Пленкообразователями для термопластичных порошковых красок в основном являются следующие полимеры:

• полиэтилен;

• поливинилхлорид;

• полиамиды;

• сополимеры этилена с винилацетатом;

• насыщенные полиэфиры.

Термопластичные порошковые краски применяют для получения покрытий, к  декоративным свойствам которых не предъявляются высокие требования. Они  преимущественно рекомендуются как материалы функционального назначения для получения химстойких, антифрикционных и других покрытий.

Порошковые краски на основе полиэтилена дешевы, их наносят чаще всего на установках кипящего слоя, покрытия формируют при температурах 240 - 250⁰C. Для  некоторых подлложек необходимо грунтование поверхности. Нестабилизированные  покрытия неатмосферостойки, склонны к старению и растрескиванию.

Порошковые краски на основе полиамидов (чаще всего используют полиамид-12 - продукт полимеризации лауринлактама) наносят в кипящем слое. Для их пленкообразования требуются температуры 250 - 270⁰C. Получаемые покрытия твердые, абразивостойкие, с более высокой атмосферостоикостью, чем полиэтиленовые, однако они склонны к пожелтению и могут адсорбировать воду. Из термопластичных порошковых красок их применяют чаще всего.

Порошковые краски на основе поливинилхлорида содержат пластификатор, за счет чего образуют эластичные покрытия, также склонные к пожелтению. ПВХ-краски  дешевы, их наносят чаще всего способом электростатического распыления, покрытия  формируют при 250 - 26O0C. Для многих подложек необходимо применение грунтовок. Порошковые краски на основе сополимера этилена с винилацетатом, как и  полиэтиленовые, наносят в кипящем слое, температура формирования покрытий составляет 200 - 260 0C. Покрытия отличаются хорошей адгезией, эластичностью, коррозионной  стойкостью и высокой атмосферостоикостью. Порошковые краски на основе полиэфиров (линейные сложные ароматические  полиэфиры) чаще всего наносят электростатическим распылением; при 240 - 300°С они  образуют покрытия, обладающие хорошей адгезией, эластичностью, водо- и атмосферостойкие.

Эпоксидные краски

Это первый тип порошковых термореактивных красок, появившийся на рынке в  середине XX в. Основным сырьем для их получения служат ароматические (диановые) смолы с молекулярной массой 1500 - 3000, температурой стеклования 50 - 65⁰C и  температурой размягчения (по методу Меттлера) 80 - 100⁰C. Реже применяют смолы на основе бисфенола F и новолаков.

Традиционные эпоксидные смолы способны отверждаться различными отвердителями за счет реакции полиприсоединения, при этом не образуются какие-либо  побочные продукты реакции. Благодаря этому даже в толстых слоях покрытия однородные. В качестве отвердителей находят применение следующие соединения:

• дициандиамид (также его замещенные и производные);

• полифенолы;

• ангидриды кислот.

Дициандиамид  представляет собой кристаллическое вещество (Тпл = 209 - 212⁰C, NH-эквивалентная масса 21 г/моль), которое из-за плохой растворимости в эпоксидных смолах вводят в состав порошковых красок в виде очень мелкого порошка. В отличие от аминов, используемых в жидких лакокрасочных материалах, дициандиамид  менее реакционноспособен, поэтому требует применения катализаторов. Часто вместо него используют  замещенные дициандиамиды (арилбисгуаниды), так как они более  активны. Если  дициандиамид отверждает в течение 15 - 30 мин при 185- 220⁰C, то его  замещенные продукты - в  течение 10-15 мин при 150-180⁰C. NHx- группы дициандиамида или его  производных  взаимодействуют с оксирановым кольцом  эпоксидного по реакции полиприсоединения.

Дициандиамид имеет до пяти подвижных атомов  водорода, однако его эффективная реакционная способность

невысока. Возможно, что  дициандиамид каталитически действует на  самоотверждение эпоксидных смол, при этом образующиеся ОН-группы  цепи реагируют с концевыми эпоксидными группами.  Поэтому необязательно иметь стехиометрическое количество дициандиамида, чтобы  обеспечить отверждение эпоксидной смолы. Например, для  отверждения относительно низкомолекулярной твердой эпоксидной смолы требуется 3 - 5% (по массе) дициандиамида.

Фенольные отвердители. Ими могут быть как фенолы, например бисфенол А, так и их аддукты с эпоксидными смолами. Реакционноспособными группами в этих  соединениях могут быть как метилольные (резольные смолы), так и фенольные гидроксилы (новолачные смолы). Активность резольных смол выше, чем новолачных.

