Особенностью водоразбавляемых пентафталей является их способность гидролизоваться при хранении (с разрушением сложноэфирных связей). В фрагменте алкида ВПФЛ -50 стрелками указаны два типа сложноэфирных связей, образованных с участием фталевой кислоты (А) и жирной кислоты (Б). Гидролиз связи (А) приводит лишь к понижению средней молекулярной массы алкида, а в результате гидролиза связи (Б) выделяется свободная жирная кислота, не способная растворяться в воде (даже при рН > 7). Поэтому такие алкиды при хранении (особенно при 30 - 40°С) склонны к расслоиванию.
Под действием гидролиза и повышения стабильности плёнкообразующих систем на основе водоразбавляемых пентафталей используют специальные технические приёмы. В состав лаков включающих в частности, смешивающийся при изготовлении ЛКМ рН поддерживают в пределах 6,9 – 7,5. Скорость гидролиза алкидов заметно снижается если при их синтезе использовали α-разветвлённые кислоты.
Алкиды на основе тримеллитового ангидрида получаются с использованием глицерина, гликолей или их смесей. Кроме того, трёхосновный тримеллитовый ангидрид часто комбинируют с двухосновными кислотами (адипиновой, себациновой и др.). В отличие от алкидов на основе фталевого ангидрида эти алкиды характеризуются большей молекулярной массой: их гидрофильные группы равномернее и чаще распределены по длине макромолекулы и поэтому водорастворимость достигается при значениях к.ч. не выше 55 мг КОН/г. Они могут быть как модифицированными, маслами так и безмасленными. Последние дают вполне стабильные водные лаки, поскольку сложноэфирные группы в цепи олигомеры гидролизуются сравнительно медленно.
Ориентировочно строение молекулы безмаслянного тримеллитового алкида 371 (3 моль тримеллитового ангидрида, 7 моль гликоля, 1 моль адипиновой кислоты) можно изобразить следующим образом:
Где R – углеводородный остаток гликоля.
Синтез триллитовых алкидов проводят нагреванием в течение нескольких часов смеси всех компонентов при 180°С до заданного значения к.ч., после чего продукт сливают в нагретую до 50 - 60°С воду, содержащую азотистое основание.
Тримеллитовые водоразбавляемые алкиды являются более высококачественными плёнкообразователями, чем соответствующие фталевые, однако, тримеллитовый ангидрид пока является дорогостоящим сырьём. Они применяются в качестве плёнкообразователей водоразбавляемых эмалей, дающих покрытие с высоким глянцем (при температуре до 200°С).
Разновидностью тримеллитовых водоразбавляемых алкидов являются полиэфиры, полученные с использованием двухатомных спиртов с аллильными группами. Их получают в 2 стадии: сначала синтезируют спиртоэфиры из аллилглицерилового эфира и дикарбоновых кислот в присутствии 0,5% (мол.)
Диметилбензиламина:
где R – углеродная часть янтарной (СН2)2, себациновой (СН2)8 или адипиновой (СН2)4 кислоты.
На второй стадии проводят этерификацию этих продуктов тримеллитовым ангидридом при 170°С, получая ненасыщенный водоразбавляемый алкид с фрагментом:
Дальнейшая поликонденсация приводит к получению продуктов с молекулярной массой 800 – 1100, растворимых в воде (в присутствии бутилцеллозольва) при рН 7 – 7,5 (триэтилламин). В присутствии сиккатива такие плёнкообразователи отверждаются на воздухе за 5 – 24 часа в результате полимеризации аллельных групп и дают покрытия с хорошими физико-механическими свойствами, глянцем и т.д.. [5].
1.3 Отверждение водоразбавляемых плёнкообразователей
Отверждение водоразбавляемых алкидных олигомеров в покрытиях возможно за счёт реакции окислительной полимеризации (в том случае, когда олигомер получен с применением масел) и за счёт дальнейшей поликонденсации по –ОН и –СООН группам при температурах порядка 150 - 180°С. При этом вначале происходит термическое разложение алемонийных солей, а затем уже поликонденсация. При отверждении водоразбавляемых олигомеров за счёт только окислительной полимеризации покрытия не обладают достаточной водостойкостью, т.к. в них остаётся большое количество гидрофильных гидроксильных и карбоксильных групп. Поэтому водоразбавляемые алкиды отверждают обычно в жёстком режиме (до 180°С), обеспечивающем протекание процесса поликонденсации.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.