Выбор отвердителей: реакционная способность

Отвердители, равно как и ускорители отверждения, выбираются с учетом пленкообразующей основы и поэтому специфичны для каждого вида порошковых красок. Имеются, однако, общие для термореактивных порошковых красок критерии подбора отвердителей, которые следует учитывать при составлении их рецептур.

Реакционная способность. В зависимости от реакционной способности отвердителя по отношению к пленкообразователю олигомеру возможны крайние случаи: нестабильность композиции при слишком большой реакционной способности и плохое качество покрытий (хрупкость, повышенная растворимость) из-за неполного отверждения-при слишком низкой.

О реакционной способности обычно судят по времени желатинизации композиции при той или иной температуре, изменению вязкости расплавов, тепловым эффектам, свойствам получаемых после отверждения покрытий.

Время желатинизации (гелеобразования) характеризует период превращения расплава из текучего в нетекучее (гелеобразное) состояние. В зависимости от условий определения и типа отвердителя время желатинизации композиций колеблется в широких пределах от нескольких секунд до десятков минут.

С уменьшением температуры время желатинизации резко возрастает. Например, при 150 С время желатинизации эпоксидных композиций в 2-3 раза больше, чем при 180 С, и в 5-6 раз больше, чем при 200 С.

Оптимальными считаются отвердители, обеспечивающие получение композиций с временем желатинизации при 180 С 2-4 мин. Следует учитывать, что не существует полной корреляции между временем желатинизации и продолжительностью отверждения покрытия. Поэтому время желатинизации может служить лишь ориентировочным показателем при выборе отверждающих агентов.

Реологическое поведение расплавов при изотермическом и неизотермическом нагреве позволяет судить о времени или температуре начала реакции и относительной реакционной способности исследуемых композиций. Наиболее часто для оценки этих показателей пользуются минимальной вязкостью расплава и временем наступления минимальной вязкости определяемыми по положению реологической кривой при неизотермическом нагреве. Поскольку оба эти параметра являются функцией скорости нагрева, для их характеристики необходимо знать, от какой температуры и с какой скоростью осуществлялось нагревание расплава. Нагревание осуществлялось от 90 °С со скоростью 24 С/мин.

Высокоактивные отвердители, вызывая ускорение процесса отверждения, как правило, способствуют повышению, что отрицательно сказывается на растекании расплавов и декоративных свойствах покрытий. Лучшими следует признать те отвердители, которые в максимальной степени сокращают, оставляя на низком уровне. Этим требованиям в эпоксидных составах в наибольшей степени отвечает модифицированный дициандиамид.

Реологические кривые, характеризуя реакционную способность композиций на начальной стадии процесса отверждения, не позволяют, однако, оценить полноту реакции, т. е. степень использования функциональных групп пленкообразователя. Эти сведения можно получить, непосредственно контролируя содержание этих групп при отверждении, например, химическим методом, или по ИКС, а также определяя тепловой эффект реакции или исследуя свойства пленок растворимость (содержание гель-фракции), температуру стеклования, механические, электрические и др. Применение этих методов, особенно в комплексном их использовании, позволяет не только характеризовать реакционную способность композиций, выбирать оптимальные отвердители и ускорители, но и определять их оптимальную дозировку в рецептуре порошковой краски.

По комплексу показателей, полученных в результате этих испытаний, лучшим является ацетилацетонат цинка. При его введении достигается максимальный тепловой эффект реакции и образуются покрытия с наибольшей плотностью мостичных связей минимумом растворимых фракций и наиболее высокой температурой стеклования.

По материалам tikkurila powder coatings