Okna-zdes48.ru

Лучшие окна здесь
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Стирол акриловая дисперсия для грунтовки

Водная стиролакриловая дисперсия и способ ее получения

Владельцы патента RU 2568440:

Изобретение относится к водной стиролакриловой дисперсии, применяемой для производства лакокрасочных материалов, клеев, изготовления строительных смесей, в частности, в качестве связующего компонента для гидроизоляционных и тонкослойных энергосберегающих и теплоизоляционных покрытий. Водную стиролакриловую дисперсию получают из смеси мономеров: стирола, бутилакрилата, акриловой кислоты, глицидилметакрилата и 2-гидроксиэтилметакрилата в присутствии эмульгатора — синтанола ДС-10, инициатора — персульфата аммония, дистиллированной воды при следующем соотношении компонентов, мас.ч: стирол 19,56-20,49, бутилакрилат 16,27-17,05, акриловая кислота 0,40-0,42, синтанол ДС-10 0,65-0,68, глицидилметакрилат 3,85-9,37, 2-гидроксиэтилметакрилат 3,65-5,31, персульфат аммония 0,14-0,15, дистиллированная вода 49,96-53,68, при этом полученную дисперсию нейтрализуют смесью триэтаноламина с аммиачной водой в соотношении 1:1 до значения pH=5-6. Заявлен также способ получения дисперсии. Технический результат — дисперсия обеспечивает высокие физико-механические и эксплуатационные свойства пленки, получаемой на ее основе. 2 н.п. ф-лы, 2 табл., 5 пр.

Изобретение относится к химической промышленности, а именно к способам получения водных стиролакриловых дисперсий, применяемых для производства лакокрасочных материалов, клеев, смесей, изготовления различных строительных материалов, например, в качестве связующего компонента для гидроизоляционных и тонкослойных энергосберегающих и теплоизоляционных покрытий.

Известен способ получения акрилового пленкообразователя (патент RU 2275386, МПК C08F 220/18, опубл. 27.04.2006) двухстадийной сополимеризацией бутилакрилата, метилметакрилата, стирола и метакриловой кислоты при соотношении, равном (40-45):(40-45):(10-14):(1-5), в среде смеси толуола и этилацетата при порционной подаче смеси мономеров и инициатора и многократной выдержке реакционной массы. При достижении конверсии мономеров 82-85% дополнительно вводят раствор сополимера бутилакрилата, стирола и метакриловой кислоты при соотношении, равном 42:57:1, в смеси толуола и бутанола или этанола, или толуола и ацетона, или толуола, этилацетата, этанола и бутанола. Сополимер бутилакрилата, стирола и метакриловой кислоты вводят в количестве 1,77-4,0 мас.% рассчитанном от концентрации основного сополимера. Толуол и этилацетат берут в соотношении (0,1-1,0):1. На первой стадии подают 10-30% смеси бутилакрилата, метилметакрилата, стирола и метакриловой кислоты, на вторую стадию — 70-90%.

Недостатками данного изобретения является низкий показатель условной прочности на разрыв пленки, полученной из акрилового пленкообразователя, и применение токсичных растворителей.

Известен способ получения акрилстирольного пленкообразователя (заявка на изобретение RU 2007142161, МПК C08F 220/18, опубл. 20.05.2009), включающий сополимеризацию стирола, бутилакрилата и метакриловой кислоты при соотношении (50-67):(33-48):(2-4) в среде нефраса С4-155/200 при соотношении (1,1-1,9):1 при непрерывной подаче в течение 2-5 ч смеси мономеров, содержащей инициатор радикального типа в количестве 25-50% от его общего количества, с вводом оставшейся части инициатора после окончания дозирования смеси мономеров, при этом инициатор вводится частями в 2-4 стадии, и после многократной выдержки реакционной массы — разведение охлажденной реакционной массы толуолом в соотношении (3,5-4,5):1.

Недостатком данного способа получения акрилстирольного пленкообразователя является высокий показатель водопоглощения полученной пленки и применение токсичного растворителя.