Так как фенольные ОН-группы не очень активны, для отверждения необходимы  высокие температуры или применение катализаторов. Эффективными катализаторами являются замещенные имидазолы (например, 2-метилимидазол). Торговые марки фенольных отвердителей часто имеют в своем составе такие катализаторы. Катализированные системы отверждаются в течение 10-20 мин при 130 - 16O⁰C.

Катализатор ускоряет также самоотверждение эпоксидных смол. Поэтому   катализированные фенольные отвердители применяют в количествах, меньших, чем стехиометрическое. Ангидридные отвердители сначала реагируют с гидроксильными группами  эпоксидных смол с образованием сложноэфирных мостиков или свободных карбоксильных групп.

Последние могут реагировать с эпоксидными группами с получением р-гидроксиэфиров, образуя пространственную структуру. Наиболее распространенным ангидридным отвердителем является пиромеллитовый ангидрид, его часто комбинируют с тримеллитовым ангидридом. Кроме того, в  качестве отвердителей применяют аддукты тримеллитового ангидрида. Для ускорения  реакции используют амины и амидины (например, 2-фенилимидазолин). При этом  количество применяемого ангидрида меньше стехиометрически рассчитанного. Покрытия из эпоксидных порошковых красок,  содержащих указанные отвердители, обладают высокой  адгезией к металлам и  хорошими защитными свойствами. Они сочетают высокую  твердость с достаточной  эластичностью, химически стойки, однако склонны к  пожелтению, а под воздействием атмосферы теряют блеск и «мелят». Эти покрытия  применяют в основном для эксплуатации внутри помещений, в частности для  окрашивания изделий  машиностроения, металлической мебели, домашней техники, емкостей, труб, а также для электроизоляции. Краски в основном наносят  распылением в электрополе, однако их можно наносить и на установках в кипящем слое. Примерный состав красок приведен ниже.

Белая краска для окрашивания бытовой техники и металлической мебели.

Краска содержит эпоксидную смолу с эпоксиэквивалентом (эп. экв.) 715 - 835,  производное дициандиамида, а также смесь (мастербатч) из названной эпоксидной смолы и полиакрилового агента розлива. Пигментная часть состоит из диоксида титана и наполнителей. Рецептура краски представлена в таблице

Примечание. 1 - Araldit GT 7004 от Ciba, температура плавления 65 - 75⁰C; 2 - Araldit HT 2844 (Ciba),

температура плавления 139 - 1430C; 3 - Araldit GT 2874 (Ciba), Мастербатч из Araldit GT 7004 (90%) и полибутилакрилата.

Краску наносят способом электростатического распыления на фосфатированную поверхность. Получают покрытия толщиной 80-100 мкм. Режим отверждения: 8 мин при 18O⁰C. Покрытие имеет эластичность по Эриксену 9,8 мм. Отношение эпоксидной смолы (Mэп) к отвердителю (Mотв) составляет:

Mэп / Mотв = (55,7 + 2,6) : 2,8 = 58,3 : 2,8 = 95,4% : 4,6%.

Соотношение пигмент / пленкообразователь = (24,4 + 12,7 + 1,5): (55,7 + 2,9 + 2,8)

= 38,6:61,4 = 0,6:1.

Порошковая краска для покрытий функционального назначения.

Краска содержит эпоксидную смолу, модифицированную фенольной новолачной смолой, с эпоксидным числом 2,6, эп. экв.= 500 - 560 и температурой размягчения 89 - 97⁰C. Отвердителем является аддукт бисфенол А - диглицилиловый эфир с  избытком бисфенола А. Н-эквивалент отвердителя = 240 - 270, температура размягчения 76 - 84⁰C. Отвердитель содержит ускоритель и 2% полиакриловой смолы в качестве  агента розлива. Пигментная часть состоит из красного железооксидного пигмента и  сульфата бария как наполнителя. Использована добавка гидрофобизированной пирогенной кремниевой кислоты в качестве загустителя. Рецептура краски представлена в таблице

Примечание. 1 - D.E.R. 642, температура размягчения 89 - 97 C (DOW); 2 - XZ 86798.02, температура размягчения 76 - 84 C, содержит катализатор и 2% полиакриловой смолы в качестве агента розлива (DOW); 3 - Bayferrox 180 M (Bayer); 4 - EWO, средний размер частиц 3,5 мкм (Alberti), 3 - Aerosil R 972 (Degussa).

