Najlepsza odpowiedź
Najprostszym rozwiązaniem dla farby jest wybielanie. Po wyschnięciu rozprowadzony na powierzchni biały lakier to nic innego jak biały pigment (węglan wapnia) rozprowadzony na powierzchni. Zdobi i do pewnego stopnia zabezpiecza powierzchnię, ale ściera się. Dlatego większość farb zawiera drugi bardzo ważny składnik, substancję błonotwórczą lub środek wiążący, czyli żywicę lub polimer, który wiąże cząsteczki pigmentu i utrzymuje je na powierzchni. Farba bez pigmentu nazywana jest lakierem.
Trudno jest nakładać powłoki, które nie są płynne. Tak więc polimer w puszce z farbą rozpuszcza się w rozpuszczalniku z pigmentem zmieszanym w postaci zawiesiny. Farba rozprowadzona na ścianie wysycha przez odparowanie rozpuszczalnika lub w niektórych przypadkach w wyniku reakcji chemicznej polimeru z wilgocią i tlenem z powietrza.
Farba = Pigment + Lakier :
Pigment = Kolorowy pigment + Wypełniacze
Lakier = Forma folii + Płyn + Dodatki
Forma folii = Polimer (lub składniki reaktywne) + Plastyfikator
Ciecz = Rozpuszczalnik + Rozcieńczalnik
Dodatki = Zagęszczacz + Środek poprawiający płynność + Środek matujący + Katalizator + Przyspieszacz + Inhibitor + Środki zwilżające + Barwniki
Wiele różnych klas polimerów może działać jako błonka lub spoiwo w puszce z farbą. Oto zestawienie stosowanych polimerów.
Przykładowe materiały błonotwórcze / polimery:
- Poliuretany
- Polimery akrylowe Np. Poli-metakrylan izobutylu.
- Lakiery nitrocelulozowe
- Farby lateksowe
- Żywice alkidowe
- Żywice akrylowo-azotowe
- Żywice epoksydowe
- Poliestry
Odpowiedź
Aby łatwiej zrozumieć temat, konieczne jest zapoznanie się z historią i niektórymi reakcjami chemicznymi, aby zrozumieć i doceń zawiłości tego tematu. Jeśli jednak chcesz zobaczyć tylko krótką odpowiedź na pytanie, przeczytaj ostatni akapit. : D
Termoplastyczne żywice akrylowe zostały opracowane przy użyciu Metakrylan metylu i inne estry akrylowe około 75 lat temu.
Farby wykonane wówczas przy użyciu spoiwa akrylowego wysuszone przez odparowanie obecnych w nich rozpuszczalników. Chociaż te farby miały dobre właściwości schnięcia, nie żółkną i są odporne na warunki atmosferyczne, mają słabą przyczepność do metali, nie są wystarczająco twarde i mogą wytwarzać farby o bardzo niskiej zawartości części stałych. Spowodowało to nałożenie większej liczby warstw tych farb, podobnych do lakierów NC.
Potem przyszedł czas na żywice akrylowe produkowane z Metakrylamid. Są to żywice rozpuszczalne w wodzie i możliwe jest ich sieciowanie za pomocą formaldehydu. Poniżej zilustrowano podstawowe etapy opracowywania polimetyloakryloamidu i późniejsze modyfikacje związane z ich sieciowaniem. Należy jednak pamiętać, że reakcje, stosowane katalizatory i inne parametry, w tym produkty końcowe, mogą być szerokie i zróżnicowane.
Pierwszy krok przedstawiony poniżej to etap kondensacji aldolowej. Na tym etapie formaldehyd kondensuje z grupą aminową metakryloamidu i tworzy alkohol. Ponieważ jest to kondensacja aldehydu w celu utworzenia alkoholu, nazywa się to kondensacją aldoli.
Drugi krok pokazany poniżej to reakcja sieciowania, w której dwie z Kondensat polimetyloakryloamidu (kondensat polimetakryloamidu) reaguje i traci cząsteczkę wody, prowadząc do sieciowania dwóch łańcuchów polimeru. W tym procesie powstaje sieciowanie.
Usieciowane kondensaty poli-metakryloamidu nazywane są również Methylol Ethers ze względu na ich połączenia eterowe. (Zobacz czerwoną gwiazdę na ostatnim etapie). Nawet w temperaturze pokojowej reagowały ze sobą i były niestabilne. Te etery metylolowe zostały więc eteryfikowane alkoholami takimi jak Butanol , aby nadać im stabilność. Cały proces został następnie odpowiednio zmodyfikowany zamiast ścieżki kondensacji aldolu.
Żywice akrylowe z alkoksymetyloakryloamidami jako elementami budulcowymi były pierwszą generacją usieciowanych żywic akrylowych opracowanych do zastosowań malarskich. Zamiast tworzyć złożone monomery z butanolem, akryloamidem lub metakryloamidem, poddano je reakcji z półformalnym butanolu lub innymi monomerami i otrzymaną żywicą akrylową.Poli metakryloamidy mogą także same się sieciować, tworząc inną grupę żywic akrylowych.
Tworzyły doskonałe powłoki i nadawały się do powlekania powierzchni metalowych o bardzo dobrej przyczepności, odporności na korozję i odporności na warunki atmosferyczne. Powłoki charakteryzowały się doskonałą odpornością na zarysowania i nie żółkły podczas starzenia w białych lub pastelowych odcieniach. To były pierwsze zalety stosowania usieciowanych żywic akrylowych.
Później Kwas metakrylowy i Kwas metakrylowy metylu były również dostępne na rynku w ilościach hurtowych. Technologie opracowane w tym kierunku doprowadziły do opracowania żywic akrylowych z hydroksylowymi grupami funkcyjnymi. Zamiast stosowania ścieżki kondensacji aldoli, żywice akrylowe z hydroksylowymi grupami funkcyjnymi połączono z różnymi typami Aminy , aby wyprodukować nową gamę żywic akrylowych usieciowanych.
Pierwszym krokiem do wytworzenia żywic akrylowych z hydroksylowymi grupami funkcyjnymi była reakcja metakrylu metylu Kwas lub kwas metakrylowy z tlenkiem etylenu. Otrzymany produkt to produkt kondensacji kwasu metakrylowego z tlenkiem etylenu o nazwie jako metakrylan hydroksyetylu zwany również HEMA. Poniższy rysunek przedstawia reakcje i produkty końcowe.
Jeszcze raz pamiętaj, że powyższe informacje mają na celu jedynie ułatwienie zrozumienia. Reakcje są znacznie bardziej złożone, a różnorodność reagentów, katalizatorów procesu, parametrów fizycznych może być bardzo zróżnicowana ze względu na permutacje i kombinacje poszczególnych parametrów fizycznych i warunków reakcji oraz różnych stosowanych składników chemicznych.
Są to nowoczesne żywice akrylowe, które są usieciowane z niezliczonymi składnikami i procesami reakcji. Możliwe są również inne możliwości mieszania z żywicami alkidowymi lub innymi żywicami, a każdy producent farb może dysponować różnymi opatentowanymi sieciowanymi żywicami akrylowymi i procesami.
Pytanie brzmi, jak sieciowanie wpływa na farbę receptury, ich zastosowanie i właściwości. Dzięki szerokiej gamie żywic akrylowych dostępnych do zastosowań powłokowych, oprócz różnych wysoce technicznych i produkcyjnych parametrów, których nie można tutaj uwzględnić, można łatwo zidentyfikować następujące plusy.