сополимерная дисперсия что это
1.3. Полиакрилаты, акриловые и стиролакриловые сополимеры
Полимерные акриловые дисперсии делятся на акриловые и стирола-криловые. Акриловые — дисперсии полимеров, полученных из акриловых или метакриловых мономеров, стиролакриловые — при сополимеризации производных акриловой (метакриловой) кислоты со стиролом. В табл. 3 приведены характеристики мономеров, используемых для получения дисперсий обоих типов [13]. Так как акриловую кислоту и ее производные получают из пропана, метакриловую и ее эфиры — из 2-гидрокси-2-метилпропилонитрила, изобутана или изо-бутиральдегида в результате многостадийных процессов, эти мономеры более дороги, чем стирол и винилацетат. Поэтому акриловые сополимеры дороже стиролакриловых и сополимеров ви-нилацетата.
В то же время поли(мет)акрилаты обладают высокой атмосферо-стойкостью, стойкостью к действию УФ-излучения, хорошей водостойкостью и устойчивостью к пожелтению покрытий на их основе, возможностью легко получать сополимеры с заданной жесткостью, гибкостью и твердостью. Высокий блеск покрытий и его сохранение при длительном атмосферном воздействии в сочетании со стойкостью покрытий к действию щелочей, кислот и воды делает этот класс сополимеров незаменимым в рецептурах ЛКМ для наружного применения.
Структура и свойства акриловых сополимеров
Основные свойства полимеров, такие, как температура стеклования (Тст), минимальная температура пленкообразования (МТП) и физико-механические свойства покрытий на их основе, зависят от структуры основной и боковых цепей полимерной макромолекулы.
Водные полимерные дисперсии
Водная дисперсия (Д)- система, состоящая из двух взаимно несмешиваемых жидких фаз, одна из которых диспергирована в другой в виде дисперсной фазы, вторая (вода) вмещает первую в качестве дисперсионной среды.
Благодаря своим положительным свойствам СА-Д широко применяются:
Часто стирол-акриловые дисперсии в химической отрасли называют просто акриловым латексом, но в этом случае необходимо четко понимать, что чистый акриловый латекс или акриловая дисперсия – это более высокотехнологичный продукт и имеет ряд технических характеристик, отличающихся от сополимерных САД.
Широкий ассортимент НОВОПОЛ предоставляет возможность выбрать наилучшие дисперсии для производства декоративных водно-дисперсионных красок, покрытий по дереву, металлу, различных пропиток и грунтовок, клеевых материалов, флексографических красок и специальных материалов других областей применения.
Поливинилацетатная дисперсия
Среди разработок нашей компании представлены поливинилацетатные дисперсии марки homavil.
Дисперсия ПВА – водный состав с равномерно распределенными в нем мелкими частицами (глобулами) полимера винилацетата или его производных. Глобулы полимера покрыты слоем стабилизирующего компонента. Поливинилацетатная дисперсия обладает высокими клеящими свойствами, технологична в применении и практически безвредна.
Дисперсии подразделяются на пластифицированные и непластифицированные. Бывают низковязкие (Н), средневязкие (С) и высоковязкие (В).
По внешнему виду пластифицированная и непластифицированная Д. почти не отличаются одна от другой. Чтобы определить вид Д., небольшое ее количество наносят на чистое стекло и высушивают. Из пластифицированной Д. образуется прозрачная пленка, из непластифицированной — матовая ломкая пленка, с трудом снимающаяся со стекла.
Дисперсия ПВА
Дисперсии ПВА можно разбавлять водой в любых соотношениях, даже незначительное количество воды заметно снижает их вязкость. В ПВА-дисперсию для придания ей необходимых свойств можно вводить некоторые добавки. Для получения смеси с большей твердостью и прочностью добавляют небольшое количество аммиака. Повысить вязкость ПВА-дисперсии можно, добавляя загустители – эфиры целлюлозы, поливиниловый спирт, соли полиакриловой кислоты. Для улучшения водостойкости вводят глиоксаль (оксиальдегид).
Поливинилацетатная дисперсия должна соответствовать ГОСТу 18992-73, который предусматривает выпуск 22 марок (Д50Н, Д51С, Д51В, ДФ50/5Н, ДФ51/10С, ДФ51/10С, ДФ51/15С, ДФ51/15В, ДФ51/15ВП, ДФ47/50В) в пластифицированном и непластифицированном виде. Концентрация ПВА-дисперсии должна быть не менее 50%.
Пленки, получаемые на базе ПВА-дисперсий, обладают хорошей адгезией к различным поверхностям и стойкостью к старению на свету. ПВА дисперсия в настоящее время является одним из важнейших синтетических материалов для применения в:
НОВОПОЛ – известная на рынке марка связующих, пленкообразующих и специальных материалов для различных отраслей промышленности. На современном предприятии, входящем в Группу ХОМА, производятся высококачественные сополимерные стирол-акриловые, акриловые и ПВА-дисперсии.
Сополимерная дисперсия что это
Требования к охране окружающей среды и безопасности жизнедеятельности с каждым годом становятся все более жёсткими. Контроль над выбросами промышленных предприятий, факторы охраны здоровья людей и экосистемы обуславливают рост производственных объёмов экологически чистой продукции, в частности, выпуска водоэмульсионных лакокрасочных материалов как наиболее экологичных. В общем количестве всей лакокрасочной продукции доля систем на основе водных эмульсий уже составляет 35-40%. Лакокрасочными материалами на водной основе называются водоэмульсионные, эмульсионные, латексные, вододисперсионные (воднодисперсионные) краски.
Основные преимущества водоэмульсионных ЛКМ:
Состав водоэмульсионных ЛКМ классифицируется по типу плёнкообразователя:
АК – акрилатные (изготовлены на основе акрилатной сополимерной дисперсии), см. ВД-АК-1ФА;
ВА – поливинилацетатные водоэмульсионные составы (на основе поливинилацетатной дисперсии);
КЧ – бутадиен-стирольные (сополимер бутадиена со стиролом), см. ВД-КЧ-201
ХВ – сополимеровинилхлоридные (в основе – смесь сополимера винилхлорида, бутадиен-стирольного латекса и винилиденхлорида);
ВС – сополимеровинилацетатные (водная дисперсия этилена или дибутилмалеината с сополимерами винилацетата).
Пленкообразователи.
При изготовлении водоэмульсионных лакокрасочных материалов используют сополимерацетатные, поливинилацетатные, полиакрилатные водные дисперсии. А также синтетические водные дисперсии полимеров: бутадиен-стирольный латекс, латексы гомо- и сополимеров винилхлорида, этилена, стирола и некоторых других мономеров. В качестве пленкообразователя могут быть искусственные каучуки — растворы полимеров, олигомеров, а также битумы, эпоксиды, алкиды, полиуретаны, высыхающие масла и т.д.
Качественные фасадные водоэмульсионные акрилатные краски в качестве пленкообразователя содержат комплекс МБМ-5С – водную дисперсию акрилового сополимера. Данное вещество получают путем эмульсионной сополимеризации смеси, состоящей из трех мономеров – бутилакрилата, метилметакрилата и метакриловой кислоты. Покрытие, которое образуется при использовании МБМ-5С, отличается высокой атмосферостойкостью, устойчивостью к воздействию света, имеет хорошую адгезию, высокую прочность на изгиб.
В состав водоэмульсионных лакокрасочных материалов входит около 50% воды. При этом половина воды используется для того, чтоб довести водоэмульсионную краску до необходимой консистенции, а вторая входит в состав пленкообразующей водной дисперсии. Качеству воды уделяется особое внимание. Необходимо применять деминерализованную (умягченную), дистиллированную воду или конденсат. Можно смягчать обычную водопроводную воду. Для этого необходимо иметь два натрийкатионитных фильтра. После обработки жесткость воды зачастую не превышает 3 мэкв/л.
Краски для наружной и внутренней отделки на водной основе должны содержать вспомогательные функциональные вещества:
Стабилизаторы – поверхностно-активные вещества, например, натриевая соль продукта конденсации формальдегида и нафтилсульфокислоты – лейканол.
Эмульгаторы используются для придания устойчивости водным дисперсиям пленкообразователей, чаще это соли жирных кислот.
Загустители используются для повышения вязкости красок. Как правило, это минеральные добавки ( прокаленные глины, бентонит).
Антивспениватели (пеногасители) — гидрофобные растворители (скипидар, уайт-спирит) и некоторые типы полиорганосилоксанов.
Антифризы — это вещества, которые вводятся в лакокрасочные материалы для предотвращения их замерзания при пониженных температурах. К антифризам относится диэтиленгликоль и др.
