Плёнкообразователи и растворители

Растворители - это органические (чаще всего) или неорганические (например, вода) летучие жидкости, применяемые для перевода плёнкооб-разователей в состояние, пригодное к нанесению на поверхность, и для ре­гулирования вязкости лакокрасочного материала.

Разбавители в сочетании с растворителями способны регулировать вязкость систем. Вода в водных системах может быть истинным раствори­телем для некоторых пигментов, однако она редко является растворителем для основного компонента - плёнкообразователя. В качестве растворителей используют широкий ряд органических жидкостей, причём тип раствори­теля зависит от природы плёнкообразователя. Растворяющая способность не единственный критерий, по которому выбирают растворитель. Следует учитывать и скорость испарения, запах, токсичность, горючесть, стои­мость. При изготовлении и использовании лакокрасочных материалов в различных отраслях промышленности в мире ежегодно применяется до 10 млн. тонн летучих органических соединений. Нитроцеллюлозные, кар­бамиде- и меламино-алкидные, полиуретановые материалы содержат до 80% растворителей. При выполнении отделочных работ пары растворите­лей, попадая в атмосферу, оказывают негативное воздействие на здоровье человека и окружающую среду.

Поэтому в настоящее время наметились следующие тенденции:

- производство и применение материалов с высоким сухим остатком (более 60%);

- производство материалов, практически не содержащих растворите­лей (с содержанием их менее 5%);

- производство композиций на водной основе.

При использовании водорастворимых плёнкообразователей можно полностью или частично исключить применение органических растворите­лей. Водорастворимые плёнкообразователи бывают природные и синтети­ческие. К природным относятся казеин, животный клей, крахмал, декстрин, камеди. К синтетическим водорастворимым плёнкообразователям относят­ся корбоксилированные полиэфиры, мочевино- и меламиноформальдегид-ные смолы, водорастворимые алкидные смолы и др. Растворимость водо­растворимых плёнкообразователей обусловлена достаточным содержанием

Флокуляция - вид коагуляции, при которой частицы дисперсной фазы образуют рыхлые хлопьевидные агрегаты (флокулы) полярных групп:-ОН, -NH₂, -COOH, -COONa. Для отверждения водорас­творимых плёнкообразователей требуется, как правило, высокотемпера­турный режим, при котором происходит химическое взаимодействие с уча­стием функциональных групп. Широкого применения водоразбавляемые лакокрасочные материалы не нашли, так как использование воды увеличи­вает время сушки и требует дорогостоящего оборудования. Кроме того, выделяющиеся при сушке пары воды могут вызвать образование дефектов на поверхности покрытия. Из-за высокой температуры испарения воды при горячей сушке требуются большие затраты тепла. В ходе эмульсионной полимеризации или сополимеризации образуются латексы⁸. К синтетиче­ским латексам относят сополимеры стирола с бутадиеном, сополимеры производных акриловой и метакриловой кислот (преимущественно из сложных эфиров), полимеры и сополимеры винилхлорида и винилиденхло-рида. В состав водно-дисперсионных лакокрасочных материалов помимо плёнкообразователей и пигментов входят различные добавки специального назначения - эмульгаторы, стабилизаторы, загустители, диспергаторы, ан­тисептики, ингибиторы коррозии и др.

Эмульгаторы и стабилизаторы обеспечивают устойчивость водных дисперсий полимеров. Эти компоненты по своей природе являются по­верхностно-активными веществами (ПАВ). Причём, эмульгаторы, как пра­вило, применяются в процессе получения водной дисперсии, а стабилиза­торы вводятся в готовую дисперсию для усиления действия эмульгаторов. Для стабилизации готовых материалов применяют защитные коллоиды (поливиниловый спирт, карбоксиметилцеллюлозу).

Диспергаторы также являются ПАВ, в готовой краске они стабилизи­руют пигментные частицы. Примером диспергатора является натриевая соль карбоксиметилцеллюлозы.

Загустители повышают вязкость составов, чтобы получить покрытие необходимой толщины. Обычно в качестве загустителей применяют водо­растворимые высокомолекулярные соединения.