Cтраница 4
Водорастворимые аминоформальдегидные олигомеры практически не используются в качестве самостоятельных пленкооб-разователей. В большинстве случаев они входят в состав пленкообразующих композиций, выступая в роли отверждающих и модифицирующих добавок, при этом определяющим является взаимная растворимость пленкообразователей. Метоксилиро-ванные аминоформальдегидные олигомеры хорошо совмещаются с большинством водорастворимых пленкообразователей, что обусловлено их более высокой по сравнению с органораствори-мыми олигомерами и полимерами полярностью. [46]
Приведенные примеры показывают, что лакокрасочные материалы холодного отверждения в большинстве случаев должны содержать отверждающие добавки, инициаторы, ускорители, катализаторы и др., что существенно усложняет состав материала и его однородность. Это особенно важно для электро-осаждаемых лакокрасочных материалов, так как при нанесении этим методом, несмотря на легкость регенерации карбоксильных групп, может происходить неравномерная выработка материала. Тем не менее введение добавок, повышающих реакционную способность функциональных групп водорастворимых пленкообразователей, позволяет в ряде случаев значительно снизить температуру отверждения некоторых материалов, используемых в массовом конвейерном производстве. [47]
Из химических реакций, сопровождающих формирование покрытий из водорастворимых пленкообразователей, наиболее важными и характерными являются реакции с участием функциональных групп, не способных к самоконденсации. В первую очередь это относится к реакциям карбоксильных, гидроксиль-ных и аминогрупп. Эти реакции, изменяя структуру полярной группы, приводят к уменьшению гидрофильности полимера, что определяет возможность использования водорастворимых пленкообразователей для получения защитных покрытий. Изменение структуры полярной группы может происходить в результате термической деструкции ( в частности, реакции декарбок-силирования), ряда реакций полимераналогичных превращений - разложения соли и образования амидных групп, реакций функциональных групп пленкообразователя, приводящих к образованию пространственного полимера в результате возникновения межцепных ковалентных связей. Определяющим в реакциях отверждения является взаимодействие карбоксильных групп с другими реакционноспособными группами, приводящее к сшиванию и потере растворимости в воде, а также каталитическое воздействие карбоксильных групп на протекание многих из этих реакций. Входящие в состав поликатионных пленкообразователей аминогруппы в большинстве случаев являются третичными и не способны к реакциям нуклеофильного замещения. Для пленкообразователей такого типа наиболее характерны реакции изоцианатной группы, регенерированной в результате термического распада блокированных полиизоциа-натов. Эти реакции протекают с участием функциональных групп, содержащих подвижный атом водорода, в том числе карбоксильной. [48]
В отличие от описанных выше акриловых сополимеров так называемые самоотверждающиеся сополимеры содержат элементарные звенья с функциональными группами двух или более типов, способными реагировать друг с другом с образованием межцепных химических связей. К ним относятся, в частности, пленкообразователи, представляющие собой сополимеры на основе акриламида, метакриламида или их гидроксиметильных производных. Так же как и при синтезе органорастворимых по-лиакрилатов, содержащих гидроксиметильные и алкоксиметиль-ные группы, существуют два основных способа синтеза водорастворимых пленкообразователей этого типа. Первый заключается в предварительном получении мономерного N-гидроксиме-тил - или N-алкоксиметилакриламида или аналогичного производного метакриламида, который затем сополимеризуется с другими мономерами. Реакция ( мет) акриламида с формальдегидом протекает в присутствии кислых или щелочных катализаторов. [49]
Водные лакокрасочные системы на основе растворимых в воде олигомерных пленкообразователях известны уже более 30 лет. Однако их применение до начала 60 - х годов было весьма ограничено. С разработкой метода окраски электроосаждением резко расширилось применение водоразбавляемых лакокрасочных материалов на основе водорастворимых пленкообразователей. [50]
В лакокрасочной технологии для перехода пленкообразователя в твердое состояние часто одного лишь испарения растворителя бывает недостаточно, так как пленкообразователь после испарения растворителя может оставаться в вязкотекучем состоянии. Поэтому при пленкообразовании водорастворимых материалов необходимо химическое отверждение. Однако это не единственная причина того, что предпочтение отдается химическому отверждению. Это нужно еще и для того, чтобы в сформированной из водного раствора пленке полимер из гидрофильного стал гидрофобным за счет частичного или полного связывания функциональных групп. Процесс отверждения водорастворимых пленкообразователей за счет химических превращений существенно не отличается от отверждения обычных органораствори-мых материалов и протекает путем взаимодействия функциональных групп и связей, входящих в состав молекул пленкообразующего вещества. Однако в силу некоторых специфических особенностей водорастворимых пленкообразователей ( более низкая молекулярная масса, большее содержание функциональных групп, особенно полярных, наличие групп, способных к термической диссоциации, и др.) процесс отверждения и структура формирующегося при отверждении сшитого полимера имеют ряд особенностей. [51]
Вследствие невысокой молекулярной массы водорастворимых пленкообразователей и наличия в их составе большого числа полярных групп требуется большая глубина превращения этих групп. Поэтому необходимо не только достижение достаточно высокой степени сшивания, но и блокирование полярных групп для снижения гидрофильности покрытия. Глубина превращения функциональных групп и скорость этих реакций определяются температурным режимом отверждения. Даже в присутствии катализаторов, отверждающих и модифицирующих добавок химическое структурирование эффективно протекает лишь при достаточно высоких температурах и в течение длительного времени. Эти факторы определяют верхний температурный предел отверждения водорастворимых пленкообразователей, который не должен, безусловно, превышать температуру деструкции. [52]