Новые акриловые сополимеры для производства ЛКМ
Акриловые полимеры используют в различных отраслях промышленности, в частности в качестве пленкообразователей и загустителей при производстве лакокрасочной продукции. С момента их появления на лакокрасочном рынке состав и технологии синтеза акриловых полимеров постоянно совершенствуются в соответствии с современными требованиями и в настоящее время заменяют другие пленкообразователи, традиционно применяемые для производства ЛКМ. Акриловые сополимеры различного состава используют для получения экологически безопасных материалов.
Одной из крупнейших областей применения акриловых сополимеров, полученных полимеризацией в растворе, является производство органорастворимых ЛКМ. Кроме того, такие продукты используют для получения вторичных водоразбавляемых акриловых дисперсий и порошковых ЛКМ.
Когда органорастворимые термопластичные акриловые сополимеры начали применять для производства ЛКМ, на их основе получали материалы, высыхающие за счет физических процессов (испарения растворителей). Сейчас такие продукты применяют только в отдельных случаях. В настоящее время для получения высококачественных ЛКМ, как правило, используют органорастворимые сополимеры, образующее трехмерную структуру в процессе пленкообразования. При отверждении протекают главным образом реакция самосшивания метилолакриламидов и взаимодействие гидроксильных групп акрилового сополимера с аминными смолами или полиизоцианатами, содержащими свободные или блокированные изоцианатные группы.
Одним из основных путей снижения выделения летучих органических соединений (ЛОС) при нанесении ЛКМ является использование воды в качестве растворителя или диспергирующего агента. Существует лишь незначительное число пленкообразователей, растворимых в воде. Тем не менее, с помощью специальных преобразований практически все олигомеры можно перевести в водную фазу. Путем перевода акриловых полимеров в водную фазу получают вторичные акриловые дисперсии, называемые так потому, что их получение происходит в две стадии: полимеризации и получения водной дисперсии. Акриловые полимеры для вторичных дисперсий получают блочной, суспензионной полимеризацией или, чаще всего, полимеризацией в растворе.
Существуют два способа получения стабильных вторичных дисперсий:
Акриловые смолы, полученные полимеризацией в растворе и используемые для производства вторичных дисперсий, имеют значительно более низкую молекулярную массу, чем смолы, полученные эмульсионной полимеризацией. Это является преимуществом при пленкообразовании за счет химического взаимодействия.
Вторичные водные дисперсии акриловых смол образуют ровную однородную блестящую пленку. Они устойчивы при хранении и механических воздействиях, образуют химически и атмосферостойкие покрытия.
В результате отгонки растворителей из растворов акриловых смол получают твердые смолы, применяемые в производстве порошковых ЛКМ, полностью удовлетворяющих требованиям по ограничению выделения ЛОС при производстве и нанесении.
Наиболее важным для применения в лакокрасочной промышленности типом акриловых полимеров являются первичные дисперсии. Первичные дисперсии акриловых сополимеров получают методом эмульсионной полимеризации. Процесс получения достаточно прост и относительно недорог.
Наиболее широко в лакокрасочной отрасли используют акриловые сополимеры (чистые акрилаты) и сополимеры эфиров (мет)акриловой кислоты со стиролом (стиролакрилаты).
Первичные дисперсии сополимеров являются термодинамически неустойчивыми системами. Они достигают кинетической стабильности при введении защитных коллоидных систем или водорастворимых мономеров, таких как (мет)акриловая кислота, акриламид или метакриламид.
Акриловые сополимеры используют для получения акрилэфирных преполимеров или олигомеров. Они, как правило, более высокомолекулярные и имеют более широкое молекулярно-массовое распределение, чем стехиометрические акрилаты и не могут быть описаны с помощью простой структурной формулы, а также их нельзя отнести к определенному типу смол по химической структуре основной полимерной цепи. Применяются четыре основных типа стандартных акриловых сополимеров с функциональными группами: эпоксиакрилаты, простые и сложные полиэфиракрилаты, полиуретанакрилаты.
Разработан ряд ненасыщенных соединений, которые применяют в составе радиационно-отверждаемых ЛКМ. Для этих целей предпочтительно используют акриловые мономеры.
Раньше для получения УФ–отверждаемых смол использовали ненасыщенные полиэфиры в сочетании со стиролом в качестве активного разбавителя. И хотя многие характеристики покрытий проще обеспечить в случае использования других пленкообразователей, ненасыщенные полиэфиры в течение длительного времени занимали большую долю рынка благодаря низкой стоимости. Замена нежелательного стирола акрилатами приводит к значительному удорожанию продукта.
