Лако-красочные материалы — производство

Для снижения энергозатрат на диспергирование и улучшения качества пигментированных материалов пигменты модифицируют, микрокапсу — лируют или производят в виде так называемых выпускных форм.

Легкодиспергируемые пигменты получают осаждением на активных центрах их поверхности неорганических веществ (соединений кремния, алюминия, цинка, сурьмы, титана и других элементов) с последующим адсорбционным модифицированием органическими ПАВ различного типа. Дифильные молекулы ПАВ ориентированно адсорбируясь, снижают поверхностную энергию и придают поверхности гидрофильных пигментов органофильность. Для этой цели эффективны лишь ПАВ, способные прочно адсорбироваться на поверхности пигмента. Количества ПАВ, необходимые для модифицирования, составляют обычно 0,1—0,5 % от массы пигмента. Пигменты, модифицированные ПАВ в процессе — синтеза или сразу после его завершения, проявляют меньшую склон­ность к агрегации, чем немодифицированные, имеют меньшее содержание влаги после фильтрования, что снижает энергозатраты на сушку.

Часто наибольший эффект при адсорбционном модифицировании достигается последовательной адсорбцией на поверхности частиц пигмента катионоактивных, анионоактивных и неионогенных ПАВ.

Органофилизация пигментов может достигаться за счет химической прививки на поверхности их частиц различных органических радикалов. Для этого на поверхности частиц пигмента должны присутствовать функциональные группы, способные принимать участие в реакциях замещения, этерификации и других с образованием устойчивых поверх­ностных соединений. За счет осуществления химических реакций на по­верхности на ней могут быть привиты различные мономеры или полимеры, выбор которых обусловливается свойствами пленкообразующей системы, для пигментирования которой предназначен пигмент. Прививка мономеров или полимеров может осуществляться также в результате механохими­ческих процессов.

Предварительное модифицирование неорганическими веществами часто проводится с целью повышения свето — и термостойкости пигментов, повышения их красящей или разбеливающей способности, повышения реакционной способности для последующей химической прививки органи­ческих соединений и других целей.

В ряде случаев целесообразно осуществлять микрокапсулирование частиц пигментов, т. е. формирование вокруг частиц сплошной полимер­ной оболочки. Применение микрокапсулированных пигментов позволяет уменьшить их пыление, что особенно важно для токсичных пигментов. Снижается их гигроскопичность и слеживаемость при хранении.

Предварительно модифицированные пигменты могут выпускаться в виде водных высококонцентрированных [содержащих 70—80 % (масс.) пигмента] суспензий, предназначенных для осуществления фляшинг — процесса или для использования в водоразбавляемых материалах. При-

менение таких паст исключает стадии сушки и сухого измельчения, предотвращает пиление пигмента и позволяет повысить точность дозиро­вания в процессе пигментирования пленкообразующих систем. Исполь­зование водных паст пигментов позволяет сохранить их дисперсный состав, достигнутый на стадии синтеза.

При получении пигментированных материалов с целью интенсифика­ции процесса диспергирования и повышения степени дисперсности пиг­ментов, входящих в состав готового лакокрасочного материала, целе­сообразно использовать выпускные формы.

Выпускные формы — это высоконаполненные дисперсии пигментов в низкомолекулярных, а чаще всего в высокомолекулярных органических веществах, называемых носителями. Необходимым условием является хорошая совместимость носителя с пленкообразующей системой, для пигментирования которой предназначена выпускная форма пигмента.

Выпускные формы могут представлять собой пасты, гранулы, таблетки, порошки или иметь форму чешуек {«чипсы»). Выпускные формы получают либо смешением водной пасты пигмента с дисперсией или раствором пленкообразователя с последующей коагуляцией дисперсной системы, либо введением пигмента в среду носителя, «аходящегося в вязкотекучем состоянии. Во многих случаях пигмент вводится в расплав полимера при температурах выше 70 °С.

Высокая степень дисперсности пигментов, входящих в состав вы­пускных форм, достигается за счет диспергирования при чрезвычайно больших напряжениях сдвига, обусловленных высокой вязкостью среды, часто превышающей 10 кПа.

Выпускные формы в виде чипсов, получаемые вальцеванием смеси пигментов и полимеров, носят название суховальцованных паст (СВП) и сравнительно давно применяются для получения эмалей на основе эфи­ров целлюлозы, полимеров и сополимеров винилхлорида.