Содержание к диссертации
ВВЕДЕНИЕ 4
1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР 6
1.1 Порошковые краски УФ-отверждения 6
1.1.1 Фотоинициаторы 11
1.1.2 Источники УФ-излучения 17
1.1.3 УФ-отверждение пигментированных порошковых композиций 20
1.1.4 Пленкообразующие композиции 23
1.2 Области применения порошковых красок УФ-отверждения 36
1.3 Проблемы УФ-технологии и возможные пути их решения 37
1.4 Исследование структурно-кинетических параметров процесса отверждения ненасыщенных олигомер - мономерных смесей на основе ди(мет)акрилатов 40
1.5 Выводы из литературного обзора и постановка задач исследования...46
2 ЭСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 48
2.1 Объекты исследования 48
2.2 Исходные мономеры 48
2.3 Исходные компоненты для порошковых композиций 52
2.4 Синтез производных п-гидроксиэтоксистирола 54
2.5 Методы исследования строения и физико-химических свойств производных п-гидроксиэтоксистирола 59
2.5.1 ЯМР-спектроскопия 59
2.5.2 ИК-спектроскопия 59
2.5.3 Элементный анализ 60
2.5.4 Рентгеноструктурный анализ 60
2.5.5 Метод дифференциальной сканирующей калориметрии 60
2.5.6 Определение температуры плавления 61
2.5.7 Определение бромного числа 61
2.6 Получение порошковых композиций и покрытий 61
2.7 Методы исследования процесса УФ-отверждения порошковых композиций 62
2.7.1 ИК-спектроскопия 62
2.7.2 Определение степени отверждения лаковых покрытий гель-золь анализом 65
2.8 Методы определения структуры лаковых покрытий 65
2.8.1 Метод равновесной сорбции паров растворителей 66
2.8.2 Релаксационные испытания 67
2.9 Методы определения свойств УФ-отвержденных лаковых покрытий на основе олигоэфирдиметакрилата и виниловых сореагентов 67
2.10 Методы определения свойств свободных пленок на основе олигоэфирдиметакрилата и виниловых сореагентов 70
3 РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ 72
3.1 Синтез, строение и свойства производных п-гидроксиэтоксистирола..72
3.2 Структурно-кинетические исследования процесса УФ-отверждения олигоэфирдиметакрилата с виниловыми сореагентами 106
3.2.1 Исследование процесса термо- и фотополимеризации виниловых сореагентов 106
3.2.2 Исследование процесса фотоинициируемой трехмерной радикальной сополимеризации олигоэфирдиметакрилата с виниловыми сореагентами 114
3.2.3 Исследование структуры пространственно-сшитых полимеров на основе олигоэфирдиметакрилата и виниловых сореагентов 131
3.3 Исследование свойств УФ-отверждаемых покрытий на основе олигоэфирдиметакрилатов и виниловых сореагентов 147
ВЫВОДЫ 167
ЛИТЕРАТУРА 169
Введение к работе
Порошковые краски (ПК) к настоящему моменту получили широкое признание во всем мире, что свидетельствует об успешном развитии этой технологии в течение последних 15-20 лет [1]. Об этом же свидетельствует и рост объема мирового производства данного типа лакокрасочных материалов, который увеличился с 680,1 тыс. т. в 1998 г до 875 тыс. т в 2003 г и, по прогнозам исследователей, достигнет уровня 1,222 тыс. т в 2008 г. [2, 3].
Столь быстрые темпы развития производства и потребления порошковых красок обусловлены их многочисленными преимуществами по сравнению с жидкими лакокрасочными материалами, такими как отсутствие летучих компонентов (экологическая полноценность), хорошая стойкость при хранении, низкие потери при нанесении в сочетании с высоким качеством получаемых покрытий и снижением экономических и энергетических затрат [4].
Однако, в обзорах [5 ,6, 7] отмечают, что порошковые краски были бы еще более востребованы, если бы одновременно с указанными преимуществами удалось сократить температуру и время их отверждения до 1 -3 мин при 100 - 120°С по сравнению с традиционными 10-20 мин при 180-200°С. Применение подобных красок обеспечило бы возможность их использования в тех отраслях, где остро стоит вопрос о повышении производительности (окрашивание рулонного проката), а также при окрашивании изделий, состоящих из отдельных нетермостойких деталей и нетермостойких материалов, таких, как древесина (ДВП и ДСП), бумага, пластмассы и т.д.
Однако при разработке таких материалов исследователи неизбежно сталкиваются со сложностью поиска пленкообразователей для них, которые оптимально удовлетворяли следующим требованиям [8, 10]:
необходимо быстрое плавление и отверждение композиций в течение 1-3 мин при температуре, не превышающей 100 - 120°С, с одной стороны, и термическая стабильность при экструдировании при 70 - 90°С и хранение при 20°С - с другой. Последнее в значительной мере определяется температурой стеклования пленкообразователей, которая не должна быть ниже 40 - 50°С. В обзорах [8 -10] ,было показано, что практически ни одна из существующих на рынке термоотверждаемых порошковых пленкообразующих композиций (за исключением некоторых эпоксидных материалов, отверждающихся при температуре не выше 120°С, но также имеющих ряд существенных недостатков [11]) этим требованиям не отвечает.
Для решения возникшей проблемы требуются принципиально новые технические подходы. В связи с этим весьма перспективно не только создание новых пленкообразователей для порошковых красок, модификация существующих, а также ускорителей и катализаторов для них, но и использование для отверждения порошковых красок высокоинтенсивного электромагнитного излучения, в том числе и ультрафиолетового (УФ), открывающего новые возможности в отверждении порошковых композиций в течение секунд при минимальном термическом воздействии на субстрат [9, 12].
