Лако-красочные материалы — производство

. При всем обилии отвердителей эпоксиолигомеров для получения порошковых красок отыскали применение только немногие. Это сначала соединения, относящиеся к классам цианамидов (дициандиамид, измененный дициандиамид и разные его производные), ароматичных аминов, многоосновных кислот и ангидридов кислот. Также употребляются дигидразиды, блокированные изоцианаты, всеохватывающие соединения аминов с трифторидом бора, вещества, содержащие активные многофункциональные группы (феноло-, мочевино- и меламиноформальдегидные олигомеры, полиамиды и др.).

Дициандиамид (ДЦДА) 1-ый отвердитель промышленных порошковых красок находит применение и в текущее время. Он имеет плотность 1,4, температуру плавления 205 С, растворимость в воде при 25 С 4,1 -4,2%.

Будучи нелетучим и сравнимо неактивным при температурах ниже 130 С, ДЦДА позволяет получать порошковые консистенции с практически неограниченной стабильностью, а покрытия с высочайшей теплостойкостью, неплохими механическими, электронными и хим качествами. Но ДЦДА тяжело растворяется в эпоксиолигомерах и удовлетворительно реагирует с ними только выше 180 С. Его обскурантистская способность невысока и находится в зависимости от нрава рассредотачивания в композиции. При неплохой гомогенизации время отверждения композиций, содержащих ДЦДА, при 180-200 °С составляет приблизительно 30 мин. Дозу отвердителя выбирают, обычно, не расчетным, а опытным методом на основании хороших параметров покрытий. При применении олигомеров с эпоксидным числом 2,5-6,0 наилучшее количество дициандиамида составляет 1-4% (от массы олигомера).

Димотол замещенный дициандиамид белоснежный кристаллический порошок с температурой плавления 132 С, нерастворимый в воде (растворимость 1,5%), но растворимый в полярных растворителях (этанол, ацетон, диоксан). В отличие от ДЦДА димотол отлично растворяется в расплавах эпоксиолигомеров и резвее реагирует с ними при нагревании. Лучшая доза димотола в эпоксиолигомеры с эпоксидным числом 4-5 составляет 3-4% (от массы олигомера). При этой дозе время гелеобразования олигомеров при 180 С составляет 4 мин, при 120 С 36 мин, время отверждения 15 и 70 мин соответственно.

Ароматичные амины являются жесткими субстанциями, отлично совместимыми с эпоксиолигомерами в расплавах. При их применении отверждение эпоксиолигомеров протекает при относительно низких температурах (80-160 С). Получаемые покрытия имеют отличные механические, хим и электронные характеристики. Недочетом этих отвердителей является ограниченная стабильность композиций (не считая диамета), завышенная токсичность и наличие расцветки. Для снижения активности аминов проводят их модификацию трифторидом бора, моноэпоксидными и другими соединениями. Так, при модификации 4,4-диаминодифенилметана фенилглицидиловым эфиром стабильность композиций возрастает от 1 до 5 мес, скорость же отверждения сохраняется на довольно высочайшем уровне в широком интервале температур-от 120 до 180 С.

Многоосновные кислоты и ангидриды кислот принципиальная и всераспространенная группа отвердителей порошковых материалов. Находят применение

1) органические кислоты

2) ангидриды и диангидриды кислот которые интенсивно ведут взаимодействие с эпоксиполимерами при 150 С и выше и дают покрытия с огромным содержанием нерастворимого полимера.

Недочетом многих этих отвердителей является сравнимо высочайшая обскурантистская способность, которая приводит к низкой стабильности композиций, также твердость (малая упругость) пленок, в особенности ангидридного отверждения.

Более постоянные и стремительно отверждаемые при больших температурах композиции получаются при применении в качестве отвердителей последующих диангидридов

Покрытия, приобретенные с применением этих ангидридов и отвержденные при 200 °С в течение 20 мин, отличаются завышенным глянцем, неплохой адгезией, механической прочностью и хим стойкостью.

В особенности пользующимися популярностью отвердителями являются кислые полиэфиры, представляющие из себя продукты взаимодействия многоосновных кислот с гликолями. Они отлично совмещаются с эпоксиолигомерами в расплаве и образуют постоянные композиции, способные отверждаться при нагревании (180-200 °С). Используют олигомеры с молекулярной массой 2000-4000 и кислотным числом 50-120. Зависимо от кислотного числа их содержание в композициях добивается 30-70% (от массы эпоксиолигомера). Краски с этими отвердителями нередко именуют эпоксидно-полиэфирными.

Дигидразиды кислот относятся к числу отвердителей, интенсивно взаимодействующих с эпоксиолигомерами только при нагревании. Рекомендованы к использованию в порошковых красках дигидразиды адипиновой и себациновой кислот, имеющие температуры плавления 177 и 186 °С соответственно. При составлении композиций берут 5%-ный излишек дигидразида по отношению к расчетному количеству.

