Лако-красочные материалы — производство

Формирование покрытий из порошков связано с протеканием последующих процессов на поверхности подложки:

а) Ожижение — переход порошкового материала в капельножидкое состояние—расплав.

б) Монолитизация — слияние капель.

в) Отверждение —переход молекул из расплава в жесткое состояние при охлаждении.

Ожижение проводят при нагревании, но может быть применение дозированного воздействия на порошок растворителя (паров либо аэрозоля). Процесс слияния чатиц с удовлетворительной скоростью проходит в вязкотекучем состоянии. Время слияния частиц при данной температуре: tслиян =К·h·R/s, где R-радиус частиц, К – константа, h-вязкость, s-поверхностное натяжение расплава на границе с воздухом. Поверхностная энергия (DG) высвобождается в рез-те сокращения пов-ти частиц при слиянии, явл-ся ф-цией поверх натяжения расплава, радиуса частиц радиуса поверхности контакта ч-ц х. а DG=s(1/х-1/R).

Формирование покрытия из хоть какого порошкового ПОВ может быть проведено в широком интервале температур, но будет существенно различаться длительность процесса.

Скорость слипания частиц регулируют изменяя их размеры, вязкость, поверхностное натяжение расплава. Высокодисперстные порошки сформировывают покрытия существенно резвее при более низких температурах. Вязкость более легкорегулируемый параметр, уменьшают с внедрением ПОВ с наименьшей ММ, введением пластификаторов, с повышением температуры, испарением растворителей. Заполнение негативно сказывается на пленкообразовании. Время формирования покрытий при выдержке в парах растворителей: tПО=tН+ tС +tИ, где tН tИ – время набухания частиц и время испарения растворителя, tС – время слияния частиц.

При образовании трехмерных покрытий: tПО=tС + tСШ, где tС – время слипания частиц, tСШ – время лимитирующей стадии сшивки.

Формирование покрытий полимеризацией на поверхности подложки. Получают их многих ПОВ (ПУ, эпоксидных, масляных и т.д.).

Плюсы:

1. Отсутствие (либо малые издержки) растворителя;

2. Возможность получения покрытий пространственной структуры.

3. Хорошее отлитие покрытий.

Трудности и ограничение процесса связанны: большой удельной поверхностью эталона и как следствие воздействие кислорода воздуха (ингибиторы  процесса); улетучивание ПОВ. Кислород воздуха можно считать конкретным участником ПОВ, формирования структуры и параметров пленок, он может как ускорять, так ингибировать процесс ПМ. Механизм инициирования ПМ в присутствии О2:

1. Инициирование:

2. Рост цепи:

3. Обрыв цепи:

Нерадикальные продукты

Ингибирующее действие О2 определяется соотношением скоростей роста цепи w3 и присутствие w2 кислорода. Чем выше w3/w2 тем в наименьшей степени ПМ подвержена ингибированию.

При использовании мономеров и олигомеров с сопряженной системой двойных связей кислород воздуха выступает не столько ингибитором, сколько зачинателем пм. Это разъясняется особенным строением цепи таких мономеров и олигомеров и соответственно высочайшей активностью ?-связей в реакциях конструктивного присоединения и замещения.

Пленкообразование осуществляется в две стадии:

1-ая стадия:

Образование непредельных гидроперекисей  и изомеризация двойных связей.

2-ая стадия: образование полимерных товаров с образованием трехмерных полимеров имеет автокаталитический нрав и соправождается гель-эффектом. Сначала ПМ протекает в кинетическом режиме (скорость связывания кислорода отстает от скорости диффузии), потом — диффузионном (скорость связывания кислорода лимитируется его диффузией). ПМ на подложке сопровождается конфигурацией параметров ПОВ.

От момента окончания формирования покрытия степень использования двойных связей никогда не добивается 100%, По-этому пленка остается потенциально обскурантистски способной. Методы проведения процесса пленкообразования на подложке можно производить при соблюдении последующих критерий:

1. Высокая скорость генерирования свободных радикалов, что достигается введением ускорителей (сиккативы), инициаторов ПМ.

2. Для ингибирования кислородом ПОВ — устранение либо наибольшее уменьшение доступа кислорода воздуха методом экранирования водянистой пленки введение всплывающих добавок, загущение материала.

3. Энергетическое инициирование ПМ — термич., фотохимич., радиац..

Формирование покрытий поликонденсацией. Благодоря полифункциональности олигомеров конечные продукты пленкообразования представляют собой пространственно-сшитые полимеры. Реакция их образования именуется трехмерной ПК, в общем виде ее можно записать так:

МI+MJ®MZ, где МI, MJ—олигомеры, а МZ—пространственносшитый полимер.

По степени молекулярной разветвленности различают три стадии трехмерной ПК: А—образование растворенного линейного полимера; В—образование отчасти раствореного линейного полимера; С—образование нерастворимого, неплавкого полимера сетчатой структуры. Проведение ПК на подложке упрощает удаление побочных низкомолекулярных товаров реакций, но наращивает значение термоокислительных процессов, растут утраты при испарении, в особенности если покрытия получают при завышенных температурах.

Уменьшение температуры и ускорение процесса пленкообразования  в технологии покрытий из материалов ПК типа достигается применением катализаторов: органических и неорганических кислот и их ангидридов.