ХЛОРОКАУЧУК
Средното молекулно тегло на хлорирания каучук, в зависимост от вида, е 5000–20 000. Физичните свойства на хлорирания каучук от типа на алопрена са дадени по-долу [1–3]:
TOC \o "1-3" \h \z Плътност, kg/m3. 1600
Температура на разлагане, °С. 200
Диелектрична константа при 1 kHz [25] . 3.9
Специфично обемно съпротивление, Ohm-m. NO13
индекс на пречупване. 1,596 (ред D)
Пропускливост на водни пари, [26] kg/(m2-s). 2.3-2.7-Ю"7
Запалимост. не гори
Подобно на други хлорирани полимери, хлорираният каучук има висока химическа устойчивост. Алопренът практически не се използва без пластификатори, следователно, подобно на якостните свойства, химическата устойчивост на филмите до голяма степен зависи от вида и съдържанието на пластификатора, пигмента, пълнителя и стабилизатора. По-долу са дадени данни за устойчивостта в различни среди
Таблица 5.1. Основните видове хлориран каучук марка "Allopren" [U]
Основни приложения
Цветна маркировка върху опаковката
Бои, нанасяни чрез спрей и използвани в многослойни покрития
Бои нанасяни с четка, лепила
Специални бои, нанасяни предимно с четка
Лепила, бои със специално предназначение, бои за текстил
* Вискозитетът се определя на вискозиметър на Ostwald при 25 °C (20 g алопрен от подходящия тип и 80 g толуен).
Таблица 5.2. Вискозитет на 20% разтвори на алопрен от различни видове при 25 °C [/]
Смес от аромати N*—
* Aromasol N - смес от триметилбеизоли (фирма I.C.I.). ** Alloprea R125 не е разтворим в полиостиум в смес с тази концентрация.
При температура 25 °C покрития allopreia R20 с дебелина 100–125 µm, с пластификатор Cerechlor 42, пигментирани с железен оксид и сулфатбарий:
Средна концентрация, % Трайност на покритието
Амонячна вода. . . . калциев хидроксид. . . калиев хидроксид. . . .
Калциев хлорат натриев хлорат
Калциев хлорид. . . . калциев оцетен натриев фосфат. . . . натриев хлорид. . . . Разтворители
раждане. кетони. естерни алкохоли.
Животински мазнини мастни киселини минерални масла растителни масла Газове (мокри)
30 10 90 10 35 10 100 10 85 10
серен диоксид. . въглероден двуокис. пари от нитруващата смес от сероводород. . флуороводород хлор
С нисък каури-бутанол индекс.
Както може да се види, хлорираният каучук има добра алкална устойчивост и задоволителна устойчивост на киселина и окислители.
Лей. Ароматните въглеводороди и полярните разтворители, както и маслата и мазнините (с изключение на минералното масло) разтварят алопрена до известна степен, алифатните въглеводороди причиняват силно подуване. Поради това алифатните въглеводороди се използват само като разредител в системи за бои на базата на алопрен.
В [1, 3, 4, 6] са определени разтворители, неразтворители и разредители за алопрен R20, който е най-широко използван в покрития и лепила на базата на хлориран каучук. Оказа се, че хлорираният каучук се разтваря в ароматни въглеводороди, естери, кетони (с изключение на ацетон), хлорирани въглеводороди, но не се разтваря в алифатни въглеводороди, алкохоли и вода. Най-ефективните и евтини разтворители са ароматните въглеводороди, но поради ограничението на тяхното използване [1] те могат да бъдат заменени с естери и кетони, въпреки че последните са по-скъпи. Стабилността на разтворите на хлориран каучук в тези разтворители е много по-малка, отколкото вароматни въглеводороди, следователно към разтворите на хлориран каучук в полярни разтворители се добавят 2-3% повече стабилизатор.
Хлорирани въглеводороди, особено трихлоретилен, се използват, когато е необходим незапалим, бързо изпаряващ се разтворител. Не трябва да се използват хлорирани въглеводороди, ако в състава се използва алуминиев прах като пигмент. В повечето случаи се използва смес от разтворители за разтваряне на хлориран каучук, съдържаща, заедно с разтворителя, известна част от разредителя (алкохоли, алифатни въглеводороди). Най-често използваният разредител е уайт спирт [7, 8].
