Технологии применения - Технология изготовления ЛКМ

Получение и функции пленкообразователей в рецептурах ВД-ЛКМ были рассмотрены в главе 1. Ниже отметим наиболее важные техническиe требования, предъявляемые к современным пленкообразователям в зависимости от области применения ЛКМ и типа окрашиваемой поверхности:

Следует отметить, что требования к пленкообразователям зависят также и от степени наполнения краски, в состав которой они входят. Так, краски с ОКП < КОКП образуют сплошные непористые полимерные покрытия, свойства которых определяются главным образом пленкообразователем.

В этом случае пленка дисперсии должна обладать высокими деформационно-прочностными свойствами, блеском, водо- и атмосферо-стойкостью, так как наполнители и пигменты равномерно распределены в пленке дисперсии и слабо влияют на свойства покрытия. Для низко наполненных композиций, к числу которых относятся материалы для наружных работ, наиболее подходящими пленкообразователями являются чисто акриловые дисперсии, т.к. в большинстве случаев именно они способны обеспечить высокую водо - и атмосферостойкость, паропроницаемость, стойкость к УФ-излучению (отсутствие меления), достаточную эластичность и низкое грязеудержание. Однако в ряде случаев в рецептурах красок для наружных работ неплохие результаты дает применение и стиролакриловых сополимеров.

Композиции с ОКП > КОКП образуют пленки и покрытия с открытыми порами. Таким образом, на их свойства основное влияние оказывают пигменты и наполнители. Для высоконаполненных рецептур (материалов для внутренних работ) принципиальными требованиями являются хорошая совместимость с пигментами и наполнителями, высокая «пигментная емкость» пленкообразователя и гидрофобизирующие свойства дисперсии. Такие свойства обеспечивают главным образом стиролакриловые дисперсии.

Кроме того, для интерьерных красок большое значение имеет слабый запах и низкое содержание летучих веществ. Содержание остаточных мономеров и летучих органических соединений в пленкообразователе должно быть минимальным, а аммиак и амины — отсутствовать.

Следует особо отметить необходимость устойчивости пленкообразующих дисперсий к омылению. Это требование связано с тем, что ВД-ЛКМ часто применяют для окрашивания не полностью карбонизованных сильнощелочных цементных подложек с рН > 12 (например, штукатурка для каменной кладки). Дисперсия для таких покрытий должна иметь высокую устойчивость к действию щелочей и омылению, в противном случае будут наблюдаться меление и растрескивание покрытия, потеря адгезии и его срок службы окажется непродолжительным. Высокую омыляемость или гидролизуемость дисперсиям придают главным образом простые эфирные группы, присутствующие в макромолекулах полиакриловых и поливиниловых эфиров.

Критерием устойчивости к гидролизу является число омыления. Для его определения 10 г 50%-ной дисперсии разбавляют 30 мл воды до рН = 7, добавляют 50 мл 1 н. раствора гидроксида натрия и выдерживают при 50°С в течение 24 ч. Количество прореагировавшей щелочи определяют титрованием 1 н. раствором соляной кислоты. Если на титрование пошло 50 мл соляной кислоты, это означает, что полимер абсолютно устойчив к гидролизу, т.е. щелочь совсем не израсходовалась. Более низкие значения характеризуют тенденцию к гидролизу. Полному гидролизу соответствует число омыления 0.

Из приведенных данных следует, что наиболее высокой устойчивостью к омылению обладают стиролакриловые и чисто акриловые сополимеры, в особенности на основе длинноцепных акриловых эфиров, таких как н-бутилакрилат или 2-этилгексилакрилат.

Поливиниловые эфиры на основе бутилацетата и бутилпропионата менее устойчивы к омылению, чем акриловые сополимеры, даже после сополимеризации с этиленом, винилхлоридом или дорогими мономерами со стерически объемными группами (эфирами синтетических жирных кислот с разветвленной цепью или трет-бутилакрилатом).

Стиролакриловые сополимеры более устойчивы к омылению, чем чисто акриловые, так как стирол — очень гидролитически устойчивая структура. Следует отметить, что чувствительность дисперсий к омылению повышается при уменьшении размеров их частиц вследствие увеличения площади поверхности.

Водостойкость пленок на основе полимерных дисперсий определяется как скоростью, так и количеством воды, поглощенной за определенное время (обычно 24 ч) [54]. Водопоглощение может давать пластифицирующий эффект и повышать эластичность пленки, однако при этом снижается её механическая прочность и адгезия к подложке. Следовательно, водопоглощение пленкообразующих дисперсий необходимо минимизировать.

Уровень водопоглощения пленок зависит от следующих факторов:

Наибольшее влияние на водопоглощение полимера оказывает его мономерный состав. Наличие в полимере гидрофильных групп, сольватирующихся водой (например, карбоксильных), повышает водопоглощение пленок. Как правило, соблюдается следующая закономерность: чем выше гидрофильность полимера, тем выше водопоглощение пленок на его основе при прочих равных условиях. Это можно проиллюстрировать значениями водопоглощения серии полиакриловых дисперсий с одинаковой температурой стеклования