Материал: Химия, физика и механика материалов. Рудаков О.Б., Перцев В.Т

for such materials. In general, the cost of manufacturing an epoxy-acrylic composition, including the cost of components, increases the cost of the system compared to pure acrylic compositions only up to 30%. From a technological point of view, the resulting compositions are not fundamentally different from existing systems. For the application can be used conventional methods: manual, pneumatic, airless. Thus, the expediency of using materials based on acrylic dispersions by improving them by mixing with dispersions based on epoxy resins to improve the performance properties of coatings is substantiated. The resulting epoxy-acrylic coatings have a high hardness, wear resistance, moisture resistance, and are the basis for creating a wide range of protective coatings.

Keywords:dispersed fillers, epoxy resin, styrene, polymer, paints and varnishes, organic

solvents

Введение. В настоящее время Российская промышленность лакокрасочных материалов продолжает мировую тенденцию по переходу от систем покрытий на основе органических растворителей к системам на основе водных дисперсий. Это обусловлено улучшением потребительских свойств: покрытие на водной основе при применении в качестве отделочных, характеризуются лучшими эксплуатационными и декоративными свойствами.

Эти изменения постепенно отражаются на рынках РФ и ближнего зарубежья – увеличивается доля импорта качественных и безопасных водно-

дисперсионных материалов из стран ЕС. Производство аналогичных материалов на отечественных предприятиях сдерживается, при этом, в основном, отсутствием соответствующих технологий. Последнее обусловливает актуальность разработки материалов на основе водных дисперсий полимеров.

Наибольшее распространение в качестве архитектурных покрытий получили дисперсии на основе полимеров акриловой и метакриловой кислоты и их эфиров, модифицированные добавлением стирола и бутилакрилатов. Преимуществом этих материалов – возможность точного регулирования параметров покрытий – атмосферо-, влагостойкость, эластичность в зависимо-

сти от химического состава пленкообразователя и экономичность. К недостаткам можно отнести сравнительно низкую паропроницаемость, стойкость

16

Химия, физика и механика материалов № 3 (22), 2019

к механическому истиранию, твердость [1]. Последние два фактора ограни-

чивают использование этих систем в условиях постоянного механического контакта (для окраски полов, подоконников т. д.).

Водные дисперсии полиуретановых полимеров применяются в лакокрасочных материалах, требованием к которым является повышенная эластичность и устойчивость к механическому истиранию [4]. При этом использование таких материалов существенно повышает стоимость покрытия. К недостаткам материалов данного типа относится также и длительное время вступления проектных механических свойств – от 7 до 28 суток. Это обусловлено механизмом отверждения покрытий: первичная пленка формируется за счет удаления воды, а окончательная – за счет сшивания активных групп кластеров с образованием пространственной полимерной сетки [2].

Дисперсии на основе силиконовых полимеров используются только в специальных случаях: для архитектурных покрытий с высокой паропроницаемостью на стеновых материалах, с высоким показателем капиллярного поднятия влаги из грунта или необходимости срочного нанесения отделочного материала на стеновой, сразу после цементирования (для сравнения, материалы на акриловой и полиакрилатной основе могут быть нанесены только через 28 суток после цементирования вследствие низкой устойчивости к действию щелочи). Основным недостатком дисперсий данного типа является их высокая цена, что делаете рецептуры на их основе дороже в 3-4

раза по сравнению с акрилатными [3].

Экспериментальная часть

Отметим, пленкообразователи на основе водных дисперсий акриловых смол являются экономически привлекательными, а совершенствование эксплуатационных параметров этих материалов возможно при условии усовершенствования их состава.

В работе предложено для улучшения эксплуатационных свойств ис-

17

пользовать смешанные материалы на основе стирол-акриловых и эпоксид-

ных водных дисперсий. Задача исследований заключалась в определении условий стабильности смешанных материалов данного типа и установление связи между составом пленкообразующей основы и эксплуатационными свойствами покрытий.

Результаты и их обсуждение

Поставленная задача решается тем, что в состав композиции, которая содержит эпоксидиановую эмульсию, стирол-акриловую эмульсию, загусти-

тель и очищенную воду, вводят смачиватель на основе неионогенных по- верхностно-активных веществ, инертный наполнитель и повышенное коли-

чество эпоксидианового пленкообразователя при следующем соотношении компонентов, мас. %, таблица.

Состав композиции

Выбор композиции обусловлен необходимостью сравнения стабильности и потребительских свойств модельной композиции с уже существующими импортными аналогами [4].

Вкачестве эпоксидиановой эмульсии используют продукт типа ВД- ЭП-612 ХС (ТУ 6-27-18-256-98) или его аналоги.

Вкачестве стирол-акриловой эмульсии используют дисперсии стирол-

18

Химия, физика и механика материалов № 3 (22), 2019

акриловых полимеров с различным молекулярным соотношением, размером

частиц и вязкостью, например продукты серии Ucar марок 450 или 161 (про-

изв. Dow Chemical).

Как ПАВ анионнного типа (стабилизатор) используют стабилизаторы, эмульгаторы и диспергаторы анионного типа, например, натриевые и аммониевые соли полиакриловой кислоты (марка Axillat 32 S произв. Hexion Speciality Chemicals BV) и его аналоги.

Как ПАВ неионогенного типа (смачиватель) используют такие по- верхностно-активные вещества, значение гидрофильно-липофильного ба-

ланса которых находится ниже 12: этоксиэтилированные спирты, фенолы и др., например, продукты марок Синтанол ДС-10 (ТУ У 24.1-32257523-108- 2004), Синтанол АЛМ (ТУ 2483-003-71150986-2006) и их аналоги.

Вкачестве загустителя используют ассоциативные полимеры типа модифицированной целлюлозы, полисахаридов, алюмосиликатные материалы, модифицированные полиуретаны, которые способны загущать очищенную воду до значения эффективной вязкости не менее 0,5 Пас, например, про-

дукт Cellosize QP 40000 (произв. Dow Chemical).

Как инертный наполнитель используют любые минеральные наполнители класса нерастворимых в воде солей и оксидов металлов, например, карбонатов кальция (продукт Omyacarb произв. Omya Group, продукт Normcal произв. Som Calcite и др.), алюмосиликатов (продукты сертификации МТ произв. АО «Байкальские Минералы» на основе талька, каолины марок КС произв. ЗАО «Глуховецкий каолиновый завод» (ГОСТ 21286-82) и др.), ди-

оксид титана марки Kronos произв. Du Pont и др.

Вкачестве очищенной воды используют воду, подготовленную любым из известных методов очистки: дистилляцией, деионизацией, обработкой ионообменными смолами и др. до степени минерализации менее 5 мг/дм3.

К основным потребительским свойствам этих материалов относятся адгезия к поверхностям различной природы, эластичность, твердость, устойчивость к абразивному истиранию и температура размягчения. Эти показа-

19