Характеристика алкідних олігомерів, що розріджуються водою, страница 3

Тверднення алкідних олігомерів, що розріджуються водою, в покриттях можливо за рахунок реакції окислювальної полімеризації (у тому випадку, коли олігомер отриманий із застосуванням олій) і за рахунок подальшої поліконденсації по –ОН і –СООН групах при температурах приблизно (150 – 180)°С. При цьому спочатку відбувається термічне розкладання  амонійних солей, а потім вже поліконденсація. При твердненні олігомерів, що розріджуються водою, за рахунок лише окислювальної полімеризації покриття не володіють достатньою водостійкістю, оскільки в них залишається велика кількість гідрофільних гідроксильних і карбоксильних груп. Тому алкіди, що розріджуються водою, тверднуть  зазвичай в жорсткому режимі (до 180°С), що забезпечує протікання процесу поліконденсації. Алкідні олігомери, що розріджуються водою, можуть використовуватися у поєднанні з олігомерами  інших типів, що розріджуються водою, наприклад, феноло-, карбамідо-, і меламіноформальдегідними та іншими. Матеріали на основі таких композицій можуть твернути при нижчих температурах (≈120°С). Основними призначеннями олігоестерів, що розріджуються водою, і композицій на їх основі – грунтовки гарячого тверднення. [2], [4]

Необоротні плівки із алкідних смол, що розріджуються водою, утворюються в результаті протікання наступних реакцій безпосередньо в покритті:

1) розкладання водорозчинних солей (аміачних або амінах);

2) додаткова поліетерифікация з якнайповнішим використанням груп –СООН і –ОН;

3) окислення і полімеризація по подвійних зв'язках жирних кислот.

Вказані  реакції, особливо перші дві, протікають при підвищених температурах. Тому матеріали на основі алкідних смол, що розріджуються водою, застосовуються лише в умовах  гарячої сушки (вище 150°С). [3]

Для тверднення більшості плівко твірних, що розріджуються водою, потрібні жорсткіші температурні режими з метою набуття тих же захисних властивостей, якими володіють покриття на основі органорозчинних зв’язуючих.

У реакціях плівкоутворення беруть участь не лише ненасичені зв'язки кислотних залишків, але і карбоксильні і гідроксильні групи. Самотверднення таких алкідів протікає лише при температурі 170°С і вище в результаті продовження процесу поліконденсації на підкладці (азотиста основа при цій температурі частково випаровується з плівки).

Основні переваги алкідних смол, що розріджуються водою – заміна органічних розчинників водою, внаслідок чого усувається можливість виникнення пожежі і вважається токсичність. Тому, не дивлячись на порівняно вищу вартість, алкіні смоли, що розріджуються водою, знаходять все  більше вживання і, головним чином, при нанесенні методами занурення і струминного обливу. [5]

1.3 Алкідні смоли, що модифіковані синтетичними жирними кислотами

Насичені кислоти останніми роками все ширше застосовуються для модифікації алкідів. Це пояснюється вищою світлостійкістю покриттів на їх основі.

В даний час для модифікації алкідів використовують синтетичні жирні кислоти з лінійним і розгалуженим ланцюгом.

Завдяки розгалуженій будові, СЖК менш чутливі до температури та кисню повітря, ніж короткоцепні насичені природні жирні кислоти.Тому покриття на основі таких зв’язуючих ще більш стійкі до вицвітання та атмосферного впливу.

Синтетичні жирні кислоти з лінійним ланцюгом - продукти окислення парафінів, що є сумішшю кислот з різним числом атомів вуглецю. Промисловість випускає їх у вигляді фракцій.

Синтетичні жирні кислоти з α-розгалуженим ланцюгом можна одержати теломеризацією етилена або інших α-олефінів за участі кислот, що ініціюються пероксидами.

СЖК використовують для модифікації алкідів як у поєднанні з рослинними оліями, так і без них. На основі α-розгалужених кислот переважно синтезують безмасляні алкіди.

З метою зменшення долі дефіцитних рослинних олій у складі алкідів частину їх замінюють СЖК. Це одночасно покращує світло- і атмосферостійкість отримуваних продуктів. Як правило, такі алкіди зберігають здібність до висихання за рахунок окислювальної полімеризації залишків неграничних жирних кислот рослинних олій, що входять в їх склад.

Синтез алкідів, модифікованих СЖК проводять по жирно кислотному методу. Процес ведуть в дві стадії. На першій стадії при (150-200)ºС проводять реакцію між полі атомним спиртом и моно карбоновими кислотами, в результаті чого отримують  неповні естери полі атомних спиртів:

На другій стадії проводять реакцію неповних естерів с фталевим ангідридом та пентаеритритом, що приводить до утворення алкідного олігомеру розгалуженої будови:

 n-1 H2O

1.4  Застосування алкідних олігомерів, що розріджуються водою

Алкідні смоли, що розріджуються водою, знаходять застосування в будівельних лакофарбових матеріалах (для живопису, лакофарбові матеріали в аерозольній упаковці), а також в промислових та антикорозійних лакофарбових системах окислювальної полімеризації. При цьому їх комбінують з первинними акриловими дисперсіями тільки фізичної сушки. Так як подібні дисперсії у своїй більшості чутливі до зрушення, алкідні смоли використовують для приготування пігментних паст. [ ]