- 37.19 Кб

1. Акрилові полімери та кополімери та їх отримання

До цього типу плівкоутворювальних речовин відносяться олігомери, полімери і кополімери акрилової, метакрилової кислот та їх похідних: ефірів, амідів, нітрилів та ін.

Сировиною для отримання акрилових полімерів та кополімерів служать різні мономери. Полімеризацію акрилових мономерів можна проводити різними методами. Для виготовлення лаків найбільше придатний лаковий метод; метод емульсійної полімеризації застосовується для одержання латексу.

При емульсійній полімеризації акрилових мономерів ініціаторами є розчинні у воді пероксиди (пероксид амонію, пероксид водню і т. п.). У реактор завантажують дистильовану воду та мономер у співвідношенні близько 1:3, емульгатор (близько 3% від маси мономеру) та ініціатор (близько 0,5%). Як емульгатор застосовують солі жирних високомолекулярних кислот (олеїнова), солі органічних сульфокислот та інші поверхнево-активні речовини. Реакцію ведуть у нейтральному або слабокислому середовищі. Процес полімеризації протікає при 60-90 ° С за 2-4 год. Закінчення процесу визначають за вмістом залишкового мономеру в полімері, який не повинен перевищувати 1 - 2%. Одержуваний латекс може бути напівфабрикатом для виробництва клеїв, водоемульсійних фарб та інших композицій.

Якщо необхідно виділити полімер з емульсії, до латексу додають сірчану кислоту та відганяють воду. При цьому емульсія руйнується і полімер випадає в осад у вигляді дисперсного порошку. Обложений полімер відфільтровують і промивають від емульгатора водою або спиртом і сушать при 40-70 °С.

При лаковій полімеризації акрилових мономерів як розчинники застосовують бензол, ізопропілбензол, хлорбензол, толуол, циклогексанон та ін. Ініціаторами служать органічні пероксиди і динітрил азобіс(ізомасляної) кислоти. Процес полімеризації ведеться за температури близько 70 °С. Закінчення полімеризації встановлюють за змістом мономеру полімері, яке не повинно перевищувати 2%. Якщо процес отримання полімеру проводиться в середовищі розчинника, не розчиняє полімер, останній випадає в осад у вигляді тонкого порошку, що піддається потім очищенню і сушінню.

При лаковій полімеризації акрилових мономерів як розчинники застосовують бензол, ізопропілбензол, хлорбензол, толуол, циклогексанон та ін. Ініціаторами служать органічні пероксиди і динітрил азобіс(ізомасляної) кислоти. Процес полімеризації ведеться за температури близько 70 °С. Закінчення полімеризації встановлюють за змістом мономеру полімері, яке не повинно перевищувати 2%. Якщо процес отримання полімеру проводиться в середовищі розчинника, не розчиняє полімер, останній випадає в осад у вигляді тонкого порошку, що піддається потім очищенню і сушінню.

1.1 Загальні характеристики

Полімери можуть бути твердими, розчинними в органічних розчинниках або воді, а також як емульсії або дисперсії.

Поліакрилати, в порівнянні з іншими плівкоутворюючими речовинами для фарб, мають ряд переваг:

1) стійкістю до дії хімічних речовин;

2) безбарвністю, прозорістю, стійкістю до пожовтіння навіть за тривалого впливу несприятливих температур;

3) стійкістю до поглинання випромінювання з довжиною хвилі понад 300 нм (УФ спектр спектра, в тому випадку, якщо поліакрилати не містять стирол або схожі з ним ароматичні сполуки);

4) відсутністю подвійних зв'язків;

5) здатністю до збереження глянцю;

6) стабільністю акрилатів та особливо метакрилатів до гідролізу.

Вважається, що наявність перерахованих властивостей у покриттів обумовлено властивостями індивідуальних мономерів, з яких отримано полімер. Метилметакрилат сприяє підвищеній атмосферостійкості, світломіцності, жорсткості та збереження глянцю протягом тривалого періоду. Стирол збільшує міцність і стійкість до води, хімічних речовин, сольового туману, зменшує світломіцність і збереження глянцю. Алкільовані акрилати та метакрилати надають покриттю гнучкість та гідрофобність, а акрилова та метакрилова кислоти сприяють поліпшенню адгезії з металами.

У світлі того, що захист довкіллястає більш актуальною, до смол фарб стали застосовуватися нові вимоги, що істотно розширило асортимент лакофарбових систем. Сучасні лаки та фарби повинні містити малу кількість розчинника (високий сухий залишок) або зовсім не містити розчинника (порошкові покриття), розбавлятися водою (водно-дисперсійні фарби), бути термопластичними або реакційноздатними. Всі ці властивості повинні бути отримані за рахунок полімерної структури плівкоутворювальних речовин. Нижче описані найважливіші технічні параметри полімером.

Температура склування (Т) впливає на адгезію, крихкість та відшаровування від підкладки, утворення тріщин та стійкість до високих ударних впливів. Відрегулювати Т в акрилатах відносно легко, наприклад, за допомогою зміни співвідношення метильованого метакрилату (Т g гомополімеру - 105 ° С) до n-бутил-акрилату (Т g гомополімеру - 54 ° С). Т також впливає їм властивості дисперсій та в'язкість розчинів. За високих значень Т збільшується час сушіння. При низьких значеннях молекулярної маси (< 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.

Наявність стиролу у складі плівкоутворюючих речовин знижує стійкість до УФ-опромінення та до атмосферним впливам, але при цьому підвищує стійкість до хімічного впливу активних речовин, покращує адгезію та змочуваність пігменту. Тому виробники намагаються не використовувати стирол у фарбах, які застосовуються як верхній шар при зовнішньому забарвленні та для отримання прозорих покриттів.

Розробка фарб з низькою кількістю розчинника (з високим вмістом сухого залишку) безпосередньо пов'язана з використанням полімерів, що мають дуже низьку в'язкість. Для таких плівкоутворюючих речовин принципово важливими параметрами, що визначають в'язкість, є молекулярна маса та молекулярно-масовий розподіл (ММР). Для виготовлення фарб із високим вмістом сухого залишку необхідні олігомери з молекулярною масою близько 1000-3000. Акрилатну плівкоутворювальну речовину з молекулярною масою 100 000 можна використовувати для отримання фарби з вмістом сухої залишку близько 12,5 % і з низькою в'язкістю, достатньою для її нанесення. Плівкоутворююча речовина з молекулярною масою близько 6000 дає можливість отримати фарбу з вмістом сухого залишку раптовим 50%. Для отримання низької в'язкості достатньо мінімального ММР. Однак із збільшенням молекулярної маси фізико-механічні властивості фарби покращуються. Тому плівкоутворювальні речовини з низькою молекулярною масою, які зшиваються після нанесення, використовуються для виготовлення фарб з низьким вмістом сухого твердого залишку. Вихідна фарба складається з низькомолекулярних олігомерів, а міцні полімерні плівкиутворюються після поперечної зшивки та в процесі висихання. Подальші можливості зменшення в'язкості пов'язані зі специфічними взаємодіями між молекулами плівкоутворювальної речовини і з вибором низьков'язкого розчинника, який практично не взаємодіє з полімером. Для порошкових покриттівособливо важлива в'язкість розплаву. У цьому відношенні акрилові полімери перебувають у невигідному положенні порівняно з поліефірами.

Для промислового виробництва дисперсій необхідно введення функціональних груп у полімерний ланцюг. Більшість водно-дисперсійних систем є полімерами з вільними карбоксильними групами. Здатність до розведення водою досягається за допомогою нейтралізації кислотних груп водним лугом або амінами. Плівкоутворювальні речовини можуть містити групи азоту. Подальше утворення дисперсії може відбуватися після нейтралізації (наприклад, оцтової чи молочної кислоти). Так як в'язкість дисперсій дуже слабо залежить від молекулярної маси, зазвичай використовуються полімери з дуже високою молекулярною масою. Тому дисперсії ідеально підходять для отримання покриттів, що висихають фізичним способом. Структуроутворення відбувається з допомогою запровадження функціональних груп.

При використанні без водних дисперсійможна зменшити виділення розчинника із фарб без зниження молекулярної маси. Акрилати були описані вище як плівкоутворювальні речовини для безводних дисперсій, але крім низької в'язкості вони мають ще деякі переваги над звичайними покриттями і, більше того, повинні конкурувати з фарбами з високим вмістом сухого залишку і порошковими покриттями.

1.2 Структуроутворення поліакрилатів

На відміну від термопластичних полімерів структуровані полімери нерозчинні, мають більш високу твердість і стійкість до впливу хімічних речовин. Ці властивості надзвичайно важливі виготовлення високоякісних покриттів. Реакції структуроутворення набули значущості у 1950-х роках після впровадження акрилових смолу автомобільну промисловість.

