Лакокрасочные материалы и покрытия. Принципы составления рецептур

Материалы на основе фенольных смол

Резолы в виде одно - или двухядерных фенолоспиртов (молекулярная масса 250 - 300) являются водорастворимыми соединениями. В качестве основы водорастворимых лакокрасочных материалов они, однако, непригодны, так как нестабильны при хране­нии и плохо совместимы с другими пленкообразователями. Водорастворимость и ста­бильность этих пленкообразователей можно улучшить путем получения из резола ре - золкарбоновой («дифенольной») кислоты (рис. 3.20) [13].

В «дифенольной» кислоте пара-положение за­нято, и метилольные группы могут присоединяться только в орто-положении к гидроксильной группе.

Водорастворимые резолы мало пригодны в ка­честве самостоятельных пленкообразователей, так как они образуют хрупкие покрытия. Поэтому их комбинируют с другими пленкообразующими веще­ствами или модифицируют (пластифицируют). На­
пример, из полиалкилиденфенолов с молекулярной массой 300 - 600 получают водо­разбавляемый эпоксифенольный преконденсат [14] (рис. 3.21).

Полиапкилиденфенол при температуре «130°С в расплаве может вступать в реакцию с эпоксидными смолами на основе бисфенола А (рис. 3.22).

Полученный расплав олигомера (аддукта ПФ - ЭП) растворяют в подходящем растворителе (на­пример, смеси ацетона или н-бутанола с водой), после чего по реакции, представленной на рис. 3.23, получают смолу, содержащую метилольные и кар­боксильные группы.

После этого удаляют по­бочные продукты реакции (на­пример, галогеноводород), смесь нейтрализуют соответ­ствующим амином и отгоняют органический растворитель.

Таким образом получают само - отверждающуюся ПФ-ЭП ком­позицию горячей сушки, содер­жащую метилол-, гидрокси-, карбокси - и оксирановые груп­пы. Молекулярная масса ад­дукта около 10 000 [14]. Систе­ма представляет собой скорее вторичную дисперсию, чем раствор (размер частиц 60 - 100 нм), однако после сушки она образует твердую глянце­вую бездефектную пленку.

Так как температура стек­лования Тд неотвержденного ПФ-ЭП аддукта несколько вы­ше комнатной, при разработке рецептуры краски необходимо использовать коалесцент (на­пример, гексил- или бутилгли - коль). Кроме того, иногда до­бавляют небольшое количест­во ГМММ-смолы, улучшаю­щей розлив и смачивание.

Из-за наличия окраски фенольные смолы используют чаще всего для получения покрытий функционального назначения. Они отличаются хорошей адгезией к металли­ческим подложкам и высокой химической стойкостью.

Примеры рецептур

Ниже приведена рецептура [15] эпоксидно-фенольной эмали, предназначенной для получения водо - и химстойких покрытий (табл. 3.22).

Таблица 3.22

Рецептура эпоксидно-фенольной эмали для получения химстойких покрытий

Примечание. 1 и 5 - раствор 55% в воде (2% н-бутанол), например Р11епос1иг /РЛ/ 1942 (рис. 3.24);

3 - синтетический красный железооксидный пигмент, например Вау^еггох 130 М; 6 - =100%-ный, например Маргепа! МР 904.

Регулирование pH —с помощью ДМЭА. Условия отверждения: 15 мин при 230°С. Характеристики рецептуры рассчитываются следующим образом:

Степень пигментирования П / Пл = 9,85 : (27,5 + 10 + 2) = 9,85 : 39,5 = 0,25 : 1;

9,85/5

ОКП = ------------------------------------------------------ »100% = 5,7%

9,85 / 5 + 37,5/1,2 + 2/1,5 Степень пигментирования и значение ОКП сравнительно низки, а содержание орга­нического сорастворителя относительно высокое (=11%).

Другой пример - рецептура так называемого «золотого лака», представляющего собой прозрачный лак для внутреннего покрытия жестяных банок (табл. 3.23). Золотис­тый цвет материала получается за счет сочетания металлического цвета подложки и собственного цвета пленкообразователя.

Таблица 3.23

Рецептура лака для защиты внутренней поверхности жестяных банок

Примечание. 1 - раствор 55% в воде (2% н-бутанол), например Р1пепос1иг JPN 1942.

Свойства эпоксифенольной смолы приведены в табл. 3.22. Требуемое значение pH ~ 7. Условия отверж­дения: 12 мин при 200°С.

Содержание органического сорастворителя =5,5% - ниже, чем для рецептуры, при­веденной в табл. 3.22.

Особенностью водорастворимых лакокрасочных материалов на основе резолов яв­ляются относительно высокие температуры отверждения покрытий (200 - 230°С).