Лако-красочные материалы — производство

Функции пластификаторов в порошковых красках обширнее, чем в водянистых: ими регулируют не только лишь физико-механические и другие характеристики покрытий, но, что в особенности принципиально, пленкообразование-снижают температуру и время формирования покрытий. Так как пленкообразователи для порошковых красок (в отличие от водянистых) используются только в жестком (застеклованном либо кристаллическом) состоянии, без пластификаторов тяжело получить высокоэластичные покрытия. Пластификаторы упрощают получение покрытий из нетермостойких полимеров, таких как поливинилхлорид, поливинилфторид, сополимеры винилхлорида, полиформальдегид, эфиры целлюлозы.

Имеются некие особенности пластификации пленкообразователей, которые обоснованы требованиями к порошковым краскам:

1. пластификатор должен быть подобран и введен таким макаром, чтоб не нарушить начального агрегатного состояния полимера и не усугубить технологических параметров краски, в особенности сыпучести и гранулометрического состава;
2. беря во внимание относительно высшую температуру пленкообразования, следует использовать пластификаторы с низким давлением паров; тут многие всераспространенные пластификаторы (низшие фталаты, себацинаты и др.) оказываются неприменимыми для порошковых красок.

Для пластификации порошковых пленкообразователей применимы как водянистые, так и твердые пластификаторы. 1-ые используют как конкретно в водянистом состоянии, так и в латентной форме-в капсулированном виде либо адсорбированными на цеолитах либо других активных наполнителях. Внедрение водянистых пластификаторов может быть при условии неплохого поглощения их частичками полимера, что находится в зависимости от личных свойств обоих компонент. Но и при неплохой сорбции их можно вводить в порошковые консистенции только в умеренных количествах. Пределы введения водянистых пластификаторов определяются температурой стеклования пластифицированной системы. Полимер после пластификации должен оставаться в застеклованном состоянии. Но даже в данном случае вследствие проявления капиллярных сил воды, адсорбированной на частичках, наблюдается их частичная агрегация и сыпучесть порошков приметно падает. Степень применимости водянистых пластификаторов для различных порошковых красок неодинакова.

Поливинилхлоридные порошки довольно отлично сорбируют водянистые пластификаторы, по этому в их удается вводить до 30-50 ч. (масс.) пластифицирующих веществ на 100 ч. (масс.) полимера без утраты сыпучести. Сорбционная способность, но очень находится в зависимости от строения и морфологии частиц полимера [52], так как пластификатор удерживается частичками в главном за счет капиллярного впитывания. Впитывание ускоряется с увеличением температуры, потому порошки
поливинилхлорида пластифицируют обычно при 80-110 С.

Полимеры (поливинилбутираль, полистирол, этилцеллюлоза), владеющие наилучшей растворимостью, чем поливинилхлорид. кооперировать с водянистыми пластификаторами существенно сложнее. Порошки этих полимеров резко теряют сыпучесть; при внедрении на 100 ч. (масс.) полимера 15-20 ч. (масс.) пластификаторов они обычно становятся не способными к псевдоожижению, улеживаются и комкуются.
В особенности чувствительны к водянистым пластификаторам порошки кристаллических полимеров — целофана, пентапласта, фторопластов. Из-за отсутствия молекулярного и капиллярного поглощения полимерами пластификаторы концентрируются на поверхности их частиц, вызывая резкий рост сил прилипания меж ними, а отсюда, и утрату сыпучести порошков. Потому водянистые пластификаторы не достаточно применимы при составлении порошковых композиций из кристаллических полимеров. Введение пластификаторов в капсулированном виде либо нанесенными на цеолиты в известной степени избавляет отмеченные недочеты, но приводит к удорожанию красок; не считая того, цеолиты понижают водоустойчивость покрытий.

Жесткими пластификаторами служат разные нелетучие, совместимые с полимером кристаллические низкомолекулярные вещества с температурой плавления 50-200 °С. Их можно вводить в по- рошковые консистенции в довольно огромных количествах как в виде расплава, обрабатывая полимер при нагревании, так и методом механического смешения порошков. Пластифицирующий эффект, как проявили исследования , не находится в зависимости от агрегатного состояния пластификаторов. Покрытия, приобретенные с применением жестких пластификаторов, так же эластичны и гибки, как и с применением водянистых.

Твердые пластификаторы в отличие от водянистых в наименьшей степени понижают сыпучесть порошков; их технологически легче вводить в композиции, при их использовании расширяются способности регулирования параметров покрытий прямо до получения высокоэластичных пленок.
На примере систем поливинилбутираль-ацетилсалициловая кислота и поливинилбутираль-монобутилфталат определены коэффициенты диффузии Д (в м2/с) пластификаторов в полимер при различных температурах

В критериях хранения порошковых консистенций (температура 30 гдадусов) значения Д довольно малы, чтоб вызвать нарушение их стабильности; напротив, при пленкообразовании (температура 160°С) Д возрастает на несколько порядков; это обеспечивает равномерное рассредотачивание пластификаторов в полимерной пленке. Было найдено, что при температуре 160 С время полного исчезновения (диффузии) частиц этих пластификаторов (средние размеры 20 мкм), находящихся в полимере поначалу в жестком, а потом в капельно-жидком состоянии, не превосходит 2,5 • 10-3 мин, что существенно меньше времени, нужного для формирования покрытия.

Недочетом жестких пластификаторов является их ограниченная сопоставимость с полимерами. Так, приблизительный предел сопоставимости твердого пластификатора трифенилфосфата с поливинилхлоридом и полистиролом 30% (масс), с поливинилбутира-лем-20% (масс.).
Особенный энтузиазм представляют пластифицирующие вещества, способные в критериях пленкообразования вступать в хим взаимодействие с полимером. Такими субстанциями для ацеталей поливинилового спирта являются, а именно, твердые ароматичные кислоты-салициловая, ацетилсалициловая, бензойная, моноалкилфталаты и др. Реагируя с полимером (реакция идет по месту гидроксильных групп), они вызывают его внутреннюю пластификацию, в итоге чего возрастает сопоставимость и устраняется улетучивание пластификаторов при эксплуатации покрытий.

Повысить предел сопоставимости жестких пластификаторов также можно методом использования их в консистенции с водянистыми. К примеру, смешение трифенилфосфата с алкилфталатами существенно понижает его кристаллизующую способность как в бинарной консистенции, так и в особенности в композициях с полимерами, а именно с поливинилхлоридом.

В главном пластифицируют бесформенные полимеры, в порошковые краски на кристаллических полимерах пластификаторы вводят еще пореже, только для уменьшения вязкости расплавов и соответственно понижения температуры пленкообразования. Пластификаторами для целофана, а именно, могут служить вазелиновое масло, антрацен, трифенилфосфат, для пентапласта — дидоде-цилфталат, диоктилсебацинат; для поливинилфторидаимиды малеиновой кислоты (2,4-диметилфенилмалеимид, бензил- и нафтилмалеимиды). Для облегчения процесса формирования покрытий в состав красок время от времени вводят пластификаторы с высочайшим давлением паров, именуемые латентными растворителями. В случае красок на поливинилфториде ими служат, а именно, диметилфталат, метилсалицилат и др.

Пластификация кристаллических и бесформенных полимеров может быть достигнута и в процессе получения покрытий с внедрением пластификаторов в качестве склейкой базы либо остыванием покрытий в пластифицирующей среде. Эти методы основаны на диффузии водянистого пластификатора в слой полимера в нагретом состоянии. Они отличаются простотой выполнения и в ряде всевозможных случаев могут представлять практический энтузиазм.

Более комфортным в технологическом отношении является метод пластификации методом дозированной обработки порошкового материала, нанесенного на подложку аэрозолем пластификатора. Обработка порошка может быть проведена и в процессе его нанесения на подложку, к примеру при электрораспылении. В данном случае вместе с пластификацией обеспечивается регулирование электронных характеристик порошкового материала, что делает подходящие условия для получения покрытий требуемой толщины и свойства.

Не наименьшего внимания заслуживают и методы, основанные на синтезе пластификаторов в процессе формирования покрытия, к примеру за счет термического распада тех либо других веществ, введенных в композицию (блокированные изоцианаты и др.), либо взаимодействия компонент порошкового состава меж собой либо с наружной средой. А именно, предложен метод получения полимерных покрытий, при котором пластификация получается из-за моноэфиров ароматичных либо алифатических кислот, образующихся при пленкообразовании в итоге реакции компонент смеси-ангидридов соответственных кислот с гликолями. Пластификаторы оказывают влияние на технологические, реологические и пленкообразующие характеристики порошковых красок и на эксплуатационные характеристики получаемых из их покрытий.

Пластифицированные композиции имеют более низкие значения температуры текучести и вязкости расплава; соответственно понижается и температура формирования покрытий. Таким макаром, добавка пластификатора оказывает влияние на вязкость расплавов полимиеров так же, как и увеличение температуры. Существенна роль пласстификаторов и в регулировании параметров покрытий.

В особенности принципиальным является понижение внутренних напряжений, которые всегда значительны в покрытиях, получаемылх из порошковых полимеров, и часто служат предпосылкой их раннего растрескивания и отслаивания от подложки. Типично, что с увеличением концентрации пластификаторов внутренние напряжения в покрытиях понижаются более резко, чем крепкость пленок при растяжении. Таким макаром, наблюдается рост коэффициента характеризующего припас прочностги либо долговечности покрытий. При помощи пластификаторов удается предупредить растрескивание покрытий из полистирола, этгилцеллюлозы и ацетобутирата целлюлозы, понизить внутренние напряжения в поливинилбутиральных, эпоксидных и полиэфирных покрытиях. Пластификаторы значительно изменяют и многие другие характеристики покрытий: понижают модуль упругости и твердость, наращивают упругость, относительное и остаточное удлинение. Для многих пластифицированных покрытий свойственна более высочайшая адгезия по сопоставлению с непластифицированными. Возможно, вследствие снижения вязкости расплавов при пластификации усиливаются микрореологические явления в пограничных слоях, благоприятствующие установлению контакта пленки с подложкой. При пластификации обычно ухудшаются диэлектрические характеристики и хим стойкость покрытий, в особенности если в качестве пластификаторов используются полярные низкомолекулярные вещества.