Лакокрасочные материалы и покрытия. Принципы составления рецептур

Водорастворимые лакокрасочные материалы горячей сушки Общие сведения

Водорастворимые лакокрасочные материалы горячей сушки для промышленного применения появились на рынке в начале 1950-х гг. [1]. Особый интерес они приобрели в 1960 - 1970 гг. в связи с разработкой метода электроосаждения - сначала анодного, потом катодного [2]. Наибольшее признание этот метод получил в автомобильной про­мышленности. Первоначально были разработаны грунтовки, в настоящее время также широко производятся эмали.

Причиной задержки промышленного применения водорастворимых материалов явилась достаточно длительная сушка получаемых покрытий. Быстрый нагрев без пред­варительного удаления воды приводит к образованию дефектов - кратеров и пузырей, получению матовых покрытий. В настоящее время предложены разные пути получения качественных покрытий, например использование органических сорастворителей и дру­гих добавок, применение ступенчатого режима отверждения.

Водорастворимые лакокрасочные материалы уже серьезно конкурируют с такими материалами, как составы с высоким сухим остатком, содержащими лишь ограничен­ное количество растворителей.

При выборе пленкообразователей стараются использовать те из них, которые особенно хорошо зарекомендовали себя в органорастворимых составах. Из водо­растворимых гидроксилсодержащих пленкообразователей следует назвать алкид- ные и акриловые смолы, насыщенные полиэфиры, полиуретаны, эпоксиэфиры, модифицированные полиолами аддукты бутадиена и малеинового ангидрида, а также малиенатные масла. Сшивающими агентами для них служат фенол - и мела - миноформальдегидные смолы, блокированные полиизоцианаты. В основном при­меняют анионные или неионные водорастворимые пленкообразователи. Катион­ных водорастворимых пленкообразователей меньше; из них в основном использу­ют модифицированные эпоксидные и частично специальные акриловые смолы. В качестве нейтрализующего агента они требуют применения органических кислот. Для их полного удаления из пленки необходимы значительно более высокие тем­пературы сушки, чем для для удаления аминов из анионных водорастворимых ма­териалов. Поэтому катионные водорастворимые материалы используются лишь там, где можно применять сравнительно высокие температуры сушки (например, на установках электрофорезного нанесения при серийном окрашивании кузовов автомобилей).

Так как почти все водорастворимые лакокрасочные материалы горячей сушки со­стоят как минимум из двух взаимодействующих между собой компонентов, важно, что­бы при смешении они хорошо совмещались между собой. Только в этом случае можно ожидать хороших свойств отвержденных покрытий.

Однако хорошая совместимость компонентов может привести к снижению стабиль­ности составов при хранении. В частности, возможны реакции, приводящие к уменьше­нию молекулярной массы (например, омыление эфирных групп пленкообразователя) или ее увеличению за счет химического взаимодействия отдельных компонентов. Все это может отрицательно сказаться на качестве покрытий, например ухудшении расте - каемости, блеска, механических свойств.

Нежелательные явления при хранении материалов можно уменьшить, если компо­ненты (пленкообразователь и сшивающий агент) находятся в растворе в коллоидном состоянии или в капсулированном виде. Это увеличивает срок хранения материала и делает стабильным качество покрытий.