Термореактивные акриловые материалы
Термореактивные акриловые материалы были разработаны с целью преодоления недостатков термопластичных полимеров. Они характеризуются улучшенной химической и щелочестойко-стыо, повышенным содержанием сухого остатка, растворимостью в более дешевых растворителях, возможностью эксплуатации при более высоких температурах, так как они менее склонны к размягчению. Термореактивные материалы могут быть либо самоотверж-дающимися, либо отверждаться в присутствии специально введенных реакционноспособных полимеров или отвердителей. Большинство из них относится ко второму типу
Обычно молекулярная масса термореактивных акриловых материалов составляет 20—30 тыс., а отвердители и сами полимеры являются полифункциональными (функциональность больше двух). Содержание мономера, обеспечивающего появление функциональных групп в макромолекулярной цепи, колеблется в пределах 5—25% (масс). Главное, чем руководствуются при разработке полностью отверждаемых акриловых систем— это образование бесконечной сетки из сшивок между цепями макромо лекул полимера. Вследствие этого исходный низкополярный и низковязкий полимер после отверждения превращается в полностью нерастворимый полимер с бесконечной молекулярной массой.
Термореактивные акриловые полимеры с гидроксильными функциональными группами не способны к самоотверждению. Поэтому их необходимо смешивать, например, с азотсодержащими смолами при создании материалов горячей сушки или с аддуктами изоцианатов при получении двухупаковочных материалов, отверждаемых при комнатной температуре, а также ремонтных красок низкотемпературного отверждения.
Гидроксильные группы вводят в макромолекулярные цепи сополимера за счет использования в исходной смеси мономеров гидроксиалкил (мет) акрилатов, например, гидроксиэтилакрилата в количестве до 25% масс [35]. При этом обычно в смесь мономеров вводят небольшой процент кислотного мономера с целью достижения значения кислотного числа готового полимера 5— 10 и обеспечения катализа реакций отверждения азотсодержащими смолами. Регулируя соотношение компонентов, можно получить необходимые твердость, гибкость и долговечность покрытий. При этом необходимо обеспечить совместимость и стабильность при хранении с выбранной аминосмолой. Подобные композиции с меламиноформальдегидными смолами (МЛ) используются для нанесения последнего слоя при окраске автомобилей, причем соотношение акрилового и меламиноформальдегидного компонен-. тов обычно равно 80—20 и 70—30. Реакции сшивания те же, что и у аминосмол с гидроксилсодержащими материалами. Акрило--вомеламиноформальдегидные композиции превосходят алкидно-меламиноформальдегидные по цвету и стойкости покрытия в условиях атмосферных воздействий, но не обязательно по блеску. При ремонтной окраске автомобилей на заводах для понижения температуры сушки в композиции вводят кислотные катализаторы,, такие как полуэфиры ангидридов дикарбоновых кислот или кислых фосфатов. В этом отношении акриловомеламиноформальдегид-ные композиции также превосходят алкидномеламиноформаль-дегидные.
Гидроксилсодержащие акриловые полимеры получают по вы-' шеописанной технологии, обычно в ароматических растворителях или в сложных эфирах, вводя постепенно в смесь мономеров при кипении растворителя пероксидный инициатор, такой как грег-бутилпербензоат. Для лучшего регулирования молекулярной массы могут быть использованы агенты передачи цепи.
Акриловые полимеры с гидроксильными группами также получаются путем гидроксилирования карбоксилсодержащего полимера этилен- или пропиленоксидами. Межмолекулярным сшивкам можно придать дополнительную гибкость, удаляя гидроксильные группы от основной цепи макромолекулы в результате реакции; с капролактоном гидроксильных групп, введенных ранее в полимер в процессе сополимеризации с гидроксилсодержащим мономером.
Особое место среди самоотверждающихся термореактивных композиций занимают сополимеры, полученные из акриламида с последующей обработкой формальдегидом и затем подвергнутые алкоксилированию [36, 37]. При этом образуются концевые ал-коксиметильные реакционноспособные группы, обычно бутокси-метильные. Эти группы реагируют почти так же, как и при их нахождении в азотсодержащих смолах; они улучшают совместимость полимера с алкидными, эпоксидными смолами и нитроцеллюлозой. Такие сополимеры можно смешивать с акриловыми полимерами и затем отверждать.