Лако-красочные материалы — производство

Индейкин Е. А., Лейбзон Л. Н., Толмачев И. А.

Интенсивное развитие народного хозяйства и особенно таких его отрас­лей, как машиностроение, радиоэлектроника, производство транспорт­ных средств и бытовой техники, вызывает необходимость увеличения объема производства лакокрасочных материалов с улучшенными качест­венными показателями. Основная часть продукции лакокрасочной про­мышленности, предназначенной для непосредственного использования в народном хозяйстве, — это пигментированные лакокрасочные матери­алы — краски, эмали, грунтовки. Цеха, изготовляющие пигментирован­ные материалы, — основные цеха лакокрасочных заводов.

Эта книга имеет целью ознакомить работников промышленности и исследователей с современными представлениями в области теории и практики процессов пигментирования лакокрасочных материалов, методами определения оптимальных технологических параметров этих процессов и установления рабочих рецептур для диспергирования, учиты­вающих физико-химические явления, сопровождающие этот процесс.

Применение пигментированных лакокрасочных материалов с целью противокоррозионной защиты и придания изделиям соответствующего товарного вида непрерывно расширяется. Это вызывает необходимость увеличения объемов производства и расширения ассортимента высоко­качественных пигментированных лакокрасочных материалов, которые представляют собой высококонцентрированные суспензии пигментов и наполнителей в растворах или дисперсиях пленкообразующих веществ.

Требования различных отраслей народного хозяйства (автомобиле­строения, сельскохозяйственного машиностроения, судостроения, транс­портного машиностроения, мебельной промышленности и т. д.) к пиг­ментированным лакокрасочным материалам постоянно растут и изменя­ются. Это обусловило появление широкого ассортимента синтетических пленкообразователей, создание новых высокопроизводительных спосо­бов получения пигментированных лакокрасочных материалов. В произ­водстве этих материалов наиболее трудоемкие и энергоемкие операции связаны с диспергированием пигментов в растворах, дисперсиях или рас­плавах пленкообразователей. На выполнение этих технологических опе­раций расходуется от 75 до 90% всей электрической энергии, затрачивае­мой на изготовление пигментированных лакокрасочных материалов.

В соответствии с современными представлениями эффективное диспергирование пигментов в среде пленкообразователя достигается

Направленным регулированием физико-химического взаимодеиствия компонентов на поверхности раздела фаз, рациональным использованием поверхностной активности дисперсионной среды. Действие всех видов внутренних и внешних сил в лакокрасочной системе, начиная с процессов смачивания и образования хемосорбированного слоя пленкообразователя на поверхности пигментных частиц, имеет определяющее значение не только для образования пигментированных лакокрасочных систем, но и для свойств покрытий, получаемых на их основе.

Технические схемы производства пигментированных лакокрасочных материалов составляются прежде всего в зависимости от типа применяе­мого пленкообразователя. Различают: жидкие однофазные пленкообразу­ющие системы — лаки, жидкие олигомеры; жидкие двухфазные пленко­образующие системы — водные дисперсии или органодисперсии пленко­образователей; порошковые пленкообразующие системы, в которых диспергирование осуществляется либо в расплавах пленкообразователя, либо путем смешения пигментов с тонкоизмельченным пленкообразова — телем. Поскольку в настоящее время наиболее широко применяются пигментированные системы на основе лаковых пленкообразователей, процессы диспергирования пигментов в однофазных пленкообразующих системах имеют наибольшее распространение.

Аппаратурное оформление процесса диспергирования зависит от тре­бований, предъявляемых к качеству пигментной дисперсии, соотноше­ния между количеством пигмента и раствора пленкообразователя в пасте, технико-экономических требований к организации процесса. Чем выше концентрация пигмента в пасте, тем (с учетом последующего разбавле­ния растворами пленкообразователей) выход целевого продукта будет больше, а стоимость переработки ниже. В связи с этим особое значение имеют реологические свойства пигментных паст. Повышение качества и экономичности лакокрасочных покрытий требует более полного исполь­зования оптической эффективности пигментов. Эта задача решается регу­лированием кристаллической структуры и дисперсности пигментов на стадии их получения, модифицированием поверхности пигментов, опти­мизацией дисперсного состава суспензий в процессе изготовления пиг­ментированных материалов, регулированием взаимодействия пигментов со связующими и предотвращением флокуляции пигментов после дис­пергирования, т. е. приданием стабильности красочным системам.

Со времени выхода в свет монографии II. И. Ермилова „Диспергиро­вание пигментов” (М., Химия, 1971) прошло почти пятнадцать лет. За это время накоплен обширный теоретический и экспериментальный материал, прежде всего в области оптимизации процессов диспергирования — теоретически обоснованного выбора рецептур для диспергирования и ре­жимов его проведения» В значительно большей степени выявилась роль выпускных форм пигментов в процессах получения пигментированных материалов, а также влияние способов обработки пигментов и их дис­персного состава на свойства лакокрасочных материалов и покрытий.

За последние полтора десятка лет произошло значительное обновле­ние машинного парка цехов, производящих пигментированные лакокра­сочные материалы. Широкое распространение получили бисерные маши­ны, которые в короткое время в большинстве производств вытеснили традиционно применявшиеся в промышленности трехвалковые краско­терочные машины и шаровые мельницы Поэтому именно бисерным диспергаторам в настоящей книге уделяется наибольшее внимание. Из процессов диспергирования авторы детально рассматривают диспергиро­вание пигментов в жидких средах — наиболее типичный случай в техно­логии пигментированных лакокрасочных материалов, не касаясь пиг­ментирования порошковых красок, подробно описанного в книге А. Д. Яковлева, В. Ф. Здора, В. И. Каплана „Порошковые полимерные материалы и покрытия на их основе” (Л., Химия, 1979).

Разделы 1.1—1.6 написаны докт. техн. наук И. А. Толмачевым; разделы 1.7—1.9, 3.4, 4Л—4.4 — канд. хим. наук Е. А. Индейкиным; разделы 2.1, 3.1 и 5.3 — канд. техн. наук Л. Н. Лейбзоном; разделы

2.2, 2.3, 3.2, 3.3, 5.1 и 5.2 — совместно Л. Н. Лейбзоном и Е. А. Индей­киным.