Стирол-бутадиеновые сополимеры получают путем эмульсионной сополимеризации бутадиена-1,3 с различными количествами стирола. Сополимеры, содержащие до 50% стирола, являются типичными каучуками.

Для изготовления воднодисперсионных красок наибольшее применение находят латексы сополимеров, содержащих 55-70% стирола. Содержание звеньев бутадиена, присоединенных в положение 1,2, зависит от количества стирола в сополимере. Например, сополимер с 30% стирола (СКС-30) содержит 23% бутадиена, присоединенного в положение 1,2, а высокостирольные сополимеры – еще меньше. Однако реальное строение таких сополимеров сложнее, поскольку кроме указанных выше структур имеют место комбинации присоединений «голова к голове» и «голова к хвосту», а также блочное расположение звеньев.

Наличие большого количества структур придает таким сополимерам способность превращаться в сшитое состояние под воздействием кислорода воздуха (по типу высыхающих масел); звенья более устойчивы к окислению на воздухе. Увеличение содержания стирола, особенно выше 30%, снижает количество образующейся при нагревании полимера на воздухе гель-фракции. Присутствие катализаторов окисления (типа солей кобальта, марганца и др.) усиливает превращение. Немалое значение имеет и глубина полимеризации: сополимеры, полученные при степени превращения 98-100%, под действием кислорода воздуха сшиваются быстрее и полнее. По-видимому, это связано с образованием более разветвленных и даже частично трехмерных структур при глубокой полимеризации.

Природа процессов, сопровождающих окисление стирол-бутадиеновых сополимеров кислородом воздуха, весьма сложна, но довольно подробно изучена. Важно отметить, что в этом случае процесс образования межмолекулярных связей преобладает над деструкционными процессами, и количество летучих продуктов окисления ничтожно. Окисление и сшивка происходят в основном в результате реакций двойных связей главных цепей или соседних с ними метиленовых групп:

Однако эти же процессы, протекая достаточно глубоко, вызывают потемнение, появление внутренних напряжений и растрескивание пленки. Такое старение сравнительно быстро происходит в атмосферных условиях, особенно под воздействием прямого солнечного света. В естественных условиях эксплуатации, даже в присутствии антиоксидантов типа неозона (фенил-р-нафтиламина) или П-23 (1-окси-2,4,6-триизобутилбензола), покрытия на основе этих латексов сравнительно быстро стареют, темнеют и разрушаются. Окислы металлов (гидроокись кальция, окись цинка) увеличивают эффект структурирования, но и вызывают повышенное старение. Поэтому первоначально такие латексы использовали лишь для получения красок для внутренних работ. В нашей стране для этой цели используют главным образом два типа стирол- бутадиеновых латексов: СКС-60ГП и СКС-65ГП (индекс «ГП» означает глубокую полимеризацию).

Латекс СКС-65ГП для лакокрасочной промышленности изготавливается непрерывным методом с применением смеси эмульгаторов (некаль, парафинат натрия, лейканол). Температура полимеризации 50-60°С, степень превращения 98-100%, твердость полимера > 5000. Латекс СКС-60ГП изготавливается по аналогичной технологии, но имеет несколько иную систему стабилизации. По аналогичной рецептуре на основе латекса СКС-65ГП выпускаются краски КЧ-26 строительного назначения (для внутренних работ).

Отсутствие органического растворителя и быстрое высыхание латексных красок делает их весьма удобными для получения покрытий по деревянным полам.

Позже были предложены композиции на основе латекса СКС-65ГП, которые были с успехом применены для изготовления воднодисперсионных красок для наружных работ (фасадные краски). Их рецептура принципиально не отличается от остальных, но дополнительно в качестве стабилизатора были использованы маслорастворимые феноло-формальдегидные смолы 101 и 108. По мере увеличения количества феноло-формальдегидной смолы атмосферостойкость покрытий возрастала, но при избыточном содержании смолы пленки становились хрупкими. Такие краски по эксплуатационным характеристикам идентичны поливинилацетатным и перхлорвиниловым фасадным краскам.

IIo-видимому, весьма перспективно применение взамен стирол-бутадиеновых красок пиперилен-стирольных. Пииерилен получают в качестве побочного продукта производства изопрена (при дегидрировании изопентана) и при синтезе бутадиена из спирта. В частности, ниперилен-стирольнын латекс СКПС-50, полимер которого содержит около 50% пиперилеповых звеньев, обладает такой же пленкообразующей способностью, как и латекс СКС-65ГП.

Похожие записи:

• Морозостойкость синтетических латексов и воднодисперсионных красок