Порошковую краску наносят в электростатическом поле на металлические изделия, покрытия отверждают при 2350C (температура на изделии) в течение 1 мин. Полученное покрытие характеризуется высокой химической и коррозионной стойкостью. Мольное соотношение фенольной (Пфенол) и эпоксидной смол (Пэпокс) в смеси рассчитывают из рецептуры  и средних значений эквивалентной массы  фенола (отв-экв.) и эпоксида (эп. экв):

Пфенол / Пэпоксид =  = (24 / 255) : (46 / 530) = 1,1:1,

т.е. присутствует небольшой избыток фенольного отвердителя.

Степень пигментирования составляет: пигмент / пленкообразователь = (12,0 + 15,0 + 3,0) : (46,0 + 24,0) = 30,0 : 70,0 = 0,43 : 1.

ПОРОШКОВАЯ КРАСКА. КУПИТЬ

Качественное сырье при производстве порошковых полимерных красок является залогом того, что количество проблем  при производстве будет стремиться к минимуму.Поэтому  химикаты для производства нужно выбирать качественно и тщательно.Крупные производители всегда имеют отдельные лаборатории для контроля качества всего сырья   поступаемого на предприятие. Ниже будет приведен некоторых соединений, которые используются для производства порошковых красок В России, Украине и Беларуси .

Primid XL-552 (Примид) (Швейцария)

Primid XL-552 - гидроксиалкиламидный отвердитель для стойких порошковых покрытий, предназначенных для наружного использования. Может использоваться в сочетании с карбоксильно-функциональными полиэфирами.

Условия отверждения: 20 мин/165 °С;  10 мин/180°С; 8 мин/200 °С.

Характеристики:

·         отверждение от 165⁰С

·         подтвержденная износостойкость при наружном использовании

·         усиленная стабильность при хранении порошковых покрытий

·         усиленные свойства поляризации

·         не требует маркировки по классу опасности

Триглицидил изоцинаурат (TGIC).TRIGLYCIDYL ISOCYANURATE

Сульфат бария

Применение:

Сульфат бария используется для различных промышленных целей:

·         как наполнитель для порошковых покрытий;

·         как белый пигмент-наполнитель для красок и белил, также  как клеевая краска;

·         как гравиметрическая форма в аналитической химии;

·         как цветовой компонент в пиротехнике;

·         в качестве рентгеноконтрастного вещества;

·         в качестве наполнителя для фото- и писчей бумаги;

·         для линолеума и для некоторых лако-красочных материалов (баритаж);

·         как белый наполнитель для пластмасс;

·         как компонент буровых растворов для увеличения их плотности;

· в электрохимической промышленности при изготовлении свинцовых аккумуляторов как расширитель активной массы отрицательного электрода;

·         при производстве пасты для травления стекла;

·         при производстве некоторых огнеупорных материалов.

Агент текучести (розлива) ТР 88

ТР 88 - агент текучести  для порошковых покрытий, является эквивалентом агента текучести PV88.

Применение:  Агент текучести ТР88 может применяться в любом типе порошковых покрытий. Добавка обеспечивает высокие показатели текучести, выравнивания, диспергации.

Бензоин  (Китай)

(2-Hydroxy-1.2-Diphenylethanoe, С₁₄H₁₂O₂)

Применение:  Бензоин применяется в качестве добавки для порошковых покрытий с целью устранения образования пузырьков. Данный продукт также используется в фармацевтической и косметической индустрии.

Матирующий отвердитель TP 68 .(Matt Hardener TP68-B)

Матирующий отвердитель TP 68-В  – используется для чистой эпоксидной смолы, эпокси-полиэфирных гибридных порошковых покрытий для получения покрытий с матовой поверхностью, отличными механическими характеристиками и прекрасным внешним видом.

Рекомендуемые пропорции:

Условия отверждения: при 180 °С за 20 - 25 мин; при 190°С за 10 – 12 мин; при 200 °С за 8 – 10 мин.

Примечание: совместимость отвердителя TP68-В со смолой может оказаться недостаточной из-за его высокой температуры плавления, чтобы этого избежать, необходимо распределить их или повысить температуру отверждения. В случае эпокси-полиэфирных гибридных порошковых покрытий, полиэфир должен быть с низким показателем кислотности. До достижения идеального блеска и усиления характеристик необходимо проводить тесты

Матирующий агент TP 3329 (Китай)

Матирующий агент TP 3329 – создан на базе полиэтиленового воска,  применяется как матирующий агент для порошковых систем   Polyester/TGIC, эпоксидных покрытий, эпокси-полиэфирных гибридных порошковых, полиуретановых покрытий и пр. Этот  матирующий агент разработан специально для обеспечения высокой матирующей отделки для покрытий с низким блеском.

Составы красок:

1. Порошковая система PES/TGIC (светло-серый)

2. Порошковая система PES/TGIC (светло-серый)

Сущность способа заключается в распылении ЛКМ с одновременным сообщением образующимся аэрозольным частицам электростатического заряда, благодаря чему они равномерно осаждаются на противоположно заряженном изделии.

Возникновение заряда частицах связано с наложением постоянного электрического поля высокого напряжения (50-140 кВ), изделие заземляется.

Возможна ионная и контактная зарядка частиц. В данном случае используется контактная зарядка частиц (путем электростатической индукции).

Происходит в результате контакта ЛКМ с острой кромкой распылителя, т.е. коронирующего электрода. Чем меньше радиус распылителя, тем больше напряженность электрического поля в этом месте и легче возникает коронный заряд, вызывающий распыление и зарядку материала.

Коронный заряд образуется на острие кромки электрода, если напряженность поля достигает определенного значения.  При  этом электрические заряды интенсивно стекают в воздух, вызывая его ионизацию в прилегающем к электроду пространстве.

При подключении высокого напряжения к коронирующему электроду на острие его кромки создается поверхностный заряд большой плотности. Если на такую кромку подать тонкий слой ЛКМ, то он будет заряжаться и под влиянием сил электрического поля вытягиваться и стекать с поверхности в направлении заземленного изделия. Образуется направленный движущийся аэрозоль заряженных частиц (капель) ЛКМ.

Как производится расчет

Заряд капли аэрозоля, полученный при контактной зарядке:

q_max=r²U/(ρ*ln(2l/ρ))*[1-Aeρ_v(U-U_k)/l²],

где  U — напряжение, подаваемое на электрод;

U_k— напряжение тока, соответствующее появлению тока коронного разряда;

ρ — радиус кромки распылителя;

l — расстояние от распылителя до изделия;

А — расчетная постоянная;

e — диэлектрическая проницаемость ЛКМ;

ρ_v — удельное объемное электрическое сопротивление ЛКМ.

Как следует из формулы заряд возрастает с повышением приложенного напряжения и уменьшается при увеличении l, e, ρ. Масса капли, определяющая кинетическую устойчивость аэрозоля, увеличивается еще быстрее, поэтому высокая степень диспергирования ЛКМ благоприятно сказывается на распылении.

При контактной зарядке ЛКМ заряд частиц в 10-30 раз больше, чем при ионной. Зарядка капель способствует не только их дроблению и направленному движению, но и образованию частиц. Факел образуется в результате взаимного  отталкивания одноименно заряженных капель.

tg(β)= f(E, r, Q),

где β — угол факела.

Большой угол факела не всегда желателен, т.к. возрастают потери ЛКМ за счет уноса вентиляцией. На практике используют различные способы фокусирования материалов с учетом габарита и формы покрываемых изделий.

Заряженные частицы двигаются к поверхности окрашиваемого изделия по определенной траектории. Она формируется под воздействием следующих сил:

∑F= F_q+F_k+F_E+F_c,

где  F_q— сила тяжести,

F_k — сила, обусловленная действием электрического поля,

F_E— сила, обусловленная неравномерным распределением напряженности электрического поля,

F_c — сила взаимодействия частицы с ближайшими частицами.

Какие есть иные силы

Противодействующей силой является сила, обусловленная сопротивлением воздуха перемещению частицы. Скорость движения падает пропорционально логарифму радиуса частицы. Крупные частицы, получившие небольшой заряд, при движении могут отклониться настолько, что выпадут из-под влияния электрического поля и будут унесены вентиляцией, не достигнув поверхности изделия.

Разрядка частиц — завершающая стадия процесса. Капли нейтрализуются и сливаются. При прямом контакте с поверхностью скорость разрядки определяется проводимостью материала: чем она больше, тем быстрее происходит стекание зарядов.

Т.о. удельное объемное сопротивление облегчает зарядку, но и затрудняет разрядку. Если на изделии уже есть слой покрытия, то учитывают его сопротивление. При большом сопротивлении происходит накопление зарядов на поверхности, осаждение ЛКМ при этом может полностью прекратиться. Поэтому  на практике наносят 1-3 слоя. Часто предусматривается нанесение сдвоенных слоев: последующий наносят на слой с относительно низким удельным, объемным сопротивлением.

Открыть в большем размере таблицу свойств компонентов порошковых красок

Что такое порошковая краска

Порошковые лакокрасочные материалы-многокомпонентные дисперсные системы, состоящие из твердых частиц-пленкообразующей основы и разделяющей их среды-воздуха. Они могут быть непигментированными-лаками и пигментированными-красками.