Применяется ряд мономеров и смол, содержащих виниловые функциональные группы, например сложные и простые виниловые эфиры, N–виниламиды и винилстирол, винилтолуол.
Из сложных виниловых эфиров наиболее часто использовали винилацетат, но из-за низкой температуры кипения и вспышки его больше не используют в производстве радиационно-отверждаемых ЛКМ. Разработаны новые сложные виниловые эфиры, но из-за низкой реакционной способности и ограниченной доступности сырья они не используются широко в производстве радиационно-отверждаемых ЛКМ.
N–винилпирролидон в течение многих лет был одним из наиболее часто используемых активных разбавителей, но из-за его токсичности, запаха и высокой стоимости его использование в настоящее время существенно сократилось. Теперь N–винилпирролидон заменяют N–винилкапролактамом.
Возможность применения различных акриловых мономеров для синтеза сополимеров создает основу для разработки ЛКМ с разнообразными свойствами. Введение в молекулу полимера мономеров с разными физическими и химическими свойствами в различных пропорциях позволяет создавать сополимеры, отличающиеся молекулярной массой и структурой.
Дисперсионная краска
Дисперсионная краска — это раствор на основе синтетического латекса, акрила или полимеров, разных добавок. Применяется для покраски стен, потолков, внутренних и внешних работ.
Все о материале
Что такое дисперсионная краска
Лакокрасочный материал изготавливают на основе связующих полимеров. Это экологичный и негорючий состав. Для разбавления используют воду, а не ограничение растворители.
Что значит дисперсионная краска? «Дисперсией» называют суспензию твердых компонентов (гипса, мрамора, талька и других) в растворимой консистенции. За счет этих твердых веществ готовый раствор обладает улучшенными физическими свойствами. Материал становится густым, плотным, клейким. Его особенность в том, что после нанесения вода начинает испаряться. В результате покрытие быстро затвердевает, а покрытие приобретает стойкость к воде и огню.
Состав
Чем отличается водно-дисперсионная краска от водоэмульсионной
Водоэмульсионка считается разновидностью дисперсионного раствора. Они имеют много схожих технических свойств, общую водную основу, применяются для работ в закрытых помещениях и на открытом воздухе.
Что определить, чем отличается водоэмульсионная краска от дисперсионной, стоит обратить внимание на условия эксплуатации. Водоэмульсионка не подходит для окрашивания в местах с повышенной влажностью. Если в дальнейшем поверхность нужно будет мыть, лучше остановиться на дисперсионных составах. Водоэмульсионный раствор эффективней перекрывает цвет. При выборе ориентируйтесь на особенности эксплуатации и свойства материала.
Сферы применения
Место применения зависит от вида используемой краски. Универсальный состав подходит для работы с разными видами покрытий: кирпич, бетон, дерево, металл. Им окрашивают стены и потолки. Также состав подходит для защиты деревьев от перепадов температур, вредных грызунов.
Плюсы и минусы
Лакокрасочное изделие популярно за счет своей экологичности, высокой огнестойкости и отсутствия резкого запаха, что упрощает ее использование в закрытых помещениях.
Преимущества
Недостатки
Бывает нескольких видов.
По составу
По типу образуемого покрытия
Матовые текстуры лишены блеска и лучше подходят для маскировки незначительных дефектов. Полуматовые обладают бархатистым блеском, а глянцевые разновидности усиливают его интенсивность.
Советы по выбору
Чтобы выбрать лакокрасочный материал, ориентируйтесь на ряд важных критериев.
Особенности работы и нанесения
Перед началом работ поверхность нужно тщательно подготовить. Ее зачищают от грязи, пыли, старой отделки или плесени. Если есть дефекты в виде глубоких трещин, их обязательно заполняют шпаклевкой. После этого нужно выровнять участки. Для лучшей адгезии стены, потолок покрывают грунтовкой. Только после полного ее высыхания переходят к нанесению раствора.
Чем разбавить дисперсионную краску
Для разведения нужна только вода. Никакие синтетические вещества не понадобятся.
Инструменты и правила нанесения
Наносят при температуре от 5 до 30 градусов тепла с помощью валика, специальной кисти или распылителя. Краску перед использованием тщательно перемешивают с водой и при необходимости добавляют цветной пигмент. Примерный расход — до 180 грамм на квадратный метр.
При работе с валиком между слоями нужно выдержать интервал — около четырех часов. Первый слой рекомендовано наносить кистью. Валик лучше подходит для второго слоя, выравнивания поверхность и делая ее более гладкой.