Лакокрасочные материалы и покрытия. Принципы составления рецептур

Материалы на основе эпоксиэфиров

Эпоксиэфиры - продукты взаимодействия эпоксидных смол с ненасыщен­ными жирными кислотами (рис. 2.8).

Эпоксидная смола

«А-г°-1

О

I—0—с~-с—сн2

Он

Присоединение

+ 2 R'-COOH / А

Он

1

( он

1

И-?—Й—Й—Й2—Й—f

О ОН О

О=с

R*

Го

R*

-хН20

+ х R’-COOH / Д

Конденсация

R'

1

С=о

Он

1

1

0

1

НгГй“Г°~Г°^гй-?г

0 <

? 1

О=с <

R' I

;—о с=о

У R’

Рис. 2.8. Реакция синтеза эфиров эпоксид­ных смол

подпись: эпоксидная смола
«а-г°-1 о
i—0—с~-с—сн2
он
присоединение + 2 r'-cooh / а
он
1 ( он
1
и-?—й—й—й2—й—f
о он о
о=с
r* го
r*
-хн20 + х r’-cooh / д
конденсация r'
1
с=о
он
1 1
0
1
нггй“г°~г°^гй-?г
0 < ? 1
о=с <
r' i ;—о с=о
у r’
рис. 2.8. реакция синтеза эфиров эпоксидных смол
Наиболее часто эпоксиэфиры получают на основе диановых эпоксидных смол. Для этерификации используют преимущественно кислоты высыхающих и полувысыхающих растительных масел (льняного, соевого, де­гидратированного касторового), а также кис­лоты таллового масла и канифоли. В зависи­мости от степени этерификации (соответ­ственно от содержания жирных кислот) они могут быть жирными, средними и тощими.

Отверждение жирных и средних эпокси­полиэфиров, как и алкидных смол, протекает по механизму окислительной полимеризации с участием кислорода воздуха. При этом не­обходимо иметь в виду, что в качестве сикка­тивов для эпоксиэфиров используют исклю­чительно кобальтовые мыла. Благодаря вы­сокой стойкости к гидролизу эпоксиэфиры образуют покрытия с лучшей влаго - и хим - стойкостью по сравнению с алкидными смола­ми. Покрытия имеют отличную адгезию к ме­таллам и хорошо защищают их от коррозии.

На основе эпоксиэфиров изготавливают одноупаковочные лаки, эмали и грун­товки по металлу и древесине. В последнее время широко применяют грунтовки, содержащие в качестве пигмента порошок цинка (zinc rich primers). Этот тип ма­териалов значительно отличается от других противокоррозионных составов сте­пенью пигментирования, поэтому на его описании остановимся подробнее.

Цинковый порошок является активным в коррозионном отношении пигмен­том. Его получают двумя способами:

• дистилляцией и конденсацией цинка (Тпл = 419°С, Ткип = 907°С);

• распылением расплава цинка.

В обоих случаях получают порошок с частицами различных размеров, бо­лее или менее сферической формы, часто с широким распределением частиц по размеру (рис. 2.9, табл. 2.13).

Рис. 2.9. Цинковый порошок для лакокрасочных материалов

подпись: 
рис. 2.9. цинковый порошок для лакокрасочных материалов
Важнейшим требованием к по­крытиям на основе цинкового порош­ка является высокая степень напол­нения. Она должна превышать крити­ческую объемную концентрацию пиг­мента (КОКП). Частицы цинкового пигмента должны соприкасаться друг с другом и быть в контакте с подлож­кой (металлом). Это обеспечивает ка­тодную защиту железа, так как цинк по сравнению с ним имеет более низ­кий электродный потенциал и поэто­му разрушается в первую очередь.

Массовое соотношение цинковый порошок : пленкообразователь в таких лакокрасочных покрытиях чаще всего составляет 90 : 10 — 95 : 5, что соответ­ствует степени пигментирования П / Пл 9 : 1 — 19:1. Таким образом, расчет­ное значение ОКП находится в пределах 60 — 76%, что соответствует области наиболее плотной гексагональной упаковки шаров равного размера, составля­ющей 74% (по объему). Как правило, механические свойства цинкнаполненных покрытий невысокие.

Противокоррозионные защитные свойства таких покрытий в целом опреде­ляются тремя факторами:

• электрохимическим (катодным) воздействием на защищаемый металл;

• экранирующим (барьерным) действием. С течением времени образую­щиеся труднорастворимые продукты взаимодействия цинка с электроли­том — основной карбонат [гпС03 • х7п(ОН)2] и другие - усиливают поли­мерную пленку и заполняют поры («цементирующий эффект»). За счет этого вначале пористая пленка уплотняется и становится сплошной;

• химическим защитным действием. Продукты коррозии цинка, такие, как гпО и 2п(ОН)2, являются активными антикоррозионными пигментами. Они могут образовывать с электролитом труднорастворимые соедине­ния, препятствующие развитию коррозии, например с ионами хлора - ос­новной хлорид цинка [2пС12 • 4 гп(ОН)2].

Цинкнаполненные лакокрасочные материалы применяют прежде всего для длительной антикоррозионной защиты металлов, например для окрашивания металлических конструкций, стальных емкостей для воды, в судостроении.

Их можно дополнительно перекрашивать, нанося слой наружного лакокрасоч­ного покрытия. Следует иметь в виду, что состав верхнего слоя покрытия дол­жен хорошо сочетаться с находящимся под ним цинковым покрытием [11].

Для анализа рецептуры одноупаковочного лакокрасочного состава, содер­жащего цинковый порошок, используем данные табл. 2.13.

Таблица 2.13

Свойства цинкового порошка как пигмента

Форма частиц

Сферическая

Диаметр частиц

4 - 8 мкм

Содержание цинка (общее)

98,5 - 99,7 %

Содержание цинка (металлического)

94,0 - 97,5 %

Плотность

7,1 г/см3

Степень пигментирования (П / Пл): П / Пл = 75 : 7,8 = 91 : 9.

Объемная концентрация пигмента (ОКП):

75 / 7,1

ОКП = ----------------------- • 100% = 62%

75/7,1 +7,8/1,2

Из-за большого размера частиц и высокой плотности цинкового порошка (табл. 2.13) в цинксодержащие лакокрасочные составы необходимо обязательно добавлять стабилизатор дисперсии (табл. 2.14). Для этой цели особенно подходит гидрофобная пирогенная кремниевая кислота [12]. В процессе хранения цинко­вый пигмент способен реагировать со следами воды с выделением водорода [Ип + Н20 -> 2п(ОН)2 + Н2]. Поэтому в эти системы рекомендуется добавлять осу­шитель, чтобы связать следы влаги [13]. Цинковый пигмент, осушитель и пироген - ную кремниевую кислоту диспергируют с эпоксиэфиром только в диссольвере.

Таблица 2.14

Состав одноупаковочной цинкнаполненной грунтовки на основе эпоксиэфира

Компонент

Массовая доля, %

Массовая доля сухого вещества, %

1

Эпоксиэфир (60% в ксилоле)

13

7,8

2

Цинковый порошок

75

75

3

Гидрофобная кремниевая кислота

1,0

_

4

Осушитель

0,5

0,5

5

Кобальтовый сиккатив (6% Со)

0,1

-

6

Ксилол

5,4

_

7

ЭоЬ/еззо 100

5,0

_

Итого:

100,00

84,3

Примечание. № 1 - эпоксиэфир, 40% жирных кислот, 60% эпоксидной смолы, например №эг! еес)иг О 46; № 3 - гидрофобная пирогенная кремниевая кислота как стабилизатор дисперсии,

Например Aerosil R 972; № 4 - осушитель для удаления следов влаги, например молекулярные си­та Sylosiv.

Цинксодержащие лакокрасочные покрытия по своей природе имеют серый цвет, но их можно подкрашивать, например красным железооксидным пигмен­том, чтобы облегчать нанесение на серые стальные подложки.

Для получения цинксодержащих лакокрасочных покрытий часто применя­ют также двухупаковочные композиции на основе эпоксидных смол.

Лакокрасочные материалы и покрытия. Принципы составления рецептур

Эпоксидно-акриловый лак для окрашивания автомобилей [16]

Лак содержит эпоксидно-акриловую смолу (эп. экв. = 660), полиангидрид додецил - дикарбоновой кислоты (карбоксиэквивалент = 106) и триметилолпропан в качестве со - реагента (эквивалентная масса 44,7). В качестве добавки используют …

Полиакриловые краски

Полиакриловые краски получают на основе полимеров и сополимеров алкилакри - латов. Для обеспечения необходимой температуры стеклования сокомпонентами в со­полимерах могут быть акрилаты, метакрилаты (например, метилметакрилат) или сти­рол. Смолы должны содержать …

Белая полиэфируретановая краска для наружного применения [15]

Пленкообразующая часть краски состоит из ароматического полиэфира с гидрок­сильным числом 45 - 55 мг КОН/г, к. ч. = 8 мг КОН/г и Тд = 51 °С и 2-полиуретдиона, по­лученного на …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия

+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи новинок
e-mail: msd@msd.com.ua
Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Партнеры МСД

Контакты для заказов оборудования:

Внимание! На этом сайте большинство материалов - техническая литература в помощь предпринимателю. Так же большинство производственного оборудования сегодня не актуально. Уточнить можно по почте: Эл. почта: msd@msd.com.ua

+38 050 512 1194 Александр
- телефон для консультаций и заказов спец.оборудования, дробилок, уловителей, дражираторов, гереторных насосов и инженерных решений.