Дигидразиды вызывают резвое отверждение эпоксидных композиций (при 180-200 °С время отверждения 5-15 мин) и образование покрытий с неплохими физико-механическими качествами.

Полиизоцианаты общей формулы используют в главном в блокированной форме. Практическое применение получили дибутилуретан, фенилуретаны, продукт ФЭУ, аддукты 2,4-толуилендиизоцианата и изофорондиизоцианата с е-капролактамом. Их обскурантистская способность проявляется в момент деблокирования, которое происходит при нагревании, обычно выше 120 С. При составлении композиций следует учесть, что выделяющиеся в процессе разложения уретанов растворители (спирты, оксибензолы) очень снижают вязкость расплава полимера и делают опасность потеков на вертикальных поверхностях изделий. Отвержденные изоцианатами покрытия прозрачные, гибкие, с неплохими хим и электронными качествами и высочайшей адгезионной прочностью.

Кислоты Льюиса служат катализаторами процесса отверждения эпоксисоединений.

Более нередко в порошковых красках используют комплексы трифторида бора с азотсодержащими соединениями – ацетоксимом (отвердитель УП-605/6р), а-нафтиламином (отвердитель УП-605/2р) и др. Они позволяют проводить отверждение композиций при низких температурах (до 150°С) и получать покрытия с неплохими механическими и электроизоляционными качествами.

Большая часть обрисованных отвердителей используют вместе с ускорителями; в отсутствие ускорителей эффективность многих из их мала, а качество получаемых покрытий оказывается недостаточно высочайшим.

При использовании дициандиамида ускорителями отверждения служат сначала разные азотсодержащие соединения: гуанидины, гидразины, имидазолы, пиридин, пиперидин, производные пиперазина, уротропин, триазин, производные мочевины. Так, композиции, содержащие дициандиамид и комплексы солей металлов (к примеру, меди) и имидазола, отверждаются при 177 °С за 4 мин, при 163°С за 5,5 мин, сохраняя при всем этом высшую стабильность в комнатных критериях. При внедрении в состав порошковых красок уротропина в количестве 1% время отверждения при 200 °С миниатюризируется до 10-15 мин.

В качестве ускорителей отверждения предложено использовать соли металлов (цинка, кадмия, ртути) и карбоновых кислот, к примеру угольной, амины, салицилальимид цинка и другие соединения. Также отлично идет отверждение эпоксисоединений дициандиамидом в присутствии ацилгуанидов, эфиров борной кислоты и аминоалкилгликоля, разных производных мочевины. При внедрении последних в композицию отверждение происходит при 140 °С за 4 мин, тогда как без ускорителя это время составляет 55 мин.

Огромную группу ускорителей представляют разные всеохватывающие соединения, к примеру координационные комплексы аминов с металлами, иодиды триметилсульфония и этилтрифенилсульфония, ацетилацетонаты двухвалентных металлов. Из ацетилацетонатов металлов (Zn, Mn, Со, Ni, Fe, Cr, Hg, Cu, Be, Mg) более эффективны ацетилацетонат цинка и его смесь с ацетилацетонатом магния (2:1). Рациональные их количества в рецептурах красок составляют 2-3 ч. на 100 ч. (масс.) эпоксиолигомера. Такие композиции с ДЦДА отверждаются при 150°С за 1 ч, при 120°С за 4,5-5 ч. Скорость отверждения возрастает, если ацетилацетонаты используют с добавками оловоорганических соединений дибутилдилаурата либо диизооктилтиогликолятдиоктилолова.

Ацетилацетонаты металлов эффективны не только лишь в композициях с ДЦДА, да и при использовании с отвердителями – многоосновными кислотами и ангидридами кислот. Лучшие результаты при всем этом демонстрируют ацетилацетонаты цинка и алюминия, введенные в количестве 3% (от массы олигомеров).

Другими ускорителями кислотного и ангидридного отверждения эпоксиолигомеров служат оксид, гидроксид и карбона, цинка (1-5% в композиции), третичные амины (бензилдиметиламин, трисдиметиламинометилфенол), пиперидин, аминопиридин, триазины, производные морфолина, пиразолон, пиримидин и другие гетероциклические соединения.

Положительное воздействие на отверждение эпоксиолигомеров как ДЦДА, так и ангидридами кислот оказывает присутствие в порошковых красках фенолоформальдегидных олигомеров новолачного и резольного типов. Последние, катализируя процесс отверждения, сразу ведут взаимодействие с эпоксидными олигомерами по месту гидроксильных групп, выполняя роль их отвердителей.

Необходимо подчеркнуть, что внедрение высокоактивных отверждающих систем не всегда полезно: декоративные характеристики («розлив») получаемых покрытий при всем этом приметно ухудшаются, не считая того, существенно осложняется контроль за изготовлением композиций.