Лако-красочные материалы — производство

Соотношение меж связывающим и пигментной частью в значимой мере определяет физико-механические и защитные характеристики покрытия. Данную величину обычно охарактеризовывают значением большой концентрации пигмента (ОКП). Зависимость неких параметров пленок акрилатной дисперсионной краски от величины ОКП. При ОКП – 45% все свойства претерпевают наибольшее изменение: резко растет паропроницаемость и падает крепкость пленки. Это значение ОКП обычно именуют «критическим» и обозначают КОКП.

По физическому смыслу точке КОКП отвечает перевоплощение структуры пленки из замкнутой в открытую. Величина КОКП воднодисперсионных красок находится в зависимости от природы пленкообразователя и возможности латексных частиц к коалесцепции, «смачиваемости» пигментной поверхности полимером, также от формы и размера пигментных частиц. О зависимости величины КОКП от природы дисперсионного пленкообразователя и размера его частиц свидетельствуют данные, приобретенные Кирстом. Обычно, пластификация пленкообразователя приводит к увеличению КОКП.

Для одной и той же краски величина КОКП, измеряемая по разным показателям, изменяется в сравнимо маленьких границах. Практически у всех узнаваемых воднодисперсионных красок КОКП колеблется в интервале 0,35-0,50. Рецептуры этих красок составляются таким макаром, чтоб ОКП была в границах 80-95% от КОКП. Значение КОКП у красок растворного типа, обычно, еще выше, что является их принципным преимуществом.

Абсолютное значение КОКП в значимой мере охарактеризовывает равномерность рассредотачивания пигментных частиц в структуре пленки. Существенное воздействие на нрав такового рассредотачивания оказывает степень адсорбционной насыщенности поверхности глобул латекса и частиц пигмента поверхностно-активными субстанциями. Данные, приобретенные в работах, позволяют считать, что при полной укрытости межфазной поверхности имеет место более равномерное рассредотачивание частиц пигмента в латексной пленке. Напротив, эффект усиления проявляется в основном тогда, когда употребляются адсорбционно ненасыщенные дисперсии: в данном случае молекулы ПАВ не мешают сцеплению полимерных глобул с поверхностью пигмента. Но ввиду значимой микронеоднородности получающихся при всем этом пленок в их состав удается ввести сравнимо маленькие количества пигментов. Отсюда следует, что если нужно получить очень усиленную латексную пленку, то необходимо исходить из адсорбционно ненасыщенного латекса и использовать гидрофобный пигмент в сравнимо маленьких количествах.

Если требуется ввести наибольшее количество пигмента и получить неплохую укрывающую латексную пленку с обыденным комплексом прочностных черт (что в технологии покрытий требуется почаще), то следует использовать гидрофильный пигмент, адсорбционно насыщенный латекс и отлично стабилизованную водную дисперсию пигмента (пасту). При рассмотрении пленкообразования из пигментированных воднодисперсионных систем возникают некие новые нюансы, на которых нужно коротко тормознуть.

В воднодисперсионной краске поверхность полимерной глобулы и пигментов находится в контакте с аква фазой, содержащей растворенные ПАВ (эмульгаторы, диспергаторы, и частично защитные коллоиды и загустители); не считая того, роль ПАВ играют и некие электролиты. Любой из этих компонент будет избирательно сорбироваться на межфазной границе глобула – вода и пигмент – вода в согласовании с правилом Гиббса. Потому на межфазной границе будет в большей степени сорбироваться тот компонент из водянистой среды, который обеспечивает наибольшее снижение свободной межфазной энергии. Но после установления равновесия в краске будут оставаться разными по величине.

Присутствие пигмента (новейшей жесткой фазы) оказывает огромное воздействие на закономерности пленкообразования из дисперсий вообщем и из аква дисперсий а именно. Оставляя в стороне вопросы вероятного хим воздействия пигмента на пленкообразователь, остановимся только на неких моментах закономерностей коалесценции латексных частиц в присутствии частиц пигмента.

Нрав контакта полимер – пигмент может быть двойственным: полимер или «смачивает», или «не смачивает» пигментную поверхность. Термин «смачивание» тут полностью уместен, так как в процессе пленкообразования полимерная глобула деформируется о частичку пигмента, так что происходит реальное взаимодействие силовых полей полимерных молекул и пигментной поверхности. Если допустить при данном схематическом изложении, что пленка формируется из системы, состоящей из схожего количества равновели­ких частиц, то при схожем энергетическом эффекте контактов.

Когда все контакты равновероятны, пленка будет владеть так именуемой обычной неоднородностью. Но этот случай в реальных системах встречается очень изредка. В большинстве случаев энергетически желательными оказываются или гомоконтакты, или гетероконтакты. Так как гомоконтакты являются событиями попарно совместимыми, то в случае предпочтительности гомоконтактов имеем.

Тут структурная неоднородность выше обычной и может доходить до макронеоднородности (а именно, до возникновения флокулятов и агрегатов частиц пигментов). Такое положение наблюдается, когда полимер очень плохо смачивает пигмент, поточнее, когда вода смачивает его лучше. Ввиду присутствия в системе ПАВ разница меж смачивающей способностью воды и полимера может быть не очень большой даже в системе неполярный полимер – гидрофильный пигмент. При всем этом в латексную пленку удается ввести сравнимо маленькое количество пигмента, а величина КОКП может составлять всего 5-10%. В данном случае пленка имеет более однородную структуру. Примером таких систем могут служить саженаполненные латексные пленки.

Огромное значение имеют и относительные размеры частиц пигмента и полимера. Если размер частиц пигмента принять равным 1 мк и допустить, что ниже КОКП все частички покрыты слоем частиц пленкообразователя, то в системах растворного типа этот слой должен быть мопомолекулярным (5-10 А). Величина КОКП составит 63-72%, что отвечает случайной укладке частиц неверной формы. Напротив, если размер частиц пленкообразователя существенно превосходит размер частиц пигмента, что встречается в неких реальных ярких системах, к примеру в органодисперсиях, то КОКП находится поблизости таковой величины, при которой глобулы полимера покрыты слоем частиц пигмента. В данном случае КОКП может быть даже ниже 10 %.

Для обыденных латексных красок, имеющих размер полимерных частиц в среднем 0,2 мк, величина находится в границах 0,1 -1,0, а определенная экспериментально величина КОКП – в границах 45-50%. Это показывает на некую предпочтительность контактов однородных частиц. При использовании ультрадисперсных латексов и грубодисперсных пиг­ментов удается добиться значения КОКП 70%. В то же время КОКП красок, в каких размер частиц пленкообразователя велик (к примеру, поливинилацетатные краски с размером полимерных частиц 0,5-10 мк), обычно не превосходит 45%.

Все это показывает на то, что в красках дисперсионного типа не следует стремиться к применению ультрадисперсных пигментов, если это не диктуется особенными соображениями. Зато применение латексов с малыми размерами глобул всегда лучше. Внедрение этого принципа позволяет значительно увеличивать степень заполнения, а, как следует, и кроющую способность красок. Это, в свою очередь, ведет к понижению цены расцветки единицы поверхности.