Введение к работе
з
Актуальность работы. В последние годы одним из приоритетных направлений в лакокрасочной промышленности стало производство порошковых красок, которые широко используются для окрашивания различных изделий из металла. Формирование покрытий (Пк) из таких красок осуществляется при достаточно высоких температурах - 160-200 С. Вместе с тем, в связи с растущими требованиями по защите окружающей среды, энергосбережениям, а также необходимостью окрашивания порошковыми красками изделий из древесины, ДВП, ДСП, пластмасс и других нетермостойких материалов, возникла потребность создания новых порошковых систем низкотемпературного отверждения.
При разработке порошковых красок нового поколения, температура отверждения которых не превышала бы 120-130 С, а иногда 100-110 С, исследователи сталкиваются с проблемой поиска компромиссного решения между рядом весьма противоречивых требований к таким краскам. Так, наряду со способностью порошковой композиции плавиться и отверждаться при пониженных температурах (100-120 С) и вязкости расплава (5-30 Па с) за короткий промежуток времени (до 1 мин), она должна быть термически стабильной при экструдировании при 80-90 С, а также достаточно стабильной при хранении.
Одной из наиболее перспективных в свете указанных противоречивых требований является технология УФ-отверждения, когда порошковая композиция плавится, растекается и отверждается в достаточно узком температурном диапазоне - от 90-100 до 110-120 С. При этом термическая энергия расходуется только на расплавление порошка, а отверждение происходит при фотохимическом воздействии.
Существующие проблемы УФ-технологии, в том числе связанные с недостаточным комплексом свойств получаемых Пк, требуют модификации исходных пленкообразователей, в качестве которых чаще всего используются твердые ненасыщенные олигоэфиры. Химическая модификация олиго-эфиров, направленная на изменение состава и строения основной цепи их макромолекул, позволяет целенаправленно изменять свойства как порошковых композиций УФ-отверждения, так и Пк на их основе и, следовательно, получать порошковые краски с оптимальными свойствами.
Цель работы. Синтез и исследование строения твердых ненасыщенных олигоэфиров для порошковых композиций УФ-отверждения. Изучение их УФ-отверждения, а также свойств получаемых Пк в зависимости от состава и строения олигоэфиров.
Научная новизна. Разработаны рецептуры и синтезированы ненасыщенные олигоэфирные пленкообразователи для порошковых композиций УФ-отверждения.
На основании изучения строения "модельных" олигоэфиров из тереф-талевой, изофталевой, адшшновой кислот, малеинового ангидрида и неопен-тилгликоля, взятых в различном мольном соотношении, с помощью ЯМР- Н спектроскопии и химических методов разработана методика ЯМР-анализа
состава и строения твердых ненасыщенных олигоэфиров для порошковых красок УФ-отверждения.
Выявлены оптимальные условия синтеза олигоэфиров требуемого состава и строения. Исследованы закономерности УФ-отверждения и свойства получаемых Пк в зависимости от состава и микроструктуры основной цепи олигоэфиров.
Практическая значимость. В результате проведенной работы синтезированы твердые ненасыщенные олигоэфиры для порошковых композиций, отверждаемых УФ-излучением при температуре 100-120 С в течение 1-4 секунд с образованием качественных Пк. Создание подобных композиций позволяет существенно расширить диапазон использования порошковых систем и применять их для окрашивания древесины, изделий из ДВП, ДСП, различных видов пластмасс, массивных металлических конструкций и т. д.
Порошковые композиции УФ-огверждения прошли успешное испытание на опытно-промышленной установке TRIAB.
Полученные данные по исследованию методом ЯМР^Н состава и строения ненасыщенных олигоэфиров могут быть использованы в дальнейшем при разработке и создании новых пленкообразующих.
Апробация работы и публикации. Материалы диссертации докладывались на Зеи Междун. конф. "Лакокрасочные материалы 21 века", Москва, 1999; 2ой Научн.-техн. конф. аспирантов СПбГТИ памяти Сычева М.М., С.Петербург, 1999; Зей Научн-техн. конф. аспирантов памяти Кукушкина Ю.Н., С.-Петербург, 2000; Всероссийской Научн.-техн. конф. "Аэрокосмическая техника и высокие технологии - 2000", Пермь, 2000. По материалам конференций опубликованы тезисы 4-х докладов.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 3-х разделов, выводов и списка литературы. Работа изложена на 198 страницах машинописного текста, содержит 32 таблицы, 43 рисунка и 176 ссылок на литературу.