Лако-красочные материалы — производство

За последние полста лет появилось много синтетических заполнителей в форме микросфер, что определило разработку лакокрасочных материалов мотивированного и общего предназначения. Ниже мы приведем описание неких порошковых красок, которые содержат микросферы. Полые микросферы, которые изготовляются в большенном количестве на базе неорганических материалов (полифосфатов, силикатов, полиборатов, борсиликатов), в ближайшее время и полимеров, обширно используются в разных отраслях строительcтва и индустрии. Глиняние и стеклянные микросферы получили наибольшее распространение. По величине частиц они изготовляются с широким набором (от 10 до 300 мкм).

Их употребляют и в производстве лакокрасочных материалов (ЛКМ), так как они довольно действенные и относительно дешевенькие наполнители (стоимость 1 кг стеклосфер российского производства не превосходит 80 руб. ). Они химически стойки, инертны и владеют низкой плотностью (она составляет у стеклянных сфер 0, 12-0, 60 г/ ) и светорассеиванием. В отличие от других природных заполнителей микросферы не сумеют поменять цвет красок. Они увеличивают их укрывистость , содействуя тем экономии очень дорогих пигментов, к примеру диоксида титана. Глиняние и стеклянные микросферы смачиваются водой (удовлетворительно) и органическими растворителями. Также они отлично себя зарекомендовали как в органорастворимых лакокрасочных материалах, так и в водно-дисперсионных. Чтоб сделать лучше их смачивание нередко используют обработку надлежащими ПАВ либо видоизменят поверхность (аппретитруют). Измененные микросферы также изготовляются промышленно. Приемущественно, создают микросферы воздухонаполненные. Можно использовать в качестве заполнителя и другие газы, например . Крепкость и плотность таких порошков зависят от толщины стеночного материала. Толщина стены колеблется в границах — от 0, 5 до 2, 0 мкм. Низкую теплопроводимость имеют газонаполненные микросферы. К примеру, сферы марки ЗМ Скотчлай, производства компании ЗМ. Они имеют теплопроводимость от 0, 044 до 0, 187 Вт/м К. Основное направление использования этих микросфер— получение энергосберегающих теплых и светоотражающих покрытий. Они могут применяться и для покрытий широкого предназначения— атмосферостойких, химстойких и др. [2-8]. Микросферы, которые имеют заполнители водой и другими жидкостями, обычно, имеют целевое предназначение. Они могут служить для производства огнезащитных покрытий. Более томные и крепкие — глиняние микросферы. В главном, их употребляют для получения покрытий с завышенной абразивостойкостью и твердостью. Они могут выдержать дисперигрование в пленкообразователях при огромных нагрузках. Для получения порошковых покрытий и красок, в данной работе применяли глиняние и стеклянные микросферы компаний: ООО «Микрокомпозит»( Москва) и ЗАО «ЗМ Россия». Компания «ЗМ Россия» изготовляла стеклянные микросферы марки К20 с размером частиц 40-90 мкм, плотностью- 0, 2 г/ . Керамосферы марки W-210 имеют такие характеристики: плотность— 2, 4 г/ , наибольший размер частиц составляет 120 мкм. Микросферы компании «Микрокомпозит» (стеклянные) имеют средний размер частиц 100 мкм.

Все применяемые микросферы по внешнему облику — это высокодисперсные белоснежные порошки (сыпучие). Для пленкообразователей служили: 1) низкой плотности целофан марки 16803-070 , плотностью — 923 г/ и температурой плавления — 110 С)в виде порошка, который проходит через сито 0315; 2) эпоксидный олигомер DER 664 (э. ч. 4, 5) с димотолом в качестве отвердителя; 3) применяли товарную эпоксидную порошковую краску, голубого цвета марки ПЭК-901 компании «Эколон» (СПб) для изготовления композиций. Сухим смешением порошка целофана с микросферами получали полиэтиленовые краски, а эпоксидные и сухим смешением , и в расплаве олигомера. В первом случае смешивание происходит в аппарате, который содержит внутри себя механическое встряхивание, во 2-м – в экструдерной машине. 2-ой метод оказался не применим.

При исследовании красок при помощи сепарации и микроскопичного способа выяснилось, что часть микросхем разрушается. Это происходит средством диспергирования и механического измельчения. В случае сухого смешивания, из-за неплохой сыпучести и подвижности микросфер, появляются однородные консистенции . Такие консистенции способны к псевдоожижению (перевоплощение консистенции в систему, твердые частички которой находятся во взвешенном состоянии, напоминающее жидкость) и нанесению электростатического распыления. В сухом смешивании фракционирование красок не наблюдается. В итоге образуются сферонаполненые и непигментированные и пегминтированные составы. Образование данных составов находится в зависимости от начального материала: порошкового лака, красок. Вначале провели исследования, сущность которых заключалась во воздействии микросфер на реологические (деформация, текучесть) характеристики расплавов целофана. Аспектом оценивания являлся показатель текучести расплавов (ПТР). Этот показатель определяли на установке ИИРТ-М. Результаты исследовательских работ проявили, что чем больше микросфер, тем меньше ПТР. Как следует, увеличивается вязкость расплавов. При этом наличие стеклянных микросфер содействует более сильному загущению, а наличие глиняних – более слабенькому. Судя по тестам, можно сделать вывод, что наибольшая степень заполнения полиэтиленовых составов микросферами может быть увеличена при добавлении пластифицирующих добавок, например, полиэтиленовых восков. Определение показателя текучести сферонапольных, эпоксидных составов показало, что их характеристики несколько отличаются от полиэтиленовых. В этом случае стеклянные микросферы, также способствую уменьшению ПТР, а глиняние, напротив, ведут к повышению текучести. Такое свойство разъясняется завышенной плотностью керамосфер, по сопоставлению с стеклянными микросферами. Потому у глиняних сфер подвижность больше, чем у стеклянных. По специальному способу было проведено определение растекаемости порошковой эпоксидной краски ПЭК-901 с 10% масс. керамосфер W-210. Из опытов следует, что наличие керамосфер ведет к наилучшей текучести порошковой краски. Коэффициент таковой текучести растет с 52 до 60 мм. От этого показателя зависит сияние покрытий.

Как оказывают влияние микросферы на коэффициент растекания? Опыты проводились на эпоксидных красках, с содержанием стеклянных и глиняних микросфер приблизительно 10% масс. Изготовка композиций проводилось сухим смешиванием. Покрытия, толщина которых до 100 мкм, сформировывали по специальному режиму – 20 минут, при t=180?С. Сияние покрытия определяли на приборе ФБ-2, с углом в 45?. Из проведенных опытов можно прийти к выводу: стекло- и керамосферы полностью по различному оказывают влияние на сияние покрытий. Так стеклянные микросферы понижают сияние на покрытии, а глиняние – напротив, малость наращивают его. Если добавить к рецептуре термореактивных красок 4-5% масс. стеклянных микросфер, то появляются глубокоматовые покрытия. Такие покрытия возникают из-за всплывания стеклянных микросфер, концентрирующихся на поверхности. Дальше, в маленьких количествах, вводят керамосферы. Они начинают тонуть, тем понижается вязкость расплава на поверхности, что ведет к улучшению растекания.

Также проводили опыты, которые демонстрировали воздействие стеклосфер на характеристики эпоксидных покрытий, толщина которых 70-80 мкм. Эти опыты производили в течении 10 минут, при t=200?С. По результатам было видно, что микросферы с массовым содержанием 1-2%, не оказывают влияние на физические характеристики покрытий. Эти покрытия не заполнены сферами. Крепкость такового покрытия при ударе – 100 см, крепкость при извиве – 1 мм, упругость на «прессе Эриксеона» ? 8, адгезия по ИСО 2409 ? 0. Наличие стеклянных микросфер наращивает паропроницаемость покрытий. Этот фактор негативно оказывает влияние на антикоррозионные характеристики микросфер. Наносить покрытия необходимо в два слоя: 1-ый слой – грунтовый либо конверсионное покрытие (порошковая краска без микросфер). 2-ой слой – сферонаполненное покрытие.

Особую ценность порошковые краски с микросферами представляют для теплоизоляционных и шумопоглощяющих покрытий. Микросферы являются носителем воздуха, который обладает неплохой тепло- и шумоизоляцией (коэффициент теплопроводимости ? = 0, 028 Вт /м?К, скорость звука в воздушной среде равна 340 м/с (это в 10-ки раз меньше чем у полимерных пленкообразователей). Также исследовано воздействие стеклянных и глиняних сфер на звукоизоляцию полиэтиленовых и эпоксидных покрытий. Были сделаны некоторые покрытия с шириной 3, 0-3, 5 мм, у каких содержание микросфер различно. Провели измерения шумопоглощения в спектре от 100 до 630 Гц. Для этой операции была применена установка, снабженная шумомером ВШВ?003?М2. По результатам опытов, пришли к выводу, что наличие микросфер ведет к снижению шума в коротковолновой части, с частотой спектра от 100 до 300 Гц. При применении эпоксидных частей, толщина которых около 3мм, происходит еще большее понижение шума. Шумопоглощение растет до 30%. Если эпоксидное покрытие еще тоньше (80-10мкм), то эффект малозаметен. Не считая всего этого проводились измерения тепло- и температуропроводности полиэтиленовых покрытий. При всем этом часть покрытий содержало, а часть не содержало 5% масс. стеклянных микросфер. В опыте использовались микросферы компании «Микрокомпозит». Опыт осуществлялся на приборе КСП-4. Эталоны готовились при помощи прессования, при t=150?С.

Из приобретенных измерений следует, что наличие микросфер (5% масс. ) ведет к снижению тепло- и температуропроводности покрытий.