Известен способ получения акрилстирольного пленкообразователя (заявка на изобретение RU 2011113332, МПК C08F 212/08, опубл. 20.10.2012), включающий сополимеризацию стирола или смеси стирола и метилметакрилата, бутилакрилата и метакриловой кислоты в присутствии инициатора радикального типа с дальнейшим добавлением растворителей после многократной температурной выдержки реакционной массы, отличающийся тем, что сополимеризацию стирола или смеси, взятых в соотношении (1-3):3 стирола и метилметакрилата, бутилакрилата и метакриловой кислоты, проводят при соотношении компонентов реакционной смеси, равном (50-67):(31,9-48):(1,9-4,3), в среде нефраса С4-155/200 при соотношении (1,1-1,9):1 при непрерывной подаче в течение 2-5 ч смеси мономеров в присутствии инициатора радикального типа, причем инициатор добавляют частями: вторую часть инициатора (75-50%) от общего количества подают в 2-4 стадии после окончания дозирования смеси мономеров и разведения охлажденной реакционной массы толуолом или смесью нефраса и толуола в соотношении (3,3-6,4):1 после многократной температурной выдержки реакционной смеси.

Недостатками данного способа получения акрилстирольного пленкообразователя являются продолжительный технологический процесс и применение экологически небезопасного толуола.

Наиболее близким по технической сущности является способ получения водных дисперсий стиролакриловых сополимеров (патент RU 2260602, МПК C08F 212/18, МПК C08F 220/06, опубл. 20.09.2005). Способ получения водной дисперсии стиролакрилового сополимера осуществляется путем предварительного эмульгирования смеси акриловых мономеров со стиролом в присутствии эмульгатора и последующей водоэмульсионной сополимеризации реакционной смеси в присутствии инициатора. Мономерная смесь дополнительно содержит акриламид, а в качестве инициатора используют персульфат аммония и пероксид водорода, при этом осуществляют последовательную дробно дозируемую подачу персульфата аммония в два приема, а затем пероксида водорода, после чего при перемешивании в реакционную смесь вводят смесь полиметилсилоксана с молекулярной массой 500-1000 и сульфата железа при их массовом соотношении 25-35:1, охлаждают реакционную массу и нейтрализуют до рН 5-6.

Недостатками данного изобретения является низкий показатель относительного удлинения при разрыве и высокий показатель водопоглощения пленки, полученной из водных дисперсий стиролакриловых сополимеров.

Технической задачей предлагаемого изобретения является получение водной стиролакриловой дисперсии, обеспечивающей высокие физико-механические и эксплуатационные свойства пленки, получаемой на ее основе.

Технический результат достигается тем, что водная стиролакриловая дисперсия, включающая смесь мономеров из стирола, бутилакрилата, акриловой кислоты, эмульгатор — синтанол ДС-10, инициатор — персульфат аммония, дистиллированную воду, дополнительно содержит мономеры — глицидилметакрилат и 2-гидроксиэтилметакрилат при следующем соотношении компонентов, мас.ч:

Читайте так же:
Строительная грунтовка церезит ст 17
Стирол19,56-20,49
Бутилакрилат16,27-17,05
Акриловая кислота0,40-0,42
Синтанол ДС-100,65-0,68
Глицидилметакрилат3,85-9,37
2-Гидроксиэтилметакрилат3,65-5,31
Персульфат аммония0,14-0,15
Дистиллированная вода49,96-53,68

Отличительным признаком предлагаемой водной стиролакриловой дисперсии является наличие в ее составе мономеров — 2-гидроксиэтилметакрилата и глицидилметакрилата, улучшающих физико-механические свойства полученной пленки.

В качестве эмульгатора используют синтанол ДС-10 (смесь полиоксиэтиленгликолевых эфиров синтетических первичных высших спиртов фракции C8-C10).

В качестве инициатора используют персульфат аммония (аммонийная соль пероксодисерной кислоты).

Еще одним объектом изобретения является способ получения водной стиролакриловой дисперсии, включающий следующие стадии:

— приготовление реакционной смеси мономеров;

— растворение инициатора в дистиллированной воде;

— дозирование эмульгатора в реакционную смесь в течение 5 минут;

— дозирование раствора инициатора в реакционную смесь мономеров в течение 10 минут;

— нагрев реакционной смеси до температуры 80°C и перемешивание в течение 90 минут до получения однородной дисперсии;

— охлаждение полученной дисперсии с отдувкой азотом до температуры 45°С;

— нейтрализация полученной дисперсии смесью триэтаноламина с аммиачной водой в соотношении 1:1 до значения рН=5-6.

