Лако-красочные материалы — производство

Качество заполненных составов (красок) почти во всем находится в зависимости от метода смешения пигментов с пленкообразователем.

Обусловились последующие пути введения пигментов в порошковые составы 1) сухое смешение; 2) смешение (диспергирование) в расплаве; 3) диспергирование в растворе (дисперсии) пленкообразователя с следующей сушкой образующейся водянистой краски; 4) осаждение полимера из раствора на поверхности частиц пигмента; 5) осаждение (кристаллизация) пигмента на поверхности частиц полимера; 6) эмульсионная полимеризация либо поликонденсация мономера в присутствии пигмента. Промышленное применение получили в главном 1-ые два метода.

Перечисленные методы предназначают три вероятных варианта обоюдного рассредотачивания компонент в порошковых консистенциях:

1. пигментные частички находятся на поверхности частиц пленкообразователя; пигмент вроде бы «опудривает» полимер. Это может быть при условии, если поперечникы частиц полимера и пигмента несоизмеримы. Таковой случай имеет место при применении методов 1 и 5.
2. полимерные частички находятся на поверхности частиц (либо агрегатов частиц) пигмента, капсулируя последние. Случай типичен для метода 4.
3. пигментные частички сольватированы пленкообразователем и находятся снутри полимерной (олигомерной) частички, составляя с ней единое целое. Этот случай характерен для методов 2, 3, 6. По скорости пленкообразования и комплексу параметров покрытий наилучшими являются композиции с рассредотачиванием компонент по вариантам 2 и 3. С другой стороны, вариант 1 дает преимущество в отношении сыпучести, уменьшения слеживания и комкования составов.

В литературе дается анализ разных методов пигментирования порошковых пленкообразователей. Метод сухого смешения порошков один из более обычных и доступных зарекомендовал себя при получении красок на полимерных пленкообразователях, которые в начальном состоянии являются высокодисперсными порошками.

Было показано, что при таком смешении порошков может быть не только лишь обоюдное перераспределение частиц компонент, да и их дезагрегация с одновременным образованием смешанных агрегатов на принципе преимущесгвенной адсорбции частиц пигмента (как более высокодисперсного компонента) на поверхности полимерных частиц. Адсорбция, но, происходит неравномерно; пигмент размещается островками.

Таковой нрав рассредотачивания компонент проявляется и в покрытии. Срез поливинилхлоридной пленки, пигментированной диоксидом титана: толщина прослоек из пигмента, изолирующих полимерные частички, растет с повышением содержания пигмента в композиции. Фактором, содействующим гомогенизации, является уменьшение величины частиц смешиваемых компонент.

Краски, приобретенные методом сухого смешения, характеризуются малой степенью заполнения 3-15° (масс.) и низкой кроющей способностью 200-600 г/м2.

Смешение в расплаве предугадывает смачивание частиц пигмента пленкообразующим веществом до стадии формирования покрытия. Сразу со смачиванием происходит диспергирование, т.е. разрушение пигментных агрегатов с образованием более маленьких частиц и их равномерное рассредотачивание в объеме яркой системы. Процесс диспергирования в расплаве подчиняется всем закономерностям диспергирования в растворе. Подходящее воздействие на этот процесс оказывает наличие многофункциональных групп в молекулах пленкообразователя, также присутствие ПАВ в системе. Потому краски сделанные на различных олигомерах, могут иметь разную степень диспергирования пигментов и соответственно неодинаковую укрывистость. Более высочайшая укрывистость полиакрилатной краски по сопоставлению с эпоксидной разъясняется только другой природой многофункциональных групп акрилатного олигомера.

Скорость диспергирования очень зависит и от природы пигмента-характера и степени обработки его поверхности. Часто появляются трудности при диспергировании технического углерода, оксида хрома, хинакридоновых, фталоцианиновых, антантроновых и других пигментов. Все же, при использовании совершенного оборудования и соблюдении требуемых критерий диспергирования может быть достигнуто удовлетворительное рассредотачивание частиц и этих пигментов в композиции. Получаемые этим методом краски имеют, обычно, высочайшее заполнение и высококачественное рассредотачивание пигментов и, как итог, неплохую кроющую способность, достигающую уровня обыденных водянистых красок. Так, современные белоснежные эпоксидные и полиэфирные краски укрывают поверхность при толщине слоя 35-40 мкм, цветные 20 мкм и наименее.

Типичные по свойствам и строению частиц краски могут быть получены при осаждении либо кристаллизации полимеров из смесей на поверхности частиц пигментов. В случае кристаллических полимеров пигменты сразу делают роль эмбрионов кристаллизации. При осаждении происходит капсуляция частиц наполнителя в оболочку из полимера; образующиеся сложные частички с радиусом в несколько микрометров не делятся флотацией и электросепарацией, что позволяет наносить их хоть какими методами, не опасаясь расслоения. Степень заполнения таких порошковых красок может достигать 30-50% (масс.); рациональные эксплуатационные характеристики покрытий, но, соответствуют содержанию пигментов (диоксид титана и др.) 15% (масс.). Полиэтиленовые краски, сделанные этим методом, отлично укрывают поверхность при толщине пленки 40 мкм.

Заполненные составы, получаемые в процессе синтеза полимеров-полиакрилатов, полиамидов, полиуретанов, значительно отличаются по свойствам от материалов, приобретенных заполнением готовых полимеров. Наполнитель, вызывая блокирование контактирующих с ним молекул мономера, оказывает влияние на процесс полимеризации, строение и структуру образующихся полимеров. Нрав рассредотачивания частиц наполнителя в готовых композициях, но, стопроцентно находится в зависимости от степени их диспергирования и гомогенизации в начальной консистенции (мономерах). Тут подходящее воздействие оказывают ПАВ, также верно избранная скорость смешивания системы. Нужным условием образования высококачественных композиций является активация поверхности заполнителей.

В целом применимость того либо другого метода введения пигментов и заполнителей в порошковые составы определяется технико-экономическими факторами и качеством готового продукта. В последнем случае более принципиальное значение имеет степень диспергирования пигментов (она должна находиться на уровне современных водянистых красок, т. е. не превосходить 20 мкм).

Предложены различные пути улучшения сопоставимости пигментов и заполнителей с пленкообразователями: введение в композиции ионогенных и неионогенных ПАВ, внедрение низко- и высокомолекулярных добавок разной степени полярности, поверхностная обработка пигментов и заполнителей (модифицирование, аппретирование), микрокапсуляция. Адсорбируясь на поверхности пигмента либо наполнителя, эти вещества присваивают ей нужную полимерофильность либо полимерофобность и тем содействуют улучшению смачивания расплавами пленкообразователей. В особенности огромное признание в производстве порошковых красок получили выпускные формы пигментов и заполнителей – пигментные концентраты с содержанием пленкообразующего вещества 10-50%. Их готовят с применением полиэтиленгликоля, полиэтиленовых восков, атактического полипропилена, водянистых каучуков, низкомолекулярных полиамидов и выпускают в виде порошков, гранул либо паст. А именно, изготовляются выпускные формы пигментов под заглавием санилены (компания Sandoz, Швейцария), зикопласты, зикопуры (компания Zigle, ФРГ), люфилены (компания BASF, ФРГ). Они отличаются высочайшей степенью дисперсности, неплохой сыпучестью, мягкостью и широкой политрой цветов и могут применяться для изготовления порошковых красок, как сухим смешением, так и смешением в расплаве