Acrylpolymere. Gefährlicher Kunststoff: Wie synthetische Polymere die Welt erobert haben Fluorierte und Organosilicium-Polymere

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1. Acrylpolymere und Copolymere und deren Herstellung

Die Rohstoffe für die Herstellung von Acrylpolymeren und -copolymeren sind verschiedene Monomere. Acrylmonomere können polymerisiert werden verschiedene Methoden. Zur Herstellung von Lacken eignet sich am besten das Lackverfahren; Zur Herstellung von Latex wird das Everwendet.

Bei der Emulsionspolymerisation von Acrylmonomeren dienen wasserlösliche Peroxide (Ammoniumperoxid, Wasserstoffperoxid etc.) als Initiatoren. Destilliertes Wasser und Monomer im Verhältnis von etwa 1:3, ein Emulgator (etwa 3 Gew.-% des Monomers) und ein Initiator (etwa 0,5 %) werden in den Reaktor gefüllt. Als Emulgatoren werden Salze hochmolekularer Fettsäuren (Ölsäure), Salze organischer Sulfonsäuren und andere Tenside verwendet. Die Reaktion wird in einer neutralen oder leicht sauren Umgebung durchgeführt. Der Polymerisationsprozess erfolgt bei 60–90 °C für 2–4 Stunden. Das Ende des Prozesses wird durch den Restmonomergehalt im Polymer bestimmt, der 1–2 % nicht überschreiten sollte. Der resultierende Latex kann als Halbzeug für die Herstellung von Klebstoffen, Farben auf Wasserbasis und anderen Zusammensetzungen dienen.

Wenn es notwendig ist, das Polymer aus der Emulsion zu isolieren, wird dem Latex Schwefelsäure zugesetzt und das Wasser abdestilliert. In diesem Fall wird die Emulsion zerstört und das Polymer fällt in Form eines dispergierten Pulvers aus. Das ausgefallene Polymer wird filtriert und mit Wasser oder Alkohol vom Emulgator gewaschen und bei 40–70 °C getrocknet.

Bei der Lackpolymerisation von Acrylmonomeren werden Benzol, Isopropylbenzol, Chlorbenzol, Toluol, Cyclohexanon usw. als Lösungsmittel verwendet. Organische Peroxide und Dinitrilazobis(isobuttersäure) werden als Initiatoren verwendet. Der Polymerisationsprozess wird bei Temperaturen von etwa 70 °C durchgeführt. Das Ende der Polymerisation wird durch den Monomergehalt im Polymer bestimmt, der 2 % nicht überschreiten sollte. Erfolgt die Herstellung eines Polymers in einem Lösungsmittel, das das Polymer nicht löst, fällt dieses in Form eines feinen Pulvers aus, das anschließend gereinigt und getrocknet wird.

1.1 Allgemeine Eigenschaften

Polymere können fest, in organischen Lösungsmitteln oder Wasser löslich sein oder in Form von Emulsionen oder Dispersionen vorliegen.

Polyacrylate haben im Vergleich zu anderen filmbildenden Substanzen für Lacke eine Reihe von Vorteilen:

1) Beständigkeit gegenüber Chemikalien;

2) Farblosigkeit, Transparenz, Vergilbungsbeständigkeit auch bei längerer Einwirkung ungünstiger Temperaturen;

3) Beständigkeit gegen Absorption von Strahlung mit einer Wellenlänge über 300 nm (UV-Spektrum, wenn die Polyacrylate kein Styrol oder ähnliche aromatische Verbindungen enthalten);

4) Fehlen von Doppelbindungen;

5) Fähigkeit, den Glanz aufrechtzuerhalten;

6) die Stabilität von Acrylaten und insbesondere Methacrylaten gegenüber Hydrolyse.

Es wird angenommen, dass das Vorhandensein der aufgeführten Eigenschaften in Beschichtungen auf die Eigenschaften der einzelnen Monomere zurückzuführen ist, aus denen das Polymer gewonnen wird. Methylmethacrylat trägt zu einer erhöhten Witterungsbeständigkeit, Lichtechtheit, Härte und Glanzerhaltung über einen langen Zeitraum bei. Styrol erhöht die Festigkeit und Beständigkeit gegenüber Wasser, Chemikalien und Salznebel, verringert jedoch die Lichtechtheit und den Glanzerhalt. Alkylierte Acrylate und Methacrylate verleihen der Beschichtung Flexibilität und Hydrophobie, während Acryl- und Methacrylsäuren die Haftung auf Metallen verbessern.

Angesichts der Tatsache, dass die Verteidigung Umfeld immer relevanter wird, wurden neue Anforderungen an Lackharze gestellt, die das Angebot an Farb- und Lacksystemen deutlich erweiterten. Moderne Lacke und Farben müssen einen geringen Lösungsmittelanteil (High Solids) oder gar kein Lösungsmittel enthalten ( Pulverbeschichtungen), müssen mit Wasser (Wasserdispersionsfarben), thermoplastischen oder reaktiven Farben verdünnt werden. Alle diese Eigenschaften müssen aufgrund der Polymerstruktur filmbildender Substanzen erreicht werden. Nachfolgend werden die wichtigsten technischen Parameter des Polymers beschrieben.

Die Glasübergangstemperatur (T) beeinflusst Haftung, Sprödigkeit und Ablösung vom Untergrund, Rissbildung und Widerstandsfähigkeit gegenüber hohen Schlagkräften. Es ist relativ einfach, T in Acrylaten anzupassen, indem man beispielsweise das Verhältnis von methyliertem Methacrylat (Tg-Homopolymer – 105 °C) zu n-Butylacrylat (Tg-Homopolymer – 54 °C) ändert. T beeinflusst auch die Eigenschaften von Dispersionen und die Viskosität von Lösungen. Bei hohen T-Werten erhöht sich die Trocknungszeit. Bei niedrigen Molekulargewichten (< 6000), что весьма важно особенно для красок с высоким содержанием сухого остатка, температура стеклования зависит от молекулярной массы. Последующее структурообразование приводит к повышению температуры стеклования, который не зависит от плотности образования поперечных межмолекулярных связей.

Das Vorhandensein von Styrol in filmbildenden Substanzen verringert die Beständigkeit gegenüber UV-Strahlung und atmosphärische Einflüsse, erhöht aber gleichzeitig die Widerstandsfähigkeit gegenüber chemischen Einflüssen Wirkstoffe, verbessert die Haftung und Benetzbarkeit des Pigments. Daher versuchen Hersteller, in Farben, die als Deckschicht für Außenanstriche verwendet werden, auf den Einsatz von Styrol zu verzichten und transparente Beschichtungen zu erhalten.

Die Entwicklung von Farben mit niedrigem Lösungsmittelgehalt (hoher Feststoffgehalt) steht in direktem Zusammenhang mit der Verwendung von Polymeren mit sehr niedriger Viskosität. Für solche filmbildenden Substanzen sind Molekulargewicht und Molekulargewichtsverteilung (MWD) die grundlegend wichtigen Parameter, die die Viskosität bestimmen. Zur Herstellung von Lacken mit hohem Feststoffgehalt werden Oligomere mit einem Molekulargewicht von etwa 1000–3000 benötigt. Aus einem Acrylat-Filmbildner mit einem Molekulargewicht von 100.000 lassen sich Farben mit einem Feststoffgehalt von etwa 12,5 % und einer für die Anwendung ausreichend niedrigen Viskosität herstellen. Eine filmbildende Substanz mit einem Molekulargewicht von etwa 6000 ermöglicht die Gewinnung von Farbe mit einem Trockenrückstandsgehalt von 50 %. Um eine niedrige Viskosität zu erreichen, ist eine Mindest-MWD ausreichend. Mit zunehmendem Molekulargewicht verbessern sich jedoch die physikalischen und mechanischen Eigenschaften des Lacks. Zur Herstellung von Lacken mit niedrigem Feststoffgehalt werden daher Filmbildner mit niedrigem Molekulargewicht verwendet, die nach dem Auftragen vernetzen. Der Originallack besteht aus niedermolekularen Oligomeren und ist langlebig Polymerfolien entstehen nach der Vernetzung und während des Trocknungsprozesses. Weitere Möglichkeiten zur Verringerung der Viskosität sind mit spezifischen Wechselwirkungen zwischen den Molekülen der filmbildenden Substanz und mit der Wahl eines niedrigviskosen Lösungsmittels verbunden, das praktisch keine Wechselwirkung mit dem Polymer eingeht. Bei Pulverlacken ist die Schmelzviskosität besonders wichtig. In dieser Hinsicht sind Acrylpolymere gegenüber Polyestern im Nachteil.

Für die industrielle Herstellung von Dispersionen ist es notwendig, funktionelle Gruppen in die Polymerkette einzuführen. Die meisten Wasserdispersionssysteme sind Polymere mit freien Carboxylgruppen. Die Fähigkeit zur Verdünnung mit Wasser wird durch die Neutralisierung von Säuregruppen mit wässrigen Alkalien oder Aminen erreicht. Filmbildner können auch Stickstoffgruppen enthalten. Nach der Neutralisation (z. B. mit Essig- oder Milchsäure) kann es zu einer späteren Dispersionsbildung kommen. Da die Viskosität von Dispersionen kaum vom Molekulargewicht abhängt, werden meist Polymere mit sehr hohen Molekulargewichten eingesetzt. Daher eignen sich Dispersionen hervorragend zur Herstellung physikalisch trocknender Beschichtungen. Die Strukturbildung erfolgt durch die Einführung funktioneller Gruppen.

Durch den Einsatz wasserfreier Dispersionen kann die Lösungsmittelabgabe aus Lacken reduziert werden, ohne dass das Molekulargewicht abnimmt. Acrylate wurden oben als Filmbildner für wasserfreie Dispersionen beschrieben, haben aber neben der niedrigen Viskosität mehrere weitere Vorteile gegenüber herkömmlichen Beschichtungen und sollten darüber hinaus mit High-Solid-Farben und Pulverlacken konkurrieren.

1.2 Strukturbildung von Polyacrylaten

Im Gegensatz zu thermoplastischen Polymeren sind strukturierte Polymere unlöslich, haben eine höhere Härte und sind chemikalienbeständig. Diese Eigenschaften sind für die Herstellung hochwertiger Beschichtungen äußerst wichtig. Strukturbildende Reaktionen gewannen in den 1950er Jahren mit der Einführung von an Bedeutung Acrylharze in die Automobilindustrie.

Der nächste Impuls und Bereich für die Entwicklung von Farben und Lacken war mit der Verschärfung der Umweltgesetzgebung verbunden. Das Aufkommen der Anforderungen zur Reduzierung des Lösungsmittelgehalts von Farben und zum Ersatz traditioneller Lösungsmittelfarben durch Farben mit mittlerem und hohem Feststoffgehalt führte dazu, dass das Molekulargewicht filmbildender Substanzen so weit reduziert werden konnte, dass es unmöglich war, die erforderlichen Eigenschaften von Farben aufrechtzuerhalten (zum Beispiel Erzielung von Beschichtungen mit optimaler Filmbildung, Härte und Elastizität). Diese Eigenschaften können durch eine Erhöhung des Molekulargewichts infolge der Strukturbildung nach der Beschichtung erreicht werden. Die chemische Reaktion nach der Anwendung kommt auch hochmolekularen Dispersionen zugute. Sie erhöhen die Glasübergangstemperatur und die Filmfestigkeit.

Eine weit verbreitete Methode zur Strukturierung von Lackfilmen besteht in einer Reaktion zwischen hydroxylhaltigen Acrylaten und Melamin-Formaldehyd-Harzen oder Harnstoff-Formaldehyd-Harzen. Hydroxylhaltige Acrylate werden unter Verwendung von Comonomeren wie Hydroxyethylmethacrylat oder Butandiolmonoacrylat hergestellt. Aminoharze sind teilweise selbststrukturierend; sie bilden auch intermolekulare Bindungen mit Acrylaten über Hydroxylgruppen. Die Strukturbildung kann während des Aushärtungsprozesses bei einer Temperatur von etwa 130 °C oder in Gegenwart von Säurekatalysatoren erfolgen. Diese Farben zeichnen sich durch bemerkenswerten Glanz und Witterungsbeständigkeit aus.

Eine weitere wichtige Strukturierungsmethode ist die Wechselwirkung von hydroxylhaltigen Acrylaten mit Polyisocyanaten, die als Härter wirken. Eine solche Mischung ist bei Raumtemperatur strukturiert und muss daher als Zweikomponentensystem, bestehend aus einer Basis und einem Härter, hergestellt und gelagert werden. Die Reaktion zwischen aromatischen Isocyanaten und hydroxylhaltigen Acrylaten erfolgt sehr schnell. Da aliphatische Isocyanate wesentlich langsamer reagieren, wird die Reaktion durch Zugabe von Dibutylzinndilaurat, Aminen oder Säuren katalysiert. Die Eigenschaften solcher Polyurethan-Lacke sind denen der meisten anderen überlegen. Farben- und Lackmaterialien, und ihr Anwendungsbereich wächst ständig. Es gibt auch einkomponentige Polyurethanlacke auf Basis hydroxylhaltiger Acrylate. Als Härter verwenden sie blockierte Isocyanate. Solche Systeme erfordern typischerweise relativ hohe Trocknungstemperaturen (über 150 °C).

Die dritte Gruppe von Strukturbildungsreaktionen betrifft Acrylharze, die freie Carbonsäuregruppen enthalten. Polyepoxide werden hauptsächlich als strukturbildende Stoffe zur Herstellung lösemittellöslicher Lacke oder Pulverlacke verwendet. Hinsichtlich der Beständigkeit gegenüber Alkalien und Lösungsmitteln sind solche Verbindungen anderen beispielsweise mit Isocyanaten oder Melamin-Formaldehyd-Harzen ausgehärteten Verbindungen überlegen. Dazu benötigen sie eine sehr hohe Aushärtetemperatur (mehr als 200 °C). Die Härtungstemperatur kann auf 120–150 °C gesenkt werden, wenn Tetrabutylammoniumiodid oder tertiäre Amine als Katalysator verwendet werden. Durch den Einsatz von Katalysatoren verringert sich jedoch die Lagerstabilität auf mehrere Wochen.

Werden weniger hohe Anforderungen an die chemische Beständigkeit, den Abrieb und die Festigkeit (verantwortlich für die vollständige Vernetzung) gestellt, können carboxylhaltige Acrylate mit Diaminen oder Metallkomplexen ausgehärtet werden. Dieses Verfahren findet vor allem bei der Herstellung wässriger Dispersionen breite Anwendung. Auch bei Bisoxazolin wurde über Strukturbildung berichtet.

Wässrige Acryldispersionen werden aktiv bei der Herstellung von Holzbeschichtungen oder Korrosionsschutzbeschichtungen eingesetzt. Solche Farben erfordern oft keine Trocknung bei erhöhten Temperaturen und ihre mechanischen Eigenschaften verbessern sich, wenn die Strukturbildung bei Raumtemperatur erfolgt. Als Vernetzer werden meist Aziridine oder Dihydrate eingesetzt, die nach Abschluss des Produktionsprozesses mit Dispersionen vermischt werden.

Es gibt viele weitere strukturbildende Prozesse, die jedoch nur wenig genutzt werden oder erst in jüngster Zeit als Ergebnis wissenschaftlicher Entwicklungen aufgetaucht sind. Über die Strukturbildung oxidhaltiger Acrylate mit Aminoharzen und Reaktionen mit Polysulfonaziden wird berichtet.

Eine Alternative zu aushärtenden Lacken ist die Herstellung selbstvernetzender Acrylpolymere, die ohne Zusatz externer Strukturgeber bei niedrigen Temperaturen miteinander reagieren. Solche Beschichtungen werden aufgrund ihrer chemischen Beständigkeit, Festigkeit und Elastizität verwendet, sind jedoch in ihrer Zusammensetzung weniger vielfältig und können aufgrund ihrer Instabilität bei der Lagerung Probleme verursachen. Um einen hohen Strukturierungsgrad zu erreichen, ist es außerdem erforderlich, dass das Mindestmolekulargewicht höher ist als bei Harzen, die nicht selbststrukturierend sind. Dementsprechend ist es bei Verwendung solcher Systeme nicht möglich, Lacke mit hohem Feststoffgehalt zu erhalten.

1.3 Anwendungen

Acrylfarben und -lacke werden vielfältig eingesetzt und mit allen gängigen Methoden aufgetragen. Aktuelle Untersuchungen zu lösemittelarmen Lacken und wässrigen Dispersionen haben gezeigt, dass Bedarf an neuen Spezialformulierungen besteht.

Stellenbeschreibung

Zu dieser Art von filmbildenden Substanzen zählen Oligomere, Polymere und Copolymere von Acryl-, Methacrylsäuren und deren Derivaten: Ester, Amide, Nitrile usw. Abhängig von den verwendeten Monomeren und Comonomeren können thermoplastische oder duroplastische Polymere mit unterschiedlichen physikalischen Eigenschaften erhalten werden.
Die Rohstoffe für die Herstellung von Acrylpolymeren und -copolymeren sind verschiedene Monomere. Die Polymerisation von Acrylmonomeren kann mit verschiedenen Methoden durchgeführt werden. Zur Herstellung von Lacken eignet sich am besten das Lackverfahren; Zur Herstellung von Latex wird das Everwendet.

Viele Verbraucher fragen sich, für welche nicht brennbaren Platten sie sich entscheiden sollen Innenausstattung. Und hier kommt Ihnen das Internet zu Hilfe; Sie werden dort nichts finden, aber wir konzentrieren uns auf nicht brennbare Platten. Nun ist ein Material wie Glas-Magnesit-Blech, kurz GSM, auf den Markt gekommen. Viele Unternehmen bieten bereits dekorierte Platten an (bemalt mit Acrylfarbe, HPL-Kunststoff). Hochdruck, Aufbringen einer Polymerbeschichtung, PVC-Folie usw.). Aber schauen wir uns zwei davon an und ziehen vergleichende Merkmale und Schlussfolgerungen.

ACRYLBESCHICHTUNG

Nicht brennbar dekorative Paneele Optiplit Acryl

Hergestellt durch Bewerbung bei Vorderseite Glas-Magnesit-Blech (SML Premium-Etalon) mit dekorativer Beschichtung aus Acrylfarbe An auf Wasserbasis.

Im Brandfall brennen diese Platten nicht nur nicht, sondern die Beschichtung selbst gibt auch keine Gerüche oder Rauch ab. Diesen Paneelen wird zu Recht die Brennbarkeitsklasse NG (nicht brennbar) zugeordnet, und sie erfüllen diese Anforderungen auch voll und ganz hygienische Anforderungen.

Beispielfoto einer nicht brennbaren OPTIPLIT-Platte nach direkter Feuereinwirkung mittels Brenner. Alle getesteten Proben wurden einer Minute lang einer Verbrennung ausgesetzt.

POLYMERBESCHICHTUNG

„Nicht brennbare Dekorplatten mit Polymerbeschichtung"

Sie werden durch Auftragen einer dekorativen Beschichtung aus wasserbasierter Acrylfarbe und Polymer auf die Vorderseite einer Glas-Magnesit-Platte hergestellt.

Im Brandfall brennen diese Platten nicht, aber die Beschichtung selbst gibt sehr beißenden Rauch ab schlechter Geruch. Diese Platten erfüllen nicht die Brennbarkeitsklasse NG, sind nicht brennbar und erfüllen daher nicht die hygienischen Anforderungen.

Das 20. Jahrhundert wurde ohne Übertreibung zum Jahrhundert des Plastiks. Die Produktion preiswerter und praktischer Materialien blühte nach dem Zweiten Weltkrieg auf und hat seitdem nur noch an Dynamik gewonnen.

Bis 2015 wurden weltweit über 320 Milliarden Tonnen synthetische Polymere produziert (Fasern nicht mitgerechnet).

Für eine lange Zeit Die Leute dachten nicht darüber nach, was passieren würde Kunststoffprodukte nach Gebrauch. Die Aufmerksamkeit auf dieses Problem begann erst im Laufe der Zeit letzten Jahren, berichtet Das Gespräch.

Erinnern wir uns daran, dass es Polymere gibt gebräuchlicher Name Stoffe mit langen Molekülen (Makromoleküle), die aus Monomerketten bestehen. Die Anzahl solcher „Links“ kann bis zu einer halben Million betragen. Sie zeichnen sich durch große Festigkeit und Haltbarkeit aus.

Der gebräuchlichste Thermoplast, der beim Erhitzen zähflüssig werden und dann wieder aushärten kann. neue Form. Dieser Vorgang kann viele Male wiederholt werden.

Einer der Pioniere der modernen Polymerindustrie war Wallace Carothers, der in den 1930er Jahren eine Methode zur Herstellung von Nylon entdeckte und an der Entwicklung von Neopren beteiligt war. Nylon erfreut sich im kommerziellen Bereich großer Beliebtheit – insbesondere hat es bei der Herstellung von Strümpfen die seltene und teure Seide ersetzt.

Nach dem Zweiten Weltkrieg, als es an vielen Materialien mangelte, synthetische Polymere wurde zu einer echten Erlösung. So wurde nach der japanischen Invasion in Südostasien die Versorgung mit Kautschuk für Autoreifen und sein synthetisches Äquivalent wurde geschaffen. Einige Materialien, wie zum Beispiel Teflon, wurden zufällig entdeckt.

Derzeit wird die Produktion synthetischer Polymere weltweit von Polyolefinen dominiert: Polypropylen sowie Polyethylen hoher und niedriger Dichte. Sie können relativ kostengünstig hergestellt werden Erdgas. Polyolefine sind beständig gegen Wasser, Luft, Fett und Reinigungslösungsmittel. Außerdem sind sie die leichtesten großtechnisch hergestellten synthetischen Polymere: Ihre Dichte ist so gering, dass sie im Wasser nicht versinken.

Diese Materialien haben aber auch gravierende Nachteile, an die die Menschheit nicht sofort gedacht hat. Ihre große Stärke ermöglicht es ihnen, sich über Jahrzehnte, wenn nicht Hunderte von Jahren nicht zu zersetzen. Gelangen sie ins Meerwasser, zerfallen sie in Mikropartikel und gelangen in den Magen von Fischen, Seevögeln, Schildkröten, Robben und Plankton und dann in den menschlichen Körper.

Experten schätzen, dass eine durchschnittliche Portion Muscheln etwa 90 Mikroplastikpartikel enthalten kann. Meersalz– bis zu 600 Partikel pro Kilogramm, eine Garnele – 5-7 Partikel.

Gleichzeitig hat die Menschheit es nicht eilig, auf Plastik zu verzichten. machen 35-45 % aller Polymerprodukte aus. Baumaterialien, wie zum Beispiel PVC-Rohre– 20 %. Polyurethane werden häufig für isolierende Beschichtungen verwendet.

Die Automobilindustrie setzt immer mehr Thermoplaste ein, vor allem um das Fahrzeuggewicht zu reduzieren.

Laut EU-Experten bestehen 16 % des Gewichts eines durchschnittlichen Autos aus Kunststoffkomponenten, insbesondere Innenteilen.

Mehr als 70 Millionen Tonnen Thermoplaste werden pro Jahr in der Textilindustrie verwendet, hauptsächlich in Bekleidung und Teppichen. Mehr als 90 %, hauptsächlich Polyethylenterephthalat, wird in Asien hergestellt.

Synthetische Fasern machen Baumwolle und Wolle überflüssig, die umfangreiche landwirtschaftliche Flächen erfordern.

Wie Verpackungsmaterialien, Textilien schlecht verarbeitet. Jeder Mensch in den Vereinigten Staaten produziert durchschnittlich mehr als 90 Pfund (etwa 40 kg) Textilabfälle pro Jahr.

Laut Greenpeace kauften die Menschen im Jahr 2016 60 % mehr weitere Artikel Kleidung jährlich als vor 15 Jahren, und sie lagerten weniger davon.

Polyacrylate sind Polymere auf Basis von Estern der Acryl- und Methacrylsäure mit der allgemeinen Formel [-CH 2 -CH(COOR)-] p, resistent gegen Sauerstoff und Licht, die gefunden wurden breite Anwendung in der in- und ausländischen Restaurierungspraxis, sowohl in Form von Lösungen als auch in Form von Dispersionen.

5.1. Polybutylmethacrylat (PBMA). TU 6-01-1227-80

Polybutylmethacrylat ist ein Butylester der Methacrylsäure mit der allgemeinen Formel [-CH 2 -C(CH 3)(COOC 4 H 9)-] n; ist ein festes kristallines Polymer, m.m. 100.000, Dichte 1,05 g/cm 3, Erweichungspunkt 20°C, Brechungsindex 1,483, löslich in Estern, aromatischen Kohlenwasserstoffen, Testbenzin, Pinen.

In der chemischen Industrie wird auf Basis dieses Polymers produziert breites Spektrum Klebstoffe und Lacke für technische Zwecke, einige davon werden auch für Restaurierungszwecke verwendet, beispielsweise Leim Cyacrin(Cyanacrylat). Die bei der Restaurierung am häufigsten verwendeten Marken sind: PBMA – NV und AST-TT.

Das Material zeichnet sich durch eine hohe Haftung auf verschiedenen Untergründen aus; erhöhte Bio-, Licht- und Wetterbeständigkeit; behält nach der Alterung die vollständige Löslichkeit, d.h. ist ein reversibles Material.

Dieses Material wurde erstmals in der Eremitage zur Bearbeitung archäologischer Objekte während der Feldkonservierung verwendet und befindet sich seit mehr als dreißig Jahren im Arsenal von Restauratoren.

Wie oben erwähnt, können die ersten Versuche, dieses Material zur Verstärkung der Farbschicht der Tempera-Wandmalerei zu verwenden, nicht als erfolgreich angesehen werden. Erfahrungsgemäß bildet PBMA auf dem Lackuntergrund einen glänzenden Film, der sich durch geringe Hitzebeständigkeit, Klebrigkeit und hohe Schmutzaufnahme auszeichnet. Bei Verwendung dieses Materials zur Verstärkung der Lackschicht Wandmalerei Zu beachten ist die geringe Dampfdurchlässigkeit und die Fähigkeit, sich an die Oberfläche zu „ziehen“, wodurch das Volumen des ursprünglichen Materials nicht verstärkt wird.

Das Festigungsproblem wurde durch die gleichzeitige Verwendung einer Mischung aus Lösungsmitteln und Fällungsmitteln, beispielsweise Isopropylalkohol, Methylethylketon und Testbenzin, gelöst, wobei letzteres PBMA im Volumen des verfestigten Materials ausfiel.

Um die Elastizität zu erhöhen, schlug V.P. Bury die Verwendung einer Kombination aus PBMA- und SVED-33-Lösungen zur Verstärkung von Wandölgemälden vor.

Anwendungen:

Zum Aufkleben von Fragmenten von Wandgemälden;

Zur Montage von von den Wänden entfernten Gemäldefragmenten auf einem neuen Untergrund;

Zur Verstärkung der Malerei auf Löss;

Zum Verkleben der farbigen Wand-Ölgemäldeschicht auf dem Erdreich und Putzuntergrund.

Zur Feldkonservierung archäologischer Objekte;

Zur Restaurierung von Objekten der angewandten Kunst aus Holz, Keramik, Porzellan usw.

Lascaux Restauro produziert Material AcrylharzP55OTTV, Dabei handelt es sich um eine Lösung von Polybutylmethacrylat in einem Lösungsmittel.

5.2. Copolymer aus Butylmethacrylat mit Methacrylsäure (BMK-5) OST 12-60-259 und OST 6-01 -26-75, TU 6-02-115-91. [- CH 2 - CH(OSOS 4 H 9) -] m [-CH 2 -CH(COOH)-] n,

Einige Nachteile PBMA wurde vermieden, indem es durch ein Copolymer mit Methacrylsäure im Verhältnis 93:7 ersetzt wurde BMK-5, das sich durch eine höhere Oberflächenhärte und eine höhere Hitzebeständigkeit auszeichnet, darüber hinaus verfügt es über mehr niedrige Temperatur Glasübergang, daher sind die Filme weniger klebrig und nehmen weniger Schmutz auf.

Zur Verstärkung von Gemälden auf Lössbasis (5 %ige Lösung von BMK-5 in einer Mischung aus Xylol, Aceton und Ethylacetat im Verhältnis). 1:1:1 vorausgesetzt eine Imprägnierungstiefe von bis zu 10 mm);

Zur Stärkung beschädigten Holzes;

Zur Verstärkung der Farbschicht einer polychromen Skulptur (3%ige Lösung in einer Mischung aus Alkohol-Aceton-Lösungsmitteln im Verhältnis 1:1);

Zur Restaurierung vergoldeter Schnitzereien.

5.3. Paraloid B-72

In der ausländischen Restaurierungspraxis ist das bekannteste und am weitesten verbreitete Material auf Acrylatbasis ParaloidB72, Dabei handelt es sich um ein Copolymer aus Methylacrylat und Ethylmethacrylat mit einem Monomerverhältnis von 30:70. In den USA wird dieses Material unter dem Namen verkauft AcryloidB72.

Paraloid B-72 wird in Form von transparentem Granulat hergestellt, das in Xylol und IPS löslich ist und zur Verstärkung der Farbschichten aller Arten von Gemälden, zur Imprägnierung von Holz, als Bindemittel in Zusammensetzungen zum Ausgleich von Verlusten, zum Kleben von Duplikatleinwänden und als Klebstoff in der Malerei verwendet wird Restaurierung von Textilien und dergleichen Schutzbeschichtungen auf Metallprodukten.

5.4. Acryldispersionen

Acryldispersionen, Komponenten sowie PVA Dispersionen, die Grundlage des Fremdsortiments an Sanierungsklebstoffen, sind polymersynthetische Klebstoffe, deren Dispersionsmedium Wasser mit verschiedenen Emulgatoren ist und Copolymere auf Basis von Estern der Acryl- und Methacrylsäure als dispergierte Phase. In der häuslichen Praxis haben Klebstoffe dieser Verbindungsklasse bisher nur begrenzte Verwendung gefunden.

Historisch gesehen wurden die ersten Experimente mit Acryldispersionen in den frühen 60er Jahren durchgeführt, als VNIIR eine Technik entwickelte, um die Kanten von Gemälden mithilfe von Dispersionskleber auf eine neue Leinwand zu duplizieren VA-2EGA(ein Copolymer aus Vinylacetat mit 2-Ethylhexylacrylat), obwohl es sich bei dieser Dispersion aus Sicht der chemischen Struktur eher um Vinylacetat als um Acryl handelt. Der Gehalt an Acrylgruppen in der Seitenkette überstieg nicht 15 %; dieser Kleber bildete eine elastische Klebenaht, sorgte für eine hohe Haftung der Original- und Duplikatleinwände und zeichnete sich durch die hohe Feuchtigkeits-, Licht- und Biobeständigkeit von Acrylpolymeren aus.

Wegen Einstellung der Produktion VA-2EGA, andere werden derzeit für diesen Zweck verwendet Polymerdispersionen, hergestellt in Industrieller Maßstab sowohl in Russland als auch im Ausland.

Die heimische Industrie produziert eine breite Palette von Acryldispersionsklebstoffen für den Bedarf der Leder-, Schuh-, Papier- und Möbelindustrie; Acryldispersionen werden als Kleb- und Dichtstoffe, zur Veredelung von Textilien, bei der Herstellung von Selbstklebefolien, laminiertem Papier und abwaschbaren Tapeten verwendet. Nachfolgend sind die Marken und industriellen Anwendungen einiger Haushaltsklebstoffe aufgeführt, die für Restaurierungszwecke ausgewählt und empfohlen wurden:

. AK-202- Klebedichtstoffe, Farben auf Wasserbasis, feuchtigkeitsbeständige Tapete;

. AK-211— Klebedichtstoffe, Möbelherstellung, Korrosionsschutzgrundierungen, Farben auf Wasserbasis;

. AK-224— Kleber für die Leder- und Schuhindustrie;

. AK-231- für die Produktion Kunstleder;

. AK-243— Material zur Veredelung von Textilien;

. ABV-16— Material zur Herstellung von beschichtetem Papier und Karton.

Anfang der 80er Jahre führte GosNIIR Arbeiten zur Auswahl von Dispersionen für Restaurierungszwecke durch. Die Wahl wurde durch die Auswahl von Materialien getroffen, die in ihrer chemischen Struktur und ihren kolloidalen physikalischen Eigenschaften denen ähneln, die im Ausland verwendet werden. In der ausländischen Restaurierungspraxis gibt es eine breite Palette von Acryldispersionsklebstoffen, die von verschiedenen ausländischen Unternehmen geliefert und zur Durchführung verschiedener Vorgänge verwendet werden – zum Duplizieren von Gemälden auf eine neue Leinwand, zum Verstärken der Farbschicht von Wand- und Staffeleigemälden und zum Restaurieren von Objekten der angewandten Kunst aus organischem Material Materialien. Die Marken der im Ausland hergestellten Dispersionen und ihre Anwendungsbereiche sind in Tabelle 4 aufgeführt.

Tabelle 1 Kolloidale physikalische Eigenschaften inländisch hergestellter Dispersionsklebstoffe

Dispersionsmarke	Partikelgröße, mm	Dispersionskonzentration, %
ABV-16	0,15	48
AK-251	0,09	49,5
AK-231	0,3	40
SVED-50	0,5	53
PVA-m	0,05-1	50

Im Ausland werden hauptsächlich zwei Gruppen von Acryldispersionen hergestellt – Copolymere aus Butylacrylat mit Methylmethacrylat (Typen). Plextol, Rohamere etc.) und Copolymere von Ethylmethacrylat mit Methylacrylat (Primal, Rhoplex). Inländische Streuungen AK-211 Und AK-202 In ihrer chemischen Struktur und ihren kolloidal-physikalischen Eigenschaften sind sie Analoga fremder Klebstoffe PlextolD498 Und D36O, Lascaux 36OHV Und 498HV. Fremddispersionen werden in einfacher und verdickter Ausführung (HV-Index) hergestellt, die Verdickung erfolgt wahlweise mit Toluol (LascauxAcrylkleber 498-2OX), oder Methacrylsäure.

Im Gegensatz zu Vinylacetat-Dispersionen zeichnen sich Acryl-Dispersionen durch eine höhere Licht-, Witterungs- und Feuchtigkeitsbeständigkeit aus, während sie ihnen in der Biostabilität deutlich überlegen sind, Filme aus Acryl-Dispersionen zeichnen sich durch eine hohe Elastizität, den Wert, aus relative Dehnung Für verschiedene Marken liegt zwischen 500 und 1000 %.

Alle Dispersionen haben eine Anfangskonzentration von etwa 50 %. Die Arbeitskonzentrationen liegen je nach Restaurierungsaufgabe zwischen 15 und 50 %. Mit zunehmender Konzentration nehmen die Haftung und die Dicke der Klebenaht zu. Wenn es beispielsweise darum geht, das harte Abblättern der Ölfarbenschicht von Wandgemälden zu verstärken oder Gesso aus vergoldeten Schnitzereien von Ikonostasen auf den Untergrund zu kleben, wird empfohlen, Klebstoffe mit einer Konzentration von mindestens 25 % zu verwenden, aber in diesem Fall Zum Verkleben dünner, abblätternder Malschichten auf Ölbasis kann die Aufgabe mit Klebstoffen mit einer Konzentration von 12–15 % gelöst werden, die mit destilliertem oder abgekochtem Wasser auf die erforderliche Konzentration verdünnt werden.

Wie oben erwähnt, kann durch Verdickung die Viskosität des Klebstoffs erhöht werden, ohne dass sich die Konzentration ändert. Dies gelingt durch Zugabe eines Lösungsmittels (z. B. Toluol) oder einer wässrigen Lösung von Polymethacrylsäure und einigen Tropfen Ammoniak zur wässrigen Dispersion.

Bei der Restaurierung von Staffelei-Ölgemälden und Acrylgemälden Dispersionsklebstoffe werden zur Durchführung folgender Vorgänge verwendet:

Duplizieren von Gemälden auf eine neue Unterlage;

Verstärken der Lackschicht bei offenen Blasen oder Abplatzungen;

Kanten auf eine neue Leinwand duplizieren.

Schauen wir uns das Verkleben von Leinwänden mit der AK-243-Dispersion genauer an. Wie aus Tabelle 2 hervorgeht, sorgen alle drei Dispersionen für eine gute Haftung, sowohl bei beschichteten Leinwänden als auch bei gewaschenen Leinwänden ohne Leimung, allerdings nimmt nach der Alterung im Hydrostat die Haftfestigkeit der Leinwände mit dem AK-211 ab Die Streuung nimmt um 16 % ab. Darüber hinaus stellte sich heraus, dass nur die AK-243-Dispersion kein Schrumpfen der Leinwand verursacht, weshalb sie für den Vorgang des Duplizierens der Kanten von Gemälden auf eine neue Leinwand empfohlen wurde.

Tabelle 2 Beständigkeit gegen Delamination von mit Dispersionsklebstoffen verklebten Modellleinwandproben

Filme, die aus Dispersionen nach dem Verdampfen von Wasser entstehen, zeichnen sich durch hohe Festigkeits- und Dehnungswerte aus. Dies bestimmt die hohe Kohäsionsfestigkeit der Klebenaht und ihre hohe Elastizität. Tabelle 3 zeigt physikalische und mechanische Eigenschaften Als Restaurierungsmaterialien empfohlene Dispersionsfilme.

Eine Untersuchung der Eindringtiefe von Dispersionen in Modellputzproben zeigte, dass sich bei der Behandlung solcher Proben mit Dispersionen in Ausgangskonzentrationen ein Film auf der Oberfläche der Putze bildet und bei einer Verdünnung der Dispersionen auf 10 % die Eindringtiefe abnimmt ist kleiner als 0,5 mm.

Tabelle 3. Physikalisch-mechanische und Verformungseigenschaften von aus Dispersionsklebstoffen gebildeten Filmen vor/nach der Alterung in einem Hydrostat bei einer Temperatur von 60 °C und relative Luftfeuchtigkeit 100%

Dispersionsmarke	Zugelastizitätsmodul, MPa
Dispersionsmarke	M 100	M 200	M 300	M 400	M 500	Bruchspannung, MPa	Relative Dehnung, %
AK-251	0,48/0,22	0,95/0,42	1,4/0,67	-	-	4,6/4,9	650/500
AK-231	1,48	2,7	4,5	2,6	-	8,5	400
AK-211	0,85/0,77	1,3/1,35	2,4/1,94	3,8/3,1	-	5,6/5,6	420/400
ABV-16	0,26/0,24	0,27/0,28	0,3/0,34	0,33/0,4	0,38/0,66	2,4/2,7	1000/1400

Tabelle 4 Marken von Dispersionen ausländischer Unternehmen

Dispersionsmarke	Produktionsunternehmen	Chemische Zusammensetzung	Anwendungen
Lascaux Acrylkleber 360HV	Lascaux Restauro (Schweiz)	Copolymer aus Butylacrylat mit Methylmethacrylat, verdickt mit Polymethacrylsäure (Partikelgröße 0,06–0,08 Mikrometer)	Vervielfältigung von Leinwänden; Kleben von Papier, Pappe, Textilien
Plextol D360	Rohm & Haas (Deutschland)	Dasselbe	Dasselbe
Rohamere D360	(USA)	Dasselbe	Dasselbe
Lascaux Acrylkleber 498HV	Lascaux Restauro (Schweiz)	Copolymer aus Butylacrylat mit Methylmethacrylat, verdickt mit Polymethacrylsäure (Partikelgröße 0,1–0,2 Mikrometer)	Kleben von Leinwand mit Pappe, Holz, Gips und Zement
Rohamere D498	Rohm & Haas (Deutschland)	Copolymer aus Butylacrylat und Methylmethacrylat, unverdickt	Auftragen einer harten Craquelé-Farbschicht und Blasen
Plextol B500	Rohm & Haas (Deutschland)	Copolymer aus Butylacrylat mit Methacrylsäure (Partikelgröße 0,1 μm)	Dasselbe
Rohamere D500	(USA)	Dasselbe	Dasselbe
Ursprünglicher AC-643	(USA)	Copolymer aus Ethylacrylat und Methylacrylat	Stärkung der Farbschicht von Wandgemälden und Leinwandgemälden, Festigung geschädigter Böden
RhoplexAC-643	Rohm & Haas (Deutschland)	Dasselbe	Dasselbe
Lascaux Hydro-Primer 750	Lascaux Restauro (Schweiz)	30 %ige Dispersion mit einer Partikelgröße von 0,06 Mikrometern, ohne Lösungsmittel und Weichmacher, pH 8–9	Dasselbe

Beim Arbeiten mit Acryldispersionen sind folgende Regeln zu beachten:

Der Kleber wird mit einem Pinsel oder einer Spritze auf beide zu verklebenden Flächen aufgetragen;

Arbeitskonzentrationen von weniger als 10 % bieten auf keinem Untergrund eine zuverlässige Haftfestigkeit. Die Wahl der Konzentration wird durch die Art der Zerstörung bestimmt: Zum Verkleben harter Abblätterungen auf dem Untergrund, zum Verkleben der Farbschicht mit dem Untergrund vom Untergrund, zum Duplizieren rauer, grobkörniger Leinwände oder der Kanten solcher Leinwände kann die Konzentration erforderlich sein den ursprünglichen Wert erreichen (40-50 %). Die gleichen Überlegungen bestimmen die Wahl der Anzahl der Imprägnierungen;

Wenn die zu verklebenden Oberflächen eine poröse Struktur haben, sollten diese sofort nach dem Auftragen des Klebers in Kontakt gebracht werden, da sonst Wasser in den Untergrund eindringt und die getrockneten Polymerfilme nicht mehr verklebt werden können; Wenn die zu verklebenden Oberflächen kein Wasser aufnehmen, sollten sie erst nach der Einwirkung in Kontakt gebracht werden, bis sie klebfrei sind.

