Лако-красочные материалы — производство

Пленкообразователи для электроосаждения представляют со­бой особый класс водоразбавляемых пленкообразователей [67]. В этом случае полимер находится в водной среде, а при прохож­дении тока у одного из электродов в области электрического граничного слоя полимер теряет стабильность и осаждается на электроде. Количество осаждающегося полимера растет во вре­мени, что приводит к образованию изолирующего слоя, который в конечном итоге ограничивает дальнейшее осаждение. Процесс электроосаждения был назван электрофоретическим осаждением, хотя в настоящее время признано, что электрофорез играет не­большую роль в этом процессе.

При анодном осаждении отрицательно заряженный полимер осаждается на аноде, а при катодном электроосаждении — поло­жительно заряженный полимер осаждается на катоде. По сравне­нию с другими, этот способ окраски позволяет получать очень равномерное покрытие наружных поверхностей и осаждение краски внутри частично закрытых областей. Степень использо­вания краски высокая и процесс можно почти полностью автома­тизировать. Указанные преимущества не достигаются при более простых процессах окунания. Так как пленки могут быть получены только на поверхности металлов и их толщина ограничена, мате­риалы для электроосаждения используются в качестве грунтовок или в некоторых случаях для получения однослойных покрытий. Непигментированные прозрачные композиции используются для нанесения покрытий на металлические блестящие изделия. В на­стоящее время в промышленности применяются как анодный, так и катодный процессы [68—70]. После появления новых лако­красочных материалов для катодного нанесения они вытесняют анодные композиции, особенно в автомобилестроении.

Почти все типы полимеров, которые были описаны ранее в разделе «водоразбавляемые пленкообразователи», можно сделать пригодными для электроосаждения. В большинстве случаев плен­кообразователи, которые могут быть использованы для электро­осаждения, находятся в виде устойчивых мицеллярных диспер­сий или дисперсий микрочастиц с гидроксильными ионогенными группами, обеспечивающими коллоидную стабилизацию. Однако, дисперсии с неионной стерической стабилизацией могут быть также нанесены электроосаждением [71].

Для достижения требуемого качества покрытия защи­щаемой поверхности состав композиции должен обеспечивать высокое электрическое сопротивление осажденной пленки. Ком­позиция может содержать органический растворитель для облегче­ния процесса диспергирования, повышения стабильности диспер­сии и для улучшения розлива при нанесении и отверждении покры­тия. Природа нейтрализующей кислоты или основания имеет очень важное значение как для стабильности дисперсии, так и для процесса нанесения покрытия электроосаждением. На практике для анодных систем в качестве нейтрализующих агентов исполь­зуются щелочи или амины, а для катодных — молочная или уксусная кислоты.

Первые пленкообразующие для анодного электроосаждения представляли собой малеинизированные масла и производные масел, затем появились конденсаты винилированного и алкид — ного типов и, наконец, сложные эфиры эпоксидных смол на основе малеинизированных жирных кислот. Поскольку компози­ции на основе эпоксидных смол очень хорошо зарекомендо­вали себя в качестве грунтовок по металлу, эпоксидные свя­зующие играют основную роль как в анодных, так и в катодных системах, особенно при окраске автомобилей.

Были разработаны и нашли промышленное применение для электроосаждения алкидные и акриловые композиции. Основой алкйдных композиций для анодного процесса являются алкиды с высокими значениями кислотного числа, в частности полученные с применением тримеллитового ангидрида, которые могут быть модифицированы высыхающими маслами. Они могут отверждать­ся при нагревании за счет автоокисления или же, в случае моди­фикации невысыхающими маслами, а также в случае безмасля — ных алкидов, за счет отверждения совместно эмульгируемыми с ними или растворимыми меламиноформальдегидными смолами. Акриловые композиции предложены как для анодного, так и для катодного процессов. В первом случае в них вводят большее чем обычно "количество кислоты, например акриловой [50, 72], а в последнем—сополимеризующийся аминосодержащий моно­мер, например диметиламиноэтилметакрилат [73] или глициди — ловый мономер, который затем подвергают взаимодействию с амином [74].

Катодные эпоксидные композиции могут содержать первичные или вторичные аминогруппы. Взаимодействием эпоксидных смол с аминами или с четвертичными солями аминов получают аддукты с концевыми вторичными, третичными или четвертичными аммо­ниевыми группами. Хотя получить такие продукты и нелегко, однако были разработаны соответствующие методы. Они вклю­чают взаимодействие избытка первичных диаминов с эпоксидной смолой [75] или же первоначальное блокирование первичных аминогрупп кетонами и затем реакцию с эпоксидами за счет других функциональных групп [76], как показано ниже:

TOC o "1-5" h z О О

/ /

2ЫНз—И—ЫНз + СНз—СН—И’—сн—сн2 ———

ОН ОН

I I

—— ► N Н 2—К—N Н—С Н 2—С Н—Г? ‘—С Н—С Н г—N Н—I?—N Н 2;

Я’ Я’ + Я’

И—ын2+о=с_ —» кы=с +н2о > кын2+о==с

Й о

Вследствие того, что их пленки обладают щелочными свой­ствами, такие композиции медленно отверждаются меламино — выми или фенольными отвердителями, но весьма эффективно — блокированными изоцианатами, которые стабильны при перера­ботке, но деблокируются при температурах отверждения [77, 78]. Этими сшивающими агентами можно отверждать и акриловые катионные композиции для однослойных покрытий в тех случаях, когда более важны требования к цвету, чем к коррозионной стойкости.