В табл. 5.2 показва стойностите на вискозитета на различни разтвори на алопрен, определени с помощта на вискозиметър на Ostwald.
Вискозитетът на алопреновите разтвори с концентрация над 20% зависи до голяма степен от скоростта на срязване [2].
Смесите от разтворители за алопрен трябва да бъдат избрани така, че да не се утаяват от разтвора по време на всички етапи на производство. Например, смес от ароматозол Н и уайт спирт (3:1) е предназначена за бои, нанасяни с четка, поради което е от особено значение по време на изсъхването на филма да има излишък от разтворител (аромазол Н) в сместа, което предотвратява утаяването на алопрена. Разреждането на ксилен с бял спирт не дава задоволителен резултат, тъй като ксиленът се изпарява от филма по-бързо от белия спирт. В този случай алопренът ще изпадне от разтвора. Правилният избор на разтворител или смес от разтворители е особено важен при производството на лакове и бои на базата на алопрен [4].
Тъй като хлорираният каучук образува здрави, но крехки филми, непластифицираният полимер се използва само в печатни мастила, които образуват изключително тънки филми.Изборът на пластификатор зависи от предназначението на покритието. Неосапуняеми пластификатори, най-често хлорирани парафини, се използват в химически устойчиви покрития. Тези съединения, в зависимост от консистенцията и съдържанието на хлор (Таблица 5.3), се използват както в грундове, така и в горни покрития. И така, хлориран парафин церехлор 42, съдържащ 42% хлор и представляващ вискозна течност, най-често се използва в грундове, съдържащи 60 тегл. включително алопрен R20 и 40 тегл. включително церехлор 42. В горните слоеве се предпочитат по-вискозните церехлор 48 и церехлор 57 (в същото съотношение), тъй като те допринасят за образуването на висок гланц. Cerechlor 70, съдържащ 70% хлор и образуващ твърд филм, частично замества хлорирания каучук в дебелослойни състави. Например, широко се използва съставът алопрен R10 - церехлор 70 - церехлор 42 (50:33:17).
В случаите, когато се отдава по-голямо значение на атмосферната устойчивост, естерите на фталовата киселина, най-често ди-2-етилхексил фталат, се използват като пластификатори за хлориран каучук. Фосфатите се използват относително рядко за пластифициране, тъй като покритията, които ги съдържат, са склонни към пожълтяване. Произведен от колофон, хидрогенираният метилов естер на абиетинова киселина се използва в противообрастващи морски бои. Хлорираните каучукови състави, съдържащи епоксидирано окислено и дехидратирано рициново масло, нямат достатъчно висока химическа устойчивост и се използват като пластификатори
Таблица 5.3. Пластификатори за състави на базата на хлориран каучук
Vy естер на абиетин
Композиции с висока сто
Таблица 5.4. Паропропускливост на пластифицирани хлорирани каучуци (филми*), 10
Съотношението на алопрея R10 и пластификатор
* Дебелина на филма 25µm.
Рядко. Като стабилизатори по-често се използват епоксидирани масла, по-специално соево масло [7, 8].
Както вече беше отбелязано, в зависимост от използвания пластификатор и съдържанието му в състава, свойствата на покритието на базата на хлориран каучук се променят значително. Това ясно се вижда в примера за паропропускливостта на тънки пластифицирани филми от алопрен R10, определени на устройството Payne (Таблица 5.4).
Хлорираният каучук, подобно на повечето силно хлорирани полимери, има тенденция да желира при неблагоприятни условия в отсъствието на стабилизатор. Механизмът на желиране е сложен и зависи от вида на наличните агенти. Често срещано е автокаталитичното дехидрохлориране, което води до омрежване и желиране. Повечето стабилизатори действат като киселинни акцептори и предотвратяват автокаталитичната реакция [9].
Металното желязо, алуминий и мед във фино раздробено състояние или под формата на хлориди ускоряват желирането. Най-трудно е да се отървете от железни включвания, които влизат в сместа по различни начини: например при смилане на хлориран каучук, в резултат на което стоманодобивните мелници не трябва да се използват при производството и преработката на алопрен. Опаковките на готовия продукт (буркани, повредени от корозия) също могат да причинят желиране.
