Лакокрасочные материалы и покрытия. Принципы составления рецептур

Термореактивные краски Эпоксидные краски

Это первый тип порошковых термореактивных красок, появившийся на рынке в се­редине XX в. Основным сырьем для их получения служат ароматические (диановые) смолы с молекулярной массой 1500 - 3000, температурой стеклования 50 - 65°С и тем­пературой размягчения (по методу Меттлера) 80 - 100°С [2, 3]. Реже применяют смолы на основе бисфенола Р и новолаков [4].

Традиционные эпоксидные смолы способны отверждаться различными отвердите - лями за счет реакции полиприсоединения, при этом не образуются какие-либо побоч­ные продукты реакции. Благодаря этому даже в толстых слоях покрытия однородные. В качестве отвердителей находят применение следующие соединения:

• дициандиамид (также его замещенные и производные);

• полифенолы;

• ангидриды кислот.

Дициандиамид (рис. 4.22) представляет собой кристаллическое вещество (Тпл = 209 - 212°С, Ж-эквивалентная масса 21 г/моль), которое из-за плохой растворимости в эпоксидных смолах вводят в состав порошковых красок в виде очень мелкого порошка. В отличие от аминов, используемых в жидких лакокрасочных материалах, дициандиамид ме­нее реакционноспособен, поэтому требует применения катализаторов. Часто вместо него

Термореактивные <a href=краски Эпоксидные краски" title="Термореактивные краски Эпоксидные краски"/>Используют замещен­ные ди-циандиамиды (арилбисгуаниды), так как они более ак­тивны. Если дициан­диамид отвер­ждает в течение 15 - 30 мин при 185 — 220°С, то его заме­щенные продукты - в течение 10-15 мин при 150-180°С. ЫНх - группы дицианди - амида или его произ­водных взаимодей­ствуют с оксирано - вым кольцом эпок­сидного по реакции

Рис. 4.22. Реакции взаимодействия эпоксидной смолы с дициандиамидом и толуил - полиприсоединения, бисгуанидом

Фенольная смола новолачного типа

Эпоксидная смола

-О ОН

/

ООР

СИ, I сн2

Сн,

Место сшивки

СН - сн.

Рис. 4.23. Реакция отверждения эпоксидных смол фенольными новолач - ными смолами

Дициандиамид имеет до
пяти подвижных атомов водо-
рода, однако его эффективная
реакционная способность не-
высока. Возможно, что дици-
андиамид каталитически
действует на самоотвержде-
ние эпоксидных смол, при этом
образующиеся ОН-группы це-
пи реагируют с концевыми
эпоксидными группами. Поэто-
му необязательно иметь стехи-
ометрическое количество ди-
циандиамида, чтобы обеспе-
чить отверждение эпоксидной
смолы. Например, для отверж-
дения относительно низкомо-
лекулярной твердой эпоксид-
ной смолы требуется 3 - 5%

(по массе) дициандиамида.

Фенольные отвердители. Ими могут быть как фенолы, например бисфенол А, так и
их аддукты с эпоксидными смолами. Реакционноспособными группами в этих соедине-
ниях могут быть как метилольные (резольные смолы), так и фенольные гидроксилы (но-
волачные смолы). Активность резольных смол выше, чем новолачных.

Так как фенольные ОН-группы не очень активны, для отверждения необходимы вы-
сокие температуры или применение катализаторов. Эффективными катализаторами
являются замещенные имидазолы (например, 2-метилимидазол) [5]. Торговые марки
фенольных отвердителей часто имеют в своем составе такие катализаторы.

Катализированные системы отверждаются в течение 10-20 мин при 130 - 160°С.

Катализатор ускоряет также самоотверждение эпоксидных смол. Поэтому катали-
зированные фенольные отвердители применяют в количествах, меньших, чем стехио-
метрическое. Механизм отверждения схематично представлен на рис. 4.23.

Ангидридные отвердители сначала реагируют с гидроксильными группами эпоксид-
ных смол с образованием сложноэфирных мостиков или свободных карбоксильных групп.

Последние могут реагировать с эпоксидными группами с получением р-гидроксиэфи-
ров, образуя пространственную структуру. Реакция схематично представлена на рис. 4.24.

Наиболее распространенным ангидридным отвердителем является пиромеллито-
вый ангидрид, его часто комбинируют с тримеллитовым ангидридом. Кроме того, в ка-
честве отвердителей применяют аддукты тримеллитового ангидрида. Для ускорения ре-
акции используют амины и амидины (например, 2-фенилимидазолин) [5]. При этом ко-
личество применяемого ангидрида меньше стехиометрически рассчитанного.

Термореактивные краски Эпоксидные краски Термореактивные краски Эпоксидные краски Термореактивные краски Эпоксидные краски Термореактивные краски Эпоксидные краски Термореактивные краски Эпоксидные краски

Покрытия из эпоксидных порошковых красок, содер­жащих указанные отверди - тели, обладают высокой ад­гезией к металлам и хороши­ми защитными свойствами. Они сочетают высокую твер­дость с достаточной эластич­ностью, химически стойки, однако склонны к пожелте­нию, а под воздействием ат­мосферы теряют блеск и «мелят». Эти покрытия при­меняют в основном для эксплуатации внутри поме­щений, в частности для окра­шивания изделий машино­строения, металлической мебели, домашней техники, емкостей, труб, а также для электроизоляции. Краски в Рис. 4.24. Реакция отверждения эпоксидных смол ангидридами основном наносят распылени­

Термореактивные краски Эпоксидные краскиЕм в электрополе, однако их

Можно наносить и на установках в кипящем слое.