Наступний імпульс та галузі створення ЛКМ був пов'язаний із посиленням законодавства про охорону навколишнього середовища. Поява вимог до зниження вмісту розчинників у фарбах та заміні традиційних фарб на розчинниках фарбами із середнім та високим сухим залишком означало, що молекулярна маса плівкоутворюючих речовин може бути знижена до такого рівня, при якому неможливо зберегти необхідні властивості фарб (наприклад, отримання покриттів з оптимальним плівкоутворенням , твердістю та еластичністю). Ці властивості можна отримати шляхом збільшення молекулярної маси в результаті структуроутворення після нанесення покриття. Хімічна реакція після нанесення також дає переваги дисперсіям із високою молекулярною масою. У них підвищується температура склування та міцність плівки.

Широко використовуваний метод структуроутворення плівок фарби складається з реакції між гідроксиловмісними акрилатами і меламінформальдегідними смолами або сечовиноформальдегідними смолами. Акрилати містять гідроксил за допомогою сомономерів, таких як гідроксиетилметакрилат або моноакрилат бутандіолу. Аміносмоли є деякою мірою самоструктуруються, вони також утворюють міжмолекулярні зв'язки з акрилатами через гідроксильні групи. Структуроутворення може відбуватися в процесі затвердіння при температурі близько 130 ° С або за наявності кислотних каталізаторів. Такі фарби мають чудовий глянець і стійкість до атмосферних впливів.

Інший важливий метод структурування - це взаємодія гідроксиловмісних акрилатів з поліізоціанатами, які виступають як затверджувачі. Така суміш структурується при кімнатній температуріі, отже, повинна виготовлятися та зберігатися як двокомпонентна система, що складається з основи та затверджувача. Реакція між ароматичними ізоціанатами та гідроксиловмісними акрилатами відбувається дуже швидко. Оскільки аліфатичні ізоціанати вступають у реакцію набагато повільніше, то реакцію каталізують шляхом додавання дибутилоловоділаурату, амінів чи кислот. Властивості таких поліуретанових фарб перевершують властивості більшості інших лакофарбових матеріалів, та його сфера застосування постійно зростає. Є також однокомпонентні поліуретанові фарби, створені на основі гідроксиловмісних акрилатів. В них як затверджувач використовуються блоковані ізоціанати. Для таких систем зазвичай потрібно відносно висока температурасушіння (понад 150 ° С).

Третя група реакцій структуроутворення торкається акрилових смоли, що містять вільні групи карбонової кислоти. Поліепоксиди в основному використовуються як структуроутворюючі речовини для органорозчинних фарб або порошкових покриттів. Щодо стійкості до лугів та розчинників такі сполуки перевершують інші, наприклад, затверділі ізоціанатами, або меламіноформальдегідними смолами. Для цього їм потрібна дуже висока температура затвердіння (понад 200 °С). Температуру затвердіння можна зменшити до 120-150 °С, якщо як каталізатор використовувати іодид тетрабутиламонію або третинні аміни. Однак, використання каталізаторів знижує стабільність при зберіганні до декількох тижнів.

Якщо до хімічної стійкості, стирання та міцності пред'являються менш жорсткі вимоги (за це відповідальна повнота зшивки), то акрилати, що містять карбоксил, можна отверждать шляхом використання діамінів або комплексів металів. Цей метод широко застосовується, особливо під час виготовлення водних дисперсій. Повідомлялося також про структуроутворення з бісоксазоліном.

Водні акрилові дисперсії активно застосовують у виробництві покриттів для дерева або антикорозійних покриттів. Такі фарби частіше не вимагають сушіння за підвищених температур і їх механічні властивості покращуються, якщо структуроутворення відбувається при кімнатній температурі. Азиридини або дигідраїти зазвичай використовують як зшиваючі агенти, які змішують з дисперсіями після закінчення виробничого процесу.

Існує багато інших структуроутворюючих процесів, але вони не знайшли широкого застосування, або з'явилися нещодавно як результати наукових розробок. Повідомляється про структуроутворення зпоксидсодержащих акрилатів з аміносмолами та реакції з полісульфоназидами.

Альтернативою отверждаемым фарбам є отримання акрилових полімерів, що самозшиваються, які реагують між собою при знижених темперах без додавання зовнішніх структуруючих речовин. Такі покриття знайшли застосування завдяки стійкості до хімічних речовин, міцності та еластичності, але вони менш різноманітні за складом та можуть створювати проблеми через свою нестабільність у процесі зберігання. Крім того, для досягнення високого ступеня структуроутворення необхідно, щоб мінімальна молекулярна маса була більшою, ніж у смол, які не самоструктуруються. Відповідно, при використанні таких систем неможливо одержати фарби з високим вмістом сухого залишку.

1.3 Області застосування

Акрилові фарби і лаки використовуються в різних областях і їх наносять всіма методами, що зазвичай застосовуються. Нещодавні дослідження фарб з низьким вмістом розчинників та водних дисперсій показали, що виникла потреба у створенні нових спеціальних рецептур.

Опис роботи

До цього типу плівкоутворювальних речовин відносяться олігомери, полімери і кополімери акрилової, метакрилової кислот та їх похідних: ефірів, амідів, нітрилів та ін.
Сировиною для отримання акрилових полімерів та кополімерів служать різні мономери. Полімеризацію акрилових мономерів можна проводити різними методами. Для виготовлення лаків найбільше придатний лаковий метод; метод емульсійної полімеризації застосовується для отримання латексу.

Акрилові полімери широко використовуються завдяки їх чудовим властивостям, таким як прозорість, міцність, хімічна стійкість та атмосферостійкість. До них відносяться полімери, що містять у структурі акрилові та метакрилові складні ефіри поряд з іншими ненасиченими вінільними сполуками. Вони можуть бути як термопластичними, так і термореактивними, причому при отриманні останніх рецептуру включають мономери з додатковими функціональними групами, здатними після утворення вихідного полімеру до подальших реакцій з утворенням зшивок. Велике значеннямає сопо - лімеризація вінільних та акрилових мономерів, тому що в цьому випадку є набагато великі можливості, ніж під час поліконденсації, керувати будовою полімеру і надавати йому спеціальні властивості. У різних публікаціях досить повно обговорюються питання одержання та використання акрилових полімерів у покриттях.

Залежно від властивостей, які мономери іридають кінцевому полімеру або кополімеру, їх. можна класифікувати на "тверді", "м'які" або "реакційні". Твердими мономерами, наприклад, є метилметакрилат, стирол, вінілаце-іат. Акрнлати «м'якіші», ніж метакрилати; до «м'яких» мономерів відносяться: етилакрилат, 2-етилгексилакрилат, а також довголанцюгові метакрилати. Реакційні мономери можуть мати гідроксильні групи, наприклад, гідроксиетилакрилат. Достатню реакційну здатність мають акриламід і особливо гліцидилметакрилат. Реакційно здатні також кислі мономери; метакрилову кислоту часто вводять у невеликих кількостях, так як кислотні групи можуть покращити диспергування пігментів та каталізувати затвердіння кополімеру.

Метилметакрилат як твердий мономер надає стійкості до бензину, УФ-опромінення, забезпечує збереження блиску. Тому його використовують у кополімерах для верхніх покриттів, особливо при фарбуванні автомобілів. Бутилметакрилат, м'якший мономер, що надає дуже хорошу вологостійкість матеріалам холодного сушіння, але його ефект, що пластифікує, обмежений. Він надає хорошу міжшарову адгезію, стійкість до розчинників, чудову стійкість до УФ-опромінення та збереження блиску. Етилакрилат має хороші пластифікуючі властивості, але пари мономеру дуже токсичні і мають неприємний запах. Його кополімери досить стійкі до УФ-про - випромінювання і добре зберігають блиск.

Практично акрилові полімери для покриттів рідко є гомополімерами, а є сополімерами твердих і м'яких мономерів. Твердість полімеру характеризується температурою склування (, і для конкретного кополімеру його Тс можна розрахувати за рівнянням l/TG= W(/TG + W-z/TG-i і т. д., де TGi, TG-i є температурами TQ гомополімерів складових мономерів До, a Wi, W2 - їх масові частки. Для термоотверждаемых полімерів така розрахована Тс не буде Тс кінцевої плівки, так як зшивання призведе до подальшого підвищення Тс, і це необхідно мати на увазі.

Хоча при кополімеризації можуть бути отримані полімери різної структури (статистичні, чергуються, блокові або щеплені), для покриттів в переважній більшості випадків використовуються статистичні кополімери. Їх статистичний характер визначає також те, що явища тактовності і кристалізації, настільки важливі для об'ємних властивостей полімерів, у цих полімерах для покриттів практично не виявляються.

Двадцяте століття стало, без перебільшення, століттям пластику. Виробництво недорогого та практичного матеріалу розквітло після Другої світової війни і відтоді лише набирало обертів.

До 2015 року у світі виготовили понад 320 мільярдів тонн синтетичних полімерів (якщо не рахувати волокна).

Довгий часлюди не замислювалися, що ж буде з пластиковими виробамипісля використання. Увага на цю проблему почали приділяти лише в Останніми роками, повідомляє The Conversation.

Нагадаємо, полімери – загальна назваречовин з довгими молекулами (макромолекулами), що складаються з ланцюжків мономерів Кількість таких «ланок» може становити до півмільйона. Вони мають велику міцність і стійкість.

Найбільш поширений термопластик, який може переходити у в'язкий стан при нагріванні, а потім знову застигати в новій формі. Цей процес можна повторювати багаторазово.

Одним із піонерів сучасної полімерної індустрії став Уоллес Карозерс, який у 1930-х роках відкрив метод отримання нейлону та брав участь у створенні неопрену. Нейлон став дуже затребуваним у комерційній діяльності – зокрема, замінив рідкісний і дорогий шовк під час виробництва панчох.

Після Другої світової війни, в умовах дефіциту багатьох матеріалів, синтетичні полімеристали справжнім порятунком. Так, після японського вторгнення в Південно-Східну Азію припинилися постачання каучуку. автомобільних шин, і створили його синтетичний еквівалент. Деякі матеріали, наприклад тефлон, відкрили випадково.

Зараз у виробництві синтетичних полімерів у всьому світі переважають поліолефіни: поліпропілен та поліетилен високої та низької щільності. Їх можна виготовляти з використанням щодо недорогого природного газу. Поліолефіни стійкі до впливу води, повітря, жиру, розчинників, що чистять. Крім того, це найлегші синтетичні полімери, що виробляються у великих масштабах: їхня щільність настільки низька, що вони не тонуть у воді.

Але ці матеріали мають серйозні недоліки, про які людство задумалося далеко не відразу. Велика міцність дозволяє їм не розкладатися десятиліттями, а то й сотнями років. Потрапляючи в морську воду, вони розпадаються на мікрочастинки і потрапляють у шлунок риб, морських птахів, черепах, тюленів та планктону, а потім – і в організм людини.

Фахівці підрахували, що середня порція мідій може містити близько 90 частинок мікропластику, морська сіль- До 600 частинок на кілограм, одна креветка - 5-7 частинок.

Водночас відмовлятися від пластику людство не поспішає. становлять 35-45% усіх полімерних виробів. Будівельні матеріали, такі як труби ПВХ- 20%. Поліуретани широко застосовуються для ізоляційних покриттів.

Автомобільна промисловість використовує дедалі більше термопластів, насамперед, зниження ваги машини.

За оцінками експертів Євросоюзу, 16% ваги середнього автомобіля складають пластикові компоненти, зокрема деталі інтер'єру салону.

Більше 70 мільйонів тонн термопластів на рік використовується в текстильній промисловості, в основному при виготовленні одягу та килимових покриттів. Понад 90%, переважно поліетилентерефталату, виробляється Азії.

Синтетичні волокнадозволяють відмовитися від бавовни та вовни, для яких потрібні великі сільськогосподарські угіддя.

Як і пакувальні матеріали, текстильні виробипогано переробляються. Кожен житель США у середньому виробляє понад 90 фунтів (близько 40 кг) текстильних відходів на рік.

За даними Greenpeace, у 2016 році люди купували на 60%. більше предметіводягу щорічно, ніж ще 15 років тому, і менше його зберігали.

Полімерне покриття для бетону дає наднадійний захист. бетонним підлогам, та конструкції в цілому. Наша компанія пропонує купити акриловий полімердля бетону з постачанням, а також комплексний спектр послуг із встановлення підлог. Сьогодні дозволено використовувати полімерні підлоги на:

• харчових підприємствах;
• підприємствах фармацевтичної спрямованості;
• житлове будівництво;
• лікарнях;
• атомні станції.

Також акриловий полімер для бетону дуже часто застосовується для заливання підлоги в гаражних будівлях, паркінгах, сховищах, торгових залах, відстійниках, вагонах та інших ємностях. Лак для бетонної підлоги (акриловий полімер для бетону) забезпечує прозорість покриття, зберігає структуру поверхні. Лак дозволяє досягти максимального захисту бетонної стяжкивід розтріскування та хім. дії. Акриловий полімер для бетону не тільки забезпечить надійність, але також додасть декоративності зовнішньому вигляду. Крім перерахованих якостей лаки по бетону мають:

• ударостійкістю;
• водонепроникністю;
• довговічністю;
• екологічністю.

Акриловий полімер для бетону ви легко зможете придбати у будь-який час. Для цього вам потрібно просто набрати номер телефону, який вказано на стартовою сторінцісайту. Хочете дізнатися про умови співробітництва та ціни детальніше? Телефонуйте або відвідайте офіс у Москві. Співробітник безкоштовно проконсультує, і разом ви прийміть єдине вірне рішення використовувати який буде значно дешевше, ніж альтернативні матеріали. Співпрацюючи з нами, ви заощаджуєте не тільки фінанси, але й час, тому що більше не треба бігати по магазинах та будівельних фірмах у пошуках надійних матеріалів та досвідчених бригад майстрів, сьогодні замовити акриловий полімер для бетону можна не виходячи з дому. Зручно, чи не так?

Замовити акриловий полімер для бетону в Москві

На ринку Москви сьогодні можна знайти масу пропозицій з продажу акрилового полімеру для бетону та супутніх будівельних послуг. Але, далеко не кожній фірмі можна довірити таку відповідальну справу. Ми багато років на ринку та зарекомендували себе як досвідчена, професійна, відповідальна, надійна компанія. Клієнти відзначили низку переваг співпраці з нами. Ми – це кваліфіковані робітники, інженери та технологи. Будь-якої складності замовлення здійснюємо максимально короткий строк. Проводимо гарантійне обслуговування. І, нарешті, ми встановили найрозумнішу вартість на послуги. Тільки у нас ви можете знайти максимально високий рівеньякості за мінімальною вартістю. Орієнтовні цінирозташовані у прайс-листі на сайті. Придбати акриловий полімер для бетону вигідних умовахви зможете у зручний для вас час. Для цього просто наберіть номер телефону або зверніться до менеджера через електронну форму на сайті. Запевняємо вас, ми знайдемо рішення щодо ваших фінансових можливостей, без порушення термінів за договором вирішимо будь-яке завдання, надаючи все можливі гарантії. Зробіть перший крок до успіху — зателефонуйте нам зараз.

Поліакрилати – полімери та кополімери акрилової та метакрилової кислот та їх похідних.

В якості плівкоутворюючих використовують кополімери акрилових мономерів з різними ненасиченими сполуками.

Мономери:

акрилова кислота

метакрилова кислота

та їх похідні загальної формули

В тому числі ефіри, аміди, нітрили, наприклад:

метилметакрилат

бутілметакрилат

акриламід

акрилонітрил

Застосовують також ефіри метакрилової (акрилової) кислоти, в алкільному заміснику R¢ яких є функціональні групи (гідроксильні, епоксидні): моноакрилові ефіри гліколів, гліцидилові ефіри акрилових кислот, наприклад:

гідроксиетилакрилат

гліцидилметакрилат

З мономерів інших типів при синтезі поліакрилатів частіше використовують стирол:

та вініл-н-бутиловий ефір:

Схематично поліакриловий сополімер можна подати такою формулою:

Ланки похідних акрилової кислоти у складі кополімеру надають плівці еластичність, причому цей ефект посилюється зі збільшенням довжини алкільного радикала.

Похідні метакрилової кислоти надають кополімеру твердість та жорсткість. У міру збільшення довжини R від С1 до С14 та його розгалуженості алкілакрилат перетворюється на пластифікуючий сомономер.

Неакрилові компоненти також змінюють у широких межах властивості плівкоутворювача. Так, стирол надає йому жорсткості, вінілбутиловий ефір – еластичність. Підбором компонентів та регулюванням їх співвідношення можна отримувати кополімери, що відповідають різним вимогам.

Поліакрилати, що використовуються як плівкоутворюючі, прийнято ділити на дві групи – термопластичні та термореактивні.

Термопластичні поліакрилати - продукти кополімеризації мономерів, що не містять інших функціональних груп, крім подвійних зв'язків. Це кополімери метилметакрилату з метил- і бутилакрилатом, бутилметакрилатом та ін. Формування покриттів на основі термопластичних поліакрилатів не супроводжується хімічними перетвореннями і швидко протікає при кімнатній температурі, але отримані лакові покриття при підвищеній температурі розм'якшуються.

Термореактивні поліакрилати отримують кополімеризацією двох або більше сомономерів, принаймні один з яких, крім подвійного зв'язку, має будь-яку функціональну групу. Затвердіння таких матеріалів відбувається в результаті хімічних перетворень, у яких бере участь ця функціональна група, наприклад, при введенні затверджувачів.

За типом таких функціональних груп термореактивні поліакрилати поділяються:

1. з N-метилольними групами;
2. з епоксидними групами;
3. із гідроксильними групами;
4. з карбоксильними групами.

Поліакрилати з N-метилольними групами отримують при використанні акрил-або метакриламіду як сомономір. Так отримують, наприклад, кополімери цих амідів з бутилметакрилатом, акрилонітрилом, стиролом та ін.

При подальшій обробці кополімерів формальдегідом утворюються N-метилольні похідні амідів. Для збільшення стабільності цих кополімерів частину їх етерифікують н-бутилового спирту. Схематично утворення поліакрилатів з N-метилольними групами та їх етерифікованих похідних можна так:

Тут М - сомономер.

Метиловані сополімери акрил - і метакриламіду при 160-170°З можуть отверждаться за звичайними реакціями конденсації N-метилольних похідних або їх ефірів. Для затвердіння цих полімерів можуть бути використані і затверджувачі – феноло-, карбамідо-, меламіноформальдегідні та епоксидні олігомери, поліізоціанати та гексаметоксиметилмеламін.

Масова частка амідних ланок у кополімері не повинна перевищувати 30%, інакше різко підвищується крихкість покриттів.

Поліакрилати з епоксидними групами одержують полімеризацією суміші мономерів, один з яких містить епоксидну групу (гліцидилакрилат, гліцидилметакрилат). Ці кополімери отверждаются всіма звичайними затверджувачами епоксидних олігомерів. Але їхнє застосування обмежене дефіцитністю гліцидилових ефірів.

До складу гідроксиловмісних поліакрилатів входять гідроксиетил - або гідроксипропілметакрилати. Вони затверджуються поліізоціанатами, а також меламіно- та карбамідоформальдегідними олігомерами.

Карбоксилсодержащіе сополімери отримують введенням до складу акрилового сополімеру від 3 до 25% одноосновних ненасичених карбонових кислот, наприклад, акрилової або метакрилової. Застосовують і двоосновні ненасичені кислоти або їх ангідриди (наприклад, малеїновий). Сополімери, що містять до 5% ненасичених кислот, іноді використовують як термопластичні. Невелика кількістьполярних карбоксильних груп надає покриттям їх основі підвищену адгезію.

Покриття на основі кополімерів акрилового ряду оптично прозорі, з високим блиском, хімічною стійкістюстійкістю до старіння. Покриття на основі термопластичних поліакрилатів мають високу атмосферо- та світлостійкість. Вони безбарвні, добре шліфуються та поліруються, зберігають блиск протягом тривалого часу.

Термореактивні поліакрилати утворюють плівки з високою механічною міцністю, що зберігається в умовах підвищених температур, високою водо- та атмосферо-, бензо- та хімічною стійкістю, високою адгезією до металів, а також хорошими декоративними властивостями.

Покриття на основі поліакрилатів з метилольними групами характеризуються особливо високою адгезією до різним металамі ґрунтовкам, дуже високою механічною міцністю та високою водостійкістю. Поліакрилати з епоксидними групами мають виняткові антикорозійні властивості.

На основі поліакрилатів отримують різні лакофарбові матеріали:

• розчини в органічних розчинниках (лаки);
• неводні дисперсії;
• водні дисперсії;
• водорозчинні системи;
• порошкові матеріали.

Як плівкоутворювальний при виготовленні лаків застосовують як термопластичні, так і термореактивні поліакрилати. Розчинники: складні ефіри, кетони, ароматичні вуглеводні. Поліакрилати для лаків отримують полімеризацією мономерів суспензії або в розчиннику. Розчини безпосередньо використовують у вигляді лаків.

Лаки на основі поліакрилатів застосовують в автомобілебудуванні, для фарбування рулонного металу, алюмінієвих. будівельних конструкцій, а також побутових приладів (пральних машин, холодильників).

Неводні дисперсіїполіакрилатів з розміром частинок 0,1-30 мкм можуть бути, наприклад, отримані шляхом кополімеризації акрилових мономерів зі стабілізатором летких органічних розчинниках, не розчиняють кополімери (аліфатичні вуглеводні). Як стабілізатори використовують акрилові мономери із замісниками, що мають високу спорідненість з рідиною, що виконує роль реакційного середовища, наприклад лаурил-метакрилат.

Основна сфера застосування водних дисперсійакрилатів – автомобільна промисловість. Їх використовують також для отримання високоякісних покриттів з хорошою адгезією до різних підкладок – тканини, паперу, дерева, бетону, цегли і т. д. Крім того, застосовують у будівельних фарбах (через малу проникність у підкладку та високу тиксотропність).

Водні дисперсії(латекси) отримують емульсійною полімеризацією у присутності водорозчинних ініціаторів та ПАР (емульгаторів). На їх основі випускають емульсійні фарби для захисту виробів із чорних та кольорових металів та для зовнішньої та внутрішньої обробкиприміщень.

Водорозчинні поліакрилати
синтезують кополімеризацією декількох мономерів, з яких, принаймні, два мають різні полярні реакційноздатні групи, що забезпечують розчинність полімеру у воді та його затвердіння на підкладці.

Їх одержують:

1. кополімеризацією акрилових мономерів в органічних розчинниках, що змішуються з водою;
2. емульсійною кополімеризацією з подальшим перекладом латексу у водний розчин нейтралізацією карбоксильних груп кополімеру амінами.

Водорозчинні поліакрилати використовують для отримання лакофарбових матеріалів, що наносяться методом електрофорезу. Плівки, що утворюються, відрізняються кращою адгезією до підкладки, ніж покриття з поліакрилатів, нанесені іншими методами.

Для отримання порошкових матеріаліввикористовують тільки термореактивні поліакрилати з карбоксильними, гідроксильними та епоксигрупами. У порошкових матеріалах кополімери застосовують у поєднанні з затверджувачами. Поліакрилатні порошкові матеріали наносять методом електростатичного розпилення та використовують для фарбування кузовів автомобілів, побутових електроприладіві т.д.

На рис. 57 представлена ​​схема виробництва акрилового кополімеру емульсійним способом.

У реакторі 6, забезпеченому пароводяною сорочкою, готують водну фазу, що складається з води, нагрітої до 50°З і емульгатора, і при інтенсивному перемішуванні завантажують суміш мономерів, очищених від інгібітора, і попередньо приготовлений розчин водорозчинного ініціатора (наприклад, персульф. Сополімеризацію проводять у струмі азоту при 75-80°С. Після закінчення синтезу емульсію кополімеру при безперервному перемішуванні передають в апарат 9, в якому знаходиться 10% розчин хлориду натрію, нагрітий до 60-70°С; при цьому відбувається руйнування емульсії кополімеру. Потім реакційну суміш, попередньо охолоджену до 30°С, подають на горизонтальну промивну центрифугу 10 зі шнековим вивантаженням осаду, в якій віджимається полімер від водної фази і промивається водою. Сушіння віджатого і промитого полімеру проводять в сушарці «киплячого шару» 12, після чого готовий кополімер через бункер приймальний 13 направляється на фасування.

Мал. 57. Технологічна схемапроцесу виробництва поліакрилату емульсійним способом:

1, 2, 7 – вагові мірники; 3 – об'ємний мірник; 4, 8 – конденсатори; 5 – рідинний лічильник; 6, 9 – реактори; 10 - промивна центрифуга; 11 – шнек;

12 - сушарка "киплячого шару"; 13 – приймальний бункер

Схема виробництва акрилового кополімеру в розчиннику наведена на рис. 58.

Синтез кополімеру за цією схемою проводиться в реакторі 10, з сорочкою для обігріву водяною парою. У нього завантажують розчинник (через рідинний лічильник 6) і з вагового мірника 5 попередньо приготовлену суміш мономерів, що містить необхідна кількістьорганорозчинного ініціатора. Суміш мономерів з добавкою ініціатора готують в апараті 7, який всі необхідні компоненти подаються з вагових мірників 1 і 2 і об'ємного мірника 3. Сополімеризацію проводять при 60-90°C (залежно від виду вихідних мономерів і ініціатора) в струмі інертного газу. Отриманий розчин сополімеру (лак) зливають у проміжну ємність 11, звідки направляють спочатку на очищення фільтрацією, а потім на фасування.

Мал. 58. Технологічна схема процесу виробництва поліакрилату в розчиннику:

1, 2, 5 – вагові мірники; 3 - об'ємний мірник; 4, 8 - конденсатори; 6 - рідинний лічильник; 7 – змішувач; 9 - відцентровий насос; 10 - реактор; 11-проміжна ємність; 12, 14 - шестерні насоси; 13 - тарілчастий фільтр