автореферат диссертации по химической технологии, 05.17.09, диссертация на тему:Разработка акриловых агентов розлива для порошковых красок

ШЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ АКЦИОНЕРОВ ОБЩЕСТВО "СПЕКТР ЛК"

Р Г Б ОД ^ пРава* О.УКОПИОИ

Ш: 667.621.63:62-492.2

ГОРЕЛЬЦЕВ ВАДИМ ЮРЬЕВИЧ

РАЗРАБОТКА АКРИЛОВЫХ АГЕНТОВ РОЗЛИВА

т ПОРОШКОВЫХ КРАСОК

05.17.09 - Технология лаков, красок и органических покрытий

АВТОРЕФЕРАТ лиссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук

Москва - 199*4

Работа выполнена в Научно - производственной акиионеп-ном обществе "Спектр ЛК".

Научный руководитель - доктор технических нау*, профессор А.Д. Яковлев.

Официальные оппоненты - доктор химических наук, про-

Зацита диссертации состоится // НО Л* {'Л 199*»г. в 40 часов на заседании Специализированного совета К 13В. Об .01 в ШАО "Спектр Л К" по ачресу: Москва, 133100, &я Звенигородская, 12.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке НПАО "Спектр ЛК" ♦

(бессор Л .С. Но!? - кандидат химических наук В.В, Баенкевич

Ведущая организация - ИФХ РАН

Учены секретарь Специализированного совета, кандидат химических наук

-3-

ОБШАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. В связи о обострением экологической обстановки в последнее вронл в технологии покрытий большое внимание .уделяется порошковым лакокрасочным материалам (ЛКМ).

По прогнозам па 1995 г. спрос на эти материалы в Европе должен поставить 15сОСОг, Создание и выпуск, порошковых Л КМ- олно из перспективных направлений развития лакокрасочной промышленности.

При использовании порошковых ЛИ1 возникает проблема получения бездефектных, как в эксплуатационном, так и в ".екоративпом плане, покрытий (Пк). Не случайно вое порошковые термореактивные Л КМ содержат в качестве одного из основных компонентов специальные цобзвг.и: противократертм агент к агент розлива (АР\

Отечественные производители порошковых гермореактивных красок вкину отсутствия специальных разработок, вннуяленн использовать в качестве АР винилин (бальзам Шостаковского\ имеющий ряд существенных недостатков: низкий глянец Пк из сияер-гащих еп Км, шагрень, ограниченность цветовой гаммы, невозможность получения красок чисто белого цвета.

Данная работа лосг-яшена изучению влияния химической структуры и молекулярной массы акрилатов, как агентов розлива, на физические процессы, протекавшие при формировании Пк из порошковых ЛКМ.

Необходимость проведения указанной работы вызвана практической потребностью повышения качества порошковых Л КМ иПк, и отсутствием систематических исследований процессов пленкообразования из порошковых Л КМ в присутствии ДР.

Цель работы. Целью работы являлось создание отечественных акриловых агентов розлива, не уступающих по качеству зарубежным аналогам, позволяющих получать глянцевые, яркие порошковые покрытия светлых тонов (в том числе чисто белые).

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

- исследовать влияние агентов розлива на процессы, протекавшие при <!ормироваиии Пк из порошковых Л КМ (смачивание, растекание, спокание частиц краски, выравнивание поверхности Пк, газоуталение);

- изучить влияние состава, химической структуры и молекулярноИ массы ЛГ полиакрилятного типа на процесс пленкообразования порошковых составов;

- исследовать влияние АР на поверхностное натяжение и вязкость расплавов олигомерпых Км;

- изучить влияние АР на образование дефектов поверхности Пк.

-ч-

Научная новизна. Е результате проведенных исследований было установлено, что растекание расплаЕов гетерогенных систем блиго-мер-АР происходит по поверхности первоначально образующейся в зоне контакта с подложкой тонкой пленки АР; АР оказывает структурирующее действие на расплавы гомогенных порошковых Км, вызывая повышение их поверхностного натяжения и вязкости.

Предложен критерий сравнения различных агентов розлива, основанный на выделении из константы скорости растекания расплавов порошковых ЛКМ параметра, не зависящего от температуры, вязкости и поверхностного натяжения последних.

