ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Лаки и краски на основе растворов полимеров из "Физико-химические основы переработки растворов полимеров" Пленки используются не только как самостоятельные промышленные материалы, ио и — в еще большем объеме — в виде покрытий, которые наносятся непосредственно на поверхность изделий для защиты последних от вредного воздействия внешней среды. Чаще всего пленочные покрытия содержат одновременно и красящие вещества в виде пигментов илн растворимых красителей. Растворы плеикообразующих веществ (полимеров) в летучих растворителях обычно называют лаками, а системы, содержащие пигменты, красками. Общий объем ироизводства лаков и красок превосходит 9 млн. г в год, в связи с чем становится понятной важность рассмотрения этих систем. [c.320] Технология получения и применения лаков и красок подробно описана в специальных монографиях Здесь же в соответствии с задачами настоящей книги обсуждаются только физико-химические явления, связанные с процессами образования лакокрасочных материалов и отложением пленок иа обрабатываемых поверхностях. [c.320] Не касаясь выбора пленкообразующего полимера для изготовления лаков и красок (это связано с учетом таких факторов, как стойкость к окружающей среде, проницаемость, адгезионная способность, химическая инертность по отношению к защищаемой поверхности, экономичность и т. п.), остановимся кратко на оценке двух показателей, которые учитываются при определении концентрации полимера в растворе, а именно реологического поведения композиции и механических свойств образующейся пленки. [c.321] Целесообразно составлять композиции с возможно большим содержанием полимера, чтобы уменьшить расход растворителя и ускорить высыхание пленки. Для этого, очевидно, следует выбирать полимер с минимально допустимой степенью полимеризации, чтобы вязкость полученного раствора не превышала предельных значений, обеспечивающих возможность нанесения ровного слоя лака (краски) на поверхность. [c.321] Известно, что вязкость растворов полимеров возрастает пропорционально молекулярному весу в степени 3,4 (см. гл. V), вследствие чего, например, увеличение среднего молекулярного веса в 2 раза означает возрастание вязкости приблизительно в 10 раз. Но механическая прочность полимеров ниже определенного предела молекулярного веса резко уменьшается, и пленка, которая обычно находится под постоянным механическим воздействием из-за остаточных внутренних напряжений и температурного расширения материалов, может оказаться недостаточно прочной. [c.321] Зависимость вязкости (для предельных концентраций) и прочности от молекулярного веса пленкообразующего полимера. [c.322] Максимальная и минимальная вязкости пленкообразующей системы определяются следующими условиями. Верхний предел задается скоростью растекания композиции. При нанесении лака (краски) кистью эта скорость должна быть такой, чтобы до подсыхания поверхностного слоя успело произойти его выровнивание. Нижний предел задается условием стекания композиции с вертикальных (наклонных) поверхностей. Если вязкость очень низка, то образуются натеки на углах деталей. Для конкретных случаев должны быть выбраны свои пределы вязкости. Если не учитывать специальные случаи, вязкость рабочих композиций колеблется обычно в интервале от 10 до 100 пз в зависимости от способа нанесения и других условий. [c.322] Из уравнения видно, что скорость смещения поверхностного слоя покрытия пропорциональна квадрату его толщины и обратно проиорциональка вязкости. Поэтому в некоторых случаях целесообразно наносить покрытие не в один, а в несколько приемов (при этом снижаются и внутренние напряжения). [c.323] При условно принятой плотности лака, равной 1,5 г см вязкость его должна быть не ниже 20 пз, чтобы натек не превышал заданную величину. [c.323] Выбор вязкости лака или краски связан со способом нанесения их на обрабатываемую поверхность. При покрытии окунанием вязкость определяется толщиной слоя, который предполагается наносить на изделие. При напылении вязкость должна быть ниже, чтобы не создавать очень высоких давлений в распыляющих устройствах. Кроме того, если вязкость высока, то при раздроблении раствора струей сжатого воздуха образуются волоконца, а не капли, поскольку силы поверхностного натяжения оказываются недостаточными для того, чтобы за короткий отрезок