Огляд водних дисперсій полімерів. Технологічна схема одержання воднодисперсійних фарб із застосуванням краскотерних машин і кульових млинів, страница 10

Частки пігментів більшою мірою, ніж частки плівкоутворювачів, адсорбують іонні й неіонні ПАР. Однак вважається, що іонні ПАР мають більшу виборчу здатність при наявності двох меж розподілу фаз: пігмент - вода й полімер - вода. Тому ПАР різної природи в латексних фарбах доцільно комбінувати. Тоді при встановленні нової адсорбційної рівноваги після сполучення дисперсій полімеру й пігменту вкритість поверхні різних часток буде достатньою для забезпечення агрегативної стійкості.

Різниця у величині адсорбційної здатності пігментів і полімерів вказує на те, що при можливості не слід прагнути до використання у водних фарбах дисперсійного типу пігментів і наповнювачів, маючих високий показник дисперсності, оскільки це може привести до ще більшого «дебалансу» ПАР на частках різної природи.

При наявності у фарбі пластифікатора (наприклад, дибутилфталата в полівінілацетатних фарбах) варто враховувати змочуємість пігменту водою й рідким пластифікатором. Частки гідрофобних пігментів, втягуючись у фазу  пластифікаторів,  будуть флокулювати, що призведе до зміни оптичних властивостей фарбового шару. Застосування органічних пігментів, здатних розчинятися в пластифікаторах, у додатково пластифікованих вододисперсійних фарбах небажано.

Чимало досліджень присвячено застосуванню в латексних фарбах окису цинку, що не пропускає ультрафіолетових променів, добре зберігає колір, стійкий до цвілі і є розповсюдженим і доступним білим пігментом. Однак внаслідок помітної розчинності у воді (особливо при низьких значеннях рН) окис цинку негативно впливає на стабільність емульсійної системи. У США розроблений різноманітні асортименти латексних зв’язуючих, які можна пігментувати окисом цинку.

При використанні окису цинку у вододисперсійних фарбах можливе порушення їхньої стабільності. Однак цей пігмент можна вводити у звичайні дисперсійні фарби для внутрішніх і зовнішніх робіт за умови підвищення лужності до рН 10 – 10,5 або в присутності лужних фосфатів. Останні різко знижують рівноважну концентрацію іонів цинку в дисперсійному середовищі й хімічну активність пігментної поверхні в результаті утворення на ній нерозчинної плівки основних фосфатів цинку.

Співвідношення між зв'язуючою й пігментною частиною значною мірою визначає фізико-механічні й захисні властивості покриття. Цю величину звичайно характеризують значенням об'ємної концентрації пігменту (ОКП). При деякому значенні ОКП всі характеристики перетерплюють найбільшу зміну: різко зростає паропроникність і падає міцність плівки. Це значення ОКП звичайно називають «критичним» і позначають КОКП.

По фізичному змісту точці КОКП  відповідає перетворення структури плівки із замкнутої у відкриту.

Величина КОКП вододисперсійних фарб залежить від природи плівкоутворювача й здатності латексних часток до коалесценції, «змочуємості» пігментної поверхні полімером, а також від форми й розміру пігментних часток.

Про залежності величини КОКП від природи дисперсійного плівкоутворювача й розміру його часток свідчать дані, отримані Кирстом і наведені в табл. 1.1.

Таблиця 1.1 – Залежність КОКП від природи дисперсійного плівкоутворювача.

Для пігментування використана суміш 40% двоокису титану (рутил), 50% мікродоломіту й 10% тальку; плівка формувалася при 20ºС.

Для однієї й тієї ж фарби величина КОКП, вимірювана за різними показниками, змінюється в порівняно невеликих межах (табл. 2).

Таблиця 1.2 – КОКП (в %) деяких ВДФ, обмірювана за різними показниками