Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1 Акрилат-уретановые пленкообразующие системы 9
1.1 Общая характеристика акрилат-уретановых пленкообразователей 9
1.2 Водно-дисперсионные акрилат-уретановые пленкообразующие системы 13
1.2.1 Смеси акрилатных и уретановых латексов и их использование в водно дисперсионных лакокрасочных материалах 13
Латексы полиакрилатов 13
Полиуретановые дисперсии 16
Смеси акрилатных и уретановых латексов 17
1.2.2 Акрилат-уретановые гибридные латексы 21
1.3 Лакокрасочные материалы на основе водно-дисперсионных акрилат уретановых пленкообразующих систем 27
1.3.1 Водно-дисперсионные лакокрасочные материалы для отделки изделий из древесины 27
1.3.2 Паркетные лаки на основе акрилат-уретановых латексных систем 29
1.3.3 Противокоррозионные материалы на основе латексных систем 32
ГЛАВА 2 Характеристика объектов и методов исследования 34
2.1 Характеристика материалов, использованных в работе
2.2 Методы исследования свойств 37
2.2.1 Методика определения температурной зависимости тангенса угла диэлектрических потерь и относительной диэлектрической проницаемости ...37
2.2.2 Методики оценки деформационно-прочностных свойств пленок 38
2.2.3 Потенциостатический метод оценки защитных свойств покрытий на стали. Расчёт сопротивления коррозии и тока коррозии 40
2.2.4 Методика получения лакокрасочных покрытий для испытаний 42
2.2.5 Методика измерения водопоглощения 44
Методы определения стойкости покрытий к износу 44
2.2.6 Методика определения прозрачности 46
2.2.7 Методика определения химической стойкости покрытия 47
ГЛАВА 3 Результаты экспериментов и их обсуждение 48
3.1 Изучение свойств пленок и покрытий на основе смесей полиакрилатных и полиуретановых латексов 48
3.2 Изучение свойств пленок и покрытий на основе гибридных акрилат-уретановых латексов 64
3.3 Изучение свойств наполненных пленок и покрытий на основе водно-дисперсионных акрилат-уретановых пленкообразующих систем 70
3.4 Разработка рецептур лакокрасочных материалов 83
3.4.1 Разработка рецептуры паркетного лака 83
3.4.2 Разработка рецептуры лакокрасочного материала противокоррозионного назначения 86
Выводы 92
Список литературы
- Водно-дисперсионные акрилат-уретановые пленкообразующие системы
- Лакокрасочные материалы на основе водно-дисперсионных акрилат уретановых пленкообразующих систем
- Методика определения температурной зависимости тангенса угла диэлектрических потерь и относительной диэлектрической проницаемости
- Изучение свойств наполненных пленок и покрытий на основе водно-дисперсионных акрилат-уретановых пленкообразующих систем
Введение к работе
Актуальность работы. Покрытия на основе акрилатных пленкообразователей характеризуются высокими показателями по атмосферостойкости, стойкости к УФ-облучению, водо-, масло- и солестойкости, термостабильности, и имеют хороший комплекс физико-механических свойств. При этом они не позволяют получать покрытия с высокой изолирующей способностью, износостойкостью, имеют не идеальный баланс деформационной прочности и эластичности. Покрытия, сформированные из полиуретановых пленкообразователей отличаются высокой твердостью, эластичностью, глянцем, изностойкостью, хорошей адгезией, но они имеют высокую стоимость. В связи с этим возникло направление по созданию акрилат-уретановых пленкообразователей, которые сочетали бы в себе преимущества обоих типов полимеров и при этом обладали бы невысокой стоимостью. Актуальным является развитие этих материалов в направлении создания экологически чистых водно-дисперсионных систем. Их получают двумя путями – смешением полиакрилатных и полиуретановых латексов, либо синтетическим путем, проводя полимеризацию акрилатных сомономеров в частицах полиуретанового латекса или проводя эмульсионную сополимеризацию уретанового преполимера и акрилатных сомономеров. Акрилат-уретановые латексы, полученные синтетическим путем, называют гибридными.