времени превратить струйки в капли. Этот вопрос уже обсуждался ранее при рассмотрении механизма формования волокон. [c.323] Своеобразные явления наблюдаются при нанесении лаков и красок с помощью кисти или других приспособлений, создающих высокие скорости сдвига и соответственно большие сдвиговые напряжения. Как известно, эффективная вязкость резко снижается при высоких скоростях сдвига, и поэтому при нанесении краски достигается хорошее распределение ее, а после снятия сдвиговых напряжений вязкость возвращается к исходной. [c.324] При скорости движения кисти 50 см-сек- и толщине наносимого слоя 0,005 см скорость сдвига составит 10 сек К При таких высоких скоростях сдвига может произойти переход от максимальной ньютоновской вязкости к минимальной, означающий снижение вязкости в несколько раз. Для примера укажем, что вязкость 18,4%-ного раствора полистирола в декалине изменяется от 25 пз при малых скоростях сдвига до 5 пз при скоростях сдвига выше 10 сек как это следует из данных, приведенных в работе Древаля, Луцкого, Тагер и др. . Аналогичные эффекты имеют место и для других растворов полимеров, причем степень снижения вязкости тем больше, чем выше ее абсолютное значение. [c.324] Для красок это явление имеет особенно большое значение. Снижение вязкости прн нанесении красок способствует образованию ровного слоя, а восстановление высокой вязкости после снятия напряжения резко уменьшает возможность образования наплывов. [c.324] Из ЭТ01-0 также следует, что для полной характеристики красок и лаков недостаточно определения вязкости при малых скоростях сдвига, как делается обычно. Необходимо снимать полные кривые течения. Более того, в ряде случаев в краски вводят так называемые загустители , резко повышающие структурную вязкость системы и не оказывающие заметного действия при больших напряжениях сдвига. Некоторые краски, содержащие большое количество наполнителя, ведут себя как бингамовскпе тела, т. е, как вязкие системы, обладающие пределом текучести. Выше этого предела краски обладают свойствами ньютоновской жидкости, что позволяет наносить их на поверхность достаточно тонким слоем после снятия напряжения или уменьшения его величины ниже определенного значения происходит отверждение . [c.324] При других способах нанесения (например, распылением), когда скорости сдвига невелики, возникает необходимость снизить вязкость системы, для чего в нее добавляют растворитель, т. е. уменьшают концентрацию связующего. [c.325] Краски и лаки чаще всего готовят более высокой концентрации, чем та, при которой они наносятся на изделие. Это делается по трем причинам. Во-первых, из-за удобства транспортировки, во-вторых, с целью уменьшить седиментацию пигментов при хранении (для пигментированных систем) и, в-третьих, из-за необходимости регулирования конечной вязкости в соответствии с конкретными условиями нанесения слоя. [c.325] В связи с этим следует несколько подробнее остановиться на составлении композиций лаков и красок, а также на изменении этих композиций в процессе пленко-образования и попутно на свойствах готовой пленки. [c.325] Лаки и краски — сложные многокомпонентные системы, и составление удачных композиций часто является не столько результатом направленного научного исследования, сколько эмпирического подбора, основанного на большом, но недостаточно обобщенном практическом опыте. [c.325] В состав композиций входит прежде всего пленкообразующий полимер как основа для создания механически прочной пленки. Часто необходимые качества готовой пленки обеспечиваются применением двух полимеров. Чтобы повысить эластические свойства пленки, особенно в случае полимеров с очень высокой температурой стеклования, в композицию включают соответствующие пластификаторы. Красители — растворимые в системе (для цветных лаков) или в виде пигментов (краски)—вводятся чаще всего как сложная смесь, создающая необходимый цвет и оттенки. Что же касается растворителей, то по причинам, о которых сказано ниже, их вводят в виде комбинации из нескольких компонентов (до пяти-шести). В табл. 11 приведен состав одной из композиций (синей автомобильной эмали), заимствованный из монографии Дринберга (расчет дан для 110 кг готовой эмали цифры округлены). [c.325] Нитрат целлюлозы. ... Смол резиловая (продукт конденсации глицерина и фгалевого ангидрида). . [c.326] Вернуться к основной статье