Покрытия на основе акриловых эфиров

В настоящее время акриловая смола, используемая для покрытия металлических поверхностей, в основном основана на органических растворителях и термореактивна. Она может быть сформулирована как грунтовка-эмаль, так и верхнее покрытие. Однако по сравнению с полиэфиром, акриловая смола обладает относительно более слабой адгезией и гибкостью. В результате использование акриловой смолы как грунтовки-эмали стало менее распространенным, и она в основном применяется как верхнее покрытие для банок напитков и пищевых продуктов, а также различных других банок.

Акриловая смола, в сочетании с определенной пропорцией сшивочной смолы, образует блестящее и механически прочное покрытие при нагревании. Она также обладает хорошей совместимостью с красками. В настоящее время реакционные функциональные группы акриловой смолы в основном предоставляются за счет введения мономеров, таких как гидроксиэтилметакрилат, гидроксипропиловый эфир, эпоксидный эфир, N-гидроксиметилакриламид и акриловая кислота. Эти мономеры обеспечивают активные функциональные группы, такие как гидроксильная (OH), карбоксильная (COOH) и аминная (NHCH2OBu), которые могут реагировать с различными тримерными меламиновыми смолами, капированными изоцианатами или собственными активными функциональными группами смолы. Сшивание происходит во время высокотемпературной обжигки для формирования пленки с желаемыми свойствами покрытия. Для трехчастных банок для напитков и пищевых продуктов лаки требуют не только хорошего сцепления, твердости по карандашу и высокого блеска, но и должны соответствовать требованиям отличной стойкости к истиранию, царапинам, ударам и поддержанию высокого блеска после стерилизации паром. Для достижения этих требований основная акриловая смола должна иметь соответствующий молекулярный вес (Mn: 4000-8000). Смолы с чрезмерно низким молекулярным весом имеют плохое сцепление и стойкость к ударам, тогда как слишком высокий молекулярный вес приводит к высокой вязкости смолы, низкому содержанию твердого вещества и высокой вязкости после формулирования, что неблагоприятно для нанесения покрытия. Кроме того, диапазон температур перехода стекла смолы должен быть контролируем в пределах 10-70°C. Если температура перехода стекла смолы слишком низкая, это указывает на чрезмерное присутствие длинноцепочечных алкильных групп, таких как акрилат бутила, изооктиловый акрилат и т. д. Эти мономеры увеличивают молекулярное пространство поворота и действуют как пластификаторы. Однако они также снижают скорость реакции смолы, что неблагоприятно для устойчивости к пятнам и паропроницаемости покрытия, что приводит к проблемам при производстве банок. С другой стороны, слишком высокая температура перехода стекла смолы указывает на высокую энергию когезии, что приводит к плохому сцеплению и устойчивости к ударам. Это также приводит к высокой вязкости покрытия, низкому содержанию твердого вещества и снижению полноты прозрачного лака.

Для акриловых смол, используемых в покрытиях для банок, большинство аминных смол и капированных алифатических изоцианатов проявляют отличное смешивание. Аминные смолы обеспечивают хорошую реакцию, стойкость к пятнам, твердость и химическую стойкость. Алифатические изоцианаты улучшают прочность и стойкость к истиранию прозрачного лака. Однако у этой системы плохая устойчивость к растворителям. Поскольку термореактивные акриловые смолы в основном полагаются на свои концевые гидроксильные или метакриловые группы для реакции с сшивочными агентами, для катализа выбираются различные кислотные катализаторы в зависимости от различных степеней отверждения аминных смол. Реакция отверждения капированных изоцианатов требует различных температур отверждения и металлических катализаторов с различной активностью в зависимости от концевых групп.

Ключевые моменты применения акриловых эфировых покрытий: Акриловые эфировые покрытия, используемые для банок, преимущественно используются как наружное лаковое покрытие или для обработки шва края. Особенности покрытия и основной смолы определяют некоторые особенности его применения.

Акриловые эфирные смолы имеют ограниченные возможности молекулярного растяжения, а функциональные группы перекрестного связывания распределены вдоль боковых цепей полимерных молекул. Образовавшаяся структура взаимопроникновения, сформированная после термического отверждения, дополнительно ограничивает молекулярное движение внутри и между цепями, придавая пленке определенную твердость и прочность.Однако, если в покрытие включены аминнофункциональные или частично конденсированные меламиновые смолы, излишне высокие температуры отверждения могут сделать пленку хрупкой и снизить сцепление, что приведет к проблемам с истиранием или отслаиванием пленки в процессе производства, наполнения и транспортировки банок. Крайне важно контролировать температуру отверждения для этого типа покрытия. Наружные лаки требуют отличной полноты, поэтому вязкость покрытия и толщина пленки при нанесении должны быть хорошо контролируемы. Если вязкость слишком низкая, может возникнуть недостаточное количество покрытия, что приведет к образованию тонкой пленки и повлияет на блеск и полноту продукта. Однако также важно предотвратить излишне высокую вязкость, так как это может привести к проблемам с выравниванием и сцеплением.