Анализ литературных данных (главным образом патентного характера) показывает, что пленки и покрытия, сформированные из водно-дисперсионных акрилат-уретановых пленкообразователей, полученных смешением или синтетическим путем, обладают высокими эксплуатационными свойствами. Однако, имеющихся данных недостаточно, чтобы сформулировать общие подходы к разработке рецептур лакокрасочных материалов (ЛКМ) на основе акрилат-уретановых систем. Поэтому исследование на данную тему актуально, так как направлено на расширение технических возможностей воднодисперсионных (ВД) ЛКМ и повышение уровня экологичности лакокрасочной отрасли.
Цель работы. Данная работа направлена на изучение свойств пленок и покрытий на основе смесей полиакрилатных и полиуретановых латексов, гибридных акрилат-уретановых латексов в широком диапазоне соотношения компонентов, а также изучение влияния различных технологических и рецептурных факторов на физико-механические и другие эксплуатационные свойства покрытий, с целью разработки технологических основ производства различных типов лакокрасочных материалов.
Научная новизна. В работе установлено, что кроме известного фактора, определяющего структуру и свойства пленок на основе смесей латексов – соотношения компонентов, существенное влияние оказывает микроструктура латексных частиц. В частности, пленки, полученные из смесей латексов, содержащих латексные частицы акрилатного сополимера, имеющие структуру частиц типа твердое ядро – мягкая оболочка, характеризуются высокой прочностью при высокой эластичности.
Существенное влияние на структуру пленок оказывает особенность структурообразования частиц полиуретанового латекса при формировании пленок. Вследствие их высокой дисперсности (около 20 нм) и относительно низкой устойчивости они начинают агрегировать на ранних стадиях пленкообразования, следствием чего, в сформированных пленках фаза полиуретана оказывается включенной в матрицу полиакрилата, даже при относительно большом содержании полиуретанового компонента.
Установлено, что покрытия, сформированные из гибридных латексов, характеризуются более высокими адгезионными свойствами и износостойкостью по сравнению с покрытиями на основе смесей латексов, что обусловлено более высоким уровнем однородности их структуры.
Показано, что высокие адгезионные свойства полиуретана проявляются не только по отношению к границе с субстратами, но и в наполненных композициях – по отношению к границе с минеральными наполнителями, что приводит к уплотнению структуры пленок.
Практическая значимость. Разработана рецептура ВД паркетного лака на основе смеси полиакрилатного и полиуретанового латексов, и ВД ЛКМ противокоррозионного назначения на основе гибридного акрилат-уретанового латекса. Проведены сравнительные испытания покрытий, показавшие их преимущества по сравнению с известными материалами аналогичного назначения.
Апробация работы. Основные результаты исследований доложены и обсуждены на следующих конференциях: Научно-техническая конференция молодых ученых "Неделя науки - 2011" СПБГТИ(ТУ) (Санкт-Петербург 2011), Научно-практическая конференция, посвященная 183-й годовщине образования Санкт-Петербургского государственного технологического института (технического университета) (Санкт-Петербург 2011), Научно-техническая конференции молодых ученых "Неделя науки - 2012" СПБГТИ(ТУ) (Санкт-Петербург 2012).
Публикация результатов. По теме диссертации опубликовано 3 статьи, в том числе 2 в журналах рекомендованных ВАК РФ, 3 тезиса докладов в сборниках российских конференций.
Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 102 страницах, содержит 34 рисунка и 21 таблицу. Диссертация состоит из введения, трех глав, выводов и списка литературы.
Водно-дисперсионные акрилат-уретановые пленкообразующие системы
В качестве исходных соединений для синтеза акрилат-уретанов используют алифатические или ароматические диизоцианаты (например, гек-саметилендннзоцианат, 2,4-толуилендиизоцианат) и гидроксилсодержащие соединения (гликоли, олигомерные диолы или многоатомные спирты)[1].
В последнее время большое распространение получил способ радикальной полимеризации олигомерных соединений, содержащих в молекуле уретановые группы и ненасыщенные группы винилового типа.
Это новое направление в химии полиуретанов позволило получить различные полимеры сетчатого строения с самыми разнообразными свойствами, а также расширило возможности модификации полиуретанов сополимериза-цией с виниловыми мономерами и олигомерами[2].
Получение непредельных олигоэфиров с уретановыми группами и концевыми ненасыщенными группами акрилового типа основано на двух реакциях: взаимодействии диизоцианатов с олигомерными диолами и оксиалкилак-рилатами ; взаимодействии бисхлорформиатов гликолей или бисфенолов с диаминами и алкил- или алкиларилакрилатамин, содержащими концевую хлорформиатиую или аминогруппу[1]. Для акрилат-уретановых пленкообразователей характерно наличие в их структуре так называемых взаимопроникающих сеток. Взаимопроникающие сетки (ВПС) являются уникальной смесью сшитых полимеров, практически не содержащих ковалентных связей или привоев (прививок) между собой. Они обычно образуются за счет полимеризации и сшиваются один в присутствии другого. Второй мономер впоследствии полимеризуется и сшивается по другому механизму, чтобы получить оптимальную структуру[3]. Глубокое сочетание двух таких полимерных сеток приводит к ограничению раздела фаз т.е. контролируется их структурой. Подобно «прививке» сополимеров это приводит к синергитической динамике, например, улучшает адгезию, деформационно-прочностные и барьерные свойства. Известны также полу- или псевдо - взаимопроникающие сетки - комбинации сшитых и линейных полимеров, имеющие различные степени взаимопроникновения ].
Технология взаимопроникающих сеток (ВПС) открывает широкие возможности изменения структуры полимеров и эксплуатационных характеристик, полученных из них покрытий. Также существует возможность комбинирования различных технологий - привитой сополимеризации и последовательной полимеризации при формировании внутрипроникающих сетей. Одним из примеров этого является получение уретана модифицированного акрилатом (прививка) и акрилата модифицированного уретаном (последовательно). Преимуществом таких сеток является улучшение фазового взаимодействия полимерных цепей[2].
Варьированием природы диизоцианатной составляющей, а также молекулярной массы олигоэфиров можно изменять свойства акрилат-уретанов и полимеров на их основе в широких пределах. Исследование влиянии природы оксиалкилен(мет)акрилатов на свойства акрилат-уретанов показало, что замена монометакрилового эфира этиленгликоля на соответствующий моноэфир пропиленгликоля приводит к существенному уменьшению вязкости акрил ат-уретана на его основе[5]. Акрилат-уретаны отверждаются в основном под действием азобисизо-бутиронитрила при 75 С в течение 3 - 10 ч.
В настоящее время выпускается акрилат-уретан, получаемый на основе монометакрилового эфира этиленгликоля, 2,4-толуилендиизоционата и олигоксипропилен гликоля[6].
Зависимость плотности, температуры плавления и степени кристалличности олигомеров от молекулярной массы носит экстремальный характер. С увеличением молекулярной массы указанные характеристики сначала уменьшаются, достигая минимальных значений в области молекулярных масс 1000—1500, после чего возрастают и перестают зависеть от размера молекул при п 60[7].
Общим для всех описанных способов получении олигомерных соединений является использование изоцианатов для образования уретановых связей. Однако уретанообразование с применением изоцианатов обычно сопровождается протеканием побочных реакций, приводящих к образованию новых связей и групп, например биуретовых. ацилмочевниных обладающих низкой стойкостью к термической и термоокислителыюй деструкции, действию напряжений и значительно ухудшающих свойства полиуретанов.
Кроме того, высокая стоимость и токсичность диизоцианатов, чувствительность их к влаге воздуха затрудняют производство полимерных материалов на основе полиуретанов.
В этой связи весьма актуальной является проблема синтеза полиуретанов без применения диизоцианатов, что подразумевает получение уретановых связей в процессе отверждения покрытия без участия изоцианатов. Такими материалами можно считать эпоксидно-полиуретановые составы на основе циклокарбоната и полиамина.
Лакокрасочные материалы на основе водно-дисперсионных акрилат уретановых пленкообразующих систем
Подготовка поверхности субстратов: металлические пластины размером 50 100 1,5 мм промывали водой с моющим средством, высушивали, подвергали абразивной обработке на механических щетках и обезжиривали ацетоном.