Установлено, что лучшими агентами розлива являются акриловые сополимеры, синтезированные из мономеров, содержащих следующие заместители: -(СН2)цССН3 ] -СюНг,} -СНг(СР2)чСР5.

СгИ 5

Показано, что покрытия наилучшего качества (внешнего вида) образует порошковые Л КМ, содержащие АР в количестве, незначительно превышающей предел ег<" совместимости с олиггмером при температуре формирования Пк.

Практич ее кая з начин есть. Разработан ряд универсальных (пригонных для использования в ипокспяных, полиэфирных, эпоксиполиэ(!)ирных и т.д. порошковых красках) ориентированных на отечественную сырьевую базу акриловых агентов розлива,не уступающих зарубежный аналогам.

Апробация раОоть;. Отдельные результаты работы я омачивались на научнй-техннческок соеещании по применению противокоррозионных покрытия е городском хозяйства г. Москпи, Коскиа .

Публикации. По материалам диссертации опубликовано Э печатные работы.

Обьем и структура диссертации. Диссортапшншая работа изложена на страницах насшопкоиого текста, coaeja и? «¡1 рисунок и 23 таб~ лип и состоит из введения, трех глав, выводов, списка ислольз «ганкой литературы ич 173 накменошииВ и криле*,енкя,

СОДЕРЖАНИЕ РАБОГЦ.

Обоснсшвается актуальноегь рабитн. Приводятся сснов-

х^рачтер/зугаие ео практичоеку- и теоретическую значи-

те аенио. ныо иг-лпг ония, Н r-cii..

Литературний обзор.Описываются достижения в химии и технологии порошковых красок; их состав, свойства и области применения. Излагаются теоретические представления о процессах, вызывающих образование дефектов при Лормировании Пк. Рассматриваются причины возникновения тех или иных дефектов, условия образования кратеров и пути их устранения. Там же приводятся сведения о процессах, протекавших при формировании Пк из порошковых ЛКМ, и лобавках, применяемых в качестве АР.

■Объекты и методы исследования. В работе использовали твердые диановые эпоксидные олигомеры Э—49П (ТУ 10-1592-75) и 3-23 (ТУ 6-10-1886-83"). Отверяителем служил лшшандиамил (ЩДА) (ТУ 6-09-3967-75"), а ускорителем отверждения-уротропин (ГОСТ 1381-73).

Характеристики базовых АР приведены в таблице I.

Таблица I.

Название или Химический Среднечис- Срелневесо- Сухой

условное состав ленная мо- - вая молеку- остаток, .

обозначение лекулярная масса. лярная масса, %

Винилин Иоливинил- буТИЛОЕЫЙ оФир - - 99,5

Препарат Сополимер 7821 46793 97,43-93,71

ModaffoW отилакрила-тп с 2-этил-

бирмы

Иоиза uto гексилакри-

латом

AKC-I Полибутил- 6569 37609 99,31

акрилат

АКС-2 Нолизтцл- 4974 14945 98,93

акрилат

Синтез агентов розлива проводили растворным метолом в стеоян-г ' ной колбе, помещенной в воздушный термостат, температуру в которой поддерживали с точностью до ^ Э°С. Степень конверсии и содержание остаточного мономера определяли по величине сухого остатка. Выделение полимера изего раствора в кетонах осуществлялось вакуумной отгонкой растворителя (остаточное давление 335 мм рт. ст.").

Молекулярную массу АР измеряли методом жидкостной хроматографии. Измерение поверхностного натяжения расплавов проводили прямым ( с помощью тензиометра Дп-Нуи") и косвенным ( по равновесным углам смачивания с использованием модельной жидкости (чиактилфталат'И способа««, диффузионная подвижность АР в расплаве олигомера изучалась с использованием метода радиоактивных индикаторов. Излучение регис-

трировалось 2п-счетчиксм, заключенным в свинцовый доншс и снабженным стандартной системой йотоумнокения ( пересчетнци прибор НСП-ЮО ).

