Вспомогательные компоненты порошковых красок

Необходимость стабилизации порошковых красок обусловлена в первую очередь тем, что формирование из них покрытий производится в области температур, близких к температуре разложения пленкообразователей. Многие покрытия, кроме того, эксплуатируются в атмосферных условиях при воздействии солнечной радиации, вызывающей усиленную фотодеструкцию полимеров.

Между тем эти обстоятельства нередко недооцениваются при составлении рецептур порошковых красок, что снижает эффективность их использования. О преимуществе стабилизированных полимерных композиций перед нестабилизированны ми свидетельствуют многочисленные литературные данные.

Низкое качество нестабилизированных покрытий связано с уменьшением молекулярной массы полимеров и появлением дополнительных функциональных групп в результате термоокислительной деструкции. В случае кристаллических полимеров существенное влияние на свойства оказывает рост сферолитных структур, сильно прогрессирующий при термоокислении.

Применяемые в покрытиях стабилизаторы, обладая эффективным стабилизирующим действием, должны быть, кроме того, нелетучими и не оказывать отрицательного влияния на адгезионную прочность. Поэтому не все распространенные стабилизаторы пластмасс пригодны в этом случае. Используются как жидкие, так и твердые стабилизаторы. Последние предпочтительнее, так как их легче вводить в композиции механическим смешением. Расплавляясь при высоких температурах, они так же хорошо распределяются в полимере, как и жидкие.

Стабилизирующие вещества отличаются избирательным действием и специфичны для каждого типа полимеров. В отношении адгезионной прочности полиолефинов предпочтительными оказались серасодержащие стабилизаторы. В отличие от аминных стабилизаторов, которые уменьшают адгезионную прочность покрытий, эти стабилизаторы ее заметно увеличивают.

Стойкость покрытий к фотостарению при эксплуатации в атмосферных условиях можно повысить с помощью фотостабилизаторов. Для большинства полимерных пленкообразователей наиболее распространенные антистарители-производные оксибензофенона (например, 2-гидрокси-4-октоксибензофенон), бензтриазолов (тинувин П), бензоилферроценов, а также эфиры салициловой кислоты (фенилсалицилат) и др. Из пигментов для всех полимеров хорошо зарекомендовал себя технический углерод, вводимый в количестве от 1,5 до 4,0% по массе, а для полиолефинов, кроме того,оксид цинка в количестве до 10% по массе.

Некоторые марки полимеров (пентапласта, полиамидов, полиолефинов, поликарбоната и др.) промышленно выпускаются в стабилизированном виде. Это следует учитывать при составлении рецептур красок, исключая или добавляя необходимое количество стабилизаторов. Стабилизаторы для красок термоотверждаемого типа выбирают с учетом их влияния на реакционную способность при отверждении.

Вещества, улучшающие сыпучесть порошков и растекание их расплавов. В практических условиях нередко возникает необходимость улучшения технологических свойств порошковых красок-сыпучести, способности к электроосаждению и т.д, а также регулирования реологических показателей с целью снижения дефектности покрытий. Это достигается применением соответствующих добавок.

Добавки, улучшающие сыпучесть порошков. Для улучшения сыпучести порошков обычно используют добавки твердых высокодисперсных минеральных и органических веществ: аэросила, мела, диоксида титана, технического углерода, порошков полимеров.

Особенно хорошо зарекомендовали себя синтетические препараты, получаемые путем обработки силанами и другими веществами диоксида кремния и известные под фирменными названиями: силанокс, силоид, букпаудефлоу и др. Их вводят в количестве 0,5-1,5% в готовую краску путем сухого смешения и потому нередко называют вторичными добавками. Будучи высокодисперсными гидрофобными веществами (размер частиц менее 1 мкм), они адсорбируются на поверхности частиц краски, образуя разделяющий монослой с низким коэффициентом трения.

В составах, содержащих жидкие пластификаторы, например поливинилхлоридных, в качестве вторичной добавки часто применяют полимеры - эмульсионный поливинилхлорид, поливинилбутираль и другие-в количестве 4-6% (масс.). Необходимые требования к этим полимерам - способность адсорбироваться на частицах порошковой краски и «осушать» их, т.е. отбирать с поверхности пластификатор или другие жидкости, снижающие сыпучесть. При введении таких добавок сыпучесть поливинилхлоридного состава резко улучшается; угол естественного откоса уменьшается от 54 до 40-45.

Другой способ улучшения сыпучести-снижение электризуемости частиц реализуется путем введения в порошковые краски небольших количеств антистатических препаратов. Этим путем одновременно решается и вторая задача-регулирование заряда частиц и соответственно их способности к нанесению в электрическом поле высокого напряжения. В качестве антистатических добавок рекомендуется применять высокодисперсные порошки электропроводных материалов-технического углерода, оксида алюминия, а также добавки стеарата цинка и некоторых ПАВ, например октадециламина и др.

Добавки, влияющие на растекание расплавов. Для устранения часто встречающихся дефектов покрытий (кратеров, проколов, шагрени и т.п.) в состав красок вводят добавки, позволяющие изменять вязкость и поверхностное натяжение расплавов и тем самым влиять на декоративные свойства покрытий.

Принципы регулирования этих свойств у термопластичных и термореактавных пленкообразователей неодинаковы в связи с разным поведением их расплавов. Если при нагревании термопластов вязкость и поверхностное натяжение расплавов с повышением температуры непрерывно снижаются, то температурная зависимость этих показателей у реактопластов имеет вид кривых с минимумом в определенной области. Последнее связано с протеканием двух конкурирующих процессов: плавления пленкообразователя, связанного с уменьшением вязкости, и его отверждения, сопровождающегося увеличением вязкости.

Для большинства составов олигомерного типа (эпоксидных, полиакрилатных, полиэфирных), отверждающихся при 180-210°С, этот минимум приходится на 140-170 С. Чем ниже температура минимума и чем меньше вязкость и краевой угол смачивания расплавов, соответствующие этому минимуму, тем вероятнее получение бездефектных покрытий. Следует отметить, что предел снижения вязкости лимитируется образованием потеков из расплавов на вертикальных поверхностях.

В случае термопластичных пленкообразователей для улучшения растекания используют нелетучие или летучие низкомолекулярные вещества, снижающие температуры плавления или текучести полимера или уменьшающие вязкость расплавов. Главное требование к ним-совместимость с пленкообразователем в расплаве. Так, улучшают растекание составов на полиэтилене добавки стеарата цинка, парафина, антрацена, фенантрена; поливинилхлоридных-высшие спирты (цетиловый, стеариловый), эфиры глицерина (монорицинолевый), стеариновая кислота, сульфонат кальция и др. Их количество обычно не превышает 1-3% .

Для регулирования вязкости и поверхностного натяжения термореактивных пленкообразователей применяют твердые и жидкие вещества: аэросил, полиэтилен, поливинилбутираль, полимеры и сополимеры простых виниловых эфиров, акрилатные полимеры и сополимеры, фторированные эфиры, кремнийорганические жидкости. Аэросил и полиэтилен применяют в виде высоко дисперсных порошков в основном для повышения вязкости расплавов. Их дозировки в этом случае составляют 0,1-2,0%. При введении в расплавы уже в небольших количествах аэросил вызывает явление тиксотропии, уменьшающее их текучесть.

Поливинилбутираль эффективен при его молекулярном распределении в олигомерных пленкообразователях. Его вводят практически во все эпоксидные составы в количествах около 5% от массы олигомеров для улучшения смачивания поверхности.

Pages: 1 2