Стеклянные пластинки тщательно промывали в теплой мыльной воде, а затем в чистой воде, после чего протирали мягкой ветошью или высушивали. Сухие пластинки протирали спиртом и сушили.
Для деревянных пластин проводили процесс поднятия и удаления ворса. Образец шлифовался наждачной шкуркой с целью получения более ровной и бездефектной поверхности. После чего мягкой тканью удалялись остатки пыли с поверхности дощечки, смачивались влажным тампоном и высушивал ись[41 ].
Нанесение покрытий: латексы и композиции наносили аппликатором или кистью. При нанесении лакокрасочного материала аппликатором стеклянную пластинку помещали на горизонтальную поверхность так, чтобы она не двигалась. Аппликатор помещали на край пластинки; высота щели при этом должна обеспечивать необходимую толщину слоя лакокрасочного материала. Перед щелью наливали 2-5 мл испытуемого материала и перемещали аппликатор по пластинке с равномерной скоростью 5-10 м/с, распределяя испытуемый материал непрерывным слоем на пластинке. Избыточное количество материала сливали с пластинки на бумагу, которую затем убирали. При использовании кисти лакокрасочный материал наносли тонким равномерным слоем без пропусков и подтеков вдоль и поперек окрашиваемой пластинки. При этом кисть предварительно смачивали в испытуемом материале и слегка отжимали.
Измерение толщины пленок и покрытий на металлических субстратах проводился с помощью электромагнитного толщиномера ROBITON фирмы MEGA-CHECK FN и прибора измерения геометрических параметров многофункционального «Константа К5» производства ЗАО «Константа». Измерение толщины свободных пленок проводится с помощью микрометра МК-25.
Свободные пленки получали по ГОСТ 14243-78. Для получения свободных пленок используют полиэтилентерефталатную пленку. На полиэтилентерефталатную пленку, закрепленную на горизонтальной поверхности и обезжиренную ацетоном, наносят лакокрасочный материал наливом. После высыхания с края пленки при помощи лезвия бритвы или скальпеля отслаивают подложку от покрытия и отделяют всю пленку[42].
Метод основан на определении привеса образца при нахождении его в воде. Предварительно взвешенные на аналитических весах образцы полимерного материала погружают целиком вертикально в емкость с дистиллированной водой и выдерживают при температуре (20±2) С. Через определенные промежутки времени образцы вынимают, осторожно просушивают между листами фильтровальной бумаги и взвешивают.
Металлическую пластинку с нанесенным и высушенным в заданном режиме лакокрасочным покрытием помещали в один из зажимов столика. Участок пластинки, помещенный в зажим, предварительно освобождали от покрытия и тщательно зачищают. Скребок крепят в зажим, на штифт головки зажима ставили выбранный груз. Затем шатун со скребком опускали на пластинку и включали двигатель. Скорость истирания покрытия возрастала с увеличением массы груза, однако при этом сходимость результатов параллельных опытов уменьшалась, поэтому нагрузку подбирали таким образом, чтобы число двойных ходов скребка до истирания покрытия было не менее 50-100. Стойкость к истиранию выражалась числом двойных ходов, необходимых для истирания условной пленки толщиной 1 мм. В результатах испытаний необходимо указать истинную толщину покрытия и величину нагрузки на скребок.
Определение износостойкости покрытий вторым методом проводилось с помощью устройства ЭПИП - 09, разработанного кафедрой ХТОП СПбГТИ(ТУ). Устройство предназначено для испытания на износостойкость образцов лакокрасочного покрытия методом истирания испытываемой поверхности абразивным материалом, с постоянной средней скоростью и постоянным давлением на испытываемую поверхность. На рисунке 6 показана схема прибора ЭПИП - 09.
Методика определения температурной зависимости тангенса угла диэлектрических потерь и относительной диэлектрической проницаемости
При изучении свойств пленок и покрытий на основе смеси водно-дисперсионных акрилатных и полиуретановых пленкообразующих систем (рисунок 9) и гибридных акрилат-уретановых систем (таблица 15) было установлено, что введение полиуретанового компонента в латексы акрилатных сополимеров приводит к значительному возрастанию адгезионной прочности к алюминиевой фольге пропорционально содержанию полиуретанового компонента, что связано с более высокими адгезионными свойствами полиуретана, обусловленными образованием водородных связей с субстратом.