Совместимость в смесях олнгоиер-ЛР отслеживалась по скачкообразному изменений оптической плотности гасплавов переменного состава с ростом температуры. Фазовая структура íü-t изучалась с помощью электронного сканирующего микроскопа Зесе 3SH-50A.

Вязкость ис.слеяуемих композиция измерялась на ротационном еис-козиметре Bwbendel с измерительна-! прибором flieoiion, при I35Í0,5°С.

Использовались оригинальные методики исследования скорости растекания расплавов, спекания частиц и др.

Исследование смачивания и растекания. Исслегованин смачивания подложки расплавами термореактивних порошковых Л КМ с постоянной концентрацией АР показали, что -этот процесс обусловлен не только конкуренцией увеличивающихся с ростом температуры скоростей растекания и отверждения, но и третьим ^актером, лля выявления которого были рассмотрены изменения равновесного угла смачивания (враён.) и констант скоростей растекания для систем, не содержащих отиерцителя, от температуры (рис.

Растекание адекват! ь описывается уравнением:

ОпР /

¿ЯШ-_ - i + (КТ) . rie (I)

СО Ъвт ~ 1 { J

О пр

О - равновесный (предельный ) угол смачивании, г раз.; В - текущее значение угла смачиьания, град.; !Г - ^ремя, мин,; К - константа ; миц~*.

Концентрация АР изменялась ог 0 до 1,1/! пасс.

Рыло обнаружено'скачкообразное увеличение скорости растекания с ростом концентрации АР Срис.1). Причем, равновесные углы смачивания увеличивались в области температур, превышающих 180Г)С.

Одновременно бет«- ныявленн экстренумы на овоперимелталышх з-а-иксипстях QpaSti' кикцентраиия АР,, пол'учпнных при 1Я5°С, иссгшюлс-?-'енио которкх- фактически- соотвктстйу«* кшмштрашит АР, рпмнм иро-А-улпм его совместимости с' олигоиерсм при-температурах гомогенизации С)М."Л' и-при FÜ-C (рис.2).

cornee: имеет и Hú¿af£o¡i » Alie-a с олигомерои 3-í|9íl Сос~ ткгл^т и- 0,101 масс, при температуре гомогенизации смесей a??fG) " " »асс. яри температуре Т»К5Л0 enoi ьогстпонно.

РисЛ. Зависимости констант скорости растекания (уравнение I) и

равновесных углов смачивания от температуры для композиции, содержащих моаоКои} в количестве 0,2; 0,5; 1,1% масс. (Кривне 1-3 и 1-3 соответственно). 0лигомер-«М9П.

г 5

Рис.2. Зависимость равновесных углов смачивания от концентрации ° АКС-2, этоксиэ'тилакрилата (кривив 1-3). Олигомеп

~М9П. Темп ерагура-18 5^1" С.

Таким образом обнаружено, что процессы смачивания подложки и растекания расплавов зависят от базовой организации смеси олиго-

мер-АР. 0 .

Необходимо отметить, что значения О/ч»««, для ifo, содержащих достаточно высокомолекулярный АР, во всем диапазоне его концентрации, превышают величину, характерную для чистого олигоыера (рис.2\

В дальнейшем исследования проводились в следующих трех интервалах концентраций АР: I-от О äd концентрации АР, равной пределу его совместимости с слигомером при температуре гомогенизации; П-от концентрации АР, равной пределу его совместимости а олигомером при тек-г.ературе гомогенизации дс концентрации АР, равной пределу совместимости последнего с олкгомером при 135°С; Ш-концентрация АР больше предела совместимости его с слигомером при 185 G.

На I участке для среднеполимерных АР (в отличие от этоксиэтилак-рилата (ЭОЭА)) отмечается рост поверхностного натяжения (¿ 1 расплавов с сохранением его значения на постоянном уровне в интервале концентраций II и падением в III интервале (рис.3). Предполагается, что среднемолекулярные АР вызывает структурирование поверхности расплава в случае их истинного растворения в олигомере. Появление АР в виде отдельно« £азы поникает величину ¿ вследствие разрыва поверхности Пк частицами сополимера.

Лонстанты скорости растекания при 185°С, рассчитанные по уравнение I выборочно приведены в таблице 2.

