Вихідні продукти
Для виробництва хлоркаучуку, природні або синтетичні смоли. Такі, як
поліетилен, поліпропілен і полиизопрен, розкладають на з'єднання з низькою молекулярною масою шляхом дроблення або вальцювання, окисною деструкцією
з наступним розчиненням в четыреххлористом вуглеці. Зазвичай вміст
хлору становить 64-68 %мас. У розчин вводиться газоподібний хлор, який
вступає в реакцію з сировинними матеріалами і утворює хлоркаучук. Потім розчин
змішують з киплячою водою. В результаті хлоркаучук осідає, а розчинник
випаровується. Хлоркаучук відокремлюють від води, промивають, висушують і подрібнюють
до утворення білого порошку, який є товарним продуктом. Після видалення води, хлору, соляної кислоти та інших домішок розчинник використовується
повторно.
Оскільки чотирихлористий вуглець несприятливо впливає на озоновий
шар Землі, викиди цієї речовини на сучасних заводах майже дорівнюють нулю. Зміст чотирихлористого вуглецю в хлоркаучуке,
становить менше 10 промилей. Зміст чотирихлористого вуглецю в
хлоркаучуке, одержуваному на старих підприємствах або на підприємствах, які керуються застарілими стандартами, доходить до 10 %. Даний продукт і продукти, вироблені з її використанням, повинні бути марковані у відповідності
з правилами, прийнятими в різних країнах.
Нещодавно був розроблений метод отримання хлоркаучуку з використанням води.
Однак при цьому способі виробництва зміст чотирихлористого вуглецю в
хлоркаучуке має високі значення від 100 до 500 промилей.
Властивості.
Висока ступінь хлорування істотно змінює властивості вихідних полімерів. Виходить твердий, білий гранульований порошок з наступними властивостями: висока стійкість до окислючий речовин (наприклад, озону
або пероксиду водню), води, неорганічних солей, кислот, лугів і газоподібним
продуктів; хороша розчинність майже у всіх традиційних розчинниках, за
винятком води, аліфатичних вуглеводнів і спиртів; хороша сумісність з широким діапазоном смол і пластифікаторів; низька займистість,
бактеріологічна та фунгіцидна стійкість; здатність до пигментированию
майже всіма неорганічними пігментами і наповнювачами, а також з багатьма
органічними пігментами.
Недоліками чистого хлоркаучуку в силу високого вмісту хлору в його складі є: низька термостійкість (60 °С — у вологому стані, 90 °С у сухому),
викликана залишками соляної кислоти. Хлоркаучук також має властивість жовтіти
під впливом атмосферних явищ.
Фарби на основі хлоркаучуку
Хлоркаучук і пов'язані з ним хлоровані полімери утворюють покривні пленкии, в результаті процесу фізичної сушіння. До складу плівок необхідно додавати
пластифікатори або смоли, так як в противному випадку вони будуть крихкими.
Склад. Плівкоутворювальна речовина складається приблизно на 65 % з хлоркаучуку
(зазвичай низковязкого типу) і приблизно на 35 % з пластифікатора. При необхідності
можуть бути додані особливі негидролизуемые пластифікатори, такі як бисфеноксизтилформал або модифіковані смолами фенилалкилсульфонаты. Ці сполуки забезпечують "негидролизуемость"
плівкоутворювальної речовини (стійкість до води, кислот і лугів), яка
не виникає, якщо використовуються такі пластифікатори, як гидролизуемый фталат
або адипінат. У якості "наповнювачів" часто додають негидролизуемые смоли,
наприклад: кумароново-инденовые смоли або інші вуглеводневі полімери.
Свинцевий сурик є найкращим пігментом для шару грунтовки,
наноситься на сталеві поверхні і проявляє високу ефективність у
складі хлоркаучукових покриттів. З причин, пов'язаних із захистом навколишнього
середовища і здоров'я персоналу, використання сполук на основі токсичного свинцю
поступово знижується. Замість нього використовують фосфат цинку, хоча його антикорозійні властивості нижче. Звичайні металеві пігменти (наприклад, порошок
свинцю, цинку і алюмінієва бронза) дають покриття з низької дифузійної здатністю, що володіють хорошими механічними властивостями. При використанні
алюмінієвої бронзи і цинкового порошку необхідна стабілізація фарби для
того, щоб запобігти гелеутворення. Оксид заліза, оксид хрому і оксид
титану в якості пігментів зазвичай використовуються для виготовлення декоративних матеріалів і верхніх шарів покриттів. Для цих цілей придатні оксид цинк, свинцеві білила і литопои.
У якості наповнювачів може використовуватися всі інертні мінерали. Наповнювачі, що містять карбонати, можна використовувати тільки в тих випадках, якщо
до покриття не висуваються суворі вимоги по стійкості до впливу
води та хімічних речовин.
Вибір розчинника практично необмежений. Зазвичай рекомендують використовувати ксилол або інші алкилбензолы. Суміші складних ефірів і уайт-спіриту
є менш токсичними і їх можна використовувати для того, щоб уникнути
необхідності наносити на вироби спеціальну попереджувальну маркування.
Гидрогенизированиое і модифіковане рицинову олію використовують в
якості добавки для коригування в'язкості і полегшення нанесення покриття
пензлем або пульверизатором (стиснутим повітрям або безповітряним способом). У цих
випадках можна досягти товщини шару 2100 мкм .
Виготовлення.