Было высказано предположение, что аналогичный эффект может проявляться и по отношению к другим минеральным субстратам, в частности, к поверхности пигментов и наполнителей, что должно положительно сказаться на свойствах наполненных пленок и покрытий и пигментоемкости композиций.
С целью оценки явлений, происходящих на границе пленкообразователь-наполнитель были изучены физико-механические свойства пленок и покрытий на основе полиуретанового и полиакрилатного латексов, смесей латексов, гибридных латексов, наполненных наполнителями, используемыми в производстве водно-дисперсионных лакокрасочных материалов: измельченный микронизированныи мрамор (Omyacarb 5GU), микрослюда (Micro Mica W1), микротальк (Finn talc M-15). С целью минимизации дефектности структуры пленок и покрытий, исследования проводили на низконаполненных системах, где значения ОСП изменяли от 0,025 до 0,15 [56].
В качестве акрилатного латекса использовался латекс сополимера стирола, бутилакрилата и метакриловой кислоты (рН = 7.7, МТП = 60С, содержание нелетучих веществ = 47,1%, условная вязкость = 14 с, диаметр частиц = 150 нм, твердость по маятниковому прибору ТМЛ 2124 = 0,45), полиуретановый латекс (рН = 9.0, МТП = 10С, содержание нелетучих веществ = 27,9%, условная вязкость =15 с, диаметр частиц = 20 нм, твердость по маятниковому прибору ТМЛ 2124 = 0,35), гибридный латекс (рН = 7,7, МТП = 17С, содержание нелетучих веществ = 39,8%, условная вязкость = 14 с, диаметр частиц = 100 нм). Наполненные латексные композиции получали путем смешения латексов с необходимым количеством коалесцента и водных наполнителей - паст, полученных путем диспергирования в бисерной мельнице в присутствии диспергирующих и пеногасящих добавок[57].
О влиянии наполнителей на свойства покрытий судили по изменению величины водопоглощения свободными пленками и интенсивности развития коррозионного процесса под покрытиями, нанесенными на металлический субстрат и деформационно-прочностным свойствам. Интенсивность коррозионного процесса оценивали с помощью потенциостатического метода, позволяющего оценить ток коррозии [58,59].
Весьма характерным является вид кинетических зависимостей водопоглощения для пленок на основе акрилатного (рисунок 21а, 216) и полиуретанового латексов (рисунок 22а, 226), наполненных чешуйчатыми наполнителями.
Изменение массы плёнок на основе полиуретанового латекса, наполненного различным количеством наполнителя Micro Mica Wl (а) и Finn talc М-15 (б) при выдержке в воде Как видно, в пленках на основе наполненного полиуретана через 3 суток с момента погружения в воду, при содержании воды около 60% имеет место уменьшение величины водопоглощения в 2 - 3 раза (рисунок 22), в отличие от пленок на основе латекса акрилатных сополимеров, где уменьшение величины водопоглощения не происходит (рисунок 21).
Уменьшение величины водопоглощения в процессе набухания пленок в воде обусловлено увеличением интенсивности межмолекулярного или межфазного взаимодействия. При достаточно высоком набухании в воде увеличивается подвижность макромолекул полиуретана и возрастает интенсивность взаимодействия полярных групп полиуретана с активными центрами поверхности частиц наполнителя, что приводит к уплотнению структуры полимера и снижению водопоглощения.
Количественно интенсивность этого взаимодействия определяется величиной снижения водопоглощения после достижения максимума на кривых. Результаты такого расчета приведены на рисунке 23 в виде зависимостей уменьшения массы от содержания наполнителя.
