Огляд водних дисперсій полімерів. Технологічна схема одержання воднодисперсійних фарб із застосуванням краскотерних машин і кульових млинів, страница 5

Латекси полімерів і сополімерів акрилового ряду широко застосовуються в технології вододисперсійних фарб, у текстильній і паперовій промисловості, у покриттях по деревині й у виробництві замінників шкіри. У цей час фарби на основі акрилатних латексів визнані найкращими серед всіх відомих фарб вододисперсійного типу, однак дотепер вони залишаються й найдорожчими. Це пов'язане з високою вартістю й обмеженістю сировинної бази мономерів акрилового ряду.

При ускладненні полімерного ланцюга акрилатних вододисперсійних плівкоутворювачів прагнуть досягти оптимуму відносно атмосферостійкості покриття й плівкоутворювальних властивостей дисперсії. Поки, мабуть, важко в точності вказати, який сополімер або навіть які типи сополімерів варто зволіти. Відомо лише, що всі акрилати досить стійкі до світлового й окисного старіння. У той же час латекси, що мають гарну плівкоутворювальну здатність, формують недостатньо тверді плівки, тому воліють використати більш жорстколанцюгові сополімери в сполученні з коалесцируючими добавками.  [2]

1.4 Характеристики водних дисперсій

Водні дисперсії полімерів можуть бути отримані різними методами, однак у якості зв'язуючих використовуються головним чином дисперсії, отримані методом емульсійної полімеризації - синтетичні латекси.

Найбільш показові три види характеристик синтетичних латексів - як сполучних вододисперсійних фарб:

–  технологічні (концентрація, розмір часток,  реологічні властивості)

–  колоїдно-хімічні - визначальну стабільність системи (поверхневий натяг, рН, стійкість до заморожування й відтавання, ступінь вкритості глобул молекулами емульгатора) 

–  плівкоутворення (жорсткість молекулярного ланцюга полімеру, наявність пластифікатора й т.д.)

Всі три характеристики тісно пов'язані між собою.

Величина поверхневого натягу латексу характеризує не тільки легкість змочування підкладки, але побічно вказує на ступінь стабілізованості (захищеності) латексних глобул молекулами емульгатора.

Значення рН латексу впливає на величину поверхневого натягу, оскільки рН регулює ступінь іонізації й гідратації молекул емульгатора.

1.5 Склад вододисперсійних фарб

Крім необхідних у кожній фарбі інгредієнтів, що становлять структуру плівки (плівкоутворювача, пігментів і наповнювачів), ВДФ повинні включати ряд специфічних добавок: емульгатори, стабілізатори, загущувачі, противспінювачі, антисептики й ін.

1)  Пігменти й наповнювачі - неодмінний компонент захисних і багатьох декоративних лакофарбових складів, можуть виконувати в плівці різноманітні функції:

–  в антикорозійних покриттях спеціально підібрані пігментні суміші  відіграють роль пасиваторів, виконуючи значну частку захисної дії всього покриття;

–  у декоративних покриттях пігментна композиція забезпечує непрозорість плівки, тобто вкриття підкладки й потрібний колірний тон;

–  багато хто з них є підсилювачами плівок, що підвищують фізико-механічні характеристики, адгезійну міцність, атмосферостійкість, і інші показники плівок;

–  часто пігменти, і особливо наповнювачі, поліпшуючи якість покриття, одночасно знижують його вартість.

2)  Плівкоутворювачі. Загальні вимоги до латексних зв'язуючих вододисперсійних фарб такі:

–  низька мінімальна температура плівкоутворення (МТП не вище +5 ºС);

–  достатня твердість полімеру (для вільної латексної плівки не нижче 0,15 по маятниковому приладу і міцність (модуль при 10%-ой деформації не менш 200кгс/см²);

–  атмосферостійкість полімеру (стійкість до ерозії, перепаду температур, світловому впливу й т.і.);

–  досить високий вміст плівкоутворювального (як правило, не нижче 45%);

–  стабільність при зберіганні й перемішуванні, стійкість до помірних добавок електролітів.

При підборі плівкоутворювальних для ВДФ варто походити з наступних міркувань: очевидно, що з погляду експлуатаційних властивостей найкращими плівкоутворювачами є полімери, тому що вони мають достатню твердість у сполученні з еластичністю.

3)  Емульгатори переважно сорбуються на міжфазній межі полімер - вода, забезпечуючи кінетичну й агрегативну стійкість водної дисперсії плівкоутворювача.