Стабильность растворов пленкообразователей

СТАБИЛЬНОСТЬ РАСТВОРОВ ПЛЕНКООБРАЗОВАТЕЛЕЙ [c.83]

Реологические свойства лакокрасочных материалов. Стабильность растворов пленкообразователей. . . [c.193]

В определенной степени решению этих проблем и посвящена данная книга, в которой авторы, наряду с вопросами практического характера, хотели показать пути, по которым могут развиваться химия и технология лакокрасочных материалов, поскольку они имеют определяющее значение в решении долговременных задач. В книге освещены общие вопросы синтеза всех важнейших классов водорастворимых пленкообразователей, описаны основные типы промышленных продуктов, дана их сравнительная оценка, показаны перспективные направления в области их синтеза. Большое значение имеет рассмотрение теоретических и практических задач, связанных с разработкой и изготовлением пигментированных материалов, проблем стабильности растворов пленкообразователей и стабилизации пигментных суспензий, которые особенно актуальны для водорастворимых материалов (в отличие от органорастворимых, в кото- [c.6]

При использовании термопластичных пленкообразователей на стабильность растворов оказывают влияние главным образом следующие факторы [c.85]

Если пленкообразователь определяет свойства покрытий, стабильность водного раствора и параметры процесса электроосаждепия, то нейтрализатор [2], растворители и добавки, как правило, влияют в основном на стабильность раствора и течение процесса электроосаждения через такие параметры как pH, концентрация, электропроводность и другие. Пигмент в основном определяет свойства покрытия цвет, внешний вид, физикохимические и защитные свойства. [c.108]

В литературе имеются сведения о работах по получению полимеризационных пленкообразователей для злектроосаждения с применением сложных виниловых эфиров [68]. Высокая стабильность растворов, содержащих сополимеры виниловых эфиров а-разветвленных алифатических кислот объясняется их значительной стойкостью к гидролизу [4]. Эта стойкость намного выше, чем у сополимеров акриловых эфиров. Такие смолы в сочетании с аминопластами дают при электроосаждении белые однослойные покрытия с хорошей химической стойкостью [79]. [c.128]

Как и в случае поликонденсационных пленкообразователей, синтез полимеризационных не ограничивается проведением основной реакции. В большинстве случаев после окончания реакции цепной полимеризации либо параллельно с ней проводят модифицирование макромолекул с целью изменения реакционной способности функциональных групп, повышения растворимости пленкообразователя и стабильности растворов, улучшения эксплуатационных качеств покрытий и др. Необходимость в дополнительном модифицировании вызвана тем, что варьированием состава мономерной смеси при получении сополимерных пленкообразователей не всегда удается достичь требуемых свойств. Это связано как с ограниченным набором мономеров, так и с их способностью к сополимеризации. [c.11]

При изготовлении пигментированных материалов на основе водорастворимых пленкообразователей (грунтовок, эмалей) и их использовании для окрашивания изделий приходится сталкиваться с рядом дополнительных проблем при диспергировании пигментов в водно-спиртовых растворах пленкообразователей при соответствующих pH растворов ухудшаются условия смачивания поверхности пигментных частиц и их дезагрегирование наблюдается сильное вспенивание системы при механическом воздействии на нее вследствие разогрева материала возможно улетучивание низкомолекулярных нейтрализующих компонентов и снижение стабильности системы вплоть до коагуляции не все пигменты химически устойчивы в щелочных и кислых средах рабочие растворы, особенно для электроосаждения, как правило, имеют низкие концентрацию и вязкость, в них происходит быстрое оседание пигментов и др. [c.79]

При подборе оптимального соотношения пигмент — связующее для диспергируемых паст установлено, что наибольшая эффективность диспергирования технического углерода в водных растворах сополимера малеинизированного льняного масла со стиролом ВМЛ-С достигается при так называемом критическом содержании пленкообразователя [151]. Критическое содержание пленкообразователя в суспензии соответствует перегибу на кривых зависимости вязкости суспензии от содержания технического углерода для каждой концентрации раствора пленкообразователя. Зависимости некоторых параметров пасты и степени диспергирования от концентрации раствора пленкообразователя, соответствующей критическому содержанию в пасте, показаны на рис. 2.1. Как видно из рисунка, при высоких концентрациях пленкообразователя снижаются степень наполнения пасты и степень диспергирования. При низких концентрациях получаются суспензии с невысокой стабильностью. При диспергировании суспензий с содержанием пленкообразователя выше критического наблюдается сильное вспенивание. [c.83]

