хорошо взаимодейству­ет с растворителем. Результаты таких определений параметров рас­творимости пигментов б и радиусов сферы «растворимости» R0 с использованием 53 растворителей приведены в табл. 1.

В идеальном случае поверхность пигмента должна преимущест­венно адсорбировать пленкообразователь, а не растворитель, т. е. взаимодействие «пигмент — полимер» должно превышать взаимодей­ствие «пигмент — растворитель» и «полимер — растворитель», а пара­метры растворимости пигмента должны быть близки к параметру растворимости полимера. Другими словами, центр сферы раствори­мости полимера должен быть расположен между точкой с координа­тами параметров растворимости растворителя и центром сферы «рас­творимости» пигмента.

Как известно, лучше всего адсорбируются на поверхности ПАВ. Некоторые пленкообразователи обладают поверхностно-активными свойствами благодаря их дифильности, причем поверхностная актив­ность пленкообразователей проявляется тем больше, чем в менее по­лярном растворителе они растворены. Технические малополярные углеводородные растворители нефтяного происхождения или полу­ченные при переработке каменного угля (уайт-спирит, сольвент, неф — рас и т. д.) содержат примеси ПАВ — нафтеновые кислоты, их соли, а также продукты сульфидирования, образующиеся при обработке рас­творителей.

Растворители в зависимости от их природы и количества могут вызывать такое нежелательное явление, встречающееся при дис­пергировании, как пигментный шок. Он заключается в-следующем. Если после диспергирования тощую пигментную пасту смешать с концентрированным раствором пленкообразователя, то часть рас­творителя, имеющегося в пигментной пасте, тотчас поглощается пленкообразователем, в результате чего плотность пасты увеличи­вается и она начинает оседать. Происходит частичная десорбция пленкообразователя с поверхности пигмента и флокуляция по­следнего. Это связано с тем, что растворитель имеет большее сродство к пленкообразователю, чем к поверхности пигмента. Чтобы предотвратить пигментный шок, следовало бы проводить диспергирование пигмента в растворителе, имеющем малое термо­динамическое сродство к пленкообразователю, однако при этом возможно увеличение взаимодействия «полимер — полимер» и ухудшение адсорбции пленкообразователя на пигменте при дис­пергировании. Варьированием состава растворителя, и следова­тельно его сродства к пленкообразователю, можно регулировать адсорбционное равновесие на поверхности пигмента и предотвра­щать пигментный шок.

4* Крутько Э. Т., Прокопчук H. Р.

При изготовлении прозрачных лаков используют органические красители. В этом случае очень важна растворимость того или иного красителя в лаке, которая определяется в основном раство­римостью красителя в используемом для лака растворителе. Кра­сители разделяют на водорастворимые, спирторастворимые и жи­рорастворимые. Водорастворимые красители, как правило, для лакокрасочных материалов не используются. Спирторастворимые красители растворяются в сильнополярных растворителях: спир­тах, кетонах и некоторых сложных эфирах. Жирорастворимые кра­сители растворяются в малополярных органических веществах: алифатических и ароматических углеводородах. Однако, посколь­ку красители используются для лаков на основе относительно по­лярных пленкообразователей, чаще всего нитратов целлюлозы, нерастворимых в малополярных растворителях, для приготовления лаков с жирорастворимыми красителями используют смесевые растворители (полярные + неполярные).

Дисперсные красители не образуют истинные растворы, а обра­зуют коллоидные дисперсии, однако, так же как и в случае пигмен­тов, для оптимального диспергирования требуются определенный состав и количество растворителя. В табл. 2 представлены данные по растворимости некоторых наиболее распространенных красителей в органических растворителях.