Предлагаемое изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Синтез водной стиролакриловой дисперсии проводят путем радикальной полимеризации в присутствии инициатора. Предварительно готовят смесь мономеров из стирола, бутилакрилата, акриловой кислоты, 2-гидроксиэтилметакрилата, глицидилметакрилата и дозируют эмульгатор — синтанол ДС 10. Перемешивание компонентов ведут при комнатной температуре в течение 5 минут. В трехгорлую колбу, снабженную перемешивающим устройством, термометром, дозировочными воронками, обратным холодильником, загружают дистиллированную воду и инициатор — персульфат аммония, перемешивают до полного растворения инициатора, далее при температуре 80°С в течение 10 минут дозируют приготовленную смесь мономеров с эмульгатором. Перемешивание ведут в течение 90 минут до получения однородной дисперсии. По окончании полимеризации полученную дисперсию охлаждают с отдувкой азотом до температуры 45°С и нейтрализуют смесью триэтаноламина с аммиачной водой в соотношении 1:1 до значения рН=5-6.

Ингредиенты добавляют в следующем соотношении: стирол — 20,49 мас.ч., бутилакрилат — 17,05 мас.ч., акриловая кислота — 0,42 мас.ч., глицидилметакрилат — 3,85 мас.ч., 2-гидроксиэтилметакрилат — 3,68 мас.ч., синтанол ДС-10 — 0,68 мас.ч., персульфат аммония — 0,15 мас.ч., дистиллированная вода — 53,68 мас.ч.

По способу, указанному в примере 1, изготавливают дисперсию, включающую стирол — 20,00 мас.ч., бутилакрилат — 16,62 мас.ч., акриловую кислоту — 0,41 мас.ч., глицидилметакрилат — 6,32 мас.ч., 2-гидроксиэтилметакрилат — 3,66 мас.ч., синтанол ДС-10 — 0,66 мас.ч., персульфат аммония — 0,14 мас.ч., дистиллированную воду — 52,19 мас.ч.

По способу, указанному в примере 1, изготавливают дисперсию, включающую стирол — 19,78 мас.ч., бутилакрилат — 16,54 мас.ч., акриловую кислоту — 0,41 мас.ч., глицидилметакрилат — 7,12 мас.ч., 2-гидроксиэтилметакрилат — 3,65 мас.ч., синтанол ДС-10 — 0,65 мас.ч., персульфат аммония — 0,14 мас.ч., дистиллированную воду — 51,71 мас.ч.

По способу, указанному в примере 1, изготавливают дисперсию, включающую стирол — 19,70 мас.ч., бутилакрилат — 16,38 мас.ч., акриловую кислоту — 0,40 мас.ч., глицидилметакрилат — 7,09 мас.ч., 2-гидроксиэтилметакрилат — 5,31 мас.ч., синтанол ДС-10 — 0,65 мас.ч., персульфат аммония — 0,14 мас.ч., дистиллированную воду — 50,33 мас.ч.

По способу, указанному в примере 1, изготавливают дисперсию, включающую стирол — 19,56 мас.ч., бутилакрилат — 16,27 мас.ч., акриловую кислоту — 0,40 мас.ч., глицидилметакрилат — 9,37 мас.ч., 2-гидроксиэтилметакрилат — 3,65 мас.ч., синтанол ДС-10 — 0,65 мас.ч., персульфат аммония — 0,14 мас.ч., дистиллированную воду — 49,96 мас.ч.

Рецептуры водных стиролакриловых дисперсий по примерам 1-5 приведены в таблице 1.

Результаты сравнительных испытаний водных стиролакриловых дисперсий, изготовленных по примерам 1-5, и их пленок приведены в таблице 2.

Наилучшие результаты по комплексу свойств показали пленки, изготовленные из водных стиролакриловых дисперсий, рецептуры которых представлены в примерах 2 и 3. Заявленные пределы содержания глицидилметакрилата обусловлены тем, что уменьшение (пример 1) или увеличение глицидилметакрилата (пример 5) приводит к снижению условной прочности пленки (пример 1) и к снижению относительного удлинения пленки при разрыве (пример 5). Также увеличение содержания 2-гидроксиэтилметакрилата (пример 4) приводит к снижению условной прочности пленки при разрыве (пример 1).

Данные, представленные в таблице 2, показывают, что водная стиролакриловая дисперсия по предлагаемому изобретению обеспечивает высокие физико-механические и эксплуатационные свойства пленки, получаемой на ее основе.