Все большее применение в промышленности приобретают водО-разбавляемые лакокрасочные материалы растворного типа 184 с. 149—185 ]. Водорастворимые пленкообразователи получают преимущественно на основе смол конденсационного типа (алкидных, фенольных, мочевино- и меламиноформальдегидных, полиэфиров и др.). Большинство из них совмещается с водой и образует достаточно стабильные растворы лишь в присутствии третьего компонента — органического растворителя. [c.91]

Не следует разбавлять на второй стадии диспергированную пасту растворителями или растворами пленкообразователей с очень высоким сухим остатком. Это может привести к частичной или полной флокуляции, которую трудно устранить. Необходимо увеличить концентрацию пленкообразователя на 8—10% сверх оптимального сухого остатка для второй стадии за счет добавления порциями раствора соответствующего пленкообразователя. Это гарантирует необходимую стабильность пасты [c.215]

Величина pH среды влияет на толщину получаемого покрытия. Например, для карбоксилсодержащих акрилатных пленкообразователей толщина покрытий резко уменьшается при увеличении pH среды . Кроме того, при высоких значениях pH (рН>11) начинается электролиз воды и выделение газа на аноде, что препятствует образованию сплошного покрытия. При низких же значениях pH многие щелочерастворимые полимеры теряют способность растворяться . Это вызывает необходимость выбирать оптимальные значения pH для обеспечения максимальных стабильности системы и толщины покрытия. [c.121]

Увеличение pH между нижней и верхней границей приводит к увеличению степени нейтрализации карбоксильных групп пленкообразователя, что вызывает вследствие повышения диссоциации рост заряда, приходящегося на единицу молекулярной массы. При этом увеличивается отталкивание одноименных зарядов и повышается растворимость пленкообразователя в воде. Б сильнощелочной среде (при рН>8—9) водная система настолько стабильна (число ионизированных групп, приходящихся на структурную единицу раствора, максимально при минимальном размере структурных единиц), что формирование покрытий электроосаждением затруднено. [c.74]

Для лакокрасочных материалов, используемых при электроосаждении, применяют пленкообразователи с невысокой молекулярной массой органического радикала, так как гидрофильно-гидрофобный баланс является решающим фактором, обеспечивающим стабильность водных растворов с другой стороны, требуемое качество пленки достигается тем быстрее и надежнее, чем выше молекулярная масса пленкообразователя. [c.107]

К отрицательным свойствам водных рабочих растворов смол-поликислот, какими являются пленкообразователи для злектроосаждения, можно отнести их ограниченную стабильность во времени. При старении водных растворов смол обычно протекают три основных процесса [11, с. 44]. [c.113]

Малеинизированные масла растворяются в воде после гидролитического расщепления ангидридных колец и нейтрализации образующихся карбоксильных групп. Получающийся после расщепления водой пленкообразователь имеет большое кислотное число и далее подвергается неполной нейтрализации, однако достаточной для получения стабильных водных растворов. [c.115]

Наличие в малеинизированном синтетическом масле фенольной составляющей защищает пленкообразователь от окисления в процессе старения рабочего раствора, т. е. повышает его стабильность. [c.118]

Выбор типа растворителя и его количества для каждого материала зависит от природы пленкообразователя и от назначения материала. Правильный подбор растворителя обеспечивает стабильность рабочего раствора, оптимальные параметры злектроосаждения, а также получение высококачественного покрытия. Растворитель способствует увеличению толщины пленки и улучшению декоративных свойств увеличению блеска и сохранению цветового тона покрытия при длительной работе ванны. Одновременно при увеличении содержания растворителя снижаются напряжение, рассеивающая способность ванны и выход по току и возрастает конечный ток при работе в режиме постоянного напряжения. [c.153]

