- •1. ЛАКОКРАСОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ: ПРИНЦИПЫ КЛАССИФИКАЦИИ, ХАРАКТЕРИСТИКИ МАТЕРИАЛОВ, КОМПОНЕНТЫ СИСТЕМ
- •ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ЛАКОКРАСОЧНЫХ МАТЕРИАЛАХ И ИХ КЛАССИФИКАЦИЯ
- •• Лакокрасочное покрытие – покрытие, сформированное на поверхности изделия после нанесения на него
- ••Согласно ГОСТ 9.032 существуют система обозначений покрытий,
- •• По условиям эксплуатации покрытия из них подразделяются на 11
- •• Стандартный индекс лакокрасочного материала
- •• На практике принято также подразделять лакокрасочные покрытия на группы и по дополнительным
- •ПРИМЕРЫ ОБОЗНАЧЕНИЯ ЛАКОКРАСОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ И ПОКРЫТИЙ
- •• Олифа – пленкообразующая жидкость – продукт переработки растительных масел или жирных алкидных
- •ПИГМЕНТЫ И НАПОЛНИТЕЛИ
- •• У всех пигментов имеются свои особенности и характеристики. Они обладают уникальными свойствами,
- •НЕОРГАНИЧЕСКИЕ ПИГМЕНТЫ КЛАССИФИЦИРУЮТСЯ:
- •РАСТВОРИТЕЛИ И РАЗБАВИТЕЛИ
- •• Пластификаторы — органические продукты, придающие лакокрасочным пленкам (покрытиям) необходимую эластичность, повышенную стойкость
- •• Для получения ЛКМ могут быть использованы различные виды пленкообразующих систем, в том
- •• Полимерные органодисперсии.
- •• Водные дисперсии полимеров.
- •• 100% -ные пленкообразующие системы.
- •• Поликонденсация- реакция синтеза полимеров из полифункциональных мономерных соединений, протекающая как типичная ступенчатая
- •ОСНОВНЫЕ СПОСОБЫ ПРОВЕДЕНИЯ ПОЛИМЕРИЗАЦИИ
- •2. Полимеризация в растворе
- •3. Суспензионная полимеризация
- •4. Эмульсионная (латексная) полимеризация
- •5. Полимеризация в газовой фазе:
- •СПОСОБЫ ПРОВЕДЕНИЯ ПОЛИКОНДЕНСАЦИИ
- •Поликонденсация в растворе
- •Поликонденсация на границе раздела фаз
- •Поликонденсация в эмульсии
- •• Термореактивные полимеры при повышении температуры сначала становятся пластичными, но затем под влиянием
- •СЛОЖНЫЕ ПОЛИЭФИРЫ (ОЛИГОЭФИРЫ)
- •Олигоэфиры, полученные поликонденсацией двух- и полифункциональных спиртов и карбоновых кислот или их
- •АЛКИДНЫЕ ОЛИГОМЕРЫ
- •Синтез глифталевых смол, модифицированных растительными маслами, осуществляют методом
- •2) этерификация при 200—250 °С моно- и диглицеридов фталевым ангидридом:
- •• Разновидности алкидов:
- •ОСНОВНЫЕ ВИДЫ ЛАКОКРАСОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ ОЛИГОЭФИРОВ
- •Материалы на основе средней жирности отверждаются
- •ПОЛИАМИДЫ И ПОЛИИМИДЫ
- •Покрытия из полиамидных порошков характеризуются высокой механической прочностью и удовлетворительными диэлектрическими свойствами. По
- •Полиимиды – гетероцепные полимеры, содержащие в основной полимерной цепи повторяющиеся имидные циклы.
- •ФЕНОЛФОРМАЛЬДЕГИДНЫЕ ОЛИГОМЕРЫ
- •Фенольные
- •По целому ряду свойств пластмассы на основе фенолоформальдегидных смол и сейчас остаются непревзойдённым
- •КАРБАМИДО – И МЕЛАМИНОФОРМАЛЬДЕГИДНЫЕ
- •Поликонденсация карбамида с формальдегидом проходит в несколько
- •Поликонденсация меламина с формальдегидом состоит из серии последовательно-параллельных реакций: гидроксиметилирования меламина и последующей
- •ЛАКОКРАСОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ НА ОСНОВЕ КАРБАМИДОИ
- •КРЕМНИЙОРГАНИЧЕСКИЕ ОЛИГОМЕРЫ
- •ЛАКОКРАСОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ НA ОСНОВЕ ОЛИГООРГАНОСИЛОКСАНОВ
- •На основе олигоорганосилоксанов получают лакокрасочныe материалы для термо-, водо-; свето- и атмосферостойких покрытий.
- •ЭПОКСИДНЫЕ ОЛИГОМЕРЫ
- •Эпоксидные пленкообразующие представляют собой реакционноспособные олигомеры, которые переходят в неплавкое и нерастворимое состояние
- •ЛАКОКРАСОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ НА ОСНОВЕ ЭПОКСИДНЫХ ОЛИГОМЕРОВ
- •Порошковые материалы
- •Водоразбавляемые и воднодисперсные материалы
• Термореактивные полимеры при повышении температуры сначала становятся пластичными, но затем под влиянием катализаторов или отвердителей протекают реакции, в результате которых образуется трехмерная структура. Полимеры такого типа затвердевают, становятся неплавкими и нерастворимыми.
•Термопластичными называют полимеры, способные многократно размягчаться при нагревании и отвердевать при охлаждении. Эти и многие другие свойства термопластичных полимеров объясняются линейным строением их макромолекул.
•По способу формирования покрытий пленкообразующие вещества подразделяют на превращаемые и не превращаемые. Превращаемые пленкообразователи - это термореактивные полимеры, которые образуют неплавкие и нерастворимые покрытия, приобретая пространственную структуру и переходя в твердое состояние при нагревании, введении катализатора или окислении на воздухе (при высыхании натуральных олиф).
•Не превращаемые пленкообразователи образуют плавкие, растворимые покрытия в результате испарения органических растворителей (нитроцеллюлозные, перхлорвиниловые) или воды (водоэмульсионные), а
также при нагревании (термопластичные полимеры). В отличие от термореактивных эти полимеры не изменяются при нагревании и образуют пленки линейной структуры.
СЛОЖНЫЕ ПОЛИЭФИРЫ (ОЛИГОЭФИРЫ)
• Сложные полиэфиры – это гетероцепные полимеры, содержащие в основной цепи регулярно повторяющиеся сложноэфирные группы.
•Полиэфиры получают как по реакции поликонденсации полиатомных спиртов с поликарбоновыми кислотами или их производными, так и по реакции полимеризации гетероциклов.
•Основным сырьем для получения олигоэфиров служат спиртовые и кислотные
соединения:
-двухатомные спирты (этиленгликоль, диэтиленгликоль), трехатомные спирты (глицерин) и четырехатомные спирты (пентаэритрит);
-карбоновые кислоты и ангидриды (адипиновая кислота, малеиновый и фталевый ангидрид).
При применении бифункциональных мономеров образуются продукты линейного строения, как, например, при поликонденсации этиленгликоля и адипиновой кислоты:
(n+1) HOCH2CH2OH + nHOOC(CH2)4COOH ↔H[OCH2CH2 – OOC(CH2)4CO]nOCH2CH2OH
+ 2nH2O
Повышение функциональности спирта или карбоновой кислоты приводит к
получению олигоэфира разветвленного строения, но не меняет химической
сущности протекающих процессов.
Олигоэфиры, полученные поликонденсацией двух- и
полифункциональных спиртов и карбоновых кислот или их
производных, принято называть немодифицированными.
Среди немодифицированных олигоэфиров в отдельную группу обычно выделяют олигоэфиры, полученные с использованием виниловых исходных компонентов, например малеинового ангидрида или акриловых кислот. Эти олиглэфиры называют ненасыщенными.
