ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Клеи на основе искусственных дисперсий полимеров из "Полимерные водные клеи" Этим названием обычно объединяют дисперсии (эмульсии), полученные из полимеров или олигомеров, а не полимеризацией мономеров в дисперсионной среде. Полученные дисперсии должны быть устойчивы при хранении и характеризоваться высокой степенью дисперсности и агрегативной устойчивостью (и при введении отвердителей). Из искусственных дисперсий для получения клеев чаще всего применяют дисперсии олигомеров или форполимеров эпоксидов и изоцианатов. Иногда фенолоформальдегидные и другие клеевые смолы выпускают не в виде истинных растворов, а в виде эмульсий. Они рассматриваются среди водорастворимых термореактивных клеев. В клеях могут применяться также искусственные латексы полиизопрена, бутилкаучука и сополимеров этилена с пропиленом [122]. [c.105] Существуют два основных способа получения искусственных дисперсий. По первому диспергирование происходит при интенсивном перемешивании в присутствии эмульгаторов олеофильного типа, растворенных в масле. На первой стадии образуется дисперсия типа вода в масле , а на второй при введении щелочи и омылении происходит обращение фаз с образованием дисперсии типа масло в воде . По второму способу эмульгируют растворы полимеров в воде, содержащей ПАВ, защитные коллоиды и прочие добавки, необходимые для получения стабильной эмульсии. [c.105] Принципиально иным методом является введение в молекулу смолы гидрофильных групп, придающих ей способность самоэмульгироваться. К таким группам относятся, в первую очередь, гидроксильные и карбоксильные и (в меньшей степени) аминогруппы. [c.105] Большое значение имеет правильный выбор эмульгатора для диспергирования эпоксидных смол. Он должен максимально адсорбироваться на границе раздела водная фаза — смола заряд ионогенного эмульгатора должен соответствовать заряду частиц полимера, чтобы избежать коагуляции. В качестве эмульгаторов применяют смеси блок-сополимеров этилен- или пропиленоксида с алкилфенольным эфиром полиэтиленоксида, производные канифоли, особенно ее аддукты с этиленоксидом, например алкоксилированные канифоли, полученные взаимодействием 1 моля канифоли с 20—30 молями этилен- или пропиленоксида. Такой эмульгатор в количестве 0,8—10 % от массы эпоксида образует водные эмульсии, стабильные до 3 лет и имеющие сухой остаток до 80 %, а размер частиц менее 0,5 мкм. Отвердителем служит эт 1е 1диамии, время отверждения при 20 °С составляет 12—20 ч. [c.106] Разработаны водоразбавляемые системы, состоящие из высокомолекулярной эпоксидной смолы, диспергированной в водной фазе, содержащей низкомолекулярную растворимую в воде эпоксидную смолу (например, типа ДЭГ-1). Низкомолекулярная смола действует как защитный коллоид, что улучшает технологические свойства конечного продукта. [c.106] В любых отношениях разбавляются водой некоторые азотсодержащие эпоксидные смолы. Они отверждаются ароматическими диаминами и ди-карбоновыми кислотами. Отвердители обычно применяют в виде дисперсий в воде. Для отверждения могут использоваться также дисперсии фенольных смол в смеси с аминами и др. [c.106] Перспективны самоэмульгирующиеся системы, которые получают, совмещая эпоксиды с полимерами, содержащими гидратирующиеся группы, с последующим эмульгированием в воде. Лучшие результаты получаются, если такие группы присутствуют в молекуле эпоксида. Наибольшее распространение получили композиции, состоящие из эпоксида и низкомолекулярного полиамида. Их соотношение подбирают таким образом, чтобы обеспечить некоторую растворимость полиамида в воде. При этом достигается необходимая степень гидратации поверхности частиц, и стабильность дисперсии повышается. Рекомендуются специальные марки эпоксидов с эпоксидным эквивалентом около 200 и вязкостью 0,5—0,6 Па-с [81]. Способность к самоэмульгированию придают также эпоксидам аминосодержащие аддукты. [c.106] В состав эпоксидных дисперсий вводят те же компоненты, что и в другие дисперсии. Загустителем служит метилцеллюлоза, смачивателем (в случае необходимости) может быть полиакрилат, гекса-метафосфат в аммиачном растворе и др. В дисперсии можно вводить практически любые наполнители. [c.106] При склеивании эпоксидными дисперсиями необходимо, чтобы по крайней мере один из склеиваемых материалов был пористым. Желательно, чтобы закрытая выдержка и прессование начинались после испарения основного количества водной фазы. До этого момента отверждение композиции по возможности не должно начинаться. В этом случае остаточные напряжения в клеевом соединении будут незначительно превосходить напряжения в соединениях на обычных эпоксидных клеях. [c.106] Эпоксидные дисперсии с малым сухим остатком (около 20 %) применяют для получения полимербетонов. Ими также пропитывают стеклоткань, ровницу и другие стекловолокнистые материалы, что обеспечивает высокую прочность при межслойном сдвиге стеклопластика. В клеевых композициях можно применять смеси эпоксидных и других дисперсий. Например, в качестве водостойкого клея для древесины предлагается смесь дисперсии сополимера этилакрилата, акриловой кислоты и стирола с карбоксиЛированным бутадиен-стирольным латексом и 45 %-ной дисперсией дифенилолпропановой эпоксидной смолы в соотношении 100 100 20. Известны и дисперсии сополимеров с соединениями, содержащими эпоксигруппы. Так, при изучении влияния на свойства полимера эпоксигрупп на поверхности частиц дисперсии сополимера этилакрилата с глицидилметакрилатом [125] показано, что прочность и модуль упругости снижаются, а набухание в диоксане и водопоглош,ение медленно возрастают с уменьшением числа эпоксидных групп. [c.107] В заключение следует заметить, что эпоксидные дисперсии до сих пор применялись преимуш,ественно в лакокрасочных покрытиях. Данные об их применении в промышленных процессах склеивания, изготовления стеклопластиков и древесностружечных плит практически отсутствуют, хотя патентная литература по этому вопросу достаточно обширна. [c.107] Другой путь получения полиуретановых дисперсий заключается в использовании иономерных полиуретанов. В этом случае не требуется введения эмульгаторов. Ионные центры в молекуле полиуретана возникают в результате взаимодействия полиэфирного форполимера с производным диэтаноламина и последующей кватернизацией с помощью бифункциональных агентов, например 1,4-бис (хлорметил) бензола [81]. Ионные группы образуются также при взаимодействии уретанового форполимера с галогенсодержащими спиртами с последующей обработкой третичным амином при обработке форполимеров солями алифатических диаминокарбоновых кислот. [c.107] При прямом эмульгировании макродиизоцианат эмульгируют в воде в присутствии ПАВ. Для снижения вязкости в систему вводят инертные растворители. Затем в присутствии катализатора, например третичного амина, происходит удлинение цепи полимера. Характеристики дисперсий существенно зависят от интенсивности перемешивания, которое может осуществляться с помощью ультразвука, в роторно-пульсационных аппаратах и др. Чем интенсивнее перемешивание, тем меньше раз.мер частиц дисперсии и выше прочность пленки [126]. [c.108] Получение полиуретановых дисперсий с помощью иономеров может осуществляться несколькими способами. По одному из них раствор полиуретанового иономера в неводном органическом растворителе, имеющий структуру ионной сетки и характеризующийся высокой вязкостью, разбавляют водой. По мере добавления воды взаимодействие ионных ассоциатов уменьшается, что сопровождается снижением вязкости. Затем ионное взаимодействие сменяется гидрофобным, и вязкость снова повышается. При увеличении содержания воды гидрофобные ассоциаты перегруппировываются в коллоидны частицы размером 0,005—10 мкм, которые и образуют стабильную дисперсию. [c.108] Другой способ характерен для нономеров, содержащих реакционноспособные группы. Такие продукты в виде растворов в толуоле или другом гидрофобном растворителе эмульгируют в воде с образованием эмульсии, которую обрабатывают удлинителями цепи. Стабильность системы обеспечивается введением небольшого количества,неионогенного ПАВ. [c.108] Третий способ — эмульгирование расплава иономера. Механизм эмульгирования заключается в гидратации ионных групп полимера с образованием эмульсии воды в полимере, последующем образовании гидрофобных ассоциатов молекул иономера, из которых при обращении эмульсии получаются частицы дисперсии. Последний способ наиболее производителен и не требует применения эмульгаторов и органических растворителей. Концентрация полиуретановых дисперсий довольно велика (30—60 %) и может быть повышена путем введения поливинилового спирта, поливинилпирролидона и др. При этом система расслаивается, и концентрация полимера соответственно растет. Загустителями полиуретановых дисперсий служат полиакрилаты, водорастворимые производные целлюлозы, казеинаты, карбамидоформальдегидные смолы и др. [c.108] Для отверждения полиуретановых дисперсий используют формальдегид. [c.109] Для повышения прочности, водостойкости и теплостойкости соединений на полиуретановых дисперсиях (а также на других дисперсиях) предложено добавлять к ним (в количестве от 1 до 20 % от массы диспергированного полимера) ароматический полиуретан или смеси ароматических полиуретанов со средней функциональностью 2,2 и эмульгатор, обеспечивающий диспергируемость ароматических полиуретанов в дисперсии [128]. Если соединения непластифицированного ПВХ на полиуретановой дисперсии без такой добавки не расслаиваются под постоянной нагрузкой в 10 Н/см при 50 °С не более 9 мин, то соединения с добавкой не претерпевают изменений в течение 3 ч. [c.109] Вернуться к основной статье