Целесообразность получения пигментированных систем на основе водорастворимых пленкообразователей без добавок нейтрализующих агентов и воды определяется необходимостью повышения их стабильности при хранении и транспортировке, возможностью более широкого варьирования свойств рабочих растворов и получаемых покрытий путем использования различных нейтрализующих и других добавок. Кроме того, безусловно экономически целесообразнее транспортировать более концентрированные системы (до 60—80 %) и разбавлять их водой на местах использования. [c.81]

Как уже отмечалось, снижение стабильности и устойчивости водных пигментированных систем в процессе хранения и эксплуатации связано со структурой пленкообразователей, наличием реакционноспособных групп и связей, молекулярной массой и с характером среды, в которой находится пленкообразователь. Вода сама по себе является сильным гидролизующим агентом, кроме того, в большинстве случаев система содержит полярные органические растворители (спирты), способные вызывать алкоголиз, а рабочие растворы в зависимости от вида пленкообразователя могут иметь pH от 5—6 до 7—9, что резко усиливает гидролитическое действие воды. Разрушение пленкообразователей может происходить не только в процессе хранения или эксплуатации, но и, например, при диспергировании, когда материал подвергается действию повыщенных температур [c.87]

В заключение отметим, что, как правило, пигментированные лакокрасочные материалы, получаемые путем диспергирования пигментов в спиртовых растворах водорастворимых пленкообразователей без добавок нейтрализующих компонентов, отличаются более высокой стабильностью и обеспечивают высокое качество покрытий. Этот способ изготовления позволяет также избежать указанных выше технологических трудностей, упрощает корректировку рабочих растворов у потребителя и не требует перевозки такого доступного растворителя как вода. [c.91]

Тем не менее, как мы увидим далее, формула (111-8) и следствия из нее находят широкое применение для оценки устойчивости растворов полимеров, построения фазовых диаграмм, вычисления параметров системы полимер — растворитель и т. д. В свою очередь, эти характеристики имеют большое практическое значение, поскольку позволяют оценивать стабильность лаков при хранении, выбирать растворители (или смеси растворителей) для того или иного пленкообразователя, выбирать режимы нанесения лакокрасочных материалов на изделия и формирования из них покрытий. [c.121]

Наличие органического растворителя в системе уменьшает вязкость и увеличивает стабильность щелочного раствора пленкообразователя. Наиболее подходящими раствор]ггелями являются спирты, простые и сложные эфиры, кетопьИ , а также диметилформамид и днме-тилсульфоксид . [c.120]

Свойства таких пленкообразователей определяются соотношением масляного и олигомерного компонентов в их составе, а также степенью малеинизации. Увеличение доли олигомерного компонента приводит к уменьшению бромного числа пленкообразователя и снижению его реакционной способности, а также к уменьшению кислотного числа вследствие протекания реакции поликонденсации. Увеличение степени малеинизации также нежелательно как с точки зрения ухудшения защитных свойств покрытий, так и вследствие того, что возрастает содержание свободного малеинового ангидрида. При содержании фенолоальдегидного олигомера в составе пленкообразователя более 20 % ухудшаются технологические свойства материала из-за значительного роста вязкости растворов повышается также вероятность желатинизации реакционной массы при синтезе. Кроме того, при одной и той же степени малеинизации при увеличении содержания олигомера требуется больше нейтрализующего агента для достижения растворимости в воде, а это снижает стабильность растворов и ухудшает процесс электроосаждения покрытий. [c.41]

Протекание реакций гидролиза и аминолиза в процессе хранения водных растворов пленкообразователей, приводящее к изменению состава олигомерных молекул, оказывает влияние не только на стабильность раствора, но и на физико-механические и защитные свойства формирующихся из них покрытий. Показано [30], что для стиролизованных малеинизированных эфиров пентаэритрита и жирных кислот таллового масла при степени омыления, превышающей 11 %, происходит значительное ухудшение этих показателей. По сравнению с поликонден-сационными пленкообразователями полимеризационные значительно меньше подвержены гидролизу. Несмотря на сравнительно легкую гидролизуемость производных (мет)акриловой кислоты и винилацетата, их сополимеры характеризуются высокой стабильностью в щелочных средах [78]. Наибольшей стойкостью к омылению отличаются полимерные производные метакриловой кислоты. В отличие от алкидных пленкообразователей наибольшая стабильность и минимальная вязкость водных растворов акриловых пленкообразователей достигаются при использовании в качестве нейтрализующего агента триэтиламина. [c.90]