Помимо перечисленных основных исходных компонентов в состав пленкообразующих олигоэфиров могут вводиться монофункциональные кислотные компоненты, играющие роль модификаторов. Такими модификаторами служат обычно предельные и непредельные монокарбоновые жирные кислоты или их триглицериды (растительное масло), кислоты канифоли, ароматические монокарбоновые кислоты и другие соединения.
Олигоэфиры, полученные с применением различных модификаторов, называют модифицированными. Они известны также под термином алкидные олигомеры (или алкиды).
|
•Кроме упомянутых трех основных типов сложных |
||||||
олигоэфиров известно большое число их всевозможных |
|||||||
модификаций – как за счет сочетания олигоэфиров |
|||||||
разного строения, так и в результате их химического |
|||||||
взаимодействия |
с |
мономерами, |
олигомерами |
и |
|||
полимерами других классов (например, алкидноакриловые |
|||||||
и |
алкидностирольные |
олигомеры, |
меламино- |
и |
|||
карбамидоалкидные и др.). |
|
|
|
|
|||
в |
•Немодифицированные олигоэфиры находят применение |
||||||
качестве |
гидроксилсодержащих |
компонентов |
|||||
полиуретановых лакокрасочных материалов, а также для |
|||||||
получения порошковых красок и термопластичных |
|||||||
покрытий. В двух последних случаях используются |
|||||||
главным образом олигоэфиры терефталевой кислоты. |
|
||||||
|
•Новым |
направлением |
|
использования |
|||
немодифицированных |
олигоэфиров |
является создание |
|||||
материалов с высоким содержанием основного вещества |
|||||||
(> 80 %), представляющих собой композиции |
|||||||
немодифицированных |
|
олигоэфиров |
с |
||||
АЛКИДНЫЕ ОЛИГОМЕРЫ
• Алкидные смолы — сложные эфиры, получаемые при взаимодействии многоатомных спиртов с многоосновными кислотами. Наибольшее применение в лакокрасочной промышленности имеют модифицированные растительными маслами или жирными кислотами растительных масел глифталевые смолы (глифтали) на основе глицерина и фталевого ангидрида и пентафталевые смолы (пентафтали) на основе пентаэритрита и фталевого ангидрида. В качестве модифицирующего вещества чаще всего применяют льняное, подсолнечное или касторовое масло.
Синтез глифталевых смол, модифицированных
растительными маслами, осуществляют методом
алкоголиза в две стадии:
1) алкоголиз (переэтерификация) растительного масла при 240 – 260 °С в присутствии катализатора (обычно линолеата или нафтената кальция либо свинца); процесс протекает с образованием смеси моно- и диглицеридов:
где R, R' и R" — радикалы жирных кислот;
2) этерификация при 200—250 °С моно- и диглицеридов
фталевым ангидридом:
Процесс контролируют по вязкости и кислотному числу смолы. Имеются алкидные смолы, в которых растительные масла заменены талловым маслом (смесь органических соединений, преимущественно карбоновых кислот), либо синтетическими жирными кислотами - продуктами окисления парафина. В некоторых смолах к маслам добавляют канифоль (не более 10%). Алкидные смолы подразделяют по жирности на жирные, содержащие более 60 % масла, средние – 45-60 %
масла и тощие – 35-45 % масла.
• Разновидности алкидов:
- Олигоэфиры, модифицированные растительными
маслами и их жирными кислотами;
- Олигоэфиры, модифицированные синтетическими жирными кислотами с линейной и а-разветвленной цепью;
- Олигоэфиры, модифицированные СЖК;
- Олигоэфиры, модифицированные бензойными
кислотами;
- Олигоэфиры, модифицированные канифолью; - Олигоэфиры, модифицированные талловым маслом;
- Алкидно – стирольные и алкидно – акриловые
сополимеры.
