Кремнийорганические эмали и краски

В качестве пленкообразующих веществ в производстве поливииилацеталь-ных лакокрасочных материалов применяют поливинилбутираль (бутвар), поли-винилформальэтилаль (винифлекс) и поливинилформаль (формвар). Наибольшее применение находит поливинилбутираль. Выпуск поливинилбутиральных лако­красочных материалов составляет около 70% от общего выпуска материалов на поливинилацеталях.

Поливинилбутираль (ПВБ) получают взаимодействием поливинилового спир­та с масляным альдегидом. Технический поливинилбутираль содержит 65—78% (масс.) винилбутиральных звеньев, 32—19% звеньев поливинилового спирта и около 3% вннилацетатных звеньев. По внешнему виду — это белый порошок, плотностью 1100—1140 кг/м3, хорошо растворимый в спиртах, кетонах, сложных эфирах, хлорированных углеводородах, в смесях спирта с ароматическими угле­водородами (толуол, ксилол) и нерастворимый в алифатических углеводородах (бензин, керосин) и жирах. Поливинилбутираль хорошо совмещается с различ: ными полимерами и пластификаторами.

Содержащиеся в макромолекуле поли-вииилбутираля реакционноспособные группы (гидроксильные и др.) при взаи­модействии с реакционноспособными группами второго пленкообразующего ком­понента (меламиноформальдегидные, резольные фенолоформальдегидные смолы и др.) образуют сетчатые полимеры.

Поливинилбутираль применяют в производ­стве лаков, эмалей и фосфатирующих грунтовок.

Поливинилформальэтилаль (винифлекс) — продукт конденсации поливинило­вого спирта с формальдегидом и ацетальдегндом. Винифлекс представляет собой твердый гигроскопичный продукт, в виде кусков неопределенной формы от бе­лого до светло-желтого цвета размером до 10 мм. Плотность винифлекса 1220 кг/м3.

Он содержит по 19—22% (масс.) формиальных и этилальных групп. Винифлекс хорошо растворяется в этилцеллозольве, формальглнколе, бензиловом спирте. Для получения растворов вниифлекса используют смеси этилцеллозольва с хлорбензолом (1:1) или ксилолом (3: 1). Отвердителями винифлексовых по­крытий служат резольиые фенолоформальдегидные смолы.

Поливинилформаль (ПВФ) — продукт обработки поливинилового спирта формальдегидом. По внешнему виду — это белый порошок плотностью 1240— 1250 кг/м3. Хорошо растворяется в феноле, крезоле, хлорированных углеводоро­дах. Отверждение покрытий происходит при высоких температурах в резуль­тате взаимодействия с резольными смолами. Поливинилформаль, как и вини-флекс, применяют для изготовления электроизоляционных лаков.

В состав поливинилбутиральных лаков кроме основного польмера входят различные поликонденсацнонные смолы (феноло — и крезолоформальдегидные, алкидные резольного типа, карбамидные), пластификаторы (фталаты, фосфаты, касторовое масло) и растворители (смеси спиртов, кетонов и ацетатов с до­бавлением толуола или ксилола).

В эмали и грунтовки вводят также неорга­нические пигменты (железооксидные, цинковый крон, фосфат хрома, двуокись титана и др.) или алюминиевую пудру и наполнители. Кроме того, добавляют ускорители высыхания — фосфорную или борную кислоту, позволяющие получать материалы холодной сушки.

Технологический процесс получения поливиннлацетальных лаков включает следующие стадии: растворение смолы, составление лака, типизация, очистка и расфасовка. Растворение смолы проводят в аппаратах, соединенных с обратным конденсатором и оборудованных паровой рубашкой и якорной или рамной мешалкой, вращающейся со скоростью 40—70 об/мин. Аппарат и конденсатор выполняют из нержавеющей или эмалированной стали. Растворители загру­жают в аппарат через объемные счетчики типа ДБ-40, а растворы смол и пла­стификаторы— через мерники, установленные на весах. Растворение смолы про­водят при 50—55 0C и заканчивают его после того, как на стеклянной пластинке будет получена ровная, однородная прозрачная пленка без сгустков и частичек нерастворенной смолы. Составление лака и типизацию его проводят в том же аппарате, а очистку лака — на горизонтальном тарельчатом фильтре или пресс-фильтре.

Производство пигментированных материалов включает дополнительные ста­дии получения пигментных паст, составление эмалей и грунтовок и типизацию их с последующей очисткой и расфасовкой. Пигментную пасту готовят путем диспергирования пигментов и наполнителей в растворе смолы в шаровой или бисерной мельнице до получения заданной степени дисперсности. Составление и типизацию эмалей и грунтовок проводят в одном смесителе.

На основе поливинилацеталей получают преимущественно материалы горя­чей сушки, отверждающиеся при температурах от 60 до 180°С. При введении в эмаль или грунтовку кислотного катализатора покрытия высыхают при 18—22 °С.

