Водно-дисперсионные ЛКМ на основе винилированных алкидов

В настоящее время в России сосредоточены большие производственные мощности по изготовлению алкидных олигомеров (АО), и объемы их выпуска весьма значительны. Кроме того, в нашей стране выпускаются все сырьевые компоненты для их производства: глицерин, пентаэритрит, фталевый ангидрид, жирные кислоты таллового масла, дегидратированное талловое масло, растительные масла, органические растворители и др. АО можно изготавливать полностью из отечественного сырья в отличие от других пленкообразователей: акриловых, эпоксидных и полиуретановых, в производстве которых используют импортные компоненты.

C другой стороны, во всем мире растет производство водоэмульсионных (ВЭ) и водно-дисперсионных (ВД) ЛКМ. Эти материалы находят применение, как для внутренних работ, так и для окраски различных изделий и конструкций, эксплуатируемых в условиях открытой атмосферы. Обычно их применяют при окрашивании штукатурки, древесины, картона и других пористых материалов, по заранее загрунтованным поверхностям металлических конструкций, а также по старым поверхностям, окрашенным масляными красками. ВД-ЛКМ также широко используют при окраске фасадов зданий.

Наличие воды в составе этих материалов обеспечивает экологическую и пожарную безопасность при их производстве и применении. Таким образом, существенные преимущества ВД-ЛКМ по сравнению с их главными конкурентами – органорастворимыми алкидными материалами – делают их популярными в настоящее время и способствуют активному вытеснению последних с рынка

В связи с вышеизложенным представляется перспективной разработка материалов, сочетающих преимущества водных и органорастворимых систем.

В данной работе было решено использовать в качестве пленкообразователя АО, модифицированные винилтолуолом (ВТ) – винилированные алкидные олигомеры (ВА). ВА на органической основе используют в ряде стран много лет. Добавление ВТ в АО обеспечивает совместимость как с алифатическими, так и с ароматическими растворителями. Это дает возможность модифицировать АО, получая широкий ассортимент различных пленкообразователей. В отличие от обычных алкидных пентафталевых олигомеров ВА характеризуются ускоренным высыханием и формируют более твердые покрытия с высоким блеском и атмосферостойкостью. Это обусловлено тем, что пленкообразование ВА происходит по двум механизмам: за счет окислительной полимеризации и физического высыхания вследствие испарения растворителя.

При получении водных дисперсий ВА необходимо было учитывать аппаратурное оформление процесса, чтобы в дальнейшем эти материалы можно было получать на стандартном оборудовании для производства АО. По нашему мнению, благодаря своей структуре АО, модифицированные ВТ могут легко эмульгироваться в водной среде в присутствии ПАВ и нейтрализатора.

Полученная водная дисперсия винилированных алкидов (ВВА) обладает хорошими пленкообразующими свойствами и отличной стабильностью при хранении. На ее основе были получены различные ЛКМ, которые по сравнению с обычными ВД-красками обладают рядом преимуществ:
- ВВА отличаются повышенной твердостью, ускоренным временем сушки, а покрытия на их основе – высоким блеском и атмосферостойкостью;
- материалы на основе ВВА можно наносить кистью, валиком, пневматическим или безвоздушным распылением;
- ВВА можно изготавливать на стандартном оборудовании для синтеза АО с последующим эмульгированием на последней стадии в том же реакторе или смесителе;
- ЛКМ на основе ВВА не содержат органических растворителей и экологически безопасны.

Полученные ЛКМ сравнивали с алкидной эмалью ПФ-115 и с винилхлоридной эмалью ХС-510. Из приведенных данных видно, что материал на основе ВВА обладает отличными физико-механическими и защитными свойствами при полном отсутствии органических растворителей.

А.С. Дринберг, к.т.н., И.Н. Тарасова, ООО «НИПРОИНС»