Die Klebestelle wird mit einem warmen Bügeleisen (55-60°C) gebügelt, bis das Wasser vollständig verdunstet ist; die Abkühlung erfolgt unter Druck.

Streifen müssen sofort mit einem mit Wasser angefeuchteten Tupfer entfernt werden. In Fällen, in denen das Eindringen von Wasser tief in die zu verklebenden Substrate nicht akzeptabel ist, beispielsweise tief in die Leinwand, sollte das Substrat mit einer Lösung eines Polymers (Paraloid B-72) in einem nichtwässrigen Lösungsmittel (Xylol oder …) beschichtet werden Alkohol) vor dem Auftragen der Dispersion.

Vorbehaltlich dieser Regeln werden die Fähigkeiten des Materials maximal ausgeschöpft.

Anwendungsgebiete von Acryldispersionsklebstoffen

Staffelei Ölgemälde - Vervielfältigung von Gemälden auf neuer Basis (Plextol P5OO, Plextol D36O, Lascaux Acrylkleber 498 -20x);

Verstärkung der Farbschicht und ihrer Haftung auf Böden, weiches und hartes Abblättern, Aufquellen, Delaminierung und andere Arten von Schäden (AK-211, ABV-16, Prymal AC-643, Hydro-Prymer 75O, Plextol D498 und D36O); Kontaktentfernung von Oberflächenverunreinigungen von der Rückseite der Leinwand mithilfe eines Films, der aus einer Dispersion mit konstanter Klebrigkeit der Marke gebildet wird AK-215.

Angewandte Kunst— Zusammenkleben von Fragmenten von Museumsobjekten aus Porzellan und Keramik (AK-231), archäologischer Keramik (AK-256, AK-259, mit Ammoniak verdickt), als Bindemittelzusammensetzung zum Auffüllen verlorener Bruchstücke, zum Abdichten von Rissen und Spänen, zur Kontaktentfernung von Verunreinigungen von der Oberfläche von Keramik, Marmor, Kalkstein, Gips.

Geschnitztes vergoldetes Dekor und polychrome Skulptur- Gesso auf den Holzsockel kleben, Gesso vergolden, Farbschicht auftragen und den Untergrund vergolden (AK-211, ABV-16, Lascaux Acrylkleber 498, Plextol P55O).

Wandölgemälde- Verkleben der Farbschicht mit der Grundierung und dem Putzuntergrund (ABV-16, AK-211, AK-251).

Inhalt des Artikels

FARBEN UND BESCHICHTUNGEN. Farben – oder allgemeiner Beschichtungsstoffe – sind Suspensionen, die nach dem Auftragen auf Oberflächen in Feststoffe übergehen. Schutzfolien(Beschichtungen). Zeichnungen an den Wänden prähistorischer Höhlen beweisen, dass Farbe dazu gehört alte Erfindungen Person. IN antike Kunst In der Malerei wurden natürliche Harze und Öle als Bindemittel, farbige Erden als Pigmente, Steine zum Mahlen von Pigmenten und Haarbürsten verwendet, um eine Dispersion dieser Materialien in Wasser auf die Oberfläche aufzutragen.

Der Hauptzweck der Lackierung besteht darin, die Oberfläche vor Umwelteinflüssen zu schützen. Dieser Schutz ist für so unterschiedliche Objekte wie ein Haus, ein Fahrrad und eine Brücke erforderlich. Um als Schutz zu dienen, muss der Lack die erforderliche Kombination von Eigenschaften aufweisen. Nehmen wir an, die verwendete Farbe draußen, muss Sonneneinstrahlung, Temperatur- und Feuchtigkeitsschwankungen, normalem und saurem Regen, Hagel und Schnee standhalten. Im Innenbereich verwendete Farbe muss abwaschbar sein und zufriedenstellende Alterungs- und Abnutzungseigenschaften aufweisen. Beschichtungen auf Metallteilen von Flugzeugen, Automobilen, Schiffen und Brücken müssen das Metall vor Korrosion schützen.

BESCHICHTUNG VON KOMPONENTEN

Die Beschichtung besteht aus einem Bindemittel (Filmbildner), einem Vernetzer, einem Pigment, einem Lösungsmittel und Additiven. Nach dem Beschichten der Oberfläche verdunstet das Lösungsmittel und das Pigment bleibt darin zurück haltbarer Film wird durch ein Bindemittel (z. B. Harz) an Ort und Stelle gehalten.

Bindemittel.

Das Polymerbindemittel (das Wort „Polymer“ leitet sich vom griechischen poly – viele und méros – Teil ab) besteht aus riesigen Molekülen, die aus vielen Monomereinheiten bestehen. Beim Einsatz in einer Beschichtung bildet das Polymer einen dauerhaften Film, der auf der Oberfläche verbleibt, wenn das Lösungsmittel verdunstet. (Das Wort „Bindemittel“ wird auch verwendet, weil das Polymer die Bestandteile der Beschichtung miteinander verbindet.) Chemische Natur Das Polymer bestimmt die Eigenschaften der Beschichtung, darunter Witterungsbeständigkeit und Haftung auf der Oberfläche. Die Entwicklung der grundlegenden Eigenschaften einer Beschichtung ist Aufgabe des Polymerchemikers, der das Polymer aus Monomeren synthetisiert, die beispielsweise eine harte und spröde oder eine weiche und elastische Beschichtung erzeugen. Polymere können natürlich oder synthetisch sein. Vor dem Zweiten Weltkrieg wurden die meisten Beschichtungen aus natürlichen Polymeren hergestellt Pflanzenöle, wie Flachs oder Soja. Der Erfolg bei der Entwicklung synthetischer Polymere, der durch die Arbeiten von G. Staudinger in Deutschland (1920) sowie W. Carothers (1929) und P. Flory (1939) in den USA erzielt wurde, ermöglichte es, die zu übertreffen Eigenschaften und Eigenschaften natürlicher Polymere. Derzeit werden die meisten Beschichtungen auf Basis verschiedener synthetischer Polymere hergestellt, die aus Monomeren gewonnen werden, die Erdölprodukte sind.

Latexpolymere.

Diese Polymere werden als Bindemittel in Latexfarben für den Innenbereich verwendet und stellen den größten Anteil an Polymeren dar, die in Beschichtungen verwendet werden. Das Latexpolymer wird in Wasser emulgiert und nicht in einem Lösungsmittel gelöst. Durch die Verdunstung des Wassers kleben die Latexpartikel zusammen und bilden einen Beschichtungsfilm. Um Latexpolymere zu erhalten, werden Monomere wie Methylmethacrylat, Butylacrylat, Styrol, Vinylacetat, Vinylchlorid, Acryl- und Methacrylsäure verwendet. Die typische Zusammensetzung von Latexweiß für Wohnräume ist in der Tabelle angegeben. 1.

Tabelle 1. TYPISCHE ZUSAMMENSETZUNG VON ACRYL LATEX WEISS FÜR WOHNGEBÄUDE
Komponente	Substanz	Volumen, l
Pigment	Titandioxid Glimmer Magnesiumsilikat Kalziumkarbonat	7,29 1,28 4,21 3,70
Bindemittel	Acryllatexartig 46 %ige Emulsion in Wasser
Lösungsmittel	Wasser
Verdickungsmittel	Hydroxyethylcellulose – Wasser
Dispergiermittel	Nichtionischer Emulgator im Formular 25 %ige wässrige Lösung
Benetzungsmittel	Alkylaryl-Tensid Substanz
Antischaummittel	Industriedroge
Wärmestabilisator	Ethylenglykol
pH-Stabilisator	Ammoniumhydroxid in Form 29 % wässrige Lösung
Fungizid	Organisches Quecksilber-Fungizid
Gesamt:

Acrylpolymere.

Auf Basis dieser Polymere werden langlebige, glatte und witterungsbeständige Beschichtungen hergestellt. Acrylpolymere werden aus denselben Monomeren hergestellt, die oben für Latexpolymere aufgeführt sind. Acrylpolymere werden entweder allein oder gemischt mit Isocyanaten zur Bildung von Polyurethanen verwendet. Polyurethanbeschichtungen werden häufig für Autos, Lastwagen, Schiffe, Flugzeuge und allgemein für Anwendungen verwendet, bei denen Haltbarkeit im Freien erforderlich ist.

Alkydpolymere.

Alkydpolymere werden aus einer Mischung pflanzlicher Öle wie Soja- und Sonnenblumenöl und synthetischen Monomeren wie Adipinsäure, Phthalsäureanhydrid, Ethylenglykol und Pentaerythrit hergestellt. Alkydpolymere sorgen für glatte Oberflächen mit guter Feuchtigkeitsbeständigkeit und werden häufig in Duschen oder Duschkabinen verwendet. Da sie zu den günstigsten Polymeren gehören, werden sie in einer Vielzahl von Farben verwendet.

Epoxidharze.

Diese Bindemittel bilden feuchtigkeits- und korrosionsbeständige Filme, die gut auf Metallen haften. Sie werden oft in Kombination mit Aminoharzen verwendet, um eine dauerhafte Wirkung zu erzielen harte Beläge für Industrieanlagen, Flugzeuge, Brücken und U-Boote.

Polyester.

Die in Beschichtungen und synthetischen Stoffen verwendeten Polyester sind einander recht ähnlich. Sie ähneln auch Alkydpolymeren: Tatsächlich kann man sich ein Alkydpolymer als ölmodifizierten Polyester vorstellen. Diese Polymere bieten dauerhafte, flexible Beschichtungen für Büromöbel und -geräte.

Fluorierte und Organosiliciumpolymere.

Diese Bindemittel sind teuer in der Herstellung und werden insbesondere zur Bereitstellung attraktiver, wetterbeständiger Lacke für einige High-End-Fahrzeuge sowie für Anwendungen verwendet, bei denen die Kosten keine wesentliche Rolle spielen.

Vernetzungsmittel.

Vernetzungsmittel sind Stoffe, die die Bildung von Vernetzungen in einem Polymer bewirken. Das Ergebnis ist eine stärkere und widerstandsfähigere Beschichtung. Zu den häufig verwendeten Vernetzungsmitteln gehören Isocyanate (die Polyurethane bilden), Melamine, Epoxide und Anhydride. Die Art des Vernetzungsmittels kann die Gesamteigenschaften der Beschichtung stark beeinflussen.

Pigmente.

Pigmente sind farbige Feststoffpartikel, die einer Beschichtung Farbe und Deckkraft verleihen, indem sie Licht absorbieren oder streuen. Farbstoffe verleihen ebenfalls Farbe; im Gegensatz zu Pigmenten lösen sie sich jedoch im flüssigen Beschichtungsstoff. Aufgrund ihres größeren Deckvermögens, das vom Unterschied der Brechungsindizes des Pigments und des Bindemittels abhängt, werden Pigmente weitaus häufiger eingesetzt als Farbstoffe. (Der Brechungsindex ist ein Maß für die Fähigkeit eines Stoffes, auf ihn einfallende Lichtstrahlen abzulenken.) Je größer der genannte Unterschied im Brechungsindex ist, desto höher ist das Deckvermögen der Beschichtung. Die Brechungsindizes einiger typischer Pigmente und eines typischen Bindemittels sind in der Tabelle aufgeführt. 2. In farbigen Farben machen Farbpigmente nur einen kleinen Teil des Gesamtpigments aus; sein die meisten bilden weiße und inerte Pigmente. Das am häufigsten verwendete Weißpigment ist Titandioxid, ein anorganischer Feststoff, der der Beschichtung eine gute Deckkraft verleiht; So kann beispielsweise einem dunklen Untergrund mit möglichst wenigen Schichten Beschichtungsstoff ein anderer, hellerer Farbton verliehen werden. Bleipigmente wurden früher verwendet, um eine deckende Wirkung zu erzielen, wurden jedoch aufgrund ihrer Toxizität aus der Zusammensetzung von Beschichtungsmaterialien für Wohngebäude ausgeschlossen. Zu den inerten Pigmenten, die zur Verbesserung der Deckkraft verwendet werden und billiger als Titandioxid sind, gehören Kaolin (Ton), Calciumcarbonat (Kalkstein), Kieselsäure (Sand) und Zinkoxid.

Tabelle 2. REFRAKTIONSINDIZES BESCHICHTUNG VON KOMPONENTEN
Weiße Pigmente
Titandioxid (Rutilkristalle)
Titandioxid (Anataskristalle)
Zinkoxid
Weißes Blei
Inerte Pigmente
Magnesiumsilikat
Glimmer
Bindemittel
Leinöl

Obwohl der Lackformulierer über Hunderte von Pigmenten verfügt, machen nur 25–30 davon mehr als 80 % der Gesamtmenge aus. Wenn sich der Ersteller für die Farbe einer bestimmten Beschichtung entschieden hat, kommt die nächsthöhere wichtige Kriterien verbergen Kraft und Lichtechtheit. Das in Wohnfarben und Fahrrad- oder Autolacken verwendete Pigment muss seine Farbe lange behalten.

Um einen optischen Effekt zu erzielen, werden häufig spezielle Pigmente verwendet. Lackierer verwenden oft eine Mischung aus metallischen und perlmuttartigen Pigmenten, die auf komplexe Weise mit dem Licht interagieren, um den einzigartigen visuellen Effekt von Autolacken zu erzeugen.

Pigmente auf Basis von Zinkchromat, -oxid und -phosphat werden in Metallbeschichtungen eingesetzt, weil sie Korrosionsbeständigkeit verleihen.

Lösungsmittel.

Das Lösungsmittel ist ein Medium, das die Übertragung der Lackbestandteile auf die zu beschichtende Oberfläche gewährleistet. Diese Komponenten – Polymer, Vernetzer, Pigment und Additive – lösen sich entweder im Lösungsmittel oder werden darin zu einer Suspension dispergiert. Die beiden wichtigsten Eigenschaften eines Lösungsmittels sind die Fähigkeit, Komponenten zu lösen, und die Verdunstungsgeschwindigkeit. Beim Auflösen eines Polymers muss das Lösungsmittel die Größe der festen Polymerpartikel oder die Viskosität des fließfähigen Polymers verringern, um das Auftragen des Beschichtungsmaterials auf die Oberfläche zu erleichtern. Die Geschwindigkeit der Lösungsmittelverdunstung bestimmt die Trocknungsgeschwindigkeit der Beschichtung. Die Beschaffenheit der Lackoberfläche kann auch von der Geschwindigkeit der Lösungsmittelverdunstung abhängen: Eine zu hohe Geschwindigkeit kann beispielsweise zu einer rauen Textur führen.

Wasser ist das wichtigste „Lösungsmittel“ und Verdünner von Latexfarben. Das Polymerbindemittel löst sich nicht in Wasser, sondern wird durch die Wirkung eines Emulgators (Seife) in Form winziger Emulsionspartikel darin dispergiert. Es wird auch der Farbe zugesetzt kleine Menge organisches Lösungsmittel, um ein Medium zu schaffen, durch das sich die Emulsionspartikel während des Trocknungsprozesses verbinden und einen klebrigen Film bilden. Der große Vorteil von Latexfarben besteht darin, dass Pinsel, Rollen und andere Geräte (sowie Pfützen und Farbspritzer) mit Wasser gereinigt werden können.

Ergänzungen

Einer der gebräuchlichsten ist ein „ultravioletter“ Zusatz, der die Beständigkeit der Beschichtung gegenüber Sonneneinstrahlung erhöht. Um die Reaktion des Vernetzers in der Beschichtung zu beschleunigen, werden Katalysatoren eingesetzt, um schneller einen trockenen, stabilen Beschichtungsfilm zu erzeugen. Durch die Zugabe von Weichmachern wird die Beschichtung flexibler, was besonders wichtig ist, wenn die Beschichtung auf nicht starre Kunststoffstrukturen aufgetragen wird. Der Zusatz von Fungiziden verhindert die Bildung von Pilzen und Schimmel auf gestrichenen Wohnflächen. In Gegenwart eines Additivs, das die Fließfähigkeit erhöht, lässt sich das Beschichtungsmaterial leicht auf die Oberfläche auftragen und verteilt sich zu einem glatten Film.

ARTEN VON BESCHICHTUNGEN

Die Eigenschaften der Beschichtung müssen ihrem Zweck entsprechen. Eine hochglänzende, lichtreflektierende Autolackierung wäre für die Veredelung eines Wohnraumes nicht geeignet, und dicke, matte Latexfarbe wäre nicht für die Lackierung eines Pkw geeignet.

Beschichtungen werden je nach Verwendungszweck in drei Hauptkategorien eingeteilt. Baubeschichtungen (Wohnanstriche) machen etwa die Hälfte aller produzierten Beschichtungen aus. Beschichtungen auf Produkten schützen Autos, Fahrräder, Schiffe, Flugzeuge, Möbel, Metallgegenstände Haushaltsgegenstände usw. Für die Veredelung von Metallbehältern, Brücken und Industrieanlagen werden Spezialbeschichtungen eingesetzt.

MALEREI

Sogar das Bezugsmaterial höchste Qualität Die Anwendung mit ungeeigneten Produkten, einer unbefriedigenden Methode oder unter ungünstigen Umgebungsbedingungen führt zu unbefriedigenden Ergebnissen.

Das Auftragen von Latexfarbe bei Temperaturen unter 10 °C ist Zeitverschwendung, da die Farbe nicht trocknet. Vor dem Gebrauch muss die Farbe gründlich gemischt werden, um eine gleichmäßige Mischung zu gewährleisten. Die zu lackierende Oberfläche muss sauber und trocken sein. Abgelöste Farbe muss von der Oberfläche abgekratzt werden; Das Auftragen von Farbe auf Bereiche mit abblätternder Farbe ist unklug, da sich die alte Farbe weiterhin ablöst und zusammen mit der neuen Farbe abfällt. Wenn sich die Oberfläche großflächig ablöst, ist dies häufig der Fall auf die bestmögliche Weise Entfernung alte Farbe Es stellt sich heraus, dass sie sie ausbrennt Lötlampe. Die beliebtesten Anwendungsgeräte Baubeschichtungen sind ein Pinsel und eine Rolle.

Die Pinselmalerei ist die älteste und älteste einfachste Methode Farbauftrag, aber auch am langsamsten. Mehr schneller Weg Malen großer ebener Flächen von Hand – mit einer Walze. Die Walze besteht aus einem gewebten Stoffbezug, der über einen massiven rotierenden Zylinder gespannt ist. Ein Spritzschutz ist in der Regel Teil der Vorrichtung und dient der Vermeidung von Ausschuss, insbesondere wenn das Streichen mit der Rolle sehr schnell erledigt ist. Die Beladung der Walze mit Farbe erfolgt meist durch Eintauchen in eine Farbwanne. Die Walze wird in die Farbe getaucht und darin gerollt, bis sie vollständig gefüllt ist, und dann entlang der Schräge oder des Gitters der Wanne gerollt, um die in der Korbhülle verbliebene Luft zu entfernen. Um Spritzer zu vermeiden, muss die Walze vorsichtig auf die Oberfläche aufgesetzt und ein kurzes Stück darüber gerollt werden. Vermeiden Sie überlappende Farbschichten in angrenzenden Bereichen und drehen Sie die Walze nicht, wenn die Farbe aufgebraucht ist. Seit gründliche Reinigung Das Abdecken der Walze ist arbeitsintensiv und wird nach Gebrauch oft weggeworfen.

Die meisten dekorativen Lacke auf Lösungsmittelbasis für Automobile, Flugzeuge und andere ähnliche Produkte werden durch Sprühen aufgetragen. Sprühen ist eine schnelle Beschichtungsmethode, die den glattesten und glänzendsten Film erzeugt. Um zu vermeiden, dass beim Spritzlackieren übermäßige Mengen an Lösungsmitteldämpfen eingeatmet werden, sollte der Maler eine dampfabsorbierende Atemschutzmaske tragen. In einigen Fällen wird das Spritzlackieren in einem geschlossenen Raum mit einem Ventilator durchgeführt, um die Dämpfe abzusaugen. Es stehen verschiedene Sprühbeschichtungsgeräte zur Verfügung, und die Wahl eines bestimmten Geräts hängt von der Art des Beschichtungsmaterials und den erforderlichen Eigenschaften der herzustellenden Beschichtung ab.

BLICK IN DIE ZUKUNFT

Arbeitssicherheit.

In der Vergangenheit war der Hauptbestandteil von Beschichtungsmaterialien (mit Ausnahme von Latex) Lösungsmittel. Da einige Lösungsmitteldämpfe gesundheitsschädlich sind, gelten Beschränkungen für die Menge an Lösungsmitteln, die in Beschichtungsmaterialien verwendet werden. Wenn jedoch die Menge an Lösungsmittel in einer Farbe verringert wird, können sich deren Fließ- und Anwendungseigenschaften sowie die Beschichtungseigenschaften verschlechtern. Chemiker haben Beschichtungsstoffe mit reduziertem Lösemittelgehalt entwickelt, die genauso gut sind wie die alten. Die Chemie der Filmbildung aus solchen Beschichtungsmaterialien ist oft komplexer als bei gewöhnliche Materialien. Eine andere Möglichkeit, die Lösungsmittelbeschränkungen einzuhalten, besteht darin, Beschichtungsmaterialien zu formulieren, in denen das Lösungsmittel Wasser ist, wie im Fall von Latexfarben für den Wohnbereich. Und in diesem Fall muss das Beschichtungsmaterial oft komplex sein chemische Zusammensetzung, so dass es zunächst eine wässrige Emulsion bildet und dann nach dem Trocknen der Beschichtung wasserfest bleibt. Obwohl die Produktion von Farben und anderen Beschichtungsstoffen nur um 1 % pro Jahr wächst, jährliches Wachstum Das Produktionsvolumen von Materialien mit reduziertem Lösungsmittelgehalt und auf Wasserbasis beträgt 8–10 %.

Es wurden Beschichtungsstoffe entwickelt, die im Wesentlichen lösungsmittelfrei sind – Pulverlacke. Solche Materialien werden (durch Sintern) auf kleine Elektrogeräte aufgebracht Hardware, Lampen und Aluminiumverkleidung. Einige Teile des Unterbodens des Fahrzeugs sind mit langlebigen Pulverbeschichtungen versehen, die gegen die korrosive Wirkung von Streusalz beständig sind. Pulverbeschichtungsmaterial besteht hauptsächlich aus einem Polymer (Epoxidharz, Acryl, Ester) und Pigment. Wird zum Auftragen einer dünnen Schicht Puder verwendet Sonderausstattung. Wenn ein mit einer solchen Schicht beschichtetes Produkt in einem Ofen auf etwa 150–230 °C erhitzt wird, schmelzen die Pulverpartikel und sintern zu einem Beschichtungsfilm. Um einen starken Film zu erhalten, werden häufig Vernetzungsmittel verwendet. Pulverlacke sind ein schnell wachsender Bereich der chemischen Industrie.

Zur Herstellung verwendete Isocyanate Polyurethanbeschichtungen Bei unsachgemäßer Handhabung kann es zu gesundheitlichen Schäden kommen. Dies gilt für Arbeiten (z. B. Karosseriewerkstätten), bei denen Beschichtungen durch Spritzen aufgetragen werden. Einige Anbieter bieten Beschichtungsstoffe an, die kein Isocyanat enthalten.

Andere Fragen.

Materialchemiker haben bemerkenswerten Einfallsreichtum bei der Anwendung der Polymerchemie auf Beschichtungen bewiesen Industrielle Nutzung. Durch die maskierende Beschichtung ist es für das Auge schwierig, das Objekt zu erkennen. Für Militärflugzeuge wurden Beschichtungen entwickelt, um die Radarerkennung zu erschweren. Polymere wie Polyamide zersetzen sich bei sehr hohen Temperaturen nicht. hohe Temperaturen. Aus ihnen werden feuerbeständige Feuerwehranzüge und Beschichtungen für Komponenten der Raumfahrttechnik hergestellt.