Наибольшее применение имеют краски, образующие непрозрачные (кроющие) покрытия тех или иных цветов. Лаки используют там, где цвет покрытия не имеет существенного значения или по условиям эксплуатации необходимо, чтобы покрытие не закрывало фактуру покрываемой поверхности, например в мебельном производстве, при лакировании проводов, некоторых видов пластмасс и т.д.

Как и к жидким краскам, к порошковым краскам предъявляется ряд требований; главные из них-способность к тонкослойному нанесению на поверхность и формированию покрытий, обладающих комплексом необходимых свойств.

В чем отличие порошковых от жидких красок

Имея близкие с жидкими красками состав (по сухому остатку) и назначение, порошковые краски, однако, существенно отличаются от них по свойствам. Эти отличия вытекают из разного их физического состояния. Если традиционные жидкие краски-растворы и дисперсии - типичные жидкие тела и для их оценки используются показатели и методы, свойственные жидкому состоянию вещества, то порошковые лакокрасочные материалы относятся к группе твердых (порошковых) тел; для них характерны иные свойства и идентификация осуществляется методами, типичными для твердого (порошкообразного) состояния вещества.

То, что в порошковых красках в качестве дисперсионной (разделяющей частицы) среды выступает воздух, а не растворитель или вода, как это имеет место в жидких лакокрасочных материалах, делает их технически, экологически и экономически выгодными в применении. Порошковые краски поэтому условно относят к материалам со 100%-ным сухим остатком. Облегчается хранение и транспортировка красок; для порошковых материалов не требуется герметичной жесткой тары.

Появление порошковых лакокрасочных материалов потребовало и разработки специфичных методов их нанесения на поверхность. Многие традиционные для жидких красок методы нанесения - валковый, окунание, облив, кистевой и другие-оказались, в принципе, непригодными для нанесения порошковых. Вместе с тем оправдали себя методы, основанные на применении аэрозольной технологии, -электростатическое и струйное распыление, нанесение в кипящем слое и др.

Как образуется покрытие из порошковых материалов

Порошковые краски-материалы, формирующие покрытия при нагревании. В связи с энергетической проблемой снижение температуры и времени формирования покрытий с целью уменьшения расхода энергии - одна из важных и первоочередных задач при разработке и использовании этих материалов. 

Выпускаемые краски классифицируют по химическому признаку, типу пленкообразователя и назначению покрытий. В химическом отношении выделяют две группы материалов: I) на основе термопластичных и 2) на основе термореактивных пленкообразователей. Первые образуют покрытия без химических превращений, в основном за счет сплавления частиц и охлаждения расплавов. Получаемые из них пленки обратимы-термопластичны и нередко растворимы. Их состав соответствует составу исходного материала. Краски второй группы формируют покрытия в результате сплавления частиц и последующих химических превращений. Такие покрытия необратимы-неплавки и нерастворимы.

Их химический состав обычно существенно отличается от состава исходных красок. Первоначально в промышленности преобладал выпуск термопластичных красок, затем объем производства красок на термореактивных пленкообразователях резко возрос и в настоящее время в различных странах составляет  до 80 % общего выпуска порошковых лакокрасочных материалов.

Классификация красок по типу пленкообразователя в основном исходит из названия полимера или олигомера, входящего в их состав. Так. говоря о красках эпоксидных, полиэфирных, поливинилхлорндных, полиэтиленовых, понимают, что они изготовлены на основе этих пленкообразователей. По назначению различают краски для получения атмосферостойких. химически стойких, антифрикционных, электроизоляционных и других покрытий.

ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ ПОРОШКОВЫХ КРАСОК В  БЕЛАРУСИ, ПОРОШКОВАЯ КРАСКА. ПО ВСЕМ ВОПРОСАМ ОБРАЩАЙТЕСЬ К НАМ, МЫ СМОЖЕМ ВАМ ПОМОЧЬ!

+375296151445 (ссылка на сайт обязательна)

Отвердителями полиуретановых составов служат в основном блокированные («скрытые») изоцианаты. Их комбинирование с гидроксилсодержащими пленкообразователями (полиэфирами, эпоксидными олигомерами, полиакрилатами и др.) позволяет получать стабильные при хранении композиции, способные быстро отверждаться при температурах выше температур деблокирования изоцианатов.

Наиболее часто используются аддукты, представляющие собой продукты взаимодействия 2,4-толуилендиизоцианата или изофорондиизоцианата со спиртами, фенолами, аминами, лактамами, оксимами, имидами. При выборе изоцианата учитываются его температура плавления (желательно, чтобы она не отличалась от температуры плавления гидроксилсодержащего пленкообразователя более чем на 10 °С) и температура деблокирования, которую предпочтительно иметь более низкой, но не ниже 120 С.