1. Водная стиролакриловая дисперсия, применяемая для производства лакокрасочных материалов, клеев, смесей, изготовления строительных материалов, например, в качестве связующего компонента для гидроизоляционных и тонкослойных энергосберегающих и теплоизоляционных покрытий, полученная из смеси мономеров: из стирола, бутилакрилата, акриловой кислоты, глицидилметакрилата и 2-гидроксиэтилметакрилата в присутствии эмульгатора — синтанола ДС-10, инициатора — персульфата аммония, дистиллированной воды при следующем соотношении компонентов в мас.ч:

Стирол19,56-20,49
Бутилакрилат16,27-17,05
Акриловая кислота0,40-0,42
Синтанол ДС-100,65-0,68
Глицидилметакрилат3,85-9,37
2-Гидроксиэтилметакрилат3,65-5,31
Персульфат аммония0,14-0,15
Дистиллированная вода49,96-53,68

2. Способ получения водной стиролакриловой дисперсии по п. 1, включающий приготовление реакционной смеси мономеров, растворение инициатора в дистиллированной воде, дозирование эмульгатора в реакционную смесь в течение 5 мин, дозирование раствора инициатора в реакционную смесь мономеров в течение 10 мин, нагрев реакционной смеси до температуры 80°C и перемешивание в течение 90 мин до получения однородной дисперсии, охлаждение полученной дисперсии с отдувкой азотом до температуры 45°C, нейтрализацию полученной дисперсии смесью триэтаноламина с аммиачной водой в соотношении 1:1 до значения pH=5-6.

Читайте так же:
Состав грунтовки с клеем пва

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
  • Основные эксплуатационные параметры
  • Разновидности водно-дисперсионных красок
  • Методы нанесения
  • Акриловая ВДК для наружных работ
  • Профессиональные секреты для внутренних работ
  • Приобретение и хранение покрытия

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:

  • обладает отличной адгезией и применяется для отделки кирпичных, бетонных, оштукатуренных и деревянных поверхностей;
  • является водонепроницаемым, что позволят вымыть любую окрашенную поверхность;
  • держится очень долго — при соблюдении технологии нанесения, покрытие может прослужить в среднем 15 лет;
  • не тускнеет при длительном воздействии интенсивного ультрафиолетового облучения;
  • не содержит ядовитых веществ в составе;
  • ничем не пахнет и не вызывают аллергических реакций;
  • имеет высокую эластичность и устойчивость к механическим воздействиям;
  • хорошо маскирует незначительные дефекты любой поверхности;
  • создаёт плёнку с «дышащим» эффектом, что даёт возможность во влажных помещениях не распространяться плесени;
  • состав не содержит огнеопасных компонентов;
  • процесс покраски требует минимальной подготовки и обычно не вызывает трудностей.

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

Существует документ под названием — ГОСТ 28196–89 . Он регламентирует, какой должна быть краска водно-дисперсионная акриловая. Технические характеристики, описанные в нём действительны для всех водоэмульсионных смесей.

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

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

  • при застывании верхний слой выглядит, как гладкая однородная плёнка;
  • любой выбранный цвет соответствует образцу с картотеки стандартных расцветок;
  • состав имеет нейтральный или слабощелочной pH (7,5−9,5);
  • доля нелетучих соединений, включающих смолы и вспомогательные компоненты равна примерно половине от общей массы краски (46−56%);
  • количество выдерживаемых циклов заморозки в обычных условиях не отличается от заявленного предела морозостойкости покрытия;
  • уровень белизны регулирует пигментный наполнитель — двуокись титана, он придаёт цвет, яркость и чистоту, его содержание нормировано;
  • укрывистость — свойство, которое влияет на расход материала и зависит от плотности смеси — 1 л красителя должен весить 1,5 кг;
  • скорость высыхания каждого свежего слоя занимает в среднем 1 час;
  • водостойкость — окрашенная поверхность не реагирует на повышенную влажность, легко моется водой.

