Введение к работе
Актуальность проблемы. Полиэфирные смолы широко применяются в качестве плёнкообразующих лакокрасочных материалов для окраски рулонного металла на непрерывных линиях. Образование трехмера в полимерных пленках на поверхности металла в процессе термического отверждения осуществляется за счет использования сшивающих агентов, в качестве которых наиболее широко применяются меламиноформальдегидные олигомеры.
В результате реакции поликонденсации насыщенного полиэфира с мелами- ноформальдегидным олигомером формируется трехмерная пространственная структура, придающая образующемуся полимерному слою свойства, зависящие от природы полиэфира и олигомера, его количества, функциональности, наличия или отсутствия катализатора и его природы. Особенностью окраски рулонного металла являются высокие скорость отверждения покрытия (60 - 140 с) и температура отверждения (230 - 250 С). Для увеличения производительности окрасочных линий и снижения себестоимости окрашенного рулонного металла актуальна разработка лакокрасочных композиций с более мягким режимом и коротким временем отверждения. Для решения этой задачи необходим научно обоснованный выбор компонентов полиэфирмеламиноформальдегидных (ПЭМФ) композиций, таких как полимеры, олигомеры, катализаторы и растворители. Поэтому, несмотря на большое количество работ, посвященных изучению процессов, протекающих во время отверждения ПЭМФ композиций, и свойств формируемых покрытий, для возможности целенаправленного регулирования свойства сформированных полимерных покрытий представляет интерес их изучение при быстром термическом отверждении (менее 60 с), в условиях пониженных (меньше 240 С) температур.
Исследования, проведенные в рамках настоящей диссертационной работы, выполнены в соответствии с тематическим планом НИР ФГБОУ ВПО «Ярославского государственного технического университета», проводимого по заданию Министерства образования и науки РФ по теме: «Разработка научных основ синтеза (со)полимеров ионной и радикальной полимеризации и модификации физико- химических свойств полимерных и композиционных материалов» на 2008-2011 гг. (№0120.0 852837).
Цель настоящей работы. Физико-химическое обоснование состава и разработка композиций быстрого термического отверждения при формировании полимерных покрытий на поверхности рулонного металла.
Для достижения поставленной цели было необходимо решить следующие задачи:
изучить влияние природы и количества сшивающих агентов ПЭМФ композиций на процесс быстрого термического отверждения и свойства полимерных покрытий;
исследовать влияние органических растворителей на процесс формирования и свойства ПЭМФ адгезированных пленок;
изучить влияние растворителей на разблокирование кислотного катализатора;
установить влияние количества и природы кислотных катализаторов на процесс быстрого термического отверждения и эксплуатационные свойства сформированных покрытий.
Научная новизна:
изучено влияние сшивающих агентов при ускоренном термическом отверждении ПЭМФ композиций на комплекс свойств формируемых покрытий, на основании чего установлены необходимые соотношения сшивающих агентов и полиэфира (метоксильных и гидроксильных групп) в ПЭМФ композициях;
установлено влияние природы органических растворителей на процесс диссоциации комплекса пара-толуолсульфоновая кислота - триэтиламин;
показано влияние природы и количества кислотных катализаторов на формирование ПЭМФ покрытий при быстром термическом отверждении.
Практическая значимость работы.
Установлена возможность целенаправленного регулирования физико- механических, защитных и декоративных свойств адгезированных полимерных пленок за счет варьирования температуры, времени термического отверждения и компонентов ПЭМФ композиций.
Разработаны и внедрены в серийное производство лакокрасочные материалы на основе ПЭМФ композиций быстрого термического отверждения и с пониженной температурой отверждения.
Апробация работы.
Основные результаты исследований докладывались на III международной научно-технической конференции «Полимерные композиционные материалы и покрытия» (Ярославль, 2008); VI Открытой украинской конференции молодых ученых по высокомолекулярным соединениям «ВМС-2008» (Киев, 2008); Х Международной конференции по химии и физикохимии олигомеров «Олигомеры X» (Волгоград, 2009); V конференции молодых учёных «Современные проблемы науки о полимерах» (С-Петербург, 2009); Международном конгрессе по лакокрасочным покрытиям «Czech Coat 2009» (Чешская республика, Прага, 2009); XXX FATIPEC Конгрессе (Италия, Генуя, 2010); VI конференции молодых учёных «Современные проблемы науки о полимерах» (С- Петербург, 2010); IX Международной научно-технической конференции «АСТ 2010» (Польша, Катовице, 2010); XVI Международной научно-практической конференции «Технологическое образование как фактор инновационного развития страны» (Ярославль, 2010); Шестьдесят третьей региональной научно- технической конференции студентов, магистрантов и аспирантов высших учебных заведений с международным участием (Ярославль, 2010); IV Международной конференции - школы по химии и физикохимии олигомеров «Олигомеры- 2011» (Казань 2011); VII Санкт-Петербургской конференции молодых учёных «Современные проблемы науки о полимерах» (Санкт-Петербург, 2011); X Международной научно-технической конференции «АСТ 2012» (Польша, Сосно- вец, 2012).
Публикации. Основные результаты работы изложены в 16 печатных работах, в том числе в трех статьях в журналах из перечня ВАК РФ.
Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, выводов и библиографии. Работа изложена на 138 страницах и содержит 18 таблиц, 42 рисунка, 131 библиографическую ссылку.