Примерный состав красок приведен ниже.

Белая краска для окрашивания бытовой техники и металлической мебели [3]

Краска содержит эпоксидную смолу с эпоксиэквивалентом (эп. экв.) 715 - 835, про­изводное дициандиамида, а также смесь (мастербатч) из названной эпоксидной смолы и полиакрилового агента розлива. Пигментная часть состоит из диоксида титана и на­полнителей. Рецептура краски представлена в табл. 4.6.

Таблица 4.6

Рецептура порошковой эпоксидной краски

Вещество

Плотность, г/см3

Массовая доля, %

1

Эпоксидная смола на основе бисфенола А, эп. экв. = 715-835 г/моль

1,2

55,7

2

Отвердитель - производное дициандиамида, 11Н-экв. = 38 г/моль

1,2

2,8

3

Агент розлива, полиакриловая смола в эпоксидной смоле, эп. экв. = 740 - 870 г/моль

1,2

2,9

4

Диоксид титана (рутил)

4,1

24,4

5

Тяжелый шпат

4,3

12,7

6

Карбонат кальция (природный)

2,7

1,5

Итого:

100,0

Примечание. 1 - Ага1сМ СТ 7004 от С1Ьа, температура плавления 65 - 75°С; 2 - АгаШ НТ 2844 (С1Ьа), тем­пература плавления 139 - 143°С; 3 - АгаШ ЭТ 2874 (СЬа), Мастербатч из АгаШ ОТ 7004 (90%) и полибутил - акрилата.

Краску наносят способом электростатического распыления на фосфатированную поверхность. Получают покрытия толщиной 80- 100 мкм. Режим отверждения: 8 мин при 180°С. Покрытие имеет эластичность по Эриксену 9,8 мм.

Отношение эпоксидной смолы (Мэп) к отвердителю (Мотв) составляет:

Мэп / Мотв = (55,7 + 2,6): 2,8 = 58,3 : 2,8 = 95,4% : 4,6%.

Соотношение пигмент / пленкообразователь = (24,4 + 12,7 + 1,5): (55,7 + 2,9 + 2,8) = 38,6:61,4 = 0,6:1.

24,4/4,1 + 12,7/4,3+1,5/2,7 ОКП = ------------------------ • 100% = 16%.

24,4 / 4,1 + 12,7 / 4,3 + 1,5 / 2,7 + 61,1 / 1,2

Порошковая краска для покрытий функционального назначения [4]

Краска содержит эпоксидную смолу, модифицированную фенольной новолачной смолой, с эпоксидным числом 2,6, эп. экв.= 500 - 560 и температурой размягчения 89 - 97°С. Отвердителем является аддукт бисфенол А - диглицилиловый эфир с избыт­ком бисфенола А. Н-эквивалент отвердителя = 240 - 270, температура размягчения 76 - 84°С. Отвердитель содержит ускоритель и 2% полиакриловой смолы в качестве аген­та розлива. Пигментная часть состоит из красного железооксидного пигмента и сульфа та бария как наполнителя. Использована добавка гидрофобизированной пирогенной кремниевой кислоты в качестве загустителя. Рецептура краски представлена в табл. 4.7.

Таблица 4.7

Рецептура эпоксидной краски функционального назначения

Вещество

Плотность, г/см3

Массовая доля, %

1

Эпоксиноволачная смола, эп. экв. = 500 - 560 г/моль

1,2

46,0

2

Фенольный отвердитель на основе эпоксидной смолы и полифенола, Н-экв. = 240 - 270 г/моль, катализированная, с агентом розлива

1,2

24,0

3

Красный железооксидный пигмент

5,1

12,0

4

Тяжелый шпат

4,3

15,0

5

Гидрофобизированная пирогенная кремниевая кислота

2,0

3,0

Итого:

100,0

Примечание. 1 - D. E.R. 642, температура размягчения 89 - 97°С (DOW); 2 - XZ 86798.02, температура размягчения 76 - 84°С, содержит катализатор и 2% полиакриловой смолы в качестве агента розлива (DOW); 3 - Bayferrox 180 М (Bayer); 4 - EWO, средний размер частиц 3,5 мкм (Alberti), 3 - Aerosil R 972 (Degussa).

Порошковую краску наносят в электростатическом поле на металлические изделия, покрытия отверждают при 235°С (температура на изделии) в течение 1 мин. Полученное покрытие характеризуется высокой химической и коррозионной стойкостью.

Мольное соотношение фенольной (пфенол) и эпоксидной смол (пЭпоксид) в смеси рассчи­тывают из рецептуры (тФенол и тЭпоксид) и средних значений эквивалентной массы фено­ла (отв-экв.) и эпоксида (эп. экв):

Пфенол / пэ„ошщ = (гПфенол / отв-экв.): тЭлоксид / эп. экв. = (24 / 255): (46 / 530) = 1,1:1, т. е. присутствует небольшой избыток фенольного отвердителя.

Степень пигментирования составляет: пигмент / пленкообразователь = (12,0 + 15,0 + 3,0): (46,0 + 24,0) = 30,0 : 70,0 = 0,43 :1.

Расчет ОКП:

12,5 / 5,1 + 15,0 / 4,3 + 3,0 / 2,0

ОКП ---------------------------------------------------------------------- • 100% = 11%

12,5 / 5,1 + 15,0 / 4,3 + 3,0 / 2,0 + 70,0 /1,2

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
+38 050 512 11 94 — гл. инженер-менеджер (продажи всего оборудования)

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

Оперативная связь

Укажите свой телефон или адрес эл. почты — наш менеджер перезвонит Вам в удобное для Вас время.