ИСТИНА

Перспективным путем создания новых полимерных материалов и покрытий, в том числе лакокрасочных покрытий, является получение полимер-алюмосиликатных нанокомпозитов – материалов, содержащих в качестве наноразмерных наполнителей хорошо диспергированные глинистые минералы группы смектитов, в частности монтмориллонит (ММТ). ММТ состоит из стопок (тактоидов) отдельных алюмосиликатных пластин толщиной около 1 нм при линейных размерах порядка десятков нанометров, при этом возможно диспергирование тактоидов на отдельные нанопластины. Поверхностные свойства ММТ можно эффективно изменять путем модификации поверхности ММТ, обычно четвертичными аммониевыми солями. Введение ММТ в полимеры позволяет получать композиционные материалы с повышенными прочностью, жесткостью, сниженными газо- и паропроницаемостью и т. д. Введение органоглин в покрытия в ряде случаев позволяет обеспечить улучшение защитных свойств покрытий вследствие снижения проницаемости покрытий по воде, кислороду и другим коррозионным агентам, так как присутствие наноразмерных пластин глины с большим размерным фактором обусловливает значительное увеличение пути диффундирующих частиц в покрытии (особенно в случае ориентации пластин нанонаполнителя в плоскости пленки). В результате может быть обеспечено снижение скорости коррозии под покрытием, сохранение адгезии покрытия с подложкой, а также улучшение комплекса механических свойств покрытия. Цель настоящей работы – выбор типов органоглин для формирования структуры непигментированных и пигментированных покрытий с оптимальным комплексом свойств из органорастворимых лакокрасочных материалов. В исследованиях использовали природный ММТ и органомодифицированные ММТ производства Southern Clay (США), различающиеся структурой ПАВ и его содержанием (от 0 до 1,25 емкости катионного обмена (ЕКО) исходной глины). Модельное пленкообразующее – лак ПФ-060 ЛЮКС (раствор в летучих органических растворителях пентафталевого алкидного олигомера). 110 Для оценки совместимости органоглин с компонентами раствора пленкообразующего материала были измерены седиментационные объемы глин в суспензиях в чистых и смесевых растворителях и в растворах алкидного олигомера. Установлено, что наибольшей совместимостью с раствором алкидного олигомера характеризуется глина, содержащая более 1 ЕКО модификатора с двумя длинными алифатическими цепями. При этом глины можно разделить по степени набухания в алкидном олигомере на «набухающие» и «ненабухающие». Методом рентгеноструктурного анализа установлено, что «ненабухающие» глины сохраняют структуру тактоидов в суспензии в растворе олигомера, после отверждения формируется микрокомпозит. «Набухающие» глины в суспензии разориентируются и становятся рентгеноаморфными, а после отверждения возможно формирование как микрокомпозита, так и интеркалированного нанокомпозита (в зависимости от структуры ПАВ и его совместимости с олигомером). Рентгеноструктурным анализом пленок композитов до и после экспозиции в атмосфере 100%-ной влажности показано, что во избежание сорбции воды нанокомпозитной пленкой (и, следовательно, снижения атмосферостойкости покрытия) необходимо использовать глины, содержащие ПАВ в количестве не менее 1 ЕКО. Для изучения эксплуатационных свойств пигментированных и непигментированных нанокомпозиционных покрытий были выбраны две органоглины: «ненабухающая», формирующая микрокомпозит, и «набухающая», формирующая интеркалированный нанокомпозит. Показано, что введение органомодифицированных глин способствует улучшению эксплуатационных свойств как непигментированных, так и пигментированных покрытий: может быть обеспечено снижение паропроницаемости покрытий, увеличение твердости и значительное снижение водопоглощения пигментированных покрытий. При этом улучшение всех характеристик более значительно при введении органоглины, формирующей в покрытии интеркалированный нанокомпозит. Также при введении этой глины обеспечивается увеличение стойкости непигментированного покрытия в коррозивной среде (3 %-ный водный раствор NaCl). Оптимальное содержание органоглин в покрытиях составляет 1...3 % (мас.).