Хлоркаучуковые фарби отримують звичайними способами. Спочатку
розчиняють у розчиннику пластифікатори, смоли (модифікатори) і в деяких
випадках частина хлоркаучуку. На цій стадії процесу переважно використання
висококиплячих розчинників. Потім додають гідрогенізована касторова
олія і отриману суміш диспергируют в днссольвере. Щоб домогтися оптимального взаємодії, необхідно діяти відповідно до інструкції
постачальників касторової олії: температура суміші не повинна перевищувати 60 °С. За
диспергуванням йдуть процеси утворення пасти з пігментів і наповнювачів шляхом перетирання. Як диспергируюшего обладнання використовуються
традиційні апарати, включаючи диссольверы. При цьому слід уникати використання сталевих куль в якості подрібнюючих тіл, оскільки при тривалому
зберіганні готова красна може желатинироваться з-за потрапила в неї залізної
пилу. Потім абразивну пасту змішують з окремо приготовленим розчином
хлоркаучуку.
Способи нанесення.
Хлоркаучуковые фарби можна наносити за допомогою
будь-якого обладнання, звичайного для даних цілей. При цьому нанесення фарб слід здійснювати за допомогою обладнання, рекомендованого виробниками
(постачальниками) фарб.
Застосування. Завдяки тому що хлоркаучуковые фарби володіють високою
водостійкістю, вони використовуються для нанесення на підводні сталеві і бетонні конструкції, зокрема: ємкості для зберігання води, басейни, системи
каналізації, портові конструкції і доки. Хімічна інертність фарб дозволяє застосовувати їх для покриття суден, цистерн і окремих частин конструкцій,
використовуються у шахтах, на хімічних підприємствах і т. п. — там, де використовуються водні розчини неорганічних хімічних сполук. Для виготовлення покриттів для бетону застосування хлоркаучуку як пленкообразующею речовини
виправдано. Так як поверхня бетону володіє лужними властивостями.
Основною областю застосування хлоркаучукових фарб є покриття
для підводної частини кораблів (див. розділ 11.4). Хлоркаучуковые фарби володіють властивостями які роблять їх найбільш придатними для застосування в даній області: висока водостійкість, швидке висихання (яке не залежить від зовнішньої температури на верфі), хороші адгезійні властивості кожного шару і можливість легко відновлювати ремонтоспособность покриття старого шару.
Модифіковані хлоркаучуковые фарби
Склад. Модифіковані хлоркаучуковые фарби містять додаткові смоли в якості битумам речовини, які визначають властивості кінцевого продукту. Хлоркаучук додають до лаком, акриловим смолам або для поліпшення таких властивостей, як час сушіння, водостійкість або стійкість до дії. Використання хлоркаучуку в цій якості складає лише невелику частину від загального обсягу його споживання.
Зміст хлоркаучуку в плівкоутворюючих речовинах варіюється від 10 до
50 % у залежності від області застосування; решта припадає на пластифікатори, алкідні смоли та/або акрилові смоли.
У поєднанні з бітумними смолами зміст хлоркаучуку варіюється в пропорції від 1:10 до 1021. Співвідношення залежить від того, яка при цьому переслідується
мета: підвищення якості покриття на бітумній основі без істотної зміни вартості продукту або зниження вартості хлоркаучукового покриття. При
модифікації поліпшується адгезія, але при цьому покриття набуває більш темний
відтінок через додавання чорного бітуму.
Виробництво модифікованих хлоркаучукових фарб подібно виробництва звичайних хлоркаучукових ЛКМ (див. розділ 2.3.2).
З'єднання хлоркаучук-алкідні смоли.
У цих з'єднаннях частка хлоркаучуку
в плівкоутворювальній речовині становить 25-50 %. Хлоркаучук використовується для
збільшення швидкості сушіння і підвищення стійкість до хімічного впливу
кислотних або лужних сполук. Такі фарби використовуються для захисту від
корозії сталевих, оцинкованих і алюмінієвих поверхонь, що знаходяться в
умовах атмосфери промислових підприємств або в морській середовищі; для виготовлення фарб промислового призначення, отверждаются методами повітряної
або гарячого сушіння (наприклад для сільськогосподарських машин); у фарбах, призначених для розмітки доріг.
З'єднання хлоркаучук-акрилові смоли.
В таких сполуках використовуються
акрилові смоли, высушиваемые фізичним способом. Швидкість сушіння таких сполук така ж, як і у звичайних хлоркаучукових фарб (див. розділ 2.3.2). Вони
володіють покращеною плинністю (особливо в тих випадках, коли їх наносять методом
наливу), більш високою стійкістю до атмосферних впливів (руйнування
плівки лакофарбового покриття і пожовтіння), а також хорошими механічними
властивостями (адгезія і деформованість). З'єднання хлоркаучук-акрилові смоли
використовуються для виготовлення покриттів, призначених для надбудов морських
судів, грунтовок, що наносяться на оцинковані поверхні.
З'єднання з бітумними речовинами Хлоркаучук можна комбінувати з бітумом і гудронами, але їх сумісність повинна бути попередньо перевірена.
Додавання хлоркаучуку зменшує термопластичность, прискорює сушіння і запобігає розтріскування верхнього шару покриття під впливом атмосферних
явищ і при цьому не погіршує адгезію, водостійкість і стійкість до хімічного
впливу бітумних компонентів.
Бітумні покриття модифіковані хлоркаучуком, застосовуються для фарбування силосних веж, дубильних ям, резервуарів для питної води та підводних
частин суден. Бітумні речовини для покриттів поставляються у вигляді спеціальних
продуктів, які не містять канцерогенних речовин.