Покрытия на основе поливинилбутираля отличаются хорошей адгезией к черным и цветным металлам, высокой стойкостью к действию бензина, керосина, минеральных масел, а также воды, пара и повышенных температур (до 90— 95 0C).

Поливинилбутиральные лаки и эмали применяют для окраски изделий из алюминиевых и магниевых сплавов, а также из стали и пластмасс, для окраски бензохранилищ и других объектов.

Фосфатирующие поливинилбутиральные грунтовки холодной сушки отли­чаются от всех известных грунтовок тем, что одновременно с антикоррозион­ным грунтовочным слоем, они создают фосфатный слой на окрашиваемой по­верхности.

Они обладают хорошей адгезией не только к металлам, но и к по­верхностным слоям эмалевых покрытий.

Фосфатирующие грунтовки наносят на черные металлы, алюминий и его сплавы, титан, медь, магний, цннк.

Поливинилформальные и винифлексовые лаки применяют для эмалирования и создания изоляционного слоя на проводах.

Они образуют покрытия с высо­кими электроизоляционными и механическими характеристиками, обладающие эластичностью, водо — и теплостойкостью.

Ниже дана краткая характеристика некоторых промышленных марок поли-винилацетальных лаков и эмалей.

Лак ВЛ-51 — на основе ПВБ и крезолоформальдегидной смолы с добавле­нием пластификатора. Растворителем служит смесь этилового спирта — ректи­фиката и циклогексанона (1 : 1). Лак до рабочей вязкости разбавляют этой смесью растворителей или разбавителем Р-7. После нанесения окунанием в один слой и сушки при 1800C в течение 30 мин лак образует прозрачную полуглян­цевую пленку толщиной 8—12 мкм, отличающуюся высокой износостойкостью, твердостью и хорошими физико-механическими и антикоррозионными свойст­вами.

Лак ВЛ-278 — раствор поливинилбутираля в смеси органических раствори­телей с добавлением катализатора. Лак разбавляют до рабочей вязкости 20—25 с по ВЗ-4 растворителем Рл-278.

Растворитель Рл-278 поставляется комплектно с лаком в количестве 500 кг на 1 т лака. Лак предназначается для создания грунтового слоя на поверхности изделий из древесины перед нанесе­нием полиуретановых лаков для предотвращения действия влаги древесины на полиуретановое покрытие и ускорения процесса высыхания. Лак наносят кра­скораспылителем в два слоя или наливом и сушат при 600C в течение 20 мин или при 18—22 0C — 50 мин. Полученное покрытие должно иметь толщину 40 мкм, глянцевую поверхность и легко шлифоваться.

Лак ВЛ-599 — раствор винифлекса с добавлением карбамидоформальдегид­ной смолы. Лак разбавляют растворителем РВЛ до рабочей вязкости 16—18 с по ВЗ-4, наносят наливом в два слоя и сушат при 600C в течение 1 ч. Пред­назначается для лакирования латунных изделий с целью защиты от коррозии.

Лаки ВЛ-725 и ВЛ-725г и эмаль ВЛ-725 — на основе поливинилбутираля, меламиноформальдегидной смолы К-421-02 и алкидной невысыхающей смолы № 80. Лак ВЛ-725г отличается от лака ВЛ-725 более высоким (в 2—3 раза) содержанием нелетучих веществ и повышенной вязкостью. Эмаль готовят перед применением смешением 100 масс. ч. лака ВЛ-725 и 2,75 масс. ч. алюминиевой пудры ПАП-2. Лак ВЛ-725 применяют также для создания покрытия для за­щиты от коррозии стальных изделий и изделии из алюминиевых сплавов.

Лак ВЛ-725г применяют для герметизации магниевого и алюминиевого литья. Лаки наносят краскораспылителем, кистью или окунанием в два слоя. Эмаль ВЛ-725 серебристого цвета применяют для защиты стальных, магниевых и алюминие­вых деталей. Лаки и эмаль после нанесения непосредственно на металлическую поверхность или по слою фосфатирующей грунтовки высыхают при 18—22 0C до степени 1 в течение 1 ч и до степени 3 при 115—1200C в течение 4 ч, обра­зуя покрытия, стойкие к действию минеральных масел, керосина, горячей воды.

Лаки ВЛ-931, ВЛ-931с и ВЛ-941—электроизоляционные лаки, предназна­ченные для эмалирования электрических проводов (лак ВЛ-931с —для прово­дов диаметром 0,02—0,1 мм).

Лаки ВЛ-931 и ВЛ-931 с — растворы винифлекса в смеси этилцеллозольва и хлорбензола (1:1) с добавлением раствора резольиой фенолоформальдегидной смолы марки ФЦ. При изготовлении лака на смеси этилцеллозольва и ксилола (3 : 1) его маркируют как ВЛ-931К. В случае необходимости применяют раство­ритель РВЛ. Лак ВЛ-941 — раствор поливинилформаля в смеси дикрезола и сольвента с добавлением резольной фенолоформальдегидной смолы.

На провода лаки наносят на специальном эмалировочном станке методом многократного окунания для достижения заданной толщины. Отверждаются лаки при 300—500 °С, образующиеся покрытия отличаются высокой механи­ческой и электрической прочностью, эластичностью, адгезией к меди, а также стойкостью к некоторым растворителям (толуол, этиловый спирт). Эмалирован­ные ими провода выдерживают длительную эксплуатацию пря 105 °С.

Эмаль ВЛ-297 — поставляется в виде двух компонентов — полуфабриката эмали и алюминиевой пудры. Полуфабрикат эмали представляет собой раствор поливинилбутираля с добавлением фенолоформальдегидной смолы № 106. Пе­ред применением смешивают 95 масс. ч. полуфабриката и 5 масс. ч. алюминие­вой пудры. До рабочей вязкости (15—17 с по ВЗ-4) эмаль разбавляют смесью этилового и бутилового спиртов (1:1) в количестве не более 30%.

Назначение эмали — декоративная окраска изделий из пластика АБС. Эмаль наносят в один слой краскораспылителем и сушат при 800C в течение 1 ч. После высыхания эмаль образует полуматовое покрытие серебристого цвета, масло-, водо — и беизостойкое с хорошей адгезией к пластику.

Эмаль ВЛ-515 — суспензия пигментов и наполнителей в растворе поливи-нилбутираля и крезолоформ альдегидной смолы. Выпускается красно-коричне­вого цвета. Эмаль применяют для окраски стальных емкостей для хранения бензина и минерального масла, а также резервуаров для технической воды. Эмаль, разбавленную растворителем Р-60 до рабочей вязкости 16—22 с по ВЗ-4, наносят краскораспылителем в 2—3 слоя с предварительной сушкой при 18—220C в течение 1 ч и затем 1 ч при НО—120°С. После высыхания эмаль образует матовое покрытие, выдерживающее нагревание до 1500C и длительное воздействие бензина, керосина, минерального масла, жесткой воды.

Грунтовки ВЛ-02 и ВЛ-023 фосфатирующие — поставляются в виде двух компонентов — основы грунтовки и кислотного разбавителя. Основа грунтовки ВЛ-02 — суспензия цинкового крона и талька в растворе полнвинилбутираля в смеси этилового и бутилового спиртов. Основа грунтовки ВЛ-023 — суспензия цинкового крона, технического углерода и талька в растворе поливинилбутираля и идитола в смеси бутилового и этилового спиртов и ацетона.

Кислотный раз­бавитель представляет собой 15%-ный раствор ортофосфорной кислоты в эти­ловом спирте с добавлением воды. Компоненты смешивают перед применением в следующих соотношениях: для нанесения на углеродистую и низколегиро­ванную сталь — 4 масс. ч. ВЛ-2 или 5 масс. ч. ВЛ-023 и 1 масс. ч. кислотного разбавителя; для нанесения на высоколегированные стали, цветные металлы и их сплавы — 8 масс. ч. ВЛ-02 или 5 масс. ч. ВЛ-023 и 1 масс. ч. кислотного разбавителя. После изготовления грунтовок и выдержки в течение 30 мин их разбавляют растворителем РФ Г, 648 или Р-6 (соответственно 20 и 30% от массы ВЛ-02 и ВЛ-023), а грунтовку ВЛ-02, кроме того, можно разбавлять толуолом и ксилолом в количестве до 10% от массы грунтовки.

Грунтовки наносят краскораспылителем или безвоздушным распылением при рабочей вязкости 16—20 с по ВЗ-4 и кистью при рабочей вязкости 20—35 с в один слой и сушат при 18—22 0C в течение 15 мин. После высыхания грун­товки образуют матовое или полуглянцевое покрытие толщиной 6—10 мкм для грунтовки ВЛ-02 и 10—15 мкм для грунтовки ВЛ-023. Покрытия характери­зуются высокой адгезией к металлическим поверхностям.

Фосфатирующие грунтовки ВЛ-02 и ВЛ-023 применяют для грунтования изделий из черных и цветных металлов перед нанесением алкидных, алкидноме-ламиновых, эпоксидных, перхлорвиниловых и акриловых эмалей. Кроме того, грунтовку ВЛ-023 используют для защиты металла при межоперационном хранении в течение не более 6 мес.

Грунтовка ВЛ-05 фосфатирующая — суспензия пигмента (фосфата хрома) в растворе поливинилбутираля с добавлением фосфорной кислоты. Основное на­значение грунтовки — грунтование внутренней поверхности стальных резервуа­ров для питьевой воды.

Грунтовку наносят в один слой краскораспылителем (рабочая вязкость 20—25 с по ВЗ-4) или кистью (30—70 с по ВЗ-4) и сушат при 18—22 0C в течение 30 мин. Грунтовку разбавляют растворителями РФГ, .648, или Р-6 или смесью этилового и бутилового спирта (3:1). После высы­хания грунтовка образует матовое покрытие толщиной до 20 мкм с хорошими физико-механическими свойствами и высокой адгезией.