В порядке уменьшения температуры распада аддуктов агенты деблокирования располагаются в следующий ряд: первичные спирты > фенолы > капролактам > ацетоуксусный эфир > фталимид > имидазол. Аддукты с алифатическими спиртами имеют наиболее высокую температуру распада. Например, для дибутилуретана она составляет около 250 С.

Аддукты на основе циклических спиртов бензилового и фурфурилового, пиклогексанола и монофенилового эфира этиленгликоля имеют более низкую температуру деблокирования. Из фенилуретанов вследствие токсичности и запаха фенола применяются лишь аддукты на основе 4-нонилфенола и его смесей с фенолом и аминами (диэтиламин, морфолин). Выделяющийся амин каталитически действует на дальнейший распад аддукта. Также используют аддукты оксимов ацетофеноксима, метилэтилкетоксима, бензальдоксима.

Наибольшее распространение в порошковых красках, однако, получили блокированные изоцианаты на основе лактамов-капролактама, а-метилкапролактама, у-бутиролактама, а-лауролактама, а также ароматических карбоновых кислотиоксибензойной и ее эфиров. Они имеют невысокую температуру распада (180 С и ниже). Выделяющиеся агенты деблокирования лактамы и ароматические кислоты способствуют розливу красок. Полиизоцианаты 2,4-толуилендиизоцианат и изофорондиизоцианат, блокированные 8-капролактамом являясь наиболее доступными и распространенными отвердителями, имеют, однако, слишком низкую температуру плавления.

Поэтому в порошковых красках часто применяют продукты их взаимодействия с диолами и полиолами следующего строения. Фирма Bayer выпускает ряд изоцианатных отвердителей марки крелан: аддукт UF-2,4-толуилендиизоцианат, блокированный е-капролактамом, аддукт UL-на основе изофорондиизоцианата и е-капролактама, L/Ue 6103, L/Ue 6107, L/Ue 6108 и другие на основе указанных выше изоцианатов, е-капролактама и гликолей. Они рекомендуются прежде всего в сочетании с гидроксилсодержащими полиэфирами.

ВСП термопластов-фторопластов, пентапласта, полистирола, эмульсионного поливинилхлорида-получают диспергированием порошков в воде, содержащей низкомолекулярные или полимерные ПАВ. Диспергирование проводят в шаровых или коллоидных мельницах. Нашли применение лакокрасочные составы, изготовляемые на индивидуальных пленкообразователях и их смесях, в первую очередь с водорастворимыми полимерами и олигомерами – полиэлектролитами.

Суспензии, служащие для получения химически устойчивых покрытий (фторопластовые, пентапластовые), изготовляют преимущественно на индивидуальных полимерах и сополимерах. Их стабилизацию проводят с помощью низкомолекулярных ионогенных или неионогенных ПАВ. Из них для фторопластовых суспензий зарекомендовали себя, в частности, ОП-7, ОП-Ю (моноалкилфениловые эфиры полиэтиленгликоля) и лисаполь (оксиэтилированный алкилкрезол).

Например, суспензия фторопласта-4Д представляет собой взвесь частиц полимера размером 0,06-0,4 мкм в воде, содержащей 9-12% ПАВ (обычно ОП-7). Концентрация суспензии 55-65%, ее плотность 1500 кг/м3; 1 мл суспензии содержит около 0,9 г полимера. Аналогичны по составу суспензии фторопластов Ф-4ДВ, Ф-4ДУ, Ф-4МД, Ф-40Д. Суспензии пентапласта имеют меньшую концентрацию-10-20% (масс.). Описанные суспензии обычно наносят на поверхность методами распыления, окунания, налива слоями небольшой толщины-10-15 мкм.

Для получения составов, наносимых методом электроосаждения, полимеры комбинируют с полииономерами и нередко водонерастворимыми пленкообразователями. При этом содержание дисперсной фазы может достигать 30% (масс.) и более. В качестве полииономеров применяют карбоксилсодержащие полимеры и олигомеры – полиэлектролиты, служащие пленкообразователями в составах электрофорезного нанесения: алкидно-эпоксидный (ВЭП-0179), масляно-фенольный (ВФЛ-0131) и уралкидный (ВАУ-5185) олигомеры, смесь бутанолизированной фенолоформальдегидной смолы ВБФС-4 и малеинизированного льняного масла, полиакрилатный сополимер ВАМС и др. Они не только выполняют роль стабилизаторов суспензий, но, адсорбируясь на поверхности частиц полимеров, служат одновременно эффективными их зарядчиками.

