Лако-красочные материалы — производство

В основе процесса получения алкидностирольных и алкидно — акриловых сополимеров лежит реакция сополимеризации соот­ветствующих виниловых мономеров с двойными связями жир­нокислотных остатков растительных масел. Стирол хорошо сополимеризуется с жирными кислотами, имеющими сопряжен­ные двойные связи (жирные кислоты тунгового и дегидратиро­ванного касторового масел). Реакция идет по схеме:

(2.80)

Возможно также образование аддуктов Дильса — Альдера:

~снг-сн=сн—сн=сн~ + С6Н5—сн=сн2 V

СНг=СН

При повышении температуры возрастает относительная доля реакции сополимеризации.

С жирными кислотами, не имеющими сопряженных двойных связей, сополимеризация протекает медленно, но при этом образуется некоторое количество гомополимера стирола. По­скольку полистирол не совмещается с алкидами, может произойти расслаивание реакционной массы, что приводит к получению сополимера низкого качества. Поэтому для получе­ния алкидностирольных сополимеров обычно используют алки — ды, в состав которых входят жирные кислоты тунгового и дегидратированного касторового масел.

Принципиально возможны различные методы получения алкидностирольных сополимеров:

1) сополимеризация жирных кислот растительных масел со стиролом и последующее взаимодействие полученного сопо­лимера с остальными компонентами алкидных олигомеров (фталевый ангидрид, глицерин);

2) сополимеризация масел со стиролом и последующий син­тез алкида по глицеридному способу с использованием масля­ного сополимера;

3) сополимеризация предварительно полученного алкида со стиролом.

Наиболее распространенным в промышленности является последний способ. Для сополимеризации со стиролом использу­ют алкид с невысокой вязкостью. Сополимеризацию проводят при 140°С в присутствии инициатора (пероксид третичного бутила). Предельное содержание стирола «40%. При вве« дении большего количества стирола ухудшается совмести­мость с другими пленкообразователями и понижается раство­римость в растворителях; кроме того, покрытия получаются хрупкими. Остаток непрореагировавшего стирола отгоняют в конце процесса под вакуумом.

В зависимости от содержания стирола алкидностирольные олигомеры можно разделить на три группы.

1. Олигомеры с содержанием стирола 30—40%. На их основе получают лаки и эмали холодного отверждения, обра­
зующие твердые водостойкие покрытия, которые используют для окраски шасси автомобилей, станков и т. п.

2. Олигомеры с содержанием стирола 15—25%. Они пред­назначены для получения грунтовок и эмалей как холодной-, так и горячего (в сочетании с меламиноформальдегидными олигомерами) отверждения. Покрытия обладают повышенными твердостью, блеском, стойкостью к действию воды, щелочей, моющих средств и применяются для окраски металлических барабанов, стиральных машин и т. п.

3. Олигомеры с содержанием стирола 10% применяются для получения лакокрасочных материалов, используемых пре­имущественно внутри помещения. Повышенная гидрофобность таких алкидностирольных олигомеров позволяет проводить ок­расочные работы при низкой температуре воздуха.

Алкидностирольные сополимеры выпускаются в виде раст­воров в уайт-спирите или ксилоле и предназначены для полу­чения быстроотверждаюшихся покрытий. Формирование пленки происходит в первую очередь за счет физического высыхания (испарение растворителя), а также вследствие окислительной полимеризации по оставшимся двойным связям жирнокислот­ных остатков растительных масел. Воздушное отверждение проводят в присутствии свинцовых или кобальтовых сиккати­вов. При горячем отверждении (температура выше 120° С) вво­дить сиккативы не требуется.

Покрытия на основе алкидностирольных сополимеров обла­дают высокой прочностью и твердостью в сочетании с хорошей водо — и щелочестойкостью, однако атмосферостойкость их ниже, чем алкидов.

Алкидноакриловые сополимеры получают по-той же схеме, что и алкидностирольные. Из акриловых мономеров для син­теза сополимеров в основном используют метил метакрилат. Алкидноакриловые материалы, отверждаемые как при комнат­ной, так и при повышенной температуре, образуют покрытия с высокой адгезией и атмосферостойкостью, предназначенные для эксплуатации внутри и вне помещения.