Лакокрасочные материалы на основе виниловых полимеров

Лакокрасочные материалы на основе виниловых полимеров

Лакокрасочные материалы на основе этих пленкообразующих быстро высыхают при комнатной температуре с образованием покрытий, сохраняющих термопластичные свойства и обладающих, очень низкой паропроницаемостью, большой прочностью, атмосферостойкостью, и во многих случаях — устойчивостью к периоди­ческому воздействию кислот и щелочей, негорючестью, нераство­римостью в маслах, спиртах и алифатических углеводородах.

Широкому применению поливинилхлорида в качестве пленко­образующего для лакокрасочных материалов, несмотря на его относительно небольшую стоимость, препятствует плохая раствори­мость в лаковых растворителях. Это объясняется большой плот­ностью упаковки цепей полимера под действием межмолекулярных сил Ван-дер-Ваальса, достигающих значительной величины вслед­ствие присутствия полярных групп хлора. В то же время покрытия на осно­ве поливинилхлорида обладают слабой адгезией к металлу. Эти обстоятельства послужили причиной изыскания виниловых поли­меров, обладающих растворимостью в лаковых растворителях. К таким материалам относятся хлорированная поливинилхлоридная смола и сополимеры винилхлорида с другими мономерами.

Лакокрасочные материалы на основе хлорированной поливинилхлоридной смолы

К повышению растворимости поливи­ннлхлорида приводит его дополнительное хлорирование. При содержании од­ного дополнительного атома хлора на три мономерных звена винилхлорида достигаются максимальная растворимость и наименьшая вязкость растворов. Поливинилхлорид содержит 56,8% хлора, в перхлорвиниловой смоле теоретическое содержание хлора равно 64%, в действующем стандарте содержание хлора нор­мируется в пределах 62—65%.

Производство перхлорвиниловой смолы было освоено в начале 40-х годов. Сначала ее выпускали в виде 40%-ного концентрата в хлорбензоле под маркой КПС, а затем — в виде сухого порошка под маркой СПС. В настоящее время выпускают две лаковые смолы марок ПСХ-ЛС и ПСХ-ЛН соответственно сред­ней и низкой вязкости.

В состав перхлорвиниловых лаков, эмалей, грунтовок и шпатлевок входят пленкообразующие смолы ПСХ-ЛС и ПСХ-ЛН, вводимые в виде 10—25%-ных растворов, модификаторы, пластификаторы, пигменты и различные добавки.

Перхлорвиниловая смола представляет собой беловато-желтовато-серый по­рошок плотностью 1470—1500 кг/м3 и насыпной массой 200—250 кг/м3. Смола хорошо растворяется в этил- и бутилцетатах, кетонах, хлорированных низших алифатических и ароматических углеводородах. В ксилоле и толуоле среднёвязкая смола хорошо набухает, низковязкая — растворяется.

Для повышения адгезии, содержания нелетучих веществ и для сни­жения термопластичности покрытия вводят модификаторы. Содержание модифи­каторов колеблется от 0,15 до 0,5 масс. ч. на 1 масс. ч. перхлорвиниловой смолы. В качестве модификаторов применяют высыхающую алкидную смолу (№ 135, ПФ-077 (лак для изготовления нитропентафталевых и перхлорвиниловых эмалей. Полуфабрикатный лак ПФ-077 представляет собой раствор в ксилоле синтетической пентафталевой смолы, модифицированной льняным маслом. Применяется при изготовлении нитропентафталевых и перхлорвиниловых эмалей), ФЛ-390 и др.), реже алкидноакриловую смолу АС-4.

Пластификаторы повышают эластичность покрытий и снижают их паропро-ницаемость. Их вводят в количестве 0,3—0,5 масс. ч. на 1 масс. ч. перхлорви­ниловой смолы. Наиболее часто применяют трикрезилфосфат, днбутилфталат, хлорпарафин ХП-470, совол (полихлорднфенил). Хлорсодержащие пластифика­торы повышают негорючесть и химическую стойкость покрытий.

Вводимые в перхлорвиниловые лакокрасочные материалы добавки разли­чаются по назначению: термостабилизирующие, ускоряющие отверждение, ма­тирующие и др. В качестве термостабилизаторов используют эпоксидированные масла (соевое, подсолнечное) марок Т и ТС, низкомолекулярные эпоксидные смолы (Э-40 и др.). Они служат акцепторами НС1, выделяющегося при деструк­ции перхлорвиниловой смолы под действием тепла. Содержание термостабили­заторов колеблется от 0,01 до 0,05 масс. ч. на 1 масс. ч. перхлорвиниловой смолы. Вводят их преимущественно в атмосферостойкие материалы, эксплуати­рующиеся при повышенной температуре. В качестве ускорителей высыхания вводят сиккативы и отвердители — полиизоцианаты, полиамиды н др.

Для растворения смол в большинстве случаев применяют стандартную смесь Р-4, состоящую из 12% ацетона, 26% бутилацетата и 62% толуола; для более ответственных лакокрасочных материалов используют смесь Р-5 — 30% ацетона, 30% бутилацетата н 40% ксилола. Низковязкую смолу марки ПСХ-ЛН растворяют в смеси 15% ацетона, 35% ксилола и 50% сольвента. Введение ацетона в состав смеси растворителей позволяет снизить вязкость растворов почти вдвое.

В состав пигментированных лакокрасочных материалов входят пигменты, которые кроме основного назначения — придания цвета покрытию и повышения его атмосферостойкости — выполняют функции термо- и светостабилизаторов, а также акцепторов выделяющейся НС1. Содержание пигментов и наполнителей в эмалях составляет 0,8—1,4 масс, ч., в грунтовках — 1,2—4 масс, ч., в шпат­левках — 5—8 масс. ч.

Время высыхания при комнатной температуре 1-3ч, однако после высыхания в перхлорвиниловом покрытии остается некоторое количество высококипящих растворителей. Поэтому полное высыхание покры­тия, после которого оно приобретает оптимальную твердость, наступает через 5—7 суток. Допускается сушка перхлорвинилового покрытия при повышенной температ