Покрытия на основе хлоркаучука

Исходные продукты

Для производства хлоркаучука, природные или синтетические смолы. Такие, как
полиэтилен, полипропилен и полиизопрен, разлагают на соединения с низкой молекулярной массой путем дробления или вальцевания, окислительной деструкцией
с последующим растворением в четыреххлористом углероде. Обычно содержание
хлора составляет 64—68 %масс. В раствор вводится газообразный хлор, который
вступает в реакцию с сырьевыми материалами и образует хлоркаучук. Затем раствор
смешивают с кипящей водой. В результате хлоркаучук осаждается, а растворитель
испаряется. Хлоркаучук отделяют от воды, промывают, высушивают и измельчают
до образования белого порошка, который является товарным продуктом. После удаления воды, хлора, соляной кислоты и других примесей растворитель используется
повторно.

Поскольку четыреххлористый углерод неблагоприятно воздействует на озоновый
слой Земли, выбросы этого вещества на современных заводах почти равны нулю. Содержание четыреххлористого углерода в хлоркаучуке,
составляет менее 10 промилей. Содержание четыреххлористого углерода в
хлоркаучуке, получаемом на старых предприятиях или на предприятиях, руководствующихся устаревшими стандартами, доходит до 10 %. Данный продукт и продукты, производимые с его использованием, должны быть маркированы в соответствии
с правилами, принятыми в разных странах.

Недавно был разработан метод получения хлоркаучука с использованием воды.
Однако при этом способе производства содержание четыреххлористого углерода в
хлоркаучуке имеет высокие значения от 100 до 500 промилей.

Свойства.

Высокая степень хлорирования существенно меняет свойства исходных полимеров. Получается твердый, гранулированный белый порошок со следующими свойствами: высокая устойчивость к окисляющим веществам (например, озону
или пероксиду), воде, неорганическим солям, кислотам, щелочам и газообразным
продуктам; хорошая растворимость почти во всех традиционных растворителях, за
исключением воды, алифатических углеводородах и спиртов; хорошая совместимость с широким диапазоном смол и пластификаторов; низкая воспламеняемость,
бактериологическая и фунгицидная устойчивость; способность к пигментированию
почти всеми неорганическими пигментами и наполнителями, а также со многими
органическими пигментами.

Недостатками чистого хлоркаучука в силу высокого содержания хлора в его составе является: низкая термостойкость (60 °С — во влажном состоянии, 90 °С — в сухом),
вызванная остатками соляной кислоты. Хлоркаучук также имеет свойство желтеть
под воздействием атмосферных явлений.

Краски на основе хлоркаучука

Хлоркаучук и связанные с ним хлорированные полимеры образуют покровные пленкии, в результате процесса физической сушки. В состав пленок необходимо добавлять
пластификаторы или смолы, так как в противном случае они будут хрупкими.
Состав. Пленкообразующее вещество состоит примерно на 65 % из хлоркаучука
(обычно низковязкого типа) и примерно на 35 % из пластификатора. При необходимости
могут быть добавлены особые негидролизуемые пластификаторы, такие как бисфеноксизтилформал или модифицированные смолами фенилалкилсульфонаты. Эти соединения обеспечивают ‹негидролизуемость›
пленкообразующего вещества (устойчивость к воде, кислотам и щелочам), которая
не возникает, если используются такие пластификаторы, как гидролизуемый фталат
или адипинат. В качестве «наполнителей› часто добавляют негидролизуемые смолы,
например: кумароново-инденовые смолы или другие углеводородные полимеры.
Свинцовый сурик является самым лучшим пигментом для грунтовочного слоя,
наносимого на стальные поверхности и проявляет высочайшую эффективность в
составе хлоркаучуковых покрытий. По причинам, связанным с защитой окружающей
среды и здоровья персонала, использование соединений на основе токсичного свинца
постепенно снижается. Вместо него используют фосфат цинка, хотя его антикоррозионные свойства ниже. Обычные металлические пигменты (например, порошок
свинца, цинка и алюминиевая бронза) дают покрытия с низкой диффузионной способностью, обладающие хорошими механическими свойствами. При использовании
алюминиевой бронзы и цинкового порошка необходима стабилизация краски для
того, чтобы предотвратить гелеобразование. Оксид железа, оксид хрома и оксид
титана в качестве пигментов обычно используются для изготовления декоративных материалов и верхних слоев покрытий. Для этих целей пригодны оксид цинк, свинцовые,белила и литопои.

В качестве наполнителей могут использоваться все инертные минералы. Наполнители, содержащие карбонаты, можно использовать только в тех случаях, если
к покрытию не предъявляются строгие требования по устойчивости к воздействию
воды и химических веществ.

Выбор растворителя практически неограничен. Обычно рекомендуют использовать ксилол или другие алкилбензолы. Смеси сложных эфиров и уайт-спирита
являются менее токсичными и их можно использовать для того, чтобы избежать
необходимости наносить на изделия специальную предупреждающую маркировку.

Гидрогенизированиое и модифицированное касторовое масло используют в
качестве добавки для корректирования вязкости и облегчения нанесения покрытия
кистью или пульверизатором (сжатым воздухом или безвоздушным способом). В этих
случаях можно добиться толщины слоя 2100 мкм .

Изготовление.

