Хотя можно получать эмульсии, используя только твердые мономеры за счет добавления так называемых внешних пластификаторов в лакокрасочные материалы, все применяемые в настоящее время эмульсии внутренне пластифицированы путем сополи-меризации с мягким мономером. Стиролсодержащие эмульсии, мало используются для получения покрытий в Великобритании, хотя они и применяются в остальных европейских странах. Эмуль сии общего назначения обычно получают на основе винилаце-тата, пластифицированного акрилатом, например бутил- или 2-этилгексилакрилатом, или диалкилмалеинатом. Покрытия подобного состава обладают хорошей стойкостью к мелению, но плохой устойчивостью к щелочам и гидролизу. Для улучшения последних свойств в качестве пластифицирующего мономера можно использовать винилверсатат (Shell Chemicals) [50]. Композиции, содержащие только акриловые мономеры, в частности метилметакрилат и акриловые пластифицирующие мономеры, обычно приводят к более качественным эмульсиям, за исключением меньшей устойчивости покрытий к мелению.

При использовании газообразных мономеров требуется оборудование, способное работать под давлением. Эти мономеры можно применять для получения более дешевых эмульсий, например, сополимеризацией винилхлорида и этилена с винилацетатом. Особенно удешевляет композиции применение этилена, но он настолько «мягкий» мономер, что обычно используют винилхлорид как «твердый» мономер наряду с винилацетатом. Полимеры, содержащие винилхлорид и винилиденхлорид, представляют большой интерес для получения противокоррозионных грунтовок. Винилхлорид — канцерогенный мономер, поэтому готовые эмульсии необходимо тщательно обрабатывать паром для удаления следов мономера из продукта.

Эмульсии характеризуют по содержанию сухого остатка, вязкости, минимальной температуре пленкообразования [51] и устойчивости к замораживанию — оттаиванию. Также проводят оценку внешнего вида пленок на отсутствие комочков полимера. В случае эмульсий, содержащих винилацетат и винилхлорид, для предотвращения гидролиза необходимо контролировать рН.

Для модификации реологических свойств в рецептуру могут вводиться небольшие количества непредельных кислот. Для повышения адгезии используются глицидилметакрилат и аминосодер-жащие мономеры, а в тех случаях, когда требуются особенно высокие показатели, например для повышения адгезии грунтовок к дереву и к старым глянцевым покрытиям, были рекомендованы непредельные ацетоуксусные сложные эфиры [52] и мочевины [53].

Термореактивные полимеры получают по аналогии с описанным выше, но в их состав входит гидроксилсодержащий мономер и они обычно не содержат защитного коллоида.

2.7. дисперсионная полимеризация в неводных средах

Другим типом полимерных дисперсий, используемых в технологии покрытий, являются неводные дисперсии, которые внешне имеют много сходных свойств с эмульсионными полимерами в водной среде. В этом случае полимер, обычно акриловый, диспергирован в неводнои среде, чаще всего в алифатическом углеводороде [54]. Неводные дисперсии акриловых полимеров в настоящее время применяются, главным образом, в автомобильных лакокрасочных материалах, хотя описан и ряд других областей применения. Можно получить полимерные дисперсии с различной структурой частиц, включая слоевые, гетерогенные и ячеистые [42]. Размеры частиц в полимерных неводных дисперсиях, как и в водных дисперсиях полимеров, составляют 0,1—0,5 мкм. Механизм цепной аддитивной полимеризации также подобен ранее описанному для акриловых полимеров. Однако, в отличие от эмульсионных полимеров, в которых частицы стабилизированы за счет отталкивания поверхностных зарядов, обусловленных применением анионных ПАВ, единственный возможный способ стабилизации неводных дисперсий заключается в так называемой стерической стабилизации, которая предусматривает наличие на межфазной границе полимерных частичек адсорбированного сольватирован-ного полимерного слоя. Стабилизация за счет заряда имеет небольшое значение в средах, применяемых для неводной полимеризации из-за значений диэлектрических констант, которые на один или два порядка меньше, чем у воды. При стерической стабилизации силы отталкивания, которые препятствуют флоку-ляции при соударении частиц, появляются в результате увеличения локальной концентрации сольватированного полимера в точке контакта. Реакция системы в ответ на это заключается в устранении этого избытка локальной концентрации путем разделения частиц (рис. 2.2.). Стерическая стабилизация может быть также эффективна и в средах с высокой диэлектрической постоянной, где обычно применяется стабилизация за счет заряда, в том случае, если используются неионногенные стабилизаторы [43].


⇐ вернуться назад| |читать дальше ⇒