Эти закономерности характерны и для пленкообразования всех других полианионных материалов [30, 51, 78, 97]. Наличие в пленкообразователе типа ВБФС-4 свободного формальдегида, образующего с аммиаком гексаметилентетрамин, при формировании покрытия может приводить к увеличению реакционной способности при нагревании системы и образованию дополнительных связей между молекулами олигомера [51]. Азотсодержащие основания могут ускорять гидролиз сложноэфирных связей, катализируя этот процесс, а первичные и вторичные амины — участвовать в реакции аминолиза. Гидролиз и аминолиз эфирных связей приводят к изменению свойств растворов и структуры пленкообразователя и потере стабильности растворов при хранении [30]. [c.105]

При выборе растворителей необходимо прежде всего руководствоваться термодинамическим сродством в системе полимер — растворитель и летучестью растворителя. От сродства компонентов системы зависит скорость растворения пленкообразователя, стабильность и реологические свойства растворов или дисперсий и в определенной степени структура и1войства покрытий. Летучесть растворителя сказывается на технологических свойствах лакокрасочных материалов [c.5]

Следует также упомянуть метод эмульсионной полл-меризации, который обеспечивает получение пленкообразователя с высокими стабильностью в рабочем растворе, рассеивающей способностью и коррозионной стойкостью. Этот метод предусматривает применение водных растворов нейтрализованных малеинизированных масел, полибутадиенов или эпоксиэфиров в качестве эмульгатора. Эмульсионная сополимеризация бутадиена с другими мономерами проходит в мицеллах такого эмульгатора. 1,4- с-Полибутадиеновое масло, модифицированное фенольной смолой, является пленкообразующим для автомобильной грунтовки ВКЧ-0207, обладающей высокими рассеивающей способностью и коррозионной стойкостью. Однако из-за высокой ненасыщенности нленкообразователя стабильность рабочего раствора низка, а термостарение пленки протекает ускоренно, что ведет к ухудшению ее характеристик. Так, эластичность однослойного покрытия грунтовкой БКЧ-0207 уменьшается при термостарении до 1 мм по Эриксену. Старение можно замедлить, если грунтовку перекрыть другими материалами, что используется при получении комплексных автомобильных покрытий. [c.119]

Некоторые принципы сшивки в обычных полиакрилй-тах нарушаются при переходе к водным акриловым пленкообразователям для злектроосаждения, так как не все реакционноспособные группы стабильны в водноте-лочном растворе. Это также обусловливает выбор типов и количественного соотношения мономеров. [c.126]

Катодным осаждением возможно наносить также композиции эпоксидных смол с отвердителями — поли-аминоамидами или полиимидазолинами. Рабочие растворы таких пленкообразователей недостаточно стабильны из-за наличия свободных эпоксигрупп, однако они могут отверждаться при низких температурах [118]. [c.136]

Все более широкое применение находит метод микро-капсулирования — предварительное диспергирование пигмента в водонерастворимой смоле с последующим совмещением такой пигментной суспензии с основным водорастворимым пленкообразователем [157]. Обработанный таким образом пигмент приобретает инертность по отношению к пленкообразователю в рабочем растворе, не нарушая его стабильности. Этот способ дает возможность расширить ассортимент пигментов для электроосаждепия. В дальнейшем при электроосаждении пигмент остается в капсуле , а при термообработке капсулирующая смола сплавляется и совмещается с основным пленкообразователем. Обычно для этих целей применяют хлорполимеры или акриловые смолы с низким кислотным числом. [c.148]

Такая технология связана с тем, что катионные смолы плохо смачивают пигменты и наполнители, что вызывает образование плотных пигментных осадков и нарушает стабильность катофорезной ванны. Поэтому, как правило, для диспергирования пигментов применяют специальные неионогенные смолы и выпускают готовый грунт в виде двуупаковочной системы, компоненты которой смешиваются непосредственно при приготовлении раствора. Затирочная смола изолирует поверхность пигмента от основного катодного пленкообразователя. Последующее совмещение пигментной пасты с катодным пленкообразователем облегчается тем, что поверхность частиц пигмента модифицируется вспомогательной смолой и таким способом изолируется от основного пленкообразователя. Следовательно, адсорбция последнего осуществляется на пигментную поверхность, покрытую первой смолой, и транспортирование частиц пигмента к катоду происходит с помощью основного катионного пленкообразователя. [c.152]

Степень нейтрализации, так же, как и тип нейтрализатора, выбирается, исходя главным образом из обеспечения стабильности рабочего раствора, и зависит от кислотного числа пленкообразователя. Чем большее чис ло карбоксильных групп смолы переведено с помошью нейтрализатора в солевую форму, тем выше водораст-ворнмость. Однако, с другой стороны, высокая щелочность приводит к увеличению скорости омыления слож-ноэфирных групп. Поэтому выбирается такой оптимум, при котором гидрофильно-гидрофобный баланс смолы достаточен для получения стабильного водного раствора, а омыление проходит не слишком быстро. [c.162]

Лак применяется в смеси диацетонового спирта и изо-пропанола с концентрацией 64+1%. Его кислотное число 105—125 мг КОН на 1 г сухого вещества. Пленкообразователь имеет высокую ненасыщенность, поэтому для увеличения стабильности рабочего раствора к окислению в качестве антиоксиданта добавляется ионол. [c.167]

В большинстве случаев продукты реакции представляют собой сложную смесь, состоящую из истинных полимеров, низкомолекулярных аддуктов, сополимеров и исходных эфиров жирных кислот. Увеличение содержания стирола в реакционной массе приводит к получению неоднородных продуктов и резкому возрастанию доли полистирола, что обусловливает ухудшение растворимости таких материалов в воде и снижение стабильности их водных растворов. Для улучшения совместимости продуктов реакции и получения композиций с повышенным содержанием стирольных звеньев льняное масло подвергают предварительной изомеризации при 250—270 °С в присутствии 10 % силикагеля в течение 4 ч [36]. После такой обработки несколько снижается йодное число масла (от 190 до 170—175 г Ь/ЮО г) и появляются сопряженные двойные связи (диеновое число возрастает от О до 2—4 г I2/IOO г). Изомеризованное льняное масло малеинизируют и модифицируют стиролом. Содержание стирола в реакционной массе после такой обработки удается повысить до 40—50 %. Прн стиролизации получаются полностью гомогенные по фазовому состоянию продукты реакции, спиртовые растворы которых после нейтрализации аммиаком хорошо разбавляются водой. Такие пленкообразователи можно наносить на металлические поверхности методом электроосаждения с получением глянцевых покрытий с хорошими защитными свойствами. [c.23]

Высокая реакционная способность глицидных групп, обусловливающая возможность модификации пленкообразователя и его сшивание при термоотверждении, одновременно снижает его стабильность при хранении. Так, жизнеспособность растворов сополимеров, содержащих 20% (мол.), глицидилметакрилата с добавкой алифатических аминов, составляет 4—6 ч [86] (рис. 1.9, 1.10). Для повышения стабильности проводят обработку глицидиловых групп сополимера фосфорной кислотой в присутствии карбонилсодержащих соединений. При этом стабильность повышается в результате перевода глицидных групп в эфирные, ацетальные и кетальные. Механизм реакции а-ок-сидных групп с фосфорной кислотой и альдегидами связан с образованием ацеталей путем замены эфира фосфата на альдегид или с реакцией альдегида с гликолем, полученным при гидроли-зе фосфата по следующей схеме [c.55]

Образующиеся в результате реакции кетальные группы устойчивы в щелочных средах, поэтому водные растворы кетали-зированного глицидилсодержащего сополимера стабильны при хранении. Таким образом достигается стабильность водорастворимых глицидилсодержащих пленкообразователей и в то же время сохраняется их реакционная способность, реализуемая [c.56]

