Водные суспензии порошков

Стремление уменьшить толщину полимерных покрытий, разнообразить способы нанесения материалов и соответственно расширить области их применения побудило исследователей к разработке жидких лакокрасочных составов на основе порошковых пленкообразователей, так называемых водных суспензий порошков (ВСП); за рубежом они получили название aqueous powder suspension (сокращенно APS).

До недавнего времени в качестве пленкообразователей в лакокрасочных материалах этого типа применялись в основном кристаллические и аморфные полимеры полиолефины, полифторолефины, пентапласт и др. В последнее десятилетие были разработаны аналогичные составы на твердых олигомерах эпоксидных, эпоксидно-полиэфирных, полиакрилатных, полиуретановых – тех самых, которые используются в производстве порошковых красок. Сочетание достоинств жидких водных красок: отсутствие пыления, пожаровзрывобезопасность, способность нанесения разнообразными высокопроизводительными способами (пневмо- и электрораспылением, электроосаждением) и др.-с положительными качествами порошковых (они образуют примерно равнозначные по свойствам, хотя и более тонкие покрытия) быстро привлекло внимание и интерес к ВСП как перспективному виду лакокрасочных материалов. Водные суспензии порошков типичные дисперсные системы. Их выделение в самостоятельную группу среди воднодисперсионных материалов сугубо условное. Так, от латексных красок они отличаются в основном величиной частиц твердой фазы. Если промышленные латексы имеют частицы до 0,25 мкм, то ВСП-в пределах 1-20 мкм. ВСП некоалесцирующие дисперсные системы. Вследствие того, что пленкообразователями в них являются твердые (застеклованные аморфные или кристаллические) полимеры и олигомеры, коалесценции частиц при комнатной температуре не происходит. Пленкообразование осуществляется лишь при нагревании аналогично тому, как это имеет место в случае сухих порошковых красок. Высокие значения межфазного поверхностного натяжения-до 10 МДж/м2 и более (ВСП относятся к лиофобным дисперсиям), твердое состояние пленкообразователей и относительно большой размер их частиц делают ВСП агрегативно и кинетически неустойчивыми. В процессе хранения, возможно, их расслоение с образованием рыхлых осадков. Тем не менее, это не мешает применению красок, так как при перемешивании или при встряхивании система приходит в исходное состояние; ухудшения свойств при этом не наблюдается.

От порошковых красок ВСП отличаются агрегатным состоянием. Наличие в качестве дисперсионной среды воды вместо воздуха позволяет легче осуществить стабилизацию частиц, уменьшить их агрегацию и тем самым резко повысить дисперсность и степень гомогенизации компонентов красок. Стабилизация достигается обычно с помощью поверхностно-активных веществ. Улучшая качество составов, последние, однако, неблагоприятно влияют на свойства покрытий электрические, водопоглощение и др.

Присутствие жидкой дисперсионной среды существенно расширяет возможности модификации составов. Наряду с твердыми компонентами в них можно вводить в виде эмульсий или растворов жидкие олигомеры, мономеры, пластификаторы, стабилизаторы и т. д. и тем самым сильно разнообразить свойства композиций и покрытий. Отдельные компоненты могут выполнять несколько функций. Например, некоторые поверхностно-активные вещества одновременно могут быть стабилизаторами, отвердителями и модификаторами пленкообразователей.

Важные преимущества ВСП перед порошковыми красками – возможность получения более тонких (до 10 мкм) покрытий и, как правило, более низкие температуры пленкообразования, обусловленные повышенной дисперсностью частиц и нередко присутствием коалесцирующих добавок. Недостатки ВСП-неморозостойкость (необходимость транспортировки, хранения и применения при плюсовых температурах), потребность, как в случае любых жидких красок, в герметичной жесткой таре. ВСП являются хорошим дополнением к сухим порошковым краскам. Они могут применяться комплексно с ними или самостоятельно для самых разных назначений