Использование полиэфиров и алкидных смол

С точки зрения химии, полиэфиры - это полимеры, которые содержат в структурной молекулярной цепи повторяющиеся сложноэфирные группы. Полиэфиры, используемые в качестве пленкообразователей для лакокрасочных материалов (ЛКМ), называют полиэфирными смолами. Смолы в этом смысле слова, происходящие от природных смол, - это полимеры, способные формировать лакокрасочную пленку. На основе этих смол можно получить материалы (растворы в органических растворителях, водные растворы или дисперсии, неводные дисперсии, аэрозоли), которые, после нанесения в результате сушки или расплавления и химической реакции, образуют пленки с различными свойствами.

Согласно стандарту ДИН 55958: «Полиэфирные смолы - это синтетические смолы на основе полиэфиров, структурные элементы которых имеют в цепи сложноэфирные группы».

В прошлом термин «полиэфиры» неоднократно изменял свое значение. Из-за малой растворимости (с точки зрения применения в ЛКМ) и плохой совместимости, первые полиэфиры имели лишь небольшое значение в производстве ЛКМ до тех пор, пока в 1925 г. Кинле не получил алкидные смолы - сложные полиэфиры, модифицированные маслами. Термин «алкидная смола» происходит от двух английских слов: alcohol (спирт) и acid (кислота) (в англо-американской литературе встречается также написание через «к»). Под этим термином подразумевается продукт взаимодействия спирта и карбоновой кислоты, которым фактически является сложный эфир или полиэфир. Так как алкидные смолы были первыми полиэфирными смолами, получившими широкое распространение в лакокрасочной отрасли, то общее понятие ограничивалось этим специальным классом веществ.

До 60-х гг. XX в. под алкидными смолами понимали сложные полиэфиры на основе ангидрида фталевой кислоты и многоатомных спиртов, модифицированные жирными кислотами природных жиров или масел. Но в стандартах ДИН 55958, ДИН 53183 приводится следующее, современное определение алкидных смол: «Алкидные смолы - это модифицированные полиэфирные смолы, полученные поликонденсацией многоосновных карбоновых кислот с многоатомными спиртами и маслами или кислотами жирного ряда». То есть обозначения «алкидные смолы, модифицированные маслами» или «модифицированные жирными кислотами», не являются корректными (тавтология определения).

Таким образом, сложные полиэфиры, модифицированные синтетическими жирными кислотами, тоже называют алкидными смолами. В связи с тем, что полиэфиры, главным образом, модифицируют монокарбоновыми кислотами, то здесь все сложные полиэфиры, модифицированные монокарбоновой кислотой, называются алкидными смолами (следовательно, определение становится еще более широким).

О «модифицированных алкидных смолах» говорят преимущественно в том случае, если подобные синтетические смолы, кроме таких компонентов, как поликарбоновая кислота, многоатомный спирт и монокарбоновая кислота.

После алкидов ненасыщенные полиэфирные смолы надолго заняли доминирующую позицию на рынке ЛКМ для окраски мебели. Потребители привыкли обобщенно говорить о полиэфирных лаках, если подразумевались ЛКМ на основе ненасыщенных полиэфирных смол (эта тенденция все еще сохранилась и до наших дней в мебельной отрасли). Правильным же названием, конечно, является «ненасыщенные полиэфирные смолы», для которых приводится следующее определение (ДИН 53184): «Ненасыщенные полиэфирные смолы - это сложные полиэфиры, в которых как минимум один из полифункциональных компонентов (поликарбоновая кислота или многоатомный спирт) является олефиново ненасыщенным и способен вступать в реакцию сополимеризации с мономерными полимеризующимися соединениями». Тем самым они сильно отличаются и от алкидных смол, которые, как известно, могут содержать ненасыщенные монокарбоновые кислоты.

Только после появления на рынке доступного сырья - более сложных полиолов и новых поликарбоновых кислот - большое значение в производстве ЛКМ стали приобретать сложные полиэфиры, которые изначально следовало называть полиэфирными смолами. Чтобы выделить сложные эфиры из известных групп сырья, их назвали «алкидными смолами, не содержащими масла» или «насыщенными полиэфирными смолами». Определение «алкидные смолы, не содержащие масла» является не совсем корректным, поэтому его следует избегать.

Термин «насыщенные полиэфиры» является общеупотребительным и используется в данной книге. Его определение: «Насыщенные полиэфирные смолы - это полиэфиры, у которых полифункциональные компоненты (многоосновные карбоновые кислоты и многоатомные спирты) не содержат полимеризующихся двойных связей».

Некоторые пленкообразующие для производства ЛКМ, которые также фактически являются полиэфирами, имеют собственное название: поликарбонаты, поликапролактоны, смолы на основе аддуктов диена (малеиновые смолы) и полимеризованные масла. Однако в широком смысле слова все они являются полиэфирами и на них распространяются закономерности строения сложных полиэфиров.

По материалам книги “Полиэфиры и алкидные смолы”. Автор Ульрих Пот