Характеристика алкідних олігомерів, що розріджуються водою

1 АНАЛІТИЧНИЙ ОГЛЯД

1.1 Загальна характеристика алкідних олігомерів, що розріджуються водою

Алкідні олігомери є найбільш поширеною групою синтетичних плівкотвірних. Це пояснюється доступністю сировинної бази, відносної простоти технології виготовлення, їх сумісністю з більшістю інших плівкотвірних, універсальністю і можливістю широкого варіювання властивостей, невисокою вартістю. [1]

За хімічною будовою алкідні олігомери відносяться до модифікованих складних поліестерів розгалуженої будови. Алкідні олігомери, що розріджуються водою, відрізняються від органорозчинних головним чином меншою мірою конденсації, що виражається у відносному збільшенні вмісту кінцевих карбоксильних груп. Як правило, їх кислотне число складає 60 – 120 мг КОН/г і гідроксильне число – 150- 200 мг КОН/г, а молекулярна маса не перевищує 1000. При цьому не отримуються жирні алкіди, що знижує пластичність плівки і стійкість олігомеру до гідролітичного розпаду у водних розчинах. Крім того, це обумовлює такий істотний недолік алкідов, що розріджуються водою, як необхідність вживання жорстких режимів при твердненні покрить на їх основі. В більшості випадків вони не можуть бути використані як самостійні плівкотвірні і вимагають введення добавок для кращого тверднення ( аміноальдегідні та інші олігомери ). Сировиною для отримання алкідних олігомерів, що розріджуються водою служать багатоатомні спирти і багатоосновні кислоти або їх ангидріди, а як модифікатори використовують рослинні олії, вищі одноосновні карбонові кислоти ( насичені або ненасичені ) і деякі ненасичені мономери.

Сировиною для одержання алкідних олігомерів, що розріджуютья водою служать багатоатомні спирти і багатоосновні кислоти або їх ангидріди, а як модифікатори використовують рослинні олії, вищі одноосновні карбонові кислоти (насичені або ненасичені) і деякі ненасичені мономери.

Алкідні олігомери, що розріджуються водою відносяться до олігоелектролітів  аніонного типу. До цієї ж групи синтетичних плівкотвірних можна віднести близькі до них по властивостях малеінізовані олії і їх синтетичні аналоги [2].

Основну групу алкідних олігомерів складають продукти поліконденсації фталевої кислоти і гліцерину або пентаеритриту, модифіковані рослинними оліями (гліфталі, пентафталі).

Алкіди, що розріджуються водою можуть бути модифіковані синтетичними жирними кислотами талового масла та ін., що дозволяє не лише зменшити витрату рослинних олій, але і розширити сфери застосування алкідних олігомерів, понизити їх вартість.

Істотно підвищити водостійкість покриттів і отримати матеріали для електроосадження можна шляхом обробки надлишкових гідроксильних груп в алкідах, частково блокованими ізоціонатами. При цьому виходять уралкіди. Здатність уретанових груп до термічної дисоціації при плівкотворенні, а також стабільність  водних розчинів уралкідів і параметри електроосадження залежать від будови ізоціоната і типу блокуючого спирту.

Для збільшення кислотного числа, що забезпечує розчинність алкідів у воді або водно-спиртових розчинах у присутності органічних основ, поряд з фталевою кислотою та її ангідридом знаходять застосування деякі три – і тетракарбонові кислоти (тримелітова, піромелітова, бензофенонтетракарбонова та ін.). Їх використання дозволяє дещо підвищити степінь конденсації і розгалуженість олігомерів, а також рівномірність розподілу карбоксильних груп в ланцюзі олігомеру. На відміну від двоосновних кислот, які забезпечують отримання олігомерів лише з кінцевими карбоксильними групами, в разі поліосновних кислот карбоксильні групи можуть знаходитися на будь-якій ділянці молекули, тобто можна отримувати олігомери з вищим  вмістом карбоксильних груп при більшій молекулярній масі. При цьому досягається більш висока розчинність цих продуктів у воді і стабільність їх водних розчинів в порівнянні зі звичайними фталатами. [3]

Використання тримеллітового ангідриду дозволяє отримати олігомери з необхідними властивостями; плівки на основі таких олігомерів здатні тверднути на холоду. На основі тримеллітового ангідриду були отримані безмасляні плівкотвірні повітряного затвердіння, модифіковані алліловим спиртом. Окрім тримеллітового ангідриду при синтезі олігомерів використовують дикарбонові кислоти (малеїнову, янтарну, адипінову, себацинову і фталеву кислоти), що дозволяє варіювати властивості олігомерів. Введення дикарбонової кислоти в реакційну масу декілька підвищує швидкість реакції  поліконденсації, яка залежить також від довжини ланцюга дикарбонової кислоти. Також введення дикарбонових кислот дозволяє не лише регулювати властивості матеріалу, але і підвищити міру завершеності процесу до початку гелеутворення і понизити вміст гідроксильних груп, надлишок яких зменшує водостійкість покрить.

При одержанні ЛФМ повітряного тверднення на основі тримеллітового ангідрида можна використовувати α -моноалліловый естер гліцерина ї дикарбонові кислоти і обробляти отриманий олігомер ізоціонатами. Умови обробки ізоціонатами при одержанні таких олігоестеруретанів підбирають так, щоб взаємодія проходила не по карбоксильних, а по гідроксильних групах. Це дозволяє понизити гідрофільність і поліпшити їх захисні властивості. Тверднення  покриттів на основі цих олігомерів відбувається в результаті окислювальної полімеризації по подвійних зв'язках аллілового спирту. В процесі тверднення можливе часткове блокування карбоксильних груп в результаті їх взаємодії з епоксигрупами, що утворюються під дією кисню. [4]