Расширение производства и улучшение качества водорастворимых пленкообразователей связано с заменой сырья растительного происхождения на синтетическое. В качестве заменителей масел в последнее время широкое применение находят низкомолекулярные полимеры и сополимеры диеновых углеводородов (жидкие каучуки) [32]. По сравнению с маслами жидкие каучуки, являющиеся карбоцепными полимерами, обладают повышенной щелочестойкостью, на их основе получаются материалы, характеризующиеся высокой стабильностью водных растворов и улучшенными защитными свойствами. Для получения водорастворимых лакокрасочных материалов используют аддукты малеинового ангидрида и полибутадиена, сополимера бутадиена со стиролом, пипериленом [109] и др. Количество присоединенного малеинового ангидрида составляет 10—30%. После нейтрализации амином аддукты неограниченно разбавляются водой и могут быть использованы для нанесения защитных покрытий любыми методами. Механизм образования аддуктов малеинового ангидрида и жидких каучуков практически не отличается от механизма малеинизации масел [30]. [c.64]

Реакционную способность эпоксидных групп используют при получении катионных пленкообразователей на основе меркаптанов (додецилмеркаптана, меркаптоэтанола и др.) и соединений бора [136]. Они образуют стабильные водные растворы, из которых осаждают покрытия на катоде. Солюбиризация полимеров, содержащих серу, происходит в результате перехода меркаптогрупп в сульфониевые группировки в присутствии га-логеналкила или фторида бора. В присутствии борной кислоты, ее эфиров и соединений, образующих в водном растворе борную кислоту, получают гладкие покрытия с хорошими адгезионными и противокоррозионными свойствами [137]. Для этой же цели производят обработку эпоксидных олигомеров четвертичными аммониевыми солями борной кислоты. [c.73]

Помимо реакций деструкции и взаимодействия функциональных групп пленкообразователей на стабильность водных растворов влияют состав и соотношение компонентов системы. В большинстве случаев пленкообразователь обладает композиционной и молекулярно-массовой неоднородностью, а следовательно, и неодинаковой растворимостью. Поэтому для поддержания стабильности водного раствора и снижения его вязкости необходимо вводить так называемые солюбилизирующие добавки, или гомогенизаторы, которыми обычно служат спирты (см. приложение, табл. 4). Тип и количество гомогенизатора определяются взаимной растворимостью компонентов системы Так, в случае трехкомпонентной системы на основе малеинизи рованного льняного масла, модифицированного бутилфеноло формальдегидным олигомером, содержащей воду и спирт [57] совместимость каждого из компонентов с другими ограничена Равновесие в такой системе будет смещаться при изменении таких факторов, как концентрация раствора, соотношение между спиртом и водой, температура, степень нейтрализации или pH, концентрация низкомолекулярных ионов и др. при этом в определенных условиях может наступать коалесценция первичных мицелл с образованием более крупных структур. Система в этом случае становится гетерогенной и непригодна для использования. [c.91]

Для обеспечения достаточной скорости процесса электроосаждения и хорошего выхода необходимо, чтобы пленкообразователь в материале находился не в виде истинного раствора, а в виде ультрагетерогенной термодинамически неустойчивой коллоидной системы [57]. Равновесие в такой системе определяется соотношением между ассоциированными и неассоциированными молекулами пленкообразователя. Чем выше доля неассоциированных молекул и меньше размеры ассоциатов, тем стабильнее система и меньше выход покрытия при электроосаждении, увеличение числа ассоциированных молекул приводит к увеличению размеров блоков и может вызвать коагуляцию системы. Соотношение между ассоциированными и неассоциированными молекулами зависит от таких факторов, как молекулярная масса пленкообразователя, эквивалентная молекулярная масса звена, приходящаяся на одну функциональную группу, диссоциирующую в водном растворе (может быть охарактеризована кислотным или аминным числом), степень нейтрализации или pH, концентрация раствора, температура, наличие солюбилизирующих компонентов (спиртов) и т. д. Изменение любого из этих факторов может приводить к смещению состояния системы в ту или иную сторону. Поэтому в процессе электроосаждеиия требуется постоянный контроль и регулирование таких параметров, как концентрация раствора, его pH, удельная электропроводность, температура, содержание спиртов, а также выход по току или толщине покрытий, рассеивающая способность материала и др. [c.130]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология