ДИСПЕРГИРОВАНИЕ ПИГМЕНТОВ

Растворы лаковых смол

Поликонденсационные лаковые смолы содержат кон­цевые карбоксильные, гидроксильные, эпоксидные и дру­гие полярные группы, разделенные неполярными цепя­ми, часто большими и разветвленными. Такие молекулы дкфильного строения являются поверхностно-активными. Поверхностная активность их более значительно прояв­ляется в менее полярных растворителях, чем в полярных (рис. 5,5). Наличие различных функциональных групп обусловливает высокое адсорбционное сродство этих смол к различным центрам твердой поверхности. Слож-

н-оэфирные и полярные группы, а также двойные связи, входящие в состав больших неполярных цепей, прида­ют молекулам способность образовывать сложные ас- социаты и сетчатые структуры, характерные для гта- билизаторов.

Ориентацию в адсорбционном слое макромолекулы глифталевой смолы, модифицированной растительным маслом, схематично можно представить следующим об­разом:

Полидисперсность синтетических лаковых смол, т. е. наличие в их составе полимергомологов различного мо­лекулярного веса и строения, а также примесей проме­жуточных продуктов, продуктов гидролиза и деструкции,

придает этим смолам широкий спектр поверхностно-ак­тивных свойств.

Последовательной экстракцией глифталевой смолы различными спиртами (метиловым, этиловым, пропи- ловым, бутиловым и октиловым) выделены³⁸ фракции,

отличающиеся по молекулярному весу, полярности и поверхностной активности (рис. 5.6).

Фракции с молекулярным весом менее 1000 и вы­сокими кислотными и гидроксильными числами в не­полярном растворителе (ксилоле) неактивны, а в ряде случаев и нерастворимы. В сильно полярном раствори­теле (циклогексаноне) такие фракции проявляют высо­кую поверхностную активность и хорошо адсорбируются из растворов смолы на рутиле. Фракции с молекулярным весом более 3000 характеризуются низкими кислотными числами, пониженными по сравнению с исходной смо-

лой гидроксильными числами и высокой жирностью. Например, 1%-ные растворы этих фракций в циклогек­саноне снижают поверхностное ‘натяжение раствора с 35 до 26,5 эрг/см², а в ксилоле с 28,6 до 25,7 эрг/см². Лучшим диспергатором является этиловая фракция с молекулярным весом 1000—1800 при концентрации ее в циклогексаноне 4%, отвечающей максимальной адсорб­ции данной фракции на пигменте. Но наиболее ста­бильные дисперсии образуют фракции с молекулярным весом более 3000.

М. А. Чупеевым⁶⁷ было отмечено, что у пентафтале- вых смол, модифицированных растительными маслами, с увеличением жирности диспергирующая (пептизирую- щая) способность снижается с одновременным повыше­нием стабилизирующего действия.

По величине поверхностной активности лаковые смолы можіно расположить в следующий ряд: алкчд- ные > полиэфирные > эпоксидные > феноло-формаль- дегидные>мочевино-формальдегидные. В большинстве случаев комбинированные, например алкидно-карбамид- ные лаки, обладают значительно лучшей диспергирую­щей способностью, чем входящие в их состав алкидные и мочевино-альдегидные смолы в отдельности, по­скольку .в алкидном лаке недостает аминогрупп для за­крытия соответствующих активных центров пигмента. По Динтентфасу⁹⁵, наиболее эффективный диспергирую­щий агент должен содержать полярную группу, соот­ветствующую активной зоне, занимающей наибольшую часть поверхности пигмента. Так как эти зоны у разных пигментов различны, то эффективность диспергаторов не может быть универсальной.

Полимеризационные лаковые смолы с регулярным чередованием полярных групп и небольших неполярных участков цепи не обладают поверхностной активностью. Например, акриловые смолы, поливинилацетаты, поли­виниловый спирт, эфиры целлюлозы, хлорвинилозые смолы и некоторые виды каучуков, несмотря на нали­чие в молекуле большого количества полярных групп, обладают слабой поверхностной активностью. Блоксо- полимеры отличаются высокой активностью. Так, частич­но гидролизованные сополимеры винилхлорида с винил­ацетатом значительно более активны, а сополимеры с карбоксилсодержащими мономерами (например, 1% ма-

леиновой кислоты) обладают резко выраженной по верхпостной активностью и способны к хемосорбции⁹* Перхлорвиниловые смолы, у которых дополнительно вве денные атомы хлора распределены іпо цепи нераввомер- но, активнее поливинилхлорида.

Обычно в растворах полимеризационных смол пиг менты диспергируются плохо. Поэтому пигменты сна чала диспергируют в высокоактивных алкидных смолах (иногда в невысыхающих касторовых алкидах) или специальных сополимерах, а затем пигментные пасты совмещают с растворами неактивного полимерного плен­кообразующего.

Отметим, что технические неполярные растворители нефтяного происхождения и полученные при переработ­ке каменноугольной смолы содержат примеси поверх ностно-актианых веществ — высокоактивные нафтено­вые кислоты и их соли, а также продукты сульфирова­ния, образующиеся при кислотной и щелочной очистке уайт-спирита, ксилола, сольвент-нафты и других рас­творителей. Количество примесей поверхностно-актив­ных -веществ в некоторых случаях оказывается достаточ­ным для адсорбционного покрытия поверхности пигмен­тов и облегчения их диспергирования. Поэтому при про­ведении исследовательских работ необходимо проводить тщательную очистку неполярных растворителей и расти­тельных масел от содержащихся в них новерхностнс- активных веществ.

В ряде случаев увеличение применяемого ассортимен та синтетических пленкообразующих и улучшение ка­чества эмалей находится в прямой зависимости от ис­пользования поверхностно-активных веществ, содержа­щих функциональные группы с наибольшим сродством к поверхности пигмента, отсутствующие в основном плен­кообразующем.