Лако-красочные материалы — производство

В технологии порошковых красок имеются подготовительные операции — как свойственные производству жидких красок (транс­портирование сырья со склада, его растаривание, отбор проб, прове­дение анализа и др.), так и несвойственные ему (измельчение компо­нентов, фракционирование и т. д). Последние операции связаны с требованием к сырью: при способе сухого смешения сырьевые ком­поненты должны быть порошкообразными или жидкими. В таком виде легко осуществляется их дозировка и последующее смешение. Для олигомеров (эпоксидных, полиэфирных и др.), перерабатывае­мых методом сплавления, допустима и гранулированная форма с час­тицами в виде бисера, чешуек и т. д. не более 10 мм.

Большая часть сырья — пигменты, наполнители, стабилизаторы, отвердители, многие не подвергнутые грануляции полимеры (поли — олефины, полифторолефины, полимеры и сополимеры винилхлорида, поливинилбутираль и др.) — выпускается и поставляется в пригодном ддя производства красок состоянии. Однако промышленные полиме­ры и олигомеры часто выпускаются в гранулах, зернах, кусках и даже монолитах. Такие материалы непригодны для изготовления красок, и требуется их определенная подготовка: превращение в порошки, фракционирование и т. д. Нуждаются нередко в измельчении моди­фикаторы, отвердители и целевые добавки красок.

Получение порошков требуемого гранулометрического состава из компактных (кусковых) и крупнозернистых материалов — осуществля­ется либо посредством механического измельчения, либо химическим путем.

Механическое измельчение полимеров и олигомеров. Механи­ческим путем могут быть превращены в порошок практически любые полимерные материалы, изготовленные в виде монолитов, гранул, пленки. Склонность различных полимеров и олигомеров к измельче­нию далеко не одинакова и зависит от их физического состояния и структуры в условиях измельчения.

Определяющими для классификации полимеров служат следующие характеристики: «критерий гетерогенности», относительное удлинение при разрыве, ударная вязкость и удельная работа измельчения. С этих позиций все полимерные материалы по измельчаемости разделяют на четыре группы; по затрате энергии они располагаются в следующий ряд: хрупкоупруголомкие (олигомерные реактопласты), хрупкоупругопроч — ные (термопласты), вязкоупругие (полиамиды, полиуретаны, полифто­ролефины), эластичноупругие (эластомеры). Скорость измельчения по­лимеров зависит от присутствия второго компонента. Также ускоряется измельчение некоторых полимеров в смесях, например полиэтилена с полипропиленом или с полифторолефинами.

Измельчение улучшается с понижением температуры. Охлаждая эластичный полимер, можно довести его до температуры хрупкости, при которой он разрушается подобно стеклу. В зависимости от этого измель­чение одних материалов (эпоксидные и акрилатные олигомеры, поли­эфиры, полистирол, ацетали поливинилового спирта и др.) проводят при нормальной температуре или с охлаждением воздухом, других (поли­амиды, полифторолефины, полиэтилен, пластифицированный поливи — нилхлорид, пентапласт) — при глубоком охлаждении в присутствии хла — доагентов: жидкого азота или воздуха, твердого диоксида углерода.

Криогенное измельчение, несмотря на затраты, связанные с ис­пользованием хладоагента, находит все-более широкое применение при производстве полимерных порошков.

Процесс изготовления порошков механическим измельчением обычно складывается из трех операций: грубое (предварительное) дробление кускового материала; окончательное измельчение мате­риала после первой стадии; просев или сепарация.

Наиболее широко для получения порошков полимеров применя­ются мельницы с ударными и истирающими воздействиями (центро­бежные, вибрационные, вихревые, молотковые, дисковые ударно- отражательные и др.). Удобными типами машин являются мельницы «Суперплекс», «Азима», «Оригинал Паллмен», молотковая конструк­ции МИТХТ, ударно-отражательная тарельчатая.

Для тонкого измельчения эпоксидных, полиэфирных и полиакри­ловых композиций оказались пригодными штифтовые мельницы ударного действия (дезинтеграторы и дисмембраторы), противоточ — ные воздухоструйные мельницы типа УСВ-300 и УСВ-600, ударно- центробежная мельница конструкции ГИПИ ЛКП, мельницы, изго­товляемые фирмами Buss, Micropul, Alpine, Torranke. Их производи­тельность колеблется от десятков до сотен килограммов порошка в час. При этом тонина помола не превышает 100 мкм.

Осаждение полимеров из растворов. Этим способом могут быть получены порошки практически из любых растворимых полимеров, од­нако наибольшее применение он нашел при переработке кристалличе­ских полимеров. Последние легко осаждаются из растворов при их ох­лаждении ниже температуры кристаллизации, при этом могут быть вы­делены в виде порошков как индивидуальные полимеры, так и смеси разных полимеров. При переработке кристаллических полимеров можно обходиться индивидуальными растворителями; это облегчает их регене­рацию, что положительно сказывается на экономике процесса.

Осаждение аморфных полимеров в виде порошков осуществ­ляется труднее. Так как большинство аморфных полимеров при растворении образует термодинамически устойчивые системы, для их выделения требуется добавление нерастворителя (осади — теля). Дисперсные порошки образуются только при осаждении из разбавленных растворов. При этом расходуется большое количе­ство растворителей, которые трудно разделять и регенерировать. Все это ограничивает применение метода осаждения для получе­ния порошков аморфных полимеров.

В промышленном масштабе способ осаждения из растворов, или, как его часто называют, химический способ, применяется главным образом при переработке полиамидов.