Плёнкообразующее на основе винилхлорида для производства лакокрасочных материалов

Логотип: 

ПЛЁНКООБРАЗУЮЩЕЕ НА ОСНОВЕ ВИНИЛХЛОРИДА ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ЛАКОКРАСОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ
А.Д. Гуткович, канд. техн наук; О.А. Захаров; А.А. Миронов                           

ООО «НПП Биохимпласт», г. Нижний Новгород
                                                                                                                                                                               mironov@biochimplast.ru

Аннотация: Показана возможность частичной замены поставляемых по импорту перхлорвиниловой смолы (CPVC) и сополимеров на основе винилхлорида на отечественный плёнкообразователь.
Ключевые слова: лакокрасочные материалы; перхлорвиниловая смола; сополимеры на основе винилхлорида/

       Поливинилхлорид (ПВХ) является одним из наиболее распространённых и недорогих полимеров (мировое производство составляет более 30-ти миллионов тонн в год), который применяется для производства жёстких профильно-погонажных изделий, кабельной продукции, шлангов, деталей обуви, плёнок, изделий медицинского назначения и др. Известно, что ПВХ является антикоррозионным, износостойким материалом, устойчивым ко многим агрессивным средам. Несмотря на это, в настоящее время не решена задача создания ПВХ, хорошо растворимого в промышленных лакокрасочных растворителях (ацетон, толуол, бутилацетат и др.) и использования его для создания лакокрасочных материалов (ЛКМ).

       В настоящее время в качестве плёнкообразователей на основе винилхлорида (ВХ) применяются перхлорвиниловая смола и сополимеры ВХ с винилацетатом или с винилиденхлоридом.

     На основе указанных плёнкообразователей производят лаки и эмали типа ХВ и ХС. В таблице представлен уровень цен на перхлорвиниловую смолу и сополимеры ВХ в сравнении с серийно выпускаемым суспензионным ПВХ.

Таблица.
Уровень цен на плёнкообразователи на основе ВХ.

          При этом ПСХ-ЛС и сополимеры на основе ВХ для ЛКМ в настоящее время в России не выпускаются : поставляются по импорту. В связи с вышеизложенным разработка и освоение в промышленности выпуска отечественного плёнкообразователя на основе ВХ, позволяющего полностью или частично заменить поставляемые по импорту ПСХ-ЛС и сополимеры на основе ВХ, является актуальной научной и практической задачей. Как следует из таблицы, уровень цен на перхлорвиниловую смолу(ПСХ -ЛС) и сополимеры на основе ВХ многократно превосходит цену на серийно выпускаемый суспензионный ПВХ.

         Нами для частичной замены импортных ПСХ-ЛС и сополимеров на основе ВХ предлагается сополимер ВХ с хлорированным углеводородом: ЛК-1

Основные характеристики сополимера ЛК-1:

1. Однородный порошок белого цвета;
2. Растворимость в растворителе Р-4 - не менее 99,7 %;
3. Концентрация в растворителе Р-4 - не более 4 %, масс;
4. Условная вязкость 4 % раствора в растворителе Р-4: 12 - 14 с (вискозиметр ВЗ-246 с диаметром сопла 4 мм);
5. Растворение сополимера ЛК-1 осуществляется при температуре около 50 ⁰C в течение часа;
6. Применяется в смеси с импортными сополимерами на основе ВХ или ПСХ-ЛС.  

       На графике 1 и графике 2 представлен уровень влияния сополимера ЛК-1 с  концентрацией 4 %, масс. в растворителе Р-4 на условную вязкость растворов с различной суммарной концентрацией пленкообразователей.

          Как следует из графика 1 и графика 2, при использовании сополимера ЛК-1 в смеси с сополимером ВХ с винилацетатом UМ-50 или с ПСХ-ЛС условная вязкость растворов существенно повышается по сравнению с  применением только одного UМ-50 или ПСХ-ЛС при одинаковой суммарной концентрации пленкообразователей в растворе.
          При использовании ЛК-1 с UМ-50 (График 1) или ПСХ-ЛС (График 2) доля ЛК-1 в смеси составляла для 7 % раствора - 56 %; 10 % раствора – 40 %; 12 % раствора - 30 %; 14 % - 26 %. При этом, чем выше суммарная концентрация пленкообразователей в растворе, тем сильнее влияние сополимера ЛК-1 на увеличение условной вязкости, несмотря на уменьшение его доли в смеси с UМ-50 или ПСХ-ЛС.

       Необходимую условную вязкость с использованием ЛК-1 можно получить при существенно более низкой суммарной концентрации пленкообразователей в растворе, что позволяет рассматривать сополимер ЛК-1 не только в качестве плёнкообразующего, но и в качестве модификатора вязкости.

       Условная вязкость 14 % раствора UМ-50 практически соответствует вязкости 10 % раствора смеси UМ-50 и ЛК-1 (График 1).

       Условная вязкость 12 % раствора ПСХ-ЛС практически соответствует условной вязкости 10 % раствора смеси ПСХ-ЛС и ЛК-1 (График 2). При этом применение дорогостоящего ПСХ-ЛС снижается почти в 2 раза.

          Уровень замены UМ-50 или ПСХ-ЛС на сополимер ЛК-1 может составлять от 30 до 50 %. Оптимальное соотношение ЛК-1 и ПСХ-ЛС (или сополимера на основе ВХ) в смеси определяется рецептурой ЛКМ..
          Цена сополимера ЛК-1 составляет 130 рублей за 1 кг. Очевидно, что наиболее эффективной является частичная замена ПСХ ЛС на ЛК-1 (таблица) в производстве ЛКМ. Экономия при замене от 30 до 50% ПСХ-ЛС (при потреблении около1000 т в год) может составить более 100 млн рублей в год.

Film-former based on vinylchloride for production of paint and varnish materials.

A.D. Gutkovich; O.A. Zakharov; A. A. Mironov

LLC "NPP Biokhimplast&quot", Nizhny Novgorod

Abstract: In this article is shown the possibility of partial replacement import perchlorvinyl
resin (CPVC) and copolymers based on vinylchloride in the production of paints and
varