Тефлоновая (фторопластовая) краска

Современные подходы к изготовлению лаков и красок  немыслимы без применения инновационных технологий. Создание гибридных полимерных материалов на сегодняшний день, является одним из перспективных направлений развития . Так что же представляют из себя полимерные краски и лаки?

Полимерный материал краски или лака  это олигомерная система, в которую специально введен полимерный наполнитель.  За счет модификации покрытия  приобретают совершенно иные свойства и качества. Так, например, при введении малых добавок дисперсных политетрафторэтилена, полиамида, полистирола, пентапласта в водоразбавляемые  лакокрасочные материалы для получения покрытий методом электроосаждения  было достигнуто увеличение износостойкости, гидрофобности, твёрдости, защитных свойств, химстойкости и рассеивающей способности . При этом, как правило, в водную лакокрасочную систему указанные добавки вводили в виде водных дисперсий.

 Компания «Флуралит Синтез»  в тесном сотрудничестве с  ЗАО «ОНТК-94»,  2 РХТУ им. Д.И.Менделеева,   ОАО «АВОТВАЗ» разработала технологию применения высокодисперсного политетрафторэтилена под маркой «Флуралит» для модификации лакокрасочных покрытий.

В качестве объекта исследования была выбрана грунтовка на основе карбоксилсодержащего акрилового олигомера ATL-korrosionfest (фирма FraiLace, Германия), используемая в ОАО «АВТОВАЗ»  на окрасочной линии анодного электроосаждения в цехе а/м «Нива».

Обработка «Флуралита» осуществлялась водными растворами ОП-10 различной концентрации. На основании данных о кинетической устойчивости систем, определяемой по скорости расслаивания, была выбрана минимальная концентрация, при которой образовывалась  наиболее устойчивая система, составившая 1% (масс.). Весовым методом была определена величина адсорбции ОП-10 на поверхности частиц «Флуралита», которая составила 75 мгПАВ/г порошка. Высушенный модифицированный порошок «Флуралита» непосредственно вводили в пигментную пасту олигомера, путем диспергирования  в бисерной мельнице в течение трех часов. Полученную композицию использовали для приготовления рабочего раствора ванны электроосаждения. Для сравнения готовили рабочий раствор из исходного немодифицированного лакокрасочного материала.

В таблице №1 представлены характеристики рабочих растворов.

Электроосаждение осуществляли на стальные обезжиренные пластинки в лабораторной ванне в потенциостатическом режиме ( U=const).Оптимальные параметры электроосаждения составили: напряжение -180 В, продолжительность -120 с, температура - 250 С . Термоотверждение осуществляли при 1700 С в течение 20 минут. Покрытия в обоих случаях получались без дефектов, сплошные, равномерные.

Свойства покрытий изучали стандартизованными методами, принятыми в лакокрасочной промышленности  на соответствие нормативам ТТМ 1.94.0141-2004 ОАО «АВТОВАЗ».

В таблице 2 представлены физико-механические свойства покрытий и краевой угол смачивания (определяли методом «сидячей капли»).

Из таблицы 2 видно, что модификация приводит к увеличению твёрдости и гидрофобности покрытий.

Защитные и антикоррозионные свойства покрытий определяли  путем испытаний на:

  •  стойкость к статическому воздействию жидкостей по ГОСТ 9.403-80 метод А (результаты представлены в таблице 3) ;
  • стойкость к воздействию нефтепродуктов по ГОСТ 9.404-88  (результаты представлены в таблице 3).
Представленные результаты свидетельствуют, что модифицированные покрытия имеют лучшую водостойкость и солестойкость по сравнению с немодифицированными покрытиями при сохранении неизменными остальных показателей при статическом воздействии жидкостей.
Таким образом, высокодисперсный «Флуралит» может использоваться для улучшения свойств покрытий, получаемых электроосаждением на основе карбоксилсодержащего акрилового плёнкообразователя при введении в рецептуру лакокрасочного материала. Необходима предварительная обработка поверхности «Флуралита» неионогенным ПАВ. По сравнению с результатами, полученными при модификации аналогичных покрытий водной дисперсией политетрафторэтилена  Ф-4ДВ, вводимой в систему непосредственно в рабочий раствор ванны, для достижения положительных результатов требуется в два раза меньше количества «Флуралита».

Версия для печати

Несколько слов о фторполимерах

Фторполимеры занимают особое, выделенное  место в современном  технологическом мире. Обладая целым рядом выдающихся свойств, они зачастую незаменимы во многих отраслях.

Фторопласт – инертный высокотехнологичный современный продукт, полученный путем полимеризации тетрафторэтилена. Благодаря сочетанию атомов фтора и углерода в формуле материала, а именно их прочной  связи защищенной броней из атомов фтора, фторлон получил широкое распространение  в различных отраслях промышленности. Прекрасно сочетающие химические, физические и электрические свойства позволяют считать его практически универсальным. Не случайно за этим классом соединений закрепилось образное название «веществ с алмазным сердцем в шкуре носорога».

Обладая высокой химической стойкостью, он может эксплуатироваться в любой среде за исключением расплавов щелочных металлов, трехфтористого хлора и элементарного фтора.  Агрессивные среды и  химические вещества, такие как кислоты, щелочи, окислители и растворители не воздействуют на фторопласт даже при высоких температурах. А в коррозийной среде фторлон  соперничает с благородными металлами, спецсталью и  эмалями.

«Флагманом» фторполимеров безусловно  является Фторопласт – 4, часто его называют органической платиной. Фторопласт – 4 характеризуется высокой плотностью, отличными электроизоляционными  и хорошими механическими свойствами. При этом, механическую прочность он сохраняет в области температур от —169°С до +250°С. Высокая термостойкость в сочетании с диэлектрическими характеристиками дают возможность использовать материал как изоляционный. Диэлектрические свойства сохраняются даже при температуре до 200 градусов ,а химические до +300°С. Наличие морозостойких свойств обеспечивает использование материала в морозильной технике.

Прекрасная химическая стойкость обеспечила  фторопластам применение в атомной и химической промышленности, высокие электроизоляционные свойства способствовали широкому использованию в электротехнике и электронике.

Фторопласт - 4 обладает рекордно низким среди всех полимеров,  почти не зависящим от температуры коэффициентом трения, что открывает полимеру широчайшие  возможности в машиностроительной отрасли и на транспорте. Его применяют для изготовления подшипников и опор скольжения, манжет работающих без смазки, так как фторопласт является одним из самых скользких полимеров в мире, что отмечено в книге рекордов Гиннесса. Благодаря своей малой пористости, его применение позволяет существенно снизить потребление масла в двигателях, увеличить их мощность. Использование фторопласта в различных механизмах и конструкциях повышает срок эксплуатации в разы.

Климатическая стойкость и отсутствие старения, а также гидрофобность определили перспективу использования фторопластов в строительстве.
Физиологическая и биологическая инертность позволяет использовать фторопласт в медицинской, фармацевтической и пищевой промышленности.