Конструкционные пластмассы
Полимеры для лакокрасочных покрытий
жүктеу/скачать 12,88 Mb.
|
Кн Архипова Полимеры с комплексом особых свойств (копия)
| 7. Полимеры для лакокрасочных покрытий
Лакокрасочные покрытия – это типичные полимерные композиции, основным назначением которых является защита материалов: металлов – от коррозии, древесины – от гниения, а также придание декоративного вида различным изделиям. Кроме того, они могут выполнять и ряд других специфических функций, в частности, придавать материалу или изделию электроизоляционные, светочувствительные свойства, стойкость к микроорганизмам, термостойкость, электропроводность и т.п. Ежегодно на все эти цели в мире расходуется около 20 млн. т лакокрасочных материалов, причем свыше 80% их объема – на защиту металлов от коррозии. Лакокрасочные покрытия представляют собой многокомпонентные композиции, из которых при нанесении тонким слоем на поверхность изделия формируется покрытие с заданным комплексом свойств. Основой любого лакокрасочного покрытия является пленкообразующее вещество, которое после нанесения на поверхность способно образовать сплошную пленку с хорошей адгезией к данному материалу и выполнять заданные функции. В качестве пленкообразователей обычно используют синтетические полимеры или олигомеры, образующие полимер в процессе нанесения покрытия. Кроме пленкообразователей в состав лакокрасочных материалов входят также пигменты, наполнители и специальные добавки. Пигменты представляют собой окрашенные высокодисперсные вещества, нерастворимые в органических растворителях, в воде или пленкообразователях. Пигменты придают покрытию цвет, непрозрачность («укрывистость»), повышают его прочностные и эксплуатационные свойства. Пигментами являются, главным образом, неорганические соединения, окрашенные в различные цвета: оксиды ( и др.) или соли металлов ( и др.), металлические порошки (пудра, пыль), а также технический углерод (сажа). Применяются в качестве пигментов и некоторые металлоорганические комплексные соединения (фталоцианины металлов), придающие покрытию красивые яркие тона. Наполнители – нерастворимые высокодисперсные неорганические вещества, которые в отличие от пигментов не придают покрытию ни цвета, ни укрывистости. Они регулируют вязкость покрытия, повышают прочность, влаго- и термостойкость и другие эксплуатационные свойства. В число специфичных добавок могут входить пластификаторы, антиоксиданты, светостабилизаторы и другие вещества. В зависимости от состава и назначения лакокрасочные материалы подразделяют на лаки, эмали, краски, грунтовки и шпатлевки. Лаки – это пленкообразующие системы, не содержащие пигментов или наполнителей. Они служат для получения прозрачных покрытий. Эмали и краски являются суспензиями пигментов (наполнителей) в пленкообразующих системах. Их применяют для получения наружных слоев покрытий по слою грунтовки или шпатлевки. Грунтовки – это те же пигментные лакокрасочные материалы, которые обеспечивают хорошую адгезию к поверхности и наружным слоям покрытия, а также обладают хорошими антикоррозионными свойствами. Шпатлевки представляют собой высоконаполненные лакокрасочные материалы, предназначенные для выравнивания (шпатлевания) окрашиваемой поверхности. Они отличаются высоким содержанием наполнителей и пигментов по отношению к пленкообразователю (от 5:1 до 12:1). В качестве наполнителей в шпатлевках используются мел, тальк, каолин, а в качестве пигментов – дешевые природные вещества (охру, мумию и др.). Итак, главным компонентом лакокрасочных покрытий являются пленкообразователи, в качестве которых применяют полимеры или олигомерные вещества, способные образовывать полимер в процессе нанесения покрытия. Все пленкообразующие вещества должны обладать следующими общими свойствами: хорошо смачивать защищаемую поверхность; легко и равномерно растекаться по ней (иметь хороший «розлив»); не содержать водорастворимых веществ, которые могут вызвать коррозию металлической поверхности или привести к отслоению покрытия при попадании влаги; достаточно быстро высыхать или отверждаться (от нескольких минут до 1 суток) при комнатной температуре или при нагревании. Кроме того, они должны легко смачивать поверхность частиц пигментов и наполнителей, адсорбироваться на них и служить им дисперсной средой (связующим), а после высыхания – прочно удерживать эти частицы в пленке силами адгезии, действующими на границе раздела пигмент-пленкообразующее. Из высокомолекулярных (полимерных) соединений в качестве пленкообразователей используются некоторые гетероцепные термопласты, такие например, как полиэфиры алифатического и жирноараматического строения, полиамиды (капрон и полиамид-12), полиимиды, а также термопластичные карбоцепные полимеры: полиэтилен, полипропилен, поливинилхлорид, политетрафторэтилен, поливинилацетат. Высокая молекулярная масса этих полимеров позволяет получать на их основе термопластичные покрытия с комплексом ценных физико-механических показателей, таких как высокая эластичность, твердость, хорошая механическая прочность и др. В то же время многие высокомолекулярные вещества характеризуются плохой растворимостью в большинстве растворителей, используемых в лакокрасочной промышленности. Это ограничивает применение высокомолекулярных термопластов в качестве покрытий. Большинство из них стали использоваться лишь после разработки новых типов пленкообразующих систем – дисперсных и порошковых. Значительно в большем объеме, чем термопласты, в качестве пленкообразующих применяют реакционноспособные олигомерные вещества (реактопласты). Невысокая молекулярная масса обеспечивает их высокую растворимость (т.е. дает возможность получать растворы с большим содержанием основного вещества: 40% и выше), а также хорошую растекаемость на поверхности («розлив»). Наличие функциональных групп в молекулах олигомеров обуславливает протекание химических реакций отверждения в процессе пленкообразования, что придает покрытию большую прочность и долговечность. Формирование сетчатой структуры может происходить либо за счет самоотверждения (при наличии групп разной функциональности), либо под влиянием инициирующих систем, вызывающих процесс полимеризации. Такие пленкообразователи, подвергающиеся химическим изменениям при образовании покрытия называют необратимыми (превращаемыми, отверждаемыми). Рассмотрим основные классы наиболее распространенных полимерных пленкообразователей, широко применяемых в промышленности и в быту. жүктеу/скачать 12,88 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|