5.4. Алкидно-стирольные олигоэфиры

В основе процесса получения алкидно-стирольных сополимеров лежит реакция сополимеризации стирола с двойными связями жирнокислотных остатков растительных масел. Стирол хорошо сополимеризуется с жирными кислотами, имеющими сопряженные двойные связи (жирные кислоты тунгового и дегидратированного касторового масел). Реакция идет по схеме

Возможно также образование аддуктов Дильса - Альдера:

При повышении температуры возрастает относительная доля реакции сополимеризации.

С жирными кислотами, не имеющими сопряженных связей, сополимеризация идет медленно, при этом образуется некоторое количество гомополимера стирола. Поскольку полистирол не совмещается с алкидами, то может произойти расслаивание реакционной массы, что приводит к получению сополимера низкого качества. Поэтому для получения алкидно-стирольных сополимеров обычно используют алкиды, в состав которых входят жирные кислоты тунгового и дегидратированного касторового масел. Принципиально возможны различные методы получения алкидно-стирольных сополимеров:

1. сополимеризация жирных кислот растительных масел со стиролом и последующее взаимодействие полученного сополимера с остальными компонентами алкидных олигомеров (фталевый ангидрид, глицерин);
2. сополимеризация масел со стиролом и последующий синтез алкида по глицеридному способу с использованием масляного сополимера;
3. сополимеризация предварительно полученного алкида со стиролом.

Наиболее распространенным в промышленности является последний способ.

Для сополимеризации со стиролом используют алкид с невысокой вязкостью. Сополимеризацию проводят при 140°С в присутствии инициатора (пероксид третичного бутила). Предельное содержание стирола » 40%. При введении большего количества стирола ухудшается совместимость с другими пленкообразователями и понижается растворимость в растворителях. Кроме того, покрытия получаются хрупкими. Остаток непрореагировавшего стирола отгоняют в конце процесса под вакуумом.

В зависимости от содержания стирола алкидно-стирольные олигомеры можно разделить на 3 группы.

1. Олигомеры с содержанием стирола 30-40%. На их основе получают лаки и эмали холодного отверждения, образующие твердые водостойкие покрытия, которые используют для окраски шасси автомобилей, станков и т. п.
2. Олигомеры с содержанием стирола 15-25%. Они предназначены для получения грунтовок и эмалей как холодного, так и горячего (в сочетании с меламиноформальдегидными олигомерами) отверждения. Покрытия обладают повышенной твердостью, блеском, стойкостью к действию воды, щелочей, моющих средств и применяются для окраски металлических барабанов, стиральных машин и т. д.
3. Олигомеры с содержанием стирола 10%. Применяются для получения лакокрасочных материалов, используемых преимущественно внутри помещения. Повышенная гидрофобность таких алкидно-стирольных олигомеров позволяет проводить окрасочные работы при низкой температуре воздуха.

Алкидно-стирольные сополимеры выпускаются в виде растворов в уайт-спирите или ксилоле и предназначены для получения быстроотверждающихся покрытий. Формирование пленки происходит в первую очередь за счет физического высыхания (испарения растворителя), а также вследствие окислительной полимеризации по оставшимся двойным связям жирнокислотных остатков растительных масел. Воздушное отверждение проводят в присутствии свинцовых или кобальтовых сиккативов. При горячем отверждении (при Т > 120°С) вводить сиккативы не требуется. Покрытия на основе алкидно-стирольных сополимеров обладают высокой прочностью и твердостью в сочетании с хорошей водо - и щелочестойкостью. Однако атмосферостойкость их ниже, чем алкидов.