Реакцията с алуминий възниква само по време на пигментация. Тази реакция е екзотермична, но започва, когато температурата се повиши до 150 °C. Следователно, когато се използва алуминиев прах като пигмент, хлорираният каучук и пигментът трябва да се диспергират отделно и температурата не трябва да надвишава 150 °C. Прясно формованите чисти алуминиеви повърхности са особено активни. Това трябва да се има предвид, когато се използват високоскоростни кавитационни мелници.Хлорираните разтворители за смеси от алопрен с алуминиев прах са неприемливи. Излишък (2-10%) от стабилизатор, като цинков оксид, се добавя към смеси, съдържащи алопрен и алуминиев прах. Ако контейнерите за алопренови бои са направени от алуминий (или желязо), тогава се въвежда акцептор на летлива киселина (0,1% епихлорхидрин или пропилей оксид), така че корозията в частта на контейнера, заета от пари, да не води до желиране [9].
Металната мед обикновено не се използва като пигмент. Въпреки това, стабилността също е незадоволителна при използване на големи количества меден фталоцианин. Базираните на алопрен противообрастващи бои, формулирани с меден (I) оксид, не са стабилни без стабилизатор. Магнезиевите или цинковите оксиди са добри стабилизатори, но във формулировките с тяхно участие трябва внимателно да се спазва съотношението на компонентите.
Цинкът е по-слабо реактивен в боите с хлориран каучук. Хлор-каучуковата боя, богата на цинк, е стабилна, но към формулата се добавя до 1% епоксидирано соево масло. Сухият хлориран каучук не трябва да се търка с цинк или цинков оксид, тъй като прегряването (над 200 ° C) може да доведе до бурна реакция. Тъй като в случай на загуба (както в случай на реакция с алуминий) обичайните мерки нямат желания ефект, се препоръчва партидата да се раздели на няколко джоба, които бързо губят топлина.
При производството на алопрен се въвежда до 1% стабилизатор за стабилизиране на продукта във всички случаи, с изключение на работа в изключително тежки условия. Обикновено стандартните видове се стабилизират с епоксидирано масло. За лепила на основата на хлориран каучук се използват алопрени, стабилизирани с калцинирана сода. Те се означават с буквата N [7].
Определя се изборът на пигменти за покрития на базата на хлориран каучукпредназначение на покритията. За химически устойчиви покрития могат да се използват относително малък брой пигменти: титанов диоксид (рутил); фталоцианиново синьо (a модификации), фталоцианиново зелено (хлорирани и бромирани форми); хромов оксид; червен и жълт железен оксид; технически въглерод; барити.
Повечето антикорозионни пигменти могат да се използват успешно с хлориран каучук като свързващо вещество. Всеки от тях има своите предимства и недостатъци [1, 2, 4, 6]. По този начин металното олово и неговите съединения се препоръчват, когато се изисква максимална химическа устойчивост, но оловото рядко се използва поради високата му цена, а червеното олово поради неговата токсичност. Оловният силикохромат може успешно да се използва в покрития на базата на алопрен [10].
Използването на цинк като пигмент в алопреновите покрития дава много добри резултати върху стомана, но не се препоръчва при подводни покрития. Цинковият хромат се използва успешно в грундове на основата на хлориран каучук, когато следващите горни покрития са достатъчно дебели. В грундовете на базата на хлориран каучук могат също да се използват ефективно силициев графит, слюда и слюден железен оксид [1, 10, 11].
Хлорираният каучук се използва заедно с много синтетични и естествени смоли, каучуци. Комбинирането на алопрен със смоли (напр. алкиди, акрилати, неопрен, полиуретани и др.) придава твърдост и устойчивост на износване на повечето филми. Това е важно не само при боите, но и при лепилата, когато се изисква повишена устойчивост на криптиране. Поради комбинацията, времето за изсъхване на алкидните смоли се намалява. Добавянето на 25% алопрен към алкида намалява наполовина времето за освобождаване от лепкавост и „изсъхване на прах“. Съкратен „отворенвреме“ за лепила; повишава химическата устойчивост, устойчивостта на влага и устойчивостта на действието на пръскана морска вода и пръски; подобрява адхезията към редица основи. Когато се комбинират, например, с полиуретани, гамата от материали, които могат да бъдат залепени чрез контакт, значително се разширява; кохезията на филма се увеличава, например при неопренови и нитрилни лепила. По-долу е дадена качествена оценка на съвместимостта на алопрен R20 с някои макромолекулни съединения: