Водная дисперсия сополимеров акрилатов что это

1.3. Полиакрилаты, акриловые и стиролакриловые сополимеры

Полимерные акриловые дисперсии делятся на акриловые и стирола-криловые. Акриловые — дисперсии полимеров, полученных из акриловых или метакриловых мономеров, стиролакриловые — при сополимеризации производных акриловой (метакриловой) кислоты со стиролом. В табл. 3 приведены характеристики мономеров, используемых для получения дисперсий обоих типов [13]. Так как акриловую кислоту и ее производные получают из пропана, метакриловую и ее эфиры — из 2-гидрокси-2-метилпропилонитрила, изобутана или изо-бутиральдегида в результате многостадийных процессов, эти мономеры более дороги, чем стирол и винилацетат. Поэтому акриловые сополимеры дороже стиролакриловых и сополимеров ви-нилацетата.

В то же время поли(мет)акрилаты обладают высокой атмосферо-стойкостью, стойкостью к действию УФ-излучения, хорошей водостойкостью и устойчивостью к пожелтению покрытий на их основе, возможностью легко получать сополимеры с заданной жесткостью, гибкостью и твердостью. Высокий блеск покрытий и его сохранение при длительном атмосферном воздействии в сочетании со стойкостью покрытий к действию щелочей, кислот и воды делает этот класс сополимеров незаменимым в рецептурах ЛКМ для наружного применения.

Структура и свойства акриловых сополимеров

Основные свойства полимеров, такие, как температура стеклования (Тст), минимальная температура пленкообразования (МТП) и физико-механические свойства покрытий на их основе, зависят от структуры основной и боковых цепей полимерной макромолекулы.

Источник

Водно-дисперсионные или водоэмульсионные краски?

А что лучше водоэмульсионная или водно-дисперсионная краска? Много расплывчатой информацией о преимуществах той или иной краски, но тем не менее яснее от этого не становится.

На самом деле же, водоэмульсионная или водно-дисперсионная краска в большинстве случаев это одно и то же. Вносят путаницу производители и всё это связано, скорей всего, с маркетингом или продажами, чтобы сделать название продукта привлекательным для покупателя.

Дисперсия это более широкое понятие, она может быть как твердой в жидком, например, мел или известь взболтанные в воде, и это то же водно-дисперсионная краска. Дисперсия это ещё и жидкое в жидком, в этом более узком случае краска водоэмульсионная, то есть одна жидкость диспергирована в другой. Для примера, это капли акриловой смолы с наполнителем и пигментом в воде.

А вот эти сами термины, что называется научный подход.

Дисперсной системой называется система, состоящая как минимум из двух компонентов, один из которых мелко раздробленный (дисперсная фаза) распределён («взвешен») в другом (дисперсной среде). Иногда дисперсные системы, называют взвесями, что является вполне применимым термином.

Суспензия – это дисперсная система, в которой дисперсной фазой является твёрдое вещество, а дисперсной средой – жидкость.

Все краски и эмали относятся к этой группе дисперсных систем (твёрдые пигменты и наполнители распределены в жидкой среде). К этой группе также относятся все воднодисперсионные материалы, все шпатлёвки и многие другие виды ЛКМ.

Эмульсия – это дисперсная система, в которой роль дисперсной фазы и дисперсной среды исполняют жидкости. Наиболее часто встречающейся в быту эмульсией являются молочные продукты: молоко, сметана, кефир и т. д.

Исходя из выше изложенного, получается, что понятие водоэмульсионные краски является весьма распространённым и, к сожалению, неграмотным, так как эти краски конечно не водоэмульсионные, а водосуспензионные или, в более широком смысле, воднодисперсионные, что мы и привыкли слышать.

А вот теперь, мы можем сказать, что такое воднодисперсионные краски. Кстати, термины это конечно же хорошо, но как это сказывается на свойствах краски, ведь это в первую очередь интересует потребителя, на этом мы остановимся ниже при анализе видов водно-дисперсионных красок.

Водно-дисперсионная краска, которую можно в большинстве случаев называть водоэмульсионной, включает следующие компоненты :

Преимущества водно-дисперсионных или водоэмульсионных красок

Водно-дисперсионные краски (водоэмульсионные или латексные) окончательно вытесняют, в плане применения при внутренней отделке, масляные краски. Хотя это до сих пор не произошло и токсичные, вонючие масляные краски до сих пор применяют.

Применяют водно-дисперсионные краски для покраски стен и потолков помещений, где нет повышенной влажности, то есть в спальнях, гостиных, кухнях, офисах.

Водостойкие водно-дисперсионные краски

В ассортименте крупных производителей есть воднодисперсионные краски для использования в условиях повышенной влажности, то есть водостойкие воднодисперсионные краски.

В водостойких красках в качестве связующего применяются акриловые сополимеры или по-другому акрилаты, латексы (бутадиен-стирол), поливинилацетатная дисперсия, причем чаще комбинации указанных веществ.

Виды водно-дисперсионных красок

В основном выделяют следующие виды водно-дисперсионных красок, хотя возможны и другие классификации, но в рамках статьи о водно-дисперсионных красках воспользуемся этой. Надо же как-то их классифицировать, хотя понятия налагаются друг на друга.

Минеральные водно-дисперсионные краски

Минеральные водно-дисперсионные краски изготавливают на основе извести или белого цемента. Эти краски хорошо переносят атмосферные воздействия, но плохо сухой и влажный износ.

Минеральную краску в основном применяют для окрашивания фасадов, стен и потолков в жилых, административных, коммерческих и производственных зданий.

Краски представляют собой сухие смеси из которых предстоит ещё с помощью воды сделать водно-дисперсионную краску, что называется в классическом исполнении согласно терминологии.

Рис. 1. Пример минеральной краски Основит Унивита СС90

Силикатные водно-дисперсионные краски

Силикатные краски содержат натриевое или калиевое жидкое стекло, благодаря чему она прочно связывается с минеральными основаниями, образуя более долговечные покрытия.

Вроде как, эти краски относятся также к минеральным краскам, но тем не менее, в рамках нашей классификации они вынесены в отдельную разновидность.

Силикатные водно-дисперсионные краски атмосферостойкие и служат аж до 30 лет после нанесения.

Силикатная краска предназначена для окрашивания декоративных штукатурных покрытий, а также бетона, цементно-песчаных, цементно-известковых и известковых штукатурок, как внутри, так и снаружи зданий.

Рис. 2. Пример силикатной краски CT 54

Поливинилацетатные водно-дисперсионные краски

Поливинилацетатные краски изготавливают на основе водной эмульсии клея ПВА. Поливинилацетатная краска нашла свое широкое применение в качестве связующего для потолочных и интерьерных материалов для сухих помещений.

Поливинилацетатные краски с добавлением полимера на акриловой основе, который играет роль связующего компонента, сделал поливинилацетатные краски более гибкими с точки зрения эксплуатационных свойств.

Рис. 3. Пример краски поливинилацетатной водно-дисперсионной Caparol Samtex 7 E.L.F.

Латексные водно-дисперсионные краски

С точки зрения химии, латексом называется только бутадиен-стирольный или каучуковый латекс.

Большинство производителей называют латексами все водные дисперсии полимеров, используемые в качестве связующих для воднодисперсионных материалов.

Если Вы обратили на рисунок 4, то там на банке краски поливинилацетатной водно-дисперсионной Caparol Samtex 7 E.L.F. также написано, что она латексная.

Бутадиен-стирольный латекс является более дорогим и износостойким и влагостойким связующим. Именно он с точки зрения химии и есть латекс, и именно его можно найти в природе (млечный сок).

Может применяться для широкого спектра материалов для внутренних работ, однако обладает низкой устойчивостью к УФ лучам, что делает его малопригодным для материалов для наружных работ.

