6.4. Пленкообразующие на основе диеновых полимеров и сополимеров, их особенности

Бутадиеновые каучуки – это полимеры бутадиена, обладающие высокоэластическими свойствами в широком интервале температур. Бутадиен существует в цис - и транс-форме:

цис-бутадиен     транс-бутадиен

Он может полимеризоваться с образованием 1,4-цис-, 1,4-транс - и 1,2-структур:

1,4-цис-           1,2-             1,4-транс-

Следовательно, эти каучуки можно использовать для замены растительных масел.

В табл. 7 приведены данные о способности к пленкообразованию олигобутадиеновых каучуков и растительных масел.

Таблица 7. Способность к пленкообразованию олигобутадиеновых каучуков и растительных масел

Как видно из табл. 7, увеличение содержания звеньев 1,4-цис - в олигобутадиене значительно повышает его способность к «высыханию». Олигобутадиен с высоким содержанием этих звеньев «высыхает» намного быстрее тунгового и льняного масел.

Недостаток покрытий на основе жирных каучуков – их низкая атмосферостойкость и склонность к быстрому старению с потерей защитных свойств. Это обусловлено наличием в структуре олигобутадиенов большого числа двойных связей.

Каучуки можно модифицировать теми же способами, что и растительные масла, – оксидированием, эпоксидированием, малеинизацией. В результате химической модификации жидких каучуков можно получать новые лакокрасочные материалы с самыми различными свойствами, в том числе водоразбавляемые с повышенной адгезией и др.

Применяют в качестве пленкообразующих и жидкие каучуки на основе сополимеров бутадиена со стиролом и пипериленом.

Жидкие олигомеры бутадиена и их сополимеры получают ионной полимеризацией в присутствии металлического натрия или литийорганических соединений в инертных растворителях либо радикальной полимеризацией в растворах и эмульсиях. На основе жидких каучуков готовят лаки и эмали холодного и горячего отверждения с высокими адгезией к металлам, эластичностью, глянцем, твердостью, водо - и химической стойкостью. Эти материалы применяют при получении покрытий, не подвергающихся воздействию атмосферных факторов: для окраски стен внутри помещений, для защиты подземных сооружений и трубопроводов и т. д. На основе жидких каучуков и масел выпускают также олифы по свойствам аналогичные натуральной олифе, а по защитному действию превосходящие ее.

Хлорированный каучук. В лакокрасочной промышленности часто используют хлорированный полиизопреновый каучук. На его основе получают термопластичные покрытия с высокой химической и атмосферостойкостью, хорошей адгезией к субстратам. Внешний вид этих покрытий лучше, чем у покрытий на основе сополимеров винилхлорида и перхлорвинила.

Хлорированию подвергают каучук, растворенный в органическом растворителе (ССl4, бензол). При проведении процесса в четыреххлористом углероде протекают различные реакции.

1. Замещение на хлор водородных атомов a-метиленовых групп:

2. Внутримолекулярная циклизация (после связывания 34-35% хлора) с образованием звеньев следующей структуры:

3. Присоединение хлора по двойной связи циклизованной макромолекулы и замещение атома водорода в оставшейся после циклизации a-метиленовой группе:

4. Замещение атомов водорода в соединяющих циклы боковых метиленовых группах:

Конечный продукт [C10H11Cl7]n содержит 65% хлора. Хлорирование в бензольном растворе не сопровождается циклизацией.

В качестве пленкообразующего используют хлоркаучук с молекулярной массой от 5000 до 15 000. Растворители: ксилол, кетоны (кроме ацетона – в нем он не растворяется). Для получения покрытий с высокими механическими и физико-химическими показателями в хлоркаучук добавляют пластификаторы – хлорированные парафины или эфиры фталевой кислоты – до 60% от массы каучука. Кроме того, в состав лакокрасочных материалов на основе хлоркаучука вводят стабилизаторы (эпоксидированные масла), предотвращающие отщепление НСl.

На основе хлорированного каучука получают лакокрасочные материалы с более высоким сухим остатком (> 50%), чем на основе других хлорированных олефинов.

Хлорированный каучук хорошо совмещается с алкидными (особенно высокой жирности), феноло - и карбамидоформальдегидными эпоксидными олигомерами и полиуретанами. Введение этих олигомеров повышает твердость и износостойкость покрытий на основе хлорированного каучука.

Покрытия на основе хлорированного каучука широко используются для защиты стальных изделий и конструкций, а также бетона, асбоцемента и других строительных материалов.