Полиакрилаты относятся к числу полимеров, образующих обратимые покрытия, однако при введении в макромолекулу функциональных групп - карбоксильных, метилольных, гидроксильных, эпоксидных и других - полимер приобретает способность образовывать необратимые покрытия при повышенных температурах. На основе таких полимеров созданы эмалевые покрытия, которые имеют хороший глянец и высокую прочность.
Несмотря на то что век нитрокрасок близится к закату, нитрат целлюлозы применяют для получения лакокрасочных материалов, насчитывающих десятки марок. Нитрат целлюлозы растворим в кетонах, эфирах и даже спиртах; покрытия на его основе тверды и малоэластичны, обладают плохой адгезией к окрашиваемой поверхности. Однако эти недостатки устраняются при добавлении пластификаторов и модифицирующих добавок.
Нитроцеллюлозные покрытия могут эксплуатироваться в атмосферных условиях только в течение 2-4 лет, после чего они теряют блеск, делаются хрупкими и растрескиваются. Эмали на основе нитрата целлюлозы быстро высыхают, (быстрее, чем другие эмали); они находят применение для окраски карандашей, дешевой мебели, детских игрушек, некоторых деталей автомобилей, станков и т.д. Существенным недостатком, ограничивающим использование нитроцеллюлозных эмалей, является горючесть самого материала и получаемых покрытий.
Все описанные лакокрасочные материалы содержат 30-85% различных растворителей: толуола, ксилола, этилового и бутилового спиртов, этил- и бутилацетата, ацетона, бензина, уайт-спирита и др. Это обусловливает их токсичность, опасность для работающих (пары растворителей могут образовать с воздухом взрывоопасные смеси), загрязнение окружающей среды (пары растворителей либо выбрасываются в воздух, либо задерживаются водяными фильтрами, после чего стоки сливаются в канализацию). Особенное значение для безопасности человека имеет лакокрасочное покрытие (ЛКП) оконных блоков. В связи с этим возникла проблема создания безвредных и безопасных лакокрасочных материалов. Например, мансардные окна fakro красятся только экологически безвредными ЛКМ, что подтверждается сертификатами производителя.
Одна из важнейших задач, стоящих перед производителями ЛКМ - исключить органические растворители из состава лакокрасочных материалов. Для этого имеются три пути: первый - добиться, чтобы растворитель не улетучивался, а взаимодействовал с пленкообразующим; второй - применять порошковые краски; третий - заменить органический растворитель водой.
В качестве примера можно привести лак на основе низкомолекулярных эпоксидных смол и аллилглицидилового эфира, содержащего ненасыщенные группы. Эфир играет роль растворителя, который взаимодействует с пленкообразующим. Однако такие лаки быстро загустевают, что затрудняет их применение.
Другой пример - это лаки на основе ненасыщенных полиэфиров (ими покрывают поверхность мебели). Лак состоит из трех компонентов: раствора полиэфира в мономере, инициатора и ускорителя, способствующих протеканию реакции образования полимерной пленки при комнатной температуре. При нанесении одного слоя такого лака образуется пленка толщиной 150-300 мкм, в то время как при использовании нитролаков для достижения такой толщины надо нанести 8-12 слоев.
Ученые и технологи задумались над тем, нельзя ли получать покрытия непосредственно из твердых лакокрасочных материалов? Оказывается можно, если использовать для этой цели порошкообразные материалы на основе полимеров, плавящихся без разложения. Такие порошки изготовляют из термопластичных полимеров: полиэтилена, поливинилхлорада, поливинилбутираля - и термореактивных: эпоксидных, акриловых, фенольных и др.
Порошковые краски получают двумя способами. По первому способу одновременно сплавляют все компоненты — полимер, пигмент, отвердитель (если он входит в рецептуру),— затем охлаждают расплав и измельчают твердую массу до необходимой степени дисперсности. Этот способ пригоден в том случае, когда температура плавления полимера ниже температуры, при которой начинается отверждение.
Если же отвердитель взаимодействует с полимером ниже температуры плавления полимера, то полимер сплавляют с пигментом, а затем диспергируют. Отдельно диспергируют твердый отвердитель, смешивают порошки в определенных соотношениях и получают сухую краску, готовую к употреблению.
Процесс формирования пленки из порошковых красок довольно прост. Порошок, нанесенный на поверхность, нагревают до заданной температуры, которая определяется природой смолы и отвердителя и находится в пределах от 130 до 200 °С. Краска расплавляется и прилипает к окрашиваемой поверхности. Для красок на основе термопластичных полимеров процесс формирования покрытия на этом заканчивается. При использовании же красок на основе термореактивных полимеров для получения покрытия должна произойти химическая реакция, например поликонденсация эпоксидной смолы с отвердителем. На этой стадии иногда требуется нагревание до 200 °С в течение 20-30 мин.
Следовательно, наносить порошковые краски можно только на те изделия, которые могут быть подвергнуты высокотемпературной сушке.
В.В. Чеботаревский «Лаки и краски - что это такое?» 1983 г.
|
|
|