Изменение массы плёнок на основе полиакрилатного (а) и полиуретанового (б) латексов, наполненных различным количеством наполнителя Omyacarb 5GU при выдержке в воде Сопоставление данных рисунки 22, 24 говорит о том, что скорость взаимодействия молекул полиуретана с поверхностью наполнителей не одинакова. Наиболее быстро взаимодействие происходит в системах, содержащих Omyacarb 5GU. В этих системах, при погружении в воду, процесс набухания и уплотнения структуры происходит практически одновременно, что выражается в малых значениях набухания пленок (рисунок 246). В полной мере это относится также к пленкам на основе гибридного акрилат-уретанового латекса, наполненным Omyacarb 5GU (рисунок 25). В силу структурной однородности пленкообразователя, снижение величины водопоглощения при наполений Omyacarb 5GU происходит еще в большей степени.
На рисунке 26 приведены данные, характеризующие значение водопоглощения, близкие к равновесным для пленок с различным ОСП.
Зависимость водопоглощения плёнок (при выдержке 14 суток в воде) на основе: а) полиакрилатного латекса (кривые 1,2,3) и гибридного акрилат-уретанового латекса (кривая 4, наполнитель Omyacarb 5GU) и б) полиуретанового латекса от ОСП Как видно из полученных данных характер зависимостей водопоглощения от степени наполнения существенно отличается для пленок на основе ПА и ГГУ латексов.
В случае полиуретанового латекса (рисунки 22, 24, 26) для всех изученных наполнителей имеет место значительное (в 2,5-10 раз) снижение величины водопоглощения от степени наполнения. Вероятно, это связано с высокой дисперсностью частиц латекса (20-30 нм) и наличием в ПУ латексе полярных, ионизированных групп, активно взаимодействующих с поверхностью наполнителя, что приводит к уплотнению структуры пленок и снижению водопоглощения.
В случае пленок на основе полиакрилатного латекса (рисунки 21, 24, 26) эти изменения значительно меньше, более того, в случае наполнителей Finn talc М-15 и Micro Mica Wl имеет место увеличение водопоглощения, что обусловлено разрыхленной структурой пленок, обычно наблюдаемой для воднодисперсионных пленкообразующих систем [19,60].
Как показывают приведенные данные, природа минеральной фазы оказывает заметное влияние на свойства наполненных пленок. Максимальное снижение водопоглощения имеют пленки, наполненные Omyacarb 5GU, далее следуют Finn talc М-15 и Micro Mica Wl. Наиболее вероятной причиной такого расположения кривых является различие в интенсивности взаимодействия полимерных молекул с поверхностью частиц наполнителей. Наибольшая интенсивность взаимодействия молекул карбоксилированных полимеров (ПУ и ПА) имеет место в случае наполнителя, имеющего выраженный щелочной характер поверхности - Omyacarb 5GU[61].
Изучение свойств наполненных пленок и покрытий на основе водно-дисперсионных акрилат-уретановых пленкообразующих систем
Как видно из полученных данных характер зависимостей водопоглощения от степени наполнения существенно отличается для пленок на основе ПА и ГГУ латексов.
В случае полиуретанового латекса (рисунки 22, 24, 26) для всех изученных наполнителей имеет место значительное (в 2,5-10 раз) снижение величины водопоглощения от степени наполнения. Вероятно, это связано с высокой дисперсностью частиц латекса (20-30 нм) и наличием в ПУ латексе полярных, ионизированных групп, активно взаимодействующих с поверхностью наполнителя, что приводит к уплотнению структуры пленок и снижению водопоглощения.
В случае пленок на основе полиакрилатного латекса (рисунки 21, 24, 26) эти изменения значительно меньше, более того, в случае наполнителей Finn talc М-15 и Micro Mica Wl имеет место увеличение водопоглощения, что обусловлено разрыхленной структурой пленок, обычно наблюдаемой для воднодисперсионных пленкообразующих систем [19,60].
Как показывают приведенные данные, природа минеральной фазы оказывает заметное влияние на свойства наполненных пленок. Максимальное снижение водопоглощения имеют пленки, наполненные Omyacarb 5GU, далее следуют Finn talc М-15 и Micro Mica Wl. Наиболее вероятной причиной такого расположения кривых является различие в интенсивности взаимодействия полимерных молекул с поверхностью частиц наполнителей. Наибольшая интенсивность взаимодействия молекул карбоксилированных полимеров (ПУ и ПА) имеет место в случае наполнителя, имеющего выраженный щелочной характер поверхности - Omyacarb 5GU[61].