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:

  1. С добавлением поливинилацетата (клей ПВА, материал классифицируется как ВД-ВА). Краски на его основе неводостойкие. Покрытие со временем желтеет. ПВА состав способствует образованию воздухонепроницаемой, непрозрачной плёнки на обработанной поверхности. Поэтому имеет довольно узкую сферу применения, несмотря на низкую цену. Существуют атмосферостойкие и даже водостойкие сополимеры ПВА, но они намного дороже. Материал подойдёт для внутренней покраски сухих складских помещений, подвалов и отапливаемых подсобок.
  2. Бутадиен-стирольные дисперсии (БС) (ВД-КЧ). Они хороши в качестве водостойких материалов, но имеют невысокую светостойкость и также образуют воздухонепроницаемые плёнки. Материалы на основе этих дисперсий относительно дешёвые. Применяются для внутренних работ по окрашиванию стен и потолков ванных комнат, кухонь и коридоров. Поверхности легко моются водой.
  3. Стирол — акрилатные дисперсии (СА) (ВД-АК). Они дороже, чем предыдущие, более атмосферостойкие. Имеют хорошую пористость и паропроницаемость. Обладают высоким сцеплением со многими видами материалов из-за маленьких размеров частиц (0,08—0,16 мкм). Имеют глубокую степень проникновения в пористую основу и этим способствуют её укреплению.
  4. Версататные дисперсии (ВС) (ВД-АК). Являются сравнительно новым видом покрытия, имеют свойства акриловых дисперсий. Но стоят несколько дешевле.
  5. Акриловые дисперсии (А) (ВД-АК). Более универсальные и дорогие относительно стирол-акрилатных. Они имеют самую высокую сопротивляемость к механическим нагрузкам и стойкость к ультрафиолету. На их основе изготавливаются покрытия по дереву и другие краски высокого качества для различного применения. На фасадах зданий они могут служить при неблагоприятных условиях до 10 лет и до 30 лет в умеренной климатической зоне, если соблюдены правила технологии покраски.
Читайте так же:
Сколько сохнет грунтовка по известке

Методы нанесения

В ремонтно-строительных работах применяются несколько способов окрашивания поверхностей:

  • кистью;
  • валиком;
  • воздушным и безвоздушным распылением.

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

  • Наносится материал при температуре воздуха и рабочей поверхности +5 °С и выше (если нет дополнительных инструкций).
  • Не допускается нанесение на мокрые или нешлифованные окрашенные глянцевыми красками поверхности.
  • Желательно использовать устойчивые к коррозии инструменты для покраски. После проведённых работ их необходимо тщательно вымыть и высушить.
  • В процессе нанесения не проливать подготовленную краску, после высыхания она очень трудно удаляется.
  • Приступать к эксплуатации окрашенных изделий и поверхностей можно не ранее, чем через сутки. Несмотря на то что краска схватывается очень быстро, заявленные свойства проявляются примерно через неделю после нанесения.

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:

  • Высокая влажность воздуха с дождём не даст свеженанесенному покрытию быстро просохнуть и затвердеть.
  • Много неприятностей может доставить сильный ветер. На свежевыкрашенной поверхности могут появиться некрасивые разводы, пятна и прилипший мелкий мусор.
  • Неравномерное схватывание краски могут «обеспечить» прямые солнечные лучи. В жаркий безоблачный день необходимо создать искусственное затенение для обрабатываемой поверхности, чтобы избежать дефектов нанесения и быстро застывших потёков.

Приступая к работе, придерживайтесь такой последовательности:

  1. Первоначальное обязательное действие — удалите всевозможные загрязнения с поверхности или проведите обезжиривание любого материала перед обработкой ВДК.
  2. Все неровности и дефекты выровняйте шпаклёвкой, штукатуркой или цементным раствором.
  3. При обнаружении на подготавливаемой поверхности плесени, сначала её удалите ветошью и скребком, потом это место хорошо пропитайте фунгицидом и оставьте до полного обеззараживания и просыхания на сутки.
  4. Стены, которые окрашиваются первый раз, предварительно прогрунтуйте с помощью валика или кисти. Затем дождитесь, пока грунтовка высохнет. Обычно на это уходит около 12 часов.
  5. Водно-дисперсионный раствор перед использованием тщательно перемешайте, при необходимости добавьте цветной пигмент и начинайте работать.

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:

  • Начинать наносить краску нужно параллельно конструкции рамы, со стороны окна.
  • Первый раз лучше прокрасить кистью, составом, разведённым в соотношении 0,5 л воды к 5 л краски. Валиком наносят последующие слои, чтобы добиться выровненной поверхности.
  • Каждый слой краски наносится с интервалом в 3 часа.
  • Распылитель существенно ускорит окрашивание стен. Его можно применить на расстоянии метра от окон.
  • Если поверхность обладает высокой впитывающей способностью, может потребоваться трёхкратное нанесение слоёв для получения качественного покрытия.
  • Плинтуса перед покраской внутренних стен лучше демонтировать или покрыть малярным скотчем.
  • Если по дизайнерскому замыслу требуется покрасить одну стену в два разных цвета, что зрительно разделит комнату на зоны, например, для работы за компьютером и отдыха перед телевизором — примените всё тот же малярный скотч.
  • Всегда учитывайте фактор естественного освещения. Последний слой краски на потолке лучше будет смотреться, если его нанести перпендикулярно стене с источником света.

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.

Модифицирование бетонной смеси дисперсией акриловой, ее влияние на эксплуатационные характеристики бетона

Технические науки

  • Крисман Анастасия Евгеньевна , магистр, студент
  • Институт архитектуры и строительства национального исследовательского Иркутского государственного технического университета
  • СНИЖЕНИЕ ВОДОПОТРЕБНОСТИ БЕТОННОЙ СМЕСИ
  • ЦЕМЕНТНЫЙ БЕТОН
  • ЛАТЕКС
  • ДИСПЕРСИЯ АКРИЛОВАЯ
  • БЕТОН
  • МОДИФИЦИРОВАННЫЙ БЕТОН
  • ДЕМПФИРУЮЩИЕ ДОБАВКИ
Читайте так же:
Состав для производства грунтовки

Похожие материалы

  • О гармонизации понятийного аппарата информационной сферы в документах стратегического планирования
  • Диафрагмы, использующиеся в лазерных установках с целью фильтрации лазерного луча и отсеивания всех гармоник, кроме первой
  • Исторические аспекты создания и применения БПЛА
  • К вопросу применения БПЛА для мониторинга трубопроводов
  • Целесообразность применения воздушного мониторинга объектов нефтегазотранспортировки
Введение

В строительстве одним из основных материалов является цементный бетон, который находит широкое применение в конструктивных элементах зданий и сооружений. Бетон — искусственный каменный материал, получаемый в результате отвердевания тщательно подобранной, перемешанной и уплотненной смеси, состоящей из вяжущего вещества, воды, крупного и мелкого заполнителей и вводимых в ряде случаев специальных добавок. Несмотря на появление новых строительных материалов, до сих пор бетон, а также железобетон активно используются в строительстве [1,2,3]. Особо развито сейчас монолитное домостроение, а бетон при этом считается основным конструкционным материалом. Его достоинством является универсальность, так как ему можно придать практически любую форму и изменять его свойства в широких пределах [1]. Бетон в строительных конструкциях обеспечивает их высокую прочность, стойкость и долговечность. Однако, при несоблюдении технологии изготовления и твердения бетонных материалов, использования низкокачественных компонентов для их изготовления, они могут разрушаться преждевременно [2,3]. Исследования конструкций из бетона и железобетона показали, что бетон около 70-80 % от всех сооружений, покрытий и несущих конструкций подвержен морозной деструкции, а также воздействию агрессивных солевых растворов и реагентов [4,5]. Именно из-за этих факторов сооружения из бетона, работающие в условиях высокой влажности и отрицательных температур, разрушаются еще до окончания срока их эксплуатации [6]. Разработка новых методов улучшения физико-технических показателей бетона является одним из направлений эффективных исследований в области строительного материаловедения, а применение различных видов добавок, широко использующихся в различных областях промышленности, приводит к улучшению его свойств [7-10]. В наше время бетон используется при строительстве транспортных объектов, гидросооружений, мостов, создания несущих опор и балок, а допускать риска их разрушения нельзя. Поэтому, проблема применения бетона, устойчивого к знакопеременным температурам и солевому воздействию, является актуальной на данный момент.

Вода в капиллярах бетона разного сечения замерзает постепенно, так как содержит гидроксид кальция, химические добавки, в замкнутых порах может быть повышено давление, поэтому температура замерзания поровой жидкости снижается, и чем тоньше капилляр, тем снижается в большей степени. Морозное разрушение зависит от влажности или степени водонасыщения материала, температуры замерзания влаги в порах и характера пористости. С помощью современных комплексных модифицирующих добавок появляется возможность формировать более плотную, однородную структуру бетона, достигающую марочной прочности [11].