Таблица 2.

Олигомер Агент розлива г Минимальный угол смачи-ва имя,град. Константа скорости растекя-кания, мин"

Э-А9Л _ mm 29.75 6,09

Modo Jico) 0,100 31,80 11,43

CNF) 0,200 30,20 12,77-13,52

0,600 30,10 12,72

1,100 31,30 19,19-23,90

AiC-I 0,100 31,55 П,СХ)

0; 175 31,35 16,67

0,500 29,60 22,24-26,17

3-23 - - 29,70 27,22

Видно, что константы скорости растекания растут в I интервале концентраций, остаются приблизительно постоянными во II интервале, а затем вновь значительно возрастагт.

Увеличение скорости растекания Км, содержащих АР, объясняется снижением силы сопротивления растекании. Использование ЭОЭА вызывает очень незначительное увеличение скорости растекания и не обеспечивает уверенного предотвращения кратерообоазования.

Характеристики растекания Км по по1лохке с абсорбированным на нвК С из 2% раствора в ацетоне АР приведены в таблице 3 ( Температура -1В5°С \

см •

Рис.3. Зависимость поверхностного натяжения от концентрации агентов розлива:, этоксиэтилакрилата, Мас(а1£о10 , АКС-1 при температуре Т»К5£1 С (кривые 1-3 соответственно). 0лигомер-Э-49П.

Таблица 3.

Олигомер Агент розлива Вещество, адсорбированное на подложке Минимальный угол смачивания, град. Константа скорости растекания, мин

I 2 3 5 б

3-49П - - МР 32,6 2^,07

ИР 0,100 0,200 32,6 32,3 24,27 23,81

Прополжение таблицы 3.

I 2 3 4 5 6

0,600 32,8 25,55

- АКС-1 33,7 31,70

АКС-1 0,100 34,5 22,45

0,175 33,8 22,70-27,30

Константы скорости растекания различных Км ло подложке с адсорбированным АР Сдаке в случае растекания чистых олигомеров) примерно одинаковы и близки по величине и значениям констант скорости растекания по обезжиренной подложке Км, содержащих АР в количестве, превышающем предел его совместимости с олигомером при темперагуреТ=185°С, (табл, 2); близкими оказываются и значения соответствующих ВраЬн. Предполагается, что растекание гетерогенных Км, содержащих АР в количестве, превышающем предел совместимости последнего с олигомером. при Т»185°С, происходит в две стадии: первоначально растекается АР Св расплаве АР присутствует в виде отдельной фазы), а затем по образованной им пленке растекается расплав порошковой Км. Высказанное предположение подтверждается исследованиями адгезии Пк.

Константа скорости растекания более низковязкого олигокера 3^23 выие констант скорости растекания Км на основе Э-49П, содержащего АР. Однако, Пк' из чистого 3-23 шеют множество кратеров, тогда как Км с АРформируюг безкратерные Пк. Следовательно, абсолютные значения констант скорости растекания и ВраЬн. не могут служить критериями сравнения различных добавок.

'В таблице 4 приведены значения констант скорости растекания и параметров^. рассчитанные по уравнениям 2 и 3:

^£ = С(соз8пр-со5вТ).

(2)

т £= ~Г ЭС .где (3)

и - констанга, с '

поверхностное иатяжение, Н/м;

{э- вязкость при малых натяжениях сдвига/ Пахе.

Концентрация АР- в интервале II.

Таблица 4.

Олигомер Агент розлива Константа* о с хЮ Вязкость, Пахе Поверхностное натяжение« Н/и,хЮ

3-49П - - 3,00 6,82 32,80 6,238

№ 0,200 3,80 17,21 36,70 17,320'

АКС-1 0,100 3,25-3,50 13,16 32,00 13,366-14,

0,175 4,03 11,50 30,10 15, 448

3-23 - - 7,50 2,60 - 31,50 6,190

МЁ 0,300 9,С8 6, 56-7, 50 33,80 17,629-20,

АКС-1 0,350 9,20 6,00 36,96 14,935

Видно, что значения параметраЗС здя различных олигомеров, содержащих одноименный АР, близки по величине. ПараметрОС используется в дальнейшем в качестве критерия сравнения АР.

Диффузионная подвижность АР. В случае использования АР в ви те истинного раствора в олигомере молекулы первого должны успеть виИти на мея.фазные границы за короткое время. Высокомолекулярный АР, таким образом, должен обладать высокой дкМ>узионноп подвижностью п олигомере при соответствующей температуре. В качестве модельного АР использовался препарат Мо<1а{^ои). Олигомер- 3-23.

Для начальных и граничных условий

х >0 _ I с=с2

-оГе*с<

X = +о°

(4)

и учитывая, что С~А (где А-актизность; С-концентрация АР), а таюге, что использовались экспериментальные условия, когда С^ к А^ равнялись пула, решением второго уравнения Фика.для одномерного случая и малых концентраций ди<]фундирувщено вещества является уравнение:

М - А А -*?/ЧМ

ТЩГ~е (5)

К- ко ордината ; Ц- коэффициент диффузии; Ь - время.

Наиденная с использованием уравнения (5) величина!? при 185^0,5°С составила В =2,5х10-11 м2/с. '

Расчет доли молекул АР, выведших на поверхность частицы' порошка за время 6, проводился для сферических ."частиц гомогенных !(м радиусом

К "50 мкм. Лквх}'узионные процесс рассматривался б сферических координатах. Использовались следующие начальные и граничные условия:

СИЯ)=о ±>0 ^

Доля молекул АР, погловдшых поверхностью, рассчитывалась по уравнению 7:

" П = 1

где

(7)

- врекя в безмерных координатах;/</ - т ллн молекул АР, поглощенных поверхностью.

Расчет показал, чтс при 13 5^0,5°С уже за о =1 сек юля молекул АР, поглощенных поверхностью составит 1,81-»10~*, что нагля-но демонстрирует развитость ¡иг*'■уз ионных процессов и по*твердлает возможность использования высокомолекулярных АР в количествах, не пре-вышасщих предела их совместимости с олигомером при температуре гомогенизации смеси.

Спекание частиц очшакозого епттазя тшс^ьается уравнением 8:

аг- л-г

, г:е (*)

А- коэффициент, представляющий собо;; ^ункииг, вид которой зависит от параметров частиц и констант декстЕурцего молекулярного механизма;/?- показатель степени, равный 2 для механизма вязкого течения, 5 и 7 для механизмов объемной и поверхностной *!'<{»;?'?ии соответственно; 9* - время; Х- радиус контактного перешейка\Яо~ ра-т-с частиц.

Показатель степени в уравнении Я определялся эппвоксииациои на нулевик радиус его значения, полученных -ля части!! произвгльного размера. Спекание проводилось при различных температурах, превышавших температуру гомогенизации смесей. Результаты пригссны г. таблице 5.

Таблица 5.

Олигоиер Агент розлива Концентрация АР, % нпсс. Показатель с~<з~ пени 'У7" в урагнении 8 стояния между центрами частиц

I 2 3 5

3-49П - - 2,11 =0

МР 0,100 4,73 ю

0,2С0 2,71 /0

0,6С0 2, ЗС =0

АКЗ-1 0,070 5, СТ -

Прсолжениэ таблицы 5.

I 2 3 6

0,175 1,03 ¿0

3-23 _ _ 2,07 •0

НР 0,280 1,92 +0

С введением в олигомер АР в количества, не превышающем предела его совместимости при температуре гомогенизации, проис*одит заметнее изменение геометрии зоны взаимопршекания частиц Км. Обнаруживается область стока вакансии.

Вышеизложенное, в сочетании с повышенными поверхностным натяжением и суммарно!? энергиеГ' активации спекания гомогенны* Км, позволяет сделать заилвчекие о тс.м, что спекание частиц последних происходит по механизму объемной самоаиф^уэии и с^провож 'ается структурированием поверхности.

Структурирование поверхности расплавов гомогенных Км мг.жно рассматривать как (Мктор, благоприятствующий хорошему контролю за процессом кратерообразования. При спекании частиц Км, содержащие АР в количестве, значительно превышающем предел совместимости при температуре гомогенизации, в контактной зоне обнаруживается прослойка из сополимера, чем и объясняется, вероятно, получение экспериментальным путем показателя степени "И" (уравнение 8) меньшего,- чем 2.

Вязкость расплавов с ростом концентрации АР вначале нарастает, а затэм резко падает (таблица б-).

Таблица 6.

Олигомоо АР Концентрация Температура, Вязкость пои низ-

АР, % масс. ких напряжениях сдвига, Пахо.

3-49П — _ 135 6,82

МР од 0,2 0,6 1Д 9,35 14,21 7,58 б, 46

Сравнение значения энергий активации вязкости (£»»'> и спекания показало, что эти величины близки для олкгомера и Км, содержащих АР в количествах больших прелела его совместимости г олигемером при 195°С; во II интервале концентрации величины Ер и Ее для одних и тех же концентрация АР (сравнивались лишь те К»,

которые не меняют свою фазовую организации при нагревании) значительно различаются между собо<* и, вместе с тем, от Ер и Ее для чистого олигомеоа. Мо*но заключить, что АР, нахопяишвся в олигомере в виде истинного раствора, оказывает структурирующее влияние как на всю массу расплава, так и на его поверхность.

Исследование влияния химического состава и молекулярной массы акрилатов на их свойства как АР. Был синтезирован (уравнение 9) ряд сополимеров (СПЛ) с соотношением компонентовт:П =1:1.

соосчнд соок где К=-(ЬН2)^ССНа,-,—СН2(СР2)ЧС^-СчН9-,-С,«Н21;-(Сн,)г0<0> СгН5

Присваиваемые СПЯ индексы и их молекулярная масса приведены в таблице 7.

Таблица 7.

Индекс

Заместитель

Ми

Низ

АКС-3 АКС-4 АКС-5

АКС-б АКС-7 АКС-8

- СцИ9

-(снг)го<р> -ССНг^ССЯз, СаНь

- ОодИг^ -СМС^С^

-(СН2')20<уО^>; бутилакрилат заменен на мономер с

3286 2241 3051

2165

2942

10С65 6565 66 4С

5205

6912

Выбор состава композиций для сравнительных испытаний на скорость растекания осуществлялся на основании экспериментальных чанных зависимости равновесного угла смачивания от концентрации АР при Г85°С. Сравнивались гомогенные, близкие к насыщению Км.

Било установлено, что наличие в СПЛ неполярных боковых ответвлений увеличивает скорость растекания порошковых Км их содержащих, одновременно приводя к повышению минимального ЭроЬн.; рост длины цепи неполярного ответвления повышает скорость растекания (нераз-петвленные заместители ппедпочтитпльнее разветвленных"1.

Уатановлено, что эти закономерности связаны сп свойствами АР как индивидуальных веществ, в том числе адсорбпмонни.ш. -

Наименьшее стоуктурипующое влияние па расплавы оказывает СПД с Я = -(СИа)20<2> , а наибольшее- с К = -СК^С^цСРз Отнечаетцн, что увеличение молекулярной массы АР улучшает пленкообразующие свойства порошковых Км, т.е. повышается вероятность получения безг.ратерных Пк.

Влияние АР на состояние границы раздела расплав-по»ложка в значительной степени зависит от его совместимости с ПЛО.

Совместимость в смесях эпоксидный олигоивр-АР. Оптимизация составов АР. Возможность предсказания и регулирования (в некоторых полделах 1 совместимости акриловых СПЛ с олигпмерпм путем введения в их состав различных заместителей представляется задаче!., решение которой позволяет создать АР, которые бы, несмотря на высокий молекулярный вес, хорошо совмещался с олигомером, предоставляя рэзможность получения (Ьазово-однородннх порошковых систем.

Первоначально о или расчитаны поедали совместимости с циановым эпоксидным олигомером сопплимеровМР, АКС-1, А|<С-ЗтАКС-0. Расчет проводился по уравнениям 10 иП.

параметр растворимости для СПЛ А и В; Т - температура, К; К,- газовая постоянная, кадхмоль~*хгра Г*; К- - сравнительный пб-ьеи, принимаемый равным 100 см^/моль;Хдв - параметр взаимояейстшш.

= , не (И)

м степень полимеризации СПЛ А и В; фк и фь- -оли СПЛ А и Б в смеси; (Хлв)сп - критическое значение параметра взапмолействил из уравнении спинодялп. Предполагалось, что еслиХай< то п данной смеси будет происходигь фаз озге разделение.

Расчет парпмятров растворимости' гфй1ЯШЛЬя с использованием таблиц Хоп.

Полученные тосчотние величины сравниваний в' с шссперимонтадыц«-ми. Гчсчоттю »амине оказываются эянглепнши', но я полом, мо*пу и* значениями для СПЛ близ г ого молекулярного веса опхраияптсп тгч чч> последовательность, что н в эксгирт«нтв. Увеличению сотгчлкмооти пкрилпвгх СПЛ о дтппгшп ¡»¡»п-гияпи !:пос"У>п'-.'от наличие л их ср<п«-

ве полярных ответвлений от основной цепи или неполярных, имеющих большее число -СН^ групп (т.е. разветвленных алифатических заместителе'1). Фторе одержащие группирован резко снижают совместимость.

Состав вновь создаваемых АР рассчитывался исходя из следующих положений:

- за базовый номер брался бутилакрилат;

- для увеличения совместимости в состав СПЛ вводились мономеры, содержание заместители Я - -(ОН^дСКО У и — (СН2М)СНз .

- для увеличения скорости растекания и комплекса 2-этилгексил-акрилат или мономер с группировкой Н = — СК^(СР2)ЧС?з

Оптимизация составов проводилась с использованием уравнений (10) и (П), при условии, что расчетный параметр растворимости вновь составляемых СПИ и их молекулярная масса будут приблизительно равны последним для препарата Мос1а-(€оиО.

Состав СИЛ АКС-9 - АКС-П приведен в таблице 8.

Таблица 8.

Инкекс

Состав СГИ, % масс.

Заместители

-ССЦг)йССНз

СгНб

АКС-9

АКС-Ю

АКС-П

17

12

1В 9

3

88 79 74

Был осуществлен синтез СПЛ АКС-9 тельных испытаний приведены в таблице

- АКС-Н. Результаты сравни-9. 0лигомер-а-49П.

Таблица 9.

АР,его кон- м центрация, —И % масс.

Предел Вязкость, совмес- Пахе тимости. при 135 С, % масс.

Поверх- Консган-ностное та скоро-натяке- сти растение, мН/м кания, с х хЮ (уЁ^в-нение

Параметв

("равнение 3)

а ---2- •—-з...... ' 1 Г"" -5- 0 -^-

АКС-9 0,20 5817 25769 0,39 12,71 30,69 3,87 16,02

АКС-Ю 0,17 ш 0,32 13,16 28,21 3,22- 15,03-16,22

АКС-П 0,2'4 3669^ о, ад 15,33 3,47 17,10

СГШ АКС-9 - АКС-П пригодны для использования в качестве АР (см. табл. 4).

Удаление газовых включений и выравнивание поверхности Пк. Увеличение вязкости и поверхностного натяжения расплавов гомогенных смесей олигомер-добавка приводит к уиеньвени' скорости -¡ие/узионного исчезновения поры. На бл г даете я укрупнение воздушных полостей с одновременным резким уменьшением их количества. Появление АР в визе дисперсной фазы стабилизируем количество газовых включении, удаление которых идет за счет диффузии газа через Пк.

Рассмотрены особенности процесса выравнивания поверхности Пк в зависимости от характера распределения АР в Км. Гетерогенные Кн имеют большую остаточную шероховатость. Выявлены две основные группы дефектов: апельсинная корка-длп гомогенных Км, шагрень и полукрнте-ры-для гетерогенных.

Сравнительные характеристики ГЪ-с. содержащих различные АР. .Зля уменьшения цветового влияния использовался близкий по своим уарак-теристикан к 3-23 ел игом ер ВаА . Рецептура

краски включала (массовых частей): олигомера-100; тициач 'иатг.а-'!, 5; уротропина-2,0;7/0г-5О, О и переменное количество АР.