Как видно, характер зависимостей деформационно-прочностных свойств латексных пленок от ОСП заметно отличается от данных, характеризующих влияние наполнителей на водопоглощение пленок. Деформационно-прочностные свойства либо уменьшаются (рисунки 28, 29, 30), либо изменяются в незначительной степени. Вероятно, это связано с большим влиянием возрастания микродефектности структуры пленок при наполнении на деформационно-прочностные показатели по сравнению с водопоглощением. Учитывая высокие адгезионные свойства и низкое водопоглощение пленок и покрытий на основе акрилат-уретановых пленкообразующих систем, одним из направлений их практического использования является разработка материалов противокоррозионного назначения[68]. 3.4 Разработка рецептур лакокрасочных материалов 3.4.1 Разработка рецептуры паркетного лака
На основе исследований, проведенных в предыдущих разделах работы, было установлено, что пленки и покрытия на основе смесей полиакрилатного и полиуретанового латексов имеют достаточно хорошие эксплуатационные характеристики. В данном разделе была проведена разработка первичной рецептуры паркетного лака на основе смеси полиакрилатного и полиуретанового латексов (при различном соотношении полиакрилатной и полиуретановой состовляющей) производства ООО «Норд-Синтез» и проведена оценка свойств покрытия по сравнению со свойствами покрытий, сформированных из акрилат - уретановых паркетных лаков «Parketti-Assa» фирмы Tikkurila и «Балет» фирмы Эмлак.
Приготовление лаков осуществляется следующим образом: в рецептурное количество полиуретанового латекса при постоянном перемешивании вводится необходимое количество пеногасителя, затем в отдельной емкости смешивается коалесцент и вода, после чего эта смесь вводится в латекс на скоростной мешалке и медленной подаче коалесцирующей смеси. После этого композиция выдерживается сутки при комнатной температуре[74].
Результаты испытаний покрытий на основе паркетных лаков представлены в таблице 17. Как видно, лаковые покрытия на основе разработанного состава имеют высокие (в ряде случаев превосходят) эксплуатационные показатели покрытий на основе лаков «Parketti Assa» и «Балет».
Исходя из полученных данных, можно полагать, что при соответствующей доработке рецептуры (подбор коалесцирующих добавок, восков и других функциональных добавок) возможно получение покрытий с более высокими эксплуатационными характеристиками чем у аналогичных лаков других производителей[75].
При изучении свойств низконаполненных плёнок и покрытий из данных экспериментов, полученных в предыдущем разделе, было установлено, что плёнки с наполнителем Omyacarb 5GU проявляют результаты лучше по сравнению с другими наполнителями. Вследствие этого, в данной разработке использовался наполнитель Omyacarb 5GU.
С целью выбора типа акрилат-уретановой пленкообразующей системы для данного типа лакокрасочного материала, была предварительно проведена сопоставительная оценка свойств покрытий, полученных на основе смесей ПА и ПУ латексов и гибридного акрилат-уретанового латекса при одинаковом соотношении ПА/ПУ - 80/20.
Приготовление пигментной пасты проводилось таким образом, что сначала смешивались все жидкие компоненты, а затем постепенно добавлялся наполнитель[82]. Всё содержимое обрабатывалось в бисерной мельнице в течение 40 минут. Рецептура пигментной пасты приведена в таблице 18.
Технология получения композиций проходила в несколько стадий. Вначале при непрерывном перемешивании в акрилатный латекс вводили 8% коалесцента (Dalpad Filmer) [85]. Смесь латекса с коалесцентом выдерживали сутки после чего, при перемешивании вводили уретановый латекс, полученные композиции выдерживали в течение суток. Технология получения композиций из гибридного акрилат-уретаногого латекса проходила таким же образом, только в латекс вводили 5% коалесцента (Dalpad Filmer). Рецептуры композиций, рассчитанные с учетом сухого остатка латексов, указаны в таблице 19.
Похожие диссертации на Исследование водно-дисперсионных акрилат-уретановых пленкообразующих систем и разработка лакокрасочных материалов на их основе