Нередко ВСП получают, смешивая тонкоизмельченные полимеры непосредственно с готовыми водоразбавляемыми эмалями и грунтовками, применяемыми для нанесения электроосаждением (резидрол ВА-133, эмали ФЛ-149Э, В-ЭП-2100, грунтовки ФЛ-093, ВКЧ-0207 и др.). Последние придают необходимый цвет составам, благодаря чему нередко исключается необходимость их дополнительного пигментирования.

Свойства таких ВСП зависят от природы смешиваемых компонентов и их соотношения, а также типа низкомолекулярного ПАВ.

С повышением содержания дисперсной фазы особенно более 30% (масс.) увеличиваются структурообразование и вязкость составов, однако их стабильность падает и требуется вводить некоторое количество (0,5-1,5%) анионоактивных ПАВ. Последние наряду со стабилизацией системы способствуют повышению подвижности твердых частиц в электрическом поле и лучшему их осаждению на поверхность.

Для грунтования кузовов автомобилей предложено использовать составы, представляющие собой смеси водной дисперсии полистирола и грунтовок ВКЧ-0207 или ФЛ-093 при соотношении компонентов по сухому веществу, в % (масс.) (15-20): (85-80). Соотношение пленкообразователей – порошкового полимера и полиэлектролитного компонента-в составах может колебаться в широких пределах. Имеются рецептуры электрофорезных составов, в которые порошковый полимер вводится как добавка 1-2% (масс.), улучшающая рассеивающую способность и снижающая энергию электроосаждения, и рецептуры водных суспензий, где добавкой служит пленкообразователь – полиэлектролит 3-5% (масс.), способный стабилизировать суспензию, повысить электрофоретиче- скую активность частиц, улучшить адгезионную прочность покрытий.

Очень большое число органических соединений разнообразного химического состава, превращающихся при окислении или нагревании в высокомолекулярные продукты, могут образовывать пленки- полимерные покрытия. Вещества, образующие при высыхании пленки, носят общее название пленкообразующих веществ.

За последнее десятилетие ассортимент пленкообразователей, применяемых для защитных покрытий, чрезвычайно возрос. В настоящее время особо важное значение приобрели различные синтетические смолы (алкидные, фенольные, полихлорвиниловые, полиакриловые, полистирол, полиэтилен и т. д.). Делят пленкообразователи в зависимости от характера процесса образования пленки на четыре группы.

1. Термопластические пленкообразователи. Такие пленкообразователи в ряде случаев уже являются высокомолекулярными соединениями и образуют пленку в результате физического процесса испарения растворителей (физическое высыхание). Полученные пленки при нагревании становятся пластичными, а иногда и плавятся. Пленки обратимы, т. е. растворяются в тех растворителях, из которых они были получены. К таким пленкообразователям можно отнести эфиры целлюлозы, естественные смолы, битумы и некоторые синтетические смолы, как, например, поливинилацетат, полихлорвинил, полистирол и т. д.
2. Термореактивные пленкообразователи. Такие пленкообразователи образуют высокомолекулярную пленку при нагревании в результате химических реакций. Полученные пленки не плавятся и не растворяются. К таким пленкообразователям относятся высыхающие масла, масляные лаки, ряд синтетических смол (фенолальдегидные и др.).
3. Самоокисляющиеся пленкообразователи. Эти пленкообразователи способны к химическим превращениям без нагревания, обусловленным присоединением кислорода воздуха. Получаемые пленки лишь частично плавки и растворимы. Все самоокисляющиеся пленкообразователи обычно неустойчивы при нагревании. Представителями этой группы пленкообразователей являются высыхающие растительные масла.
4. Пленкообразователи, превращающиеся в высокомолекулярные пленки под влиянием химических катализаторов (без присоединения кислорода) при нормальной температуре (полиуретановые смолы, ряд фенол альдегидных смол и др.).

Аутогезия набухших или расплавленных частиц – первая ступень образования  порошкового покрытия (как, и любого другого). В дальнейшем происходит превращение вязко-жидкой пленки, находящейся на подложке, в твердое покрытие. Этот процесс связан с охлаждением расплава или удалением сорбированного растворителя и остаточного мономера.

При образовании твердой пленки полимер переходит из вязко-текучего состояния в стеклообразное или кристаллическое. Этот переход связан со структурными превращениями пленкообразователей в покрытии. Особенно подвержена изменениям структура (степень кристалличности, величина кристаллов, размер и морфология сферолитов) кристаллических полимеров.

Структура полимеров, кристаллизующихся с небольшой скоростью, когда максимальная радиальная скорость роста сферолитов не превышает 5 мкм/с, может быть изменена применением соответствующих режимов охлаждения расплавов в момент кристаллизации. Этот технический прием широко используется при получении покрытий. Так, применяя быстрое охлаждение полипропиленовых покрытий в воде (температура расплава 250 С, =23 С/с), можно понизить степень кристалличности на 30-33° по сравнению с покрытием естественного охлаждения (=0,02 С/с). Еще более быстрое охлаждение расплавов полипропилена (это легче всего осуществить на гонких подложках) приводит к получению его аморфизированной формы, так называемой смектической или паракристаллической модификации.

Существенно изменяется и кристаллическая структура пентапласта. При медленном охлаждении расплава образуется преимущественно а-форма (орторомбическая). Если расплав быстро охладить, то кристаллизация практически не проходит, и покрытия приобретают структуру, свойственную полимеру в расплавленном состоянии. Такая структура, однако, не стабильна: уже при комнатной температуре идет кристаллизация полимера с образованием моноклинной. Полное завершение процесса кристаллизации при 15 С наступает примерно через 7 суток, при 60 С через 30 мин. Закаливанию подвержены и другие кристаллические полимеры: полиамиды, поликарбонаты, полифторолефины.

Режим охлаждения влияет не только на первичную кристаллическую структуру полимеров, но в еще большей степени на вторичную, надмолекулярную. Сферолитная кристаллизация обычно протекает в той же области температур, что и формирование первичной структуры, поэтому для каждого полимера важно выбрать правильный режим охлаждения именно в этом температурном интервале.

Структурные изменения в полимерах существенно сказываются на свойствах получаемых покрытий. Закономерным является снижение жесткости (модуля упругости), внутренних напряжений и повышение деформируемости и адгезии покрытий с уменьшением степени кристалличности и с уменьшением дискретных (надмолекулярных) структур. С этими показателями коррелируют электрические, антифрикционные и защитные свойства пленок.

Покрытия из аморфных полимеров как линейного, так и трехмерного строения, за исключением поливинилхлоридных, охлаждают в естественных условиях; последние предпочтительно охлаждать в воде.

Эффективность действия отверждающих добавок во многом зависит от характера их распределения в композиции, которое, в свою очередь, определяется совместимостью и способом смешения с пленкообразователем.

Большая часть отвердителей и ускорителей, являющихся низкомолекулярными веществами (ароматические амины, бигуаниды, многоосновные кислоты и ангидриды кислот, производные мочевины, некоторые комплексы металлов для эпоксиолигомеров, гексаметоксиметилмеламин, триглицидилизоцианурат, олигомерные эпоксисоединения и другие для полиэфиров, полиакрилатов, полиуретанов), достаточно хорошо растворяется в расплавах пленкообразователей, т.е. распределяется в них на молекулярном уровне. Такой характер распределения благоприятно сказывается на активации молекулярных цепей и скорости химической реакции, соответственно и на процессе отверждения покрытий.

Не случайно, все термореактивные краски, отверждаемые ускоренно или при низких температурах, содержат в качестве отверждающих добавок вещества, хорошо совместимые с олигомерами. Молекулярная совместимость реагирующих компонентов, однако, идет вразрез со стабильностью композиций и в случае высокоактивных отвердителей усложняет процесс их хранения и приготовления, т. е. смешения компонентов в расплаве. Так, при использовании ароматических аминов (м-фенилендиамина, 4,4-диаминодифенилметана и др.), хорошо растворимых в эпоксиолигомерах и достаточно активных, жизнеспособность (предельный срок хранения) композиций при 20 °С не превышает 2-4 мес, при 50°С 2-3 ч.

Отвердители и ускорители, ограниченно совместимые с пленкообразователями, распределяются в них дисперсно. Примером таких отверждающих добавок могут служить, в частности, дициандиамид, бензимидазол и его производные для эпоксидных красок, карбоксилсодержащие и фенолоальдегидные олигомеры для поливинилбутиральных и т. д. При таком способе распределения скорость гетерофазной реакции определяется площадью поверхности контакта реагирующих компонентов. Поэтому условиями получения композиций ускоренного отверждения являются высокая степень дисперсности отверждающих добавок (если они вводятся в порошкообразном состоянии) и их тщательная гомогенизация в расплаве. Именно соблюдая эти условия, удалось существенно ускорить получение покрытий из эпоксидных порошковых красок с отвердителем дициандиамидом.

Гетерогенное введение отвердителей и ускорителей, тем не менее, нельзя признать рациональным, несмотря на более высокую стабильность получаемых при этом композиций. Данный способ может быть оправдан лишь при использовании дешевых доступных отвердителей.