Рис. 4. Пример латексной краски Аквакрас

Латексные краски применяются на разных поверхностях: структурированные обои, стены (бетон, штукатурка, кирпич, гипсокартон), потолки. Высыхают за 20-60 минут. Но их светостойкость ниже, чем у эмульсионных акриловых красок и ПВА.

Силиконовые водно-дисперсионные краски

Связующим в силиконовых водно-дисперсионных красках являются эмульгированные силиконовые смолы.

Здесь всё максимально : стойкость к воде, сухому и влажному истиранию, устойчивость к загрязнениям. Ну и цена максимальна, начинается от 150 рублей за килограмм.

Рис. 5. Пример фасадной силиконовой краски Акцент

Акриловые водно-дисперсионные краски

Акриловые краски лучший вариант воднодисперсионные красок для отделки наружных фасадов и в интерьере жилых помещений со всеми преимуществами этих красок.

Источник

Новые акриловые сополимеры для производства ЛКМ

Акриловые полимеры используют в различных отраслях промышленности, в частности в качестве пленкообразователей и загустителей при производстве лакокрасочной продукции. С момента их появления на лакокрасочном рынке состав и технологии синтеза акриловых полимеров постоянно совершенствуются в соответствии с современными требованиями и в настоящее время заменяют другие пленкообразователи, традиционно применяемые для производства ЛКМ. Акриловые сополимеры различного состава используют для получения экологически безопасных материалов.

Одной из крупнейших областей применения акриловых сополимеров, полученных полимеризацией в растворе, является производство органорастворимых ЛКМ. Кроме того, такие продукты используют для получения вторичных водоразбавляемых акриловых дисперсий и порошковых ЛКМ.

Когда органорастворимые термопластичные акриловые сополимеры начали применять для производства ЛКМ, на их основе получали материалы, высыхающие за счет физических процессов (испарения растворителей). Сейчас такие продукты применяют только в отдельных случаях. В настоящее время для получения высококачественных ЛКМ, как правило, используют органорастворимые сополимеры, образующее трехмерную структуру в процессе пленкообразования. При отверждении протекают главным образом реакция самосшивания метилолакриламидов и взаимодействие гидроксильных групп акрилового сополимера с аминными смолами или полиизоцианатами, содержащими свободные или блокированные изоцианатные группы.

Одним из основных путей снижения выделения летучих органических соединений (ЛОС) при нанесении ЛКМ является использование воды в качестве растворителя или диспергирующего агента. Существует лишь незначительное число пленкообразователей, растворимых в воде. Тем не менее, с помощью специальных преобразований практически все олигомеры можно перевести в водную фазу. Путем перевода акриловых полимеров в водную фазу получают вторичные акриловые дисперсии, называемые так потому, что их получение происходит в две стадии: полимеризации и получения водной дисперсии. Акриловые полимеры для вторичных дисперсий получают блочной, суспензионной полимеризацией или, чаще всего, полимеризацией в растворе.

Существуют два способа получения стабильных вторичных дисперсий:

Акриловые смолы, полученные полимеризацией в растворе и используемые для производства вторичных дисперсий, имеют значительно более низкую молекулярную массу, чем смолы, полученные эмульсионной полимеризацией. Это является преимуществом при пленкообразовании за счет химического взаимодействия.

Вторичные водные дисперсии акриловых смол образуют ровную однородную блестящую пленку. Они устойчивы при хранении и механических воздействиях, образуют химически и атмосферостойкие покрытия.

В результате отгонки растворителей из растворов акриловых смол получают твердые смолы, применяемые в производстве порошковых ЛКМ, полностью удовлетворяющих требованиям по ограничению выделения ЛОС при производстве и нанесении.

Наиболее важным для применения в лакокрасочной промышленности типом акриловых полимеров являются первичные дисперсии. Первичные дисперсии акриловых сополимеров получают методом эмульсионной полимеризации. Процесс получения достаточно прост и относительно недорог.

Наиболее широко в лакокрасочной отрасли используют акриловые сополимеры (чистые акрилаты) и сополимеры эфиров (мет)акриловой кислоты со стиролом (стиролакрилаты).

Первичные дисперсии сополимеров являются термодинамически неустойчивыми системами. Они достигают кинетической стабильности при введении защитных коллоидных систем или водорастворимых мономеров, таких как (мет)акриловая кислота, акриламид или метакриламид.

Акриловые сополимеры используют для получения акрилэфирных преполимеров или олигомеров. Они, как правило, более высокомолекулярные и имеют более широкое молекулярно-массовое распределение, чем стехиометрические акрилаты и не могут быть описаны с помощью простой структурной формулы, а также их нельзя отнести к определенному типу смол по химической структуре основной полимерной цепи. Применяются четыре основных типа стандартных акриловых сополимеров с функциональными группами: эпоксиакрилаты, простые и сложные полиэфиракрилаты, полиуретанакрилаты.

Разработан ряд ненасыщенных соединений, которые применяют в составе радиационно-отверждаемых ЛКМ. Для этих целей предпочтительно используют акриловые мономеры.

Раньше для получения УФ–отверждаемых смол использовали ненасыщенные полиэфиры в сочетании со стиролом в качестве активного разбавителя. И хотя многие характеристики покрытий проще обеспечить в случае использования других пленкообразователей, ненасыщенные полиэфиры в течение длительного времени занимали большую долю рынка благодаря низкой стоимости. Замена нежелательного стирола акрилатами приводит к значительному удорожанию продукта.

Применяется ряд мономеров и смол, содержащих виниловые функциональные группы, например сложные и простые виниловые эфиры, N–виниламиды и винилстирол, винилтолуол.

Из сложных виниловых эфиров наиболее часто использовали винилацетат, но из-за низкой температуры кипения и вспышки его больше не используют в производстве радиационно-отверждаемых ЛКМ. Разработаны новые сложные виниловые эфиры, но из-за низкой реакционной способности и ограниченной доступности сырья они не используются широко в производстве радиационно-отверждаемых ЛКМ.

N–винилпирролидон в течение многих лет был одним из наиболее часто используемых активных разбавителей, но из-за его токсичности, запаха и высокой стоимости его использование в настоящее время существенно сократилось. Теперь N–винилпирролидон заменяют N–винилкапролактамом.

Возможность применения различных акриловых мономеров для синтеза сополимеров создает основу для разработки ЛКМ с разнообразными свойствами. Введение в молекулу полимера мономеров с разными физическими и химическими свойствами в различных пропорциях позволяет создавать сополимеры, отличающиеся молекулярной массой и структурой.

Источник

Технические свойства акриловой водно-дисперсионной краски

Очень часто при строительстве или ремонте жилых домов используют акриловую водно-дисперсионную краску. Применяют её также при масштабных малярных работах на промышленных объектах. Это плёнкообразующее вещество защищает и украшает любую обработанную им поверхность.

Краска имеет водную основу и состоит из мельчайших частиц акрилатных смол, которые не слипаются благодаря высокотехнологичному диспергированию и входящим в состав стабилизаторам.

Преимущества акриловых полимерных дисперсий

Выбор этого современного материала является приоритетным для создания покрытий, имеющих не только декоративные, но и замечательные функциональные качества. Хорошая репутация этого продукта основывается на таких его качествах:

Область применения этой краски не ограничивается строительством и ремонтом. В лёгкой промышленности её используют для окрашивания текстильных материалов. Художники оформляют предметы декоративно-прикладного искусства и создают живописные полотна с её помощью.

Основные эксплуатационные параметры

Краска, содержащая акрилат, маркируется шифром — «АК».

Если все этапы процесса производства выполнены без технологических нарушений, в результате получается качественный продукт с такими свойствами:

Основные факторы, влияющие на выбор разновидности краски, зависят от условий дальнейшей эксплуатации покрытия.

Обычно ВДК продаются в концентрированном пастообразном виде и перед применением разводятся. Кроме воды, никакие другие растворители не применяются, так как химических компонентов органической природы в составе нет.

Часто этот материал продаётся в виде белой основы под колеровку простых или сложных, состоящих из нескольких оттенков цветов.

Самого высокого качества является краска чисто-белого цвета (чем более выражена белизна, тем лучше). Если пигмент добавлен сразу на производстве, это может свидетельствовать о недостатке в составе диоксида титана, что повлияет на снижение эластичности и износоустойчивости покрытия.

Показатели расхода на 1 м² составляют примерно до 300 мл.

Разновидности водно-дисперсионных красок

В настоящее время применяется 5 вариантов составов на основе различных связующих компонентов:

Методы нанесения

В ремонтно-строительных работах применяются несколько способов окрашивания поверхностей:

В состав акриловой дисперсионной краски входит вода, и это является основанием для следующих правил:

Обычно ВДК разбавляют водой без потери потребительских свойств до 5% от веса.

Акриловая ВДК для наружных работ

Если у вас запланированы малярные работы на свежем воздухе с использованием ВД-АК, дождитесь благоприятных погодных условий:

Приступая к работе, придерживайтесь такой последовательности:

Краска нетоксичная, но при высыхании трудно смывается, поэтому не забудьте надеть защитные очки и перчатки, а на лицо нанесите слой защитного крема.

Профессиональные секреты для внутренних работ

Внутренняя окраска жилых помещений имеет свои нюансы. Во время работы с ВДК сильно повышается влажность воздуха. Для создания безопасных и комфортных условий желательно установить принудительную вентиляцию. При этом лакокрасочный материал быстрее и качественнее просохнет.

Чтобы покрытие выглядело идеально, воспользуйтесь следующими рекомендациями:

Воднодисперсная краска и фактурные валики с трафаретами помогут создать стильные и яркие элементы интерьера.

Приобретение и хранение покрытия

В интернете на различных промышленных и строительных порталах можно найти массу предложений по реализации акриловой ВДК.

Серьёзные фирмы всегда дают гарантию на качество любого лакокрасочного покрытия, обеспечивают ему надёжные условия хранения, и с доставкой товара у них обычно не возникает никаких трудностей.

Наличие воды в компонентах краски создаёт некоторые ограничения на способы хранения и транспортировки.

Ёмкости для этих целей должны быть изготовлены из устойчивых к коррозии материалов — нержавеющих или полимерных.

Нельзя хранить ВДК при минусовых температурах. Допустимый предел замораживания не более 5 раз. Разрешается перевозка в течение одного месяца при температуре −20 °С, если это можно проконтролировать. Это единственный незначительный минус для потребителя.

Новые технологии производства акриловых водных дисперсий позволяют использовать их уникальные свойства для покрытия практически любых материалов и конструкций, повышая их устойчивость к возгоранию и коррозии.

Они не уступают по качеству окрашивания деревянных поверхностей пентафталевым краскам, при этом очень быстро сохнут и не имеют токсичных испарений с неприятным запахом.

Это стимулирует покупателей выбирать ВД-АК и забывать о пылящихся на прилавках привычных эмалях и лаках.

Источник

1.1. Водные дисперсии полимеров

Дисперсии полимеров термодинамически неустойчивы. Полимерные частицы имеют тенденцию к минимизации внутренней площади поверхности путем агломерации, коагуляции или оседания. Для предотвращения этих явлений используют разные стабилизаторы, но несмотря на это различные внешние воздействия (встряхивание, сильное перемешивание и т.п.) могут дестабилизировать дисперсии, что приводит к их коагуляции.

Наибольший интерес для лакокрасочной промышленности представляют первичные дисперсии, получаемые методом эмульсионной полимеризации.

Другие водные дисперсии, например сополимеров стирола с бутадиеном и полиуретанов, практически не используют в рецептурах широко применяемых ВД-ЛКМ. Причиной этого являются низкая атмосфере-стойкость и сильное пожелтение покрытий на основе стиролбутадиено-вых сополимеров и высокая стоимость вторичных полиуретановых дисперсий.

Источник