Фторопласты

Модификация эпоксидных, алкидных, меламиноалкидных и меламино — формальдегидных плёнкообразующих олигомеров полифторированными спиртами — теломерами

Спирты-теломеры СР3(СР2-СР2)пСН2ОН с п=2-5 вводили в плёнко­образующие олигомеры в количестве от 1 до 40 масс.% по отношению к сухому остатку олигомера. Обнаружено, что спирты-теломеры являются хорошими растворителями по отношению к исследуемым олигомерам.

Доведённые до рабочей вязкости полученные системы (в случае эпоксидных олигомеров в присутствии эквимолекулярного количества аминного отвердителя ТЭТА) наносили на предварительно обезжиренные

Пластинки из стекла, стали и отверждали в соответствии с требованиями техдокументации на соответствующую лакокрасочную систему.

Продолжительность отверждения варьировали от 10 минут до 2,5 часов.

Элементный анализ гель-фракций модифицированных плёнок после экстракции показал полное отсутствие Б. Методом хроматографии и ИК - спектроскопии золь-фракций было обнаружено наличие спиртов-теломеров. Таким образом, было установлено, что полифторированные спирты-теломеры не вступают в химическое взаимодействие в широком температурном и концентрационном интервалах с эпоксидными, меламиноформальдегидными и алкидными олигомерами, и вымываются из покрытий, будучи химически несвязанными с плёнкообразователем. В пользу этого свидетельствуют также значения энтальпий реакций отверждения олигомеров в присутствии спиртов - теломеров и без них, измеренные с использованием дифференциальной сканирующей калориметрии. Энтальпия в обоих случаях одинакова, характеристические температуры начала, максимума и окончания реакции отверждения совпадают.

В результате исследования свойств полученных лакокрасочных покрытий установлено, что добавки спиртов-теломеров в лакокрасочные композиции увеличивают гидрофобность покрытий. Причем по мере увеличения количества спиртов-теломеров в композиции краевой угол смачивания получаемых покрытий увеличивается, достигая предельного значения при концентрации спиртов-теломеров в 5 масс.%. (См. рис.3. )

Из рисунка 3 также следует, что гидрофобность покрытий тем выше, чем больше содержание (СР2-СБ2) групп в спирте-теломере.

В таблице 5 представлены свойства покрытий, полученных на стальных пластинках, сформированные на основе композиции эпоксидного олигомера и спирта-теломера п=2 и 3.

Из анализа таблицы 5 следует, что при введении спирта-теломера в систему увеличивается эластичность и, соответственно, возрастает сопротивление удару из-за снижения хрупкости, также снижается температура стеклования. Все это указывает на пластифицирующую роль спиртов-теломеров. Одновременно с этим увеличивается твёрдость покрытий, снижается их водопоглощение (в отличие от пластифицирования эпоксидов известными пластификаторами алкилфталатами, которые снижают твёрдость и водопоглощение).

Неожиданные эффекты увеличения твёрдости и водопоглощения покрытий связаны с поверхностными свойствами плёнок. Спирты концентрируются в приповерхностном слое покрытия, обеспечивая его гидрофобность. Следствием этого является увеличение твёрдости и снижение водопоглощения покрытий. Получены аналогичные результаты для алкидных, меламиноалкидных и меламиноформальдегидных покрытий.

Из таблицы 5 следует, что сильно увеличивается износостойкость модифицированных покрытий. Поскольку износостойкость зависит от адгезионных и прочностных свойств и, в значительной степени, от способности к релаксации, увеличение износостойкости и эластичности покрытий также

Является следствием пластифицирующей роли спиртов-теломеров в композиции. Установлено для свободных пленок, что при увеличении содержания спиртов-теломеров происходит снижение прочности и увеличение их эластичности. Это указывает на то, что спирты-теломеры не являются антипластификаторами эпоксидных полимеров. До концентрации 20 масс.% спирта-теломера с п=2 и 25 масс.% спирта-теломера с п=3 наблюдается пропорциональная зависимость изменения температуры стеклования от количества пластификатора в системе, что указывает на внутриструктурный механизм пластификации. При дальнейшем увеличении количества спиртов - теломеров в композиции температура стеклования не изменяется, что, очевидно, связано с ограниченной совместимостью их с отверждённым полимером. Установлено также, что полифторированные спирты-теломеры с п=3 более эффективные пластификаторы, чем спирты-теломеры с п=2.

По-видимому, пластифицирующее действие спиртов-теломеров связано с ослаблением межмолекулярного взаимодействия в присутствии спиртов - теломеров, из-за малой полярности фторсодержащих групп, участвующих в формировании надмолекулярных образований, и лёгкостью их диффузии в межмолекулярное пространство.

Из представленных результатов следует, что механизм изменения свойств покрытий, модифицированных полифторированными спиртами-теломерами также связан с образованием послойно неоднородной структуры лакокрасочного покрытия, сформированного из эпоксидных, меламино - алкидных и меламиноформальдегидных плёнкообразующих олигомеров, с концентрированием компонента с наименьшей поверхностной энергией (в данном случае спиртов-теломеров) в поверхностном слое покрытия.