Хлоркаучуковые краски получают обычными способами. Сначала
в растворителе растворяют пластификаторы, смолы (модификаторы) и в некоторых
случаях часть хлоркаучука. На этой стадии процесса предпочтительно использование
высококипящих растворителей. Затем добавляют гидрогенизированное касторовое
масло и полученную смесь диспергируют в днссольвере. Чтобы добиться оптимального взаимодействия, необходимо действовать в соответствии инструкцией
поставщиков касторового масла: температура смеси не должна превышать 60 °С. За
диспергированием следуют процессы образования пасты из пигментов и наполнителей путем перетира. В качестве диспергируюшего оборудования используются
традиционные аппараты, включая диссольверы. При этом следует избегать использования стальных шаров в качестве измельчающих тел, поскольку при длительном
хранении готовая красна может желатинироваться из-за попавшей в нее железной
пыли. Затем абразивную пасту смешивают с отдельно приготовленным раствором
хлоркаучука.

Способы нанесения.

Хлоркаучуковые краски можно наносить при помощи
любого оборудования, обычного для данных целей. При этом нанесение красок необходимо осуществлять с помощью оборудования, рекомендованного изготовителями
(поставщиками) красок.

Применение. Благодаря тому что хлоркаучуковые краски обладают высокой
водостойкостью, они используются для нанесения на подводные стальные и бетонные конструкции, в частности: емкости для хранения воды, бассейны, системы
канализации, портовые конструкции и доки. Химическая инертность красок позволяет применять их для покрытия судов, цистерн и отдельных частей конструкций,
используемых в шахтах, на химических предприятиях и т. п. — там, где используются водные растворы неорганических химических соединений. Для изготовления покрытий для бетона применение хлоркаучука в качестве пленкообразующею вещества
оправдано. Так как поверхность бетона обладает щелочными свойствами.
Основной областью применения хлоркаучуковых красок являются покрытия
для подводной части кораблей (см. раздел 11.4). Хлоркаучуковые краски обладают свойствами которые, делают их наиболее подходящими для применения в данной области: высокая водостойкость, быстрое высыхание (которое не зависит от внешней температуры на верфи), хорошие адгезионные свойства каждого слоя и возможность легко восстанавливать ремонтоспособность покрытия старого слоя.

Модифицированные хлоркаучуковые краски

Состав. Модифицированные хлоркаучуковые краски содержат дополнительные смолы в качества битумам вещества, которые определяют свойства конечного продукта. Хлоркаучук добавляют к алкидным, акриловым смолам или для улучшения таких свойств, как время сушки, водостойкость или стойкость к воздействию. Использование хлоркаучука в этом качестве составляет лишь небольшую часть от общего объема его потребления.

Содержание хлоркаучука в пленкообразующих веществах варьируется от 10 до
50 % в зависимости от области применения; оставшаяся часть приходится на пластификаторы, алкидные смолы и/или акриловые смолы.

В сочетании с битумными смолами содержание хлоркаучука варьируется в пропорциях от 1:10 до 1021. Соотношение зависит от того, какая при этом преследуется
цель: повышение качества покрытия на битумной основе без существенного изменения стоимости продукта, либо снижение стоимости хлоркаучукового покрытия. При
модификации улучшается адгезия, но при этом покрытие приобретает более темный
оттенок из-за добавления черного битума.

Производство модифицированных хлоркаучуковых красок подобно производству обычных хлоркаучуковых ЛКМ (см. раздел 2.3.2).

Соединения хлоркаучук-алкидные смолы.

В этих соединениях доля хлоркаучука
в пленкообразующем веществе составляет 25—50 %. Хлоркаучук используется для
увеличения скорости сушки и повышения стойкость к химическому воздействию
кислотных или щелочных соединений. Такие краски используются для защиты от
коррозии стальных, оцинкованных и алюминиевых поверхностей, находящихся в
условиях атмосферы промышленных предприятий или в морской среде; для изготовления красок промышленного назначения, отверждаемых методами воздушной
или горячей сушки (например для сельскохозяйственных машин); в красках, предназначенных для разметки дорог.

Соединения хлоркаучук-акриловые смолы.

В таких соединениях используются
акриловые смолы, высушиваемые физическим способом. Скорость сушки таких соединений такая же, как и у обычных хлоркаучуковых красок (см. раздел 2.3.2). Они
обладают улучшенной текучестью (особенно в тех случаях, когда их наносят методом
налива), более высокой устойчивостью к атмосферным воздействиям (разрушение
пленки лакокрасочного покрытия и пожелтение), а также хорошими механическими
свойствами (адгезия и деформируемость). Соединения хлоркаучук-акриловые смолы
используются для изготовления покрытий, предназначенных для надстроек морских
судов, грунтовок, наносимых на оцинкованные поверхности.

Соединения с битумными веществами Хлоркаучук можно комбинировать с битумом и гудронами, но их совместимость должна быть предварительно проверена.
Добавление хлоркаучука уменьшает термопластичность, ускоряет сушку и предотвращает растрескивание верхнего слоя покрытия под воздействием атмосферных
явлений и при этом не ухудшает адгезию, водостойкость и стойкость к химическому
воздействию битумных компонентов.

Битумные покрытия модифицированные хлоркаучуком, применяются для окраски силосных башен, дубильных ям, резервуаров для питьевой воды и подводных
частей судов. Битумные вещества для покрытий поставляются в виде специальных
продуктов которые не содержат канцерогенных веществ.