Выбор концентрации АР осуществлялся по зависимости нснавновесно-» го угла смачивания от количества препарата с дальнейшей коррекцией по блеску (рис.4).

•Видно,что Пк наилучшего качества формируют Км, содержащие АР в количестве несколько превышающем предел совместимости с олигомером (отверждение снижает совместимость).

Сравнительные характеристики Пк, содержащих оптимальные количества АР Ио(^о(сои), АКС-П и винилина, приведены в таблице 10.

Таблица 10.

Агент розлива Характеристики покрытия

и его концентрация, ^масс . Енеичшй вид Цвет

MPI, I Гладкое, глянцевое Белый 70-71

ЛКП-Ц 1,0 Гладкое, глянцевое Белый 73

Бшшлин Незначительная шагрень Ji елтоватып 49

Таким образом, разработанный акриловые сополимер АКС-Н нокет успеыпо использоваться в качество АР для порошковых красок, в тон число для замены Моерецептурах белогз ипотв.

4 2 5 [Сар](е/о"й«

Рис. Зависимость неравновесного угла смачивания при 185Г)С (I-) и блеска Пк (2) от концентрации препарата ЛКС-11.

ВЫВОДЫ.

1. Разработан и синтезирован ряд акриловых гомо- и сополимеров, различного химического состава, обладающих хорошими противократерны-ми свойствами, пригодных ал я использования их в качестве агентов розлива в порошковых красках.

2. Установлено, чтп растекание расплавов гетерогенных смесей олиго-иер-агеьт розлива происходит в две с'•алии: расплав растекается по поверхности первоначально образующейся в зоне контакта с поп-ложкой тонкой пленки агента розлива.

3. Определенный методом радиоактивных индикаторов коэМнигент тнгМ-у-зии препарата Мо<1о| {Сси! 31 олигомере Э-'|9П при 1В5°С спсгэвил

13 м2/с. Рассчитанная с его использованием поля молекул

агента розлива, вышедшая на поверхность обсеобдрипей .частицы

расплава радиусом 50 мкм за время t» 'I сек составила 1,81хЮ~ , что демонстрирует возможность использования полимерных агентов розлива в виде их истинного раствора в олигомере. Исследование процеоа спекания частиц порошковых композиций показало, что повышение вязкости и поверхностного натяжения гомогенных смесей олигомер-акриловый сополимер вызывается структурирует™ действием агента розлива (частицы чистого олигомера спе-кагтся по механизму вязкого течения, гомогенных Км олигомео-агент розлива-по механизму объемной счмодиф'узии).

Увеличение вязкости расплава и структурирование его поверхности- факторы, препятствугиие образована кратеров.

5. Установлено, что наилучшим противократерида де'ствием акриловые сополтмерч с^ средчзчислоннсй молекулярной массол бООО-ЯОСО (Àta» 25000-4500C), о о дерущие нсрззветвленнчо непо-яярные (например, алифатические) ответвления от "сновноя иепи.

6. В результате изучения ^ефоктообразования были выявлена ве основные группы дефектов поверхности порошковых покрытий: апельсинная корка- тля композиций, сочержатих агент розлива в ви'.е его истинного раствора в олигомере; шагрень и пол"кратеры- тля гетерогенных композиций.

7. Наилучшего качества (внешнего вида) покрытия o6pasvnT порошковые краски, содержащие агент розлива в количестве, незначительно превышающем предел его совместимости с олигомером при темпега-туре формирования пленки.

По материалам '.иссертации опубликован« следующие шботк:

1. Горельцев В.Ю..Верхоланцев В.В..Музыкантов В.Н. Декоративные порошковые покрытия // 3 Сб.: Тез .докл.научно-технического совещания, .Применение противокоррозионных покрытий в городском хозяйстве г.Москвы., lS84.-c.86.

2. Горельцев B.D..Музыкантов В.Н. Новые достижения в области Лиэико-'химии порошковых красок. Лакокрасочные материалы и их применение,

1990.» б,с.32.

3. Горельцев В.Ю..Музыкантов В.Н. Исследование ажйфузик акрилатного ' агента розлива в эпоксидном олигомере. Лакокрасочные материалы и

их-применение., 1993,-Ji о, с.42-44