В последние годы были попытки приготовить синтетические полимерные наполнители для специальных целей, в частности, для замены части TiOz в красочной пленке. Один из таких материалов «spinclrift», полученный в Австралии, находится в фор.ме полимерных шариков (бисера) диа.метром до 30 мкм, которые содержат внутри себя воздушные пузырьки субмикронных раз-.мероБ и небольшое количество пигментной формы TiOa. Введение воздушных пузырьков внутрь полимера, образующего бисер, влияет на эффективность рассеяния света диоксидом титана по одно.му из двух .механизмов. Если пузырьки очень малы (<0,1 мкм), может уменьшиться средний эффективный показатель преломления полимерной .матрицы и вследствие этого усилиться рассеяние света диоксидом титана. Если пузырьки большие (~0,8 мк.м), они способны рассеивать свет са.ми. Другие .методы введения пустот в пигментированные пленки с целью использования способности пузырьков рассеивать свет заключаются в эмульгировании .маленьких капелек летучей жидкости в водных латексных красках, которые в результате испарения после коалесценции приводят к появлению в пленке полостей. Еще один .метод заключается в использовании некоалесцирующих латексных частиц вместе с коалесцирующи.ми латексами, что приводит к появлению в пленке пустот с остры.ми выступами. Все эти .методы преследуют цель повысить кроющую способность и, следовательно, снизить стоимость без потери сплошности и других свойств пленки. Эти методы не получили широкого распространения, главным образом по экономическим соображениям. Те.м не менее, они расширяют возможности при разработке рецептур лакокрасочных материалов для конкретных целей.
1.3.3. Растворители
Растворители используются в лакокрасочных составах для двух основных целей: для приготовления краски и для обеспечения возможности ее нанесения на различные поверхности. Это может казаться очевидны.м, однако важно представлять себе, что растворитель не влияет на свойства лакокрасочной пленки в процессе ее длительной эксплуатации. Хотя нельзя сказать, что в свежесформированной пленке остатки растворителя не влияют на твердость и другие свойства.
Термин растворитель часто используется для жидкостей, которые не растворяют полимерное связующее, и в этих случаях
более правильно использовать термин разбавитель. Назначение разбавителя то же, что и растворителя. В водных системах вода может быть истинны.м растворителем для некоторых компонентов, однако не являться растворителе.м для основного пленкообразователя. При.меро.м .могут служить декоративные водоэ.мульсион-ные краски. Чаще всего в этих случаях принято говорить о «водной фазе» ко.мпозиции, имея в виду, что хотя вода и не растворяет пленкообразователь, однако является основны.м компоненто.м жидкой дисперсионной среды.
В качестве растворителей используют очень широкий ряд органических жидкостей, причем тип растворителя зависит от природы пленкообразователя.
В последние два десятилетия большие усилия были направлены на изучение тер.модинамики растворов. Это позволило разработать намного более точные методы выбора растворителя. Эти методы основаны на лучшем понимании природы .молекулярных притяжений в жидкостях и признании аддитивности .молекулярных притяжений в систе.мах из нескольких растворителей. Редко, чтобы один и тот же растворитель .можно было использовать для разных случаев. Поэто.му новейшие .методы, основанные на концепции параметра раствори.мости, позволяют осуществлять более рациональный выбор смесей растворителей в соответствии с возникающей необходимостью.
Растворяющая способность - не единственный критерий, по которо.му выбирают растворитель. Други.ми важны.ми факторами являются скорость испарения, запах, токсичность, горючесть, стои.мость. Эти факторы могут и.меть неодинаковый вес в зависимости от того, как используются лакокрасочные .материалы. Если нанесение осуществляется в промышленных условиях, то проблемы, связанные с запахом, токсичностью и горючестью разрешимы, хотя и не всегда. Необходи.мость установки дорогого рекупера-ционного оборудования или камер сжигания .может исключить использование некоторых растворителей и, следовательно, не которых типов лакокрасочных композиций. С токсичностью тесно связаны и вопросы загрязнения окружающей среды. Принятие во многих странах законов, защищающих человека и окружающую среду, оказало сильное влияние на развитие лакокрасочной промышленности и повлияло как иа поставщиков сырья, так и на потребителей лакокрасочных материалов. В Северной Америке очень резко возросло производство водных лакокрасочных материалов и, соответственно, снизилось использование органических растворителей. Вполне вероятно, что эта тенденция будет продолжаться.
Други.ми вида.ми лакокрасочных материалов, альтернативных органорастворимым, являются 100%-ные полимеризующиеся системы и порошковые краски. В перво.м случае мономер, такой как стирол, выполняет роль растворителя в композиции, а затем
превращается в полимер в процессе отверждения. В случае порощ-коБЫХ красок растворители могут использоваться лишь на ранних стадиях в процессе производства красок, однако затем они удаляются и возвращаются в производственный цикл, так что у потребителя красок не возникает проблем, связанных с раство-рителя.ми.
1.3.4. Добавки
Наиболее простая лакокрасочная ко.мпозиция, состоящая из пиг.мента, диспергированного в связующем, и жидкой фазы (растворителя или нерастворителя), на практике и.меет легко обнаруживаемые недостатки. Они проявляются в ограничениях хи.мического и физического характера и должны быть устранены или, по крайней мере, сведены до минимума прежде, чем лако красочный материал будет поставлен потребителю.
Некоторые из главных недостатков, о которых следует упомянуть,- это оседание пигмента и образование пленки на поверхности жидкого лакокрасочного .материала в таре; аэрация и сохранение пузырьков при нанесении; образование «кратеров» на покрытии, натеков и сморщивания лакокрасочной пленки; всплы-вание пиг.мента и изменение цвета покрытия. Эти недостатки охватывают лишь небольшое число из возможных. Види.мо, целесообразно здесь кратко описать явления кратерообразования, сморщивания, образования натеков, всплывания пигментов и из-.менения цвета. Более детально они рассмотрены в гл. 4, в которой описаны некоторые наиболее распространенные типы добавок в краски.
«Кратерообразование» - появление маленьких, круглых углублений на поверхности пленки.
«Сморщивание» - образование .морщинистой поверхности пленки, которая высыхает за счет окисления.
«Образование натеков» - образование неровного покрытия в результате избыточного стекания краски на вертикальной поверхности.
«Расслаивание» - термин, используемый для описания различий в цвете, которые могут появляться в лакокрасочной пленке из-за спонтанного разделения компонентов пигментной части после нанесения.
«Кистевая аномалия» - из.менение цвета пленки вследствие всплывания пигмента после нанесения.
Чтобы избежать этих недостатков, необходимо понять причину их появления и найти способы преодоления. В некоторых случаях эти недостатки .могут быть устранены небольшими изменениями в рецептуре. Напри.мер, сморщивание обусловлено дисбалансом между скоростями реакций окислительного сшивания в поверхностно.м слое и внутри пленки. Положительный эф-