Бетонные материалы чаще всего разрушаются, если они являются водопроницаемыми. Водопроницаемость бетона приводит к вымыванию из его структуры некоторых продуктов твердения цемента, в первую очередь гидратоксида кальция (Са(ОН)2) [12]. Такое вымывание продуктов из состава бетона называется коррозией цементного камня в бетоне, которое ежегодно наносит огромный ущерб строительным изделиям и сооружениям [13]. Коррозия цементного камня в бетоне возрастает, если через структуру бетона проникает не только чистая вода, но и вода, содержащая соли или другие компоненты, отрицательно влияющие на продукты твердения цемента. В данном случае эти вещества, вступая в реакцию с продуктами твердения цемента, образуют легкоразрушаемые и малопрочные соединения, которые, ослабляя структуру бетона, приводят к его разрушению [14].

Водопроницаемость также отрицательно влияет на морозостойкость бетона: при отрицательных температурах вода замерзает в порах бетона и, как известно, разрушающее действие образующегося льда будет больше, чем действие самой воды [15].

Из изложенного следует, что повышение водонепроницаемости и морозостойкости бетона является важнейшей задачей для увеличения стойкости и долговечности строительных сооружений и изделий. Важной задачей, связанной с использованием цемента, является повышение морозостойкости и прочности строительных материалов. В особенности это относится к регионам Сибири, Севера, Дальнего Востока, Якутии. Для решения указанных проблем необходимо повышение свойств цементных материалов. Разработка новых методов улучшения физико-технических показателей бетона является одним из направлений эффективных исследований в области строительного материаловедения. Применение различных видов добавок, которые широко используются в различных областях промышленности, приводит к улучшению свойств строительных материалов [16].

Материалы и методы исследования

Целью работы является разработка бетонов с пониженной водопотребностью и повышенной прочностью и морозостойкостью.

Наиболее технологическим способом повышения водонепроницаемости и морозостойкости бетона является модифицирование бетонного состава добавками химического и минерального происхождения, путем их введения и равномерного распределения по всему объему бетонного состава [17].

Следует отметить, что улучшение реологических свойств бетонной смеси необходимо производить без потери прочностных характеристик модифицированного бетона, а также требуется обеспечить улучшение эксплуатационных свойств и увеличение долговечности модифицированного бетона.

Эффективность модифицирования бетона возрастает, если, наряду с понижением водопотребности, повышением водонепроницаемости и морозостойкости бетона, для данной цели применяется добавка из местного сырья [18], производимого на территории города Иркутска, имеющегося в относительно неограниченном количестве, не требующим дополнительных затрат на транспортировку и обладающего приемлемой ценой.

Читайте так же:
Снятие растительного грунта с откосов насыпи

В строительном материаловедении известны многочисленные работы, связанные с изучением влияния модификаторов на свойства бетонных смесей и бетонов, их структурообразование и процессы гидратации портландцемента [2,5,7,8,9,12]. Однако недостаточно исследований, посвященных изучению структурированию цементной матрицы бетона с введением в его состав акриловых дисперсий. В связи с чем, в данной работе выполнено модифицирование цементсодержащих растворов водным раствором водно-дисперсионного связующего материала латекса марки ВДСМ-КИ-02-04, произведенного в городе Иркутске ООО «Капитель».

Характеристика применяемых материалов

Цемент: для установления закономерности изменения свойств модифицированных цементных композиций в работе использовался портландцемент местного производства, марки ПЦ М400-Д20, полученный в Иркутской области, в г. Ангарске, состав которого приведен в Таблице 1. Основные характеристики цемента: по назначению — общестроительный; по виду клинкера — изготовлен на основе портландцементного клинкера; по вещественному составу — тип — тип II/А (портландцемент с минеральными добавками, содержащий в качестве основных компонентов портландцементный клинкер и минеральную добавку или смесь минеральных добавок в количестве 20%); по скорости твердения — нормальнотвердеющий, с нормированием прочности в возрасте 2 (7) и 28 сут.; по срокам схватывания — нормальносхватывающийся — с нормируемым сроком начала схватывания от 45 мин до 2 ч. Соответствует требованиям ГОСТ 10178-85.

Водные гибридные дисперсии на основе полиуретанов

Наиболее распространенные органоразбавляемые полиуретановые (ПУ) ЛКМ — высококачественные продукты, применяемые для промышленной окраски. Уретановые полимеры, образующиеся при реакции большого спектра смол, содержащих гидроксильные группы, с изоцианатными группами, составляют базу для создания ЛКМ с широким набором характеристик.

Благодаря высокой химстойкости, блеску, устойчивости к ударным нагрузкам и истиранию, ЛКМ на ПУ основе подходят для применения в областях, где требуется высокое качество лакокрасочного покрытия (ЛКП). Внимание к здоровью людей и безопасности окружающей среды внесло изменения в производство ЛКМ. В обществе сформировалась потребность на менее токсичные и опасные материалы. Особое внимание уделяется снижению ЛОС вследствие ужесточения законодательства в отношении ЛОС в ряде стран. Поэтому разрабатываемые сегодня водные ПУ ЛКМ не должны уступать по своим характеристикам органоразбавляемым.

Описание

ПУ дисперсии — это полностью прореагировавшие системы, не содержащие свободных изоцианатов, низкотоксичные, с большой молекулярной массой, стабилизированые в сферических частицах диаметром менее 100 нм. Могут выпускаться в различных модификациях — от очень мягких, пластичных систем, подходящих для окраски текстиля и кож, до твердых систем для окраски древесины, металла, бетона. Можно синтезировать многочисленные промежуточные варианты под конкретные задачи.

Преимущество ПУ дисперсий состоит в том, что они однокомпонентны, однако для приведения водостойкости, химстойкости и стойкости к истиранию к оптимальному уровню могут потребоваться внешние сшивающие агенты. Как правило, ПУ дисперсии низковязкие и требуют загущения перед использованием. Доля сухого вещества колеблется от 30 и достигает максимума до 50%.

По внешнему виду ПУ дисперсии могут варьировать от прозрачных до мутных, со множеством промежуточных степеней прозрачности. Их внешний вид зависит от многих факторов: присутствия сорастворителя, молекулярного состава, системы стабилизации при производстве и среднего размера частиц.

Прозрачные ПУ дисперсии, как правило, имеют очень малый размер частиц, благодаря чему они более стабильны при хранении и придают покрытию более высокий блеск.

ПУ дисперсии имеют лучшие физико-химические свойства по сравнению с другими водными системами. Основной их недостаток — относительно высокая цена. Уменьшить расходы помогает сочетание ПУ дисперсии с другими водными связующими, например акриловыми эмульсиями.

Сравнение акриловых эмульсий и ПУ дисперсий по основным параметрам

Стиролакриловые и акриловые эмульсии наряду с ПУ дисперсиями являются самыми популярными связующими для водных ЛКМ. Акрилаты широко используются в интерьерных и архитектурных красках. В промышленных покрытиях использование акриловых эмульсий ограничено их невысокой химстойкостью.

Для достижения наилучшего соотношения цена/качество и получения ряда характеристик ПУ дисперсии смешивают с акриловыми эмульсиями. Такое сочетание обладает следующими преимуществами:

К сожалению, простое смешивание не всегда дает хороший результат. Может наблюдаться значительное снижение качества, например потеря блеска и ухудшение пленкообразования. Это объясняется тем, что при простом смешивании не происходит смешения на молекулярном уровне, между полимерными цепями нет диффузии, вследствие этого пленкообразование идет в доменах, полимеры разделены фазами.

Гибридные ПУ-акриловые дисперсии

Гибридные системы включают два связующих с их типичными свойствами и механизмом отверждения. В нашем случае — это единая цепь ПУ-акрилового полимера. Системы полимеров, созданные путем простого смешивания, обладают ограниченным потенциалом, в то время как специально синтезированные гибриды обладают новыми и необычными свойствами.

Гибридные системы создаются привычным путем: сначала из преполимеров синтезируется ПУ дисперсия, затем акриловая эмульсия синтезируется в присутствии ПУ дисперсии. ПУ действует как стабилизатор реакции.

Помимо акриловой части можно встроить самосшивающуюся функциональную группу. Сшивка происходит во время высыхания. Таким образом, можно создать полимер, который придаст конечному продукту совершенно новые свойства.

Нижеприведенное исследование демонстрирует разницу в отверждении между простой смесью ПУ и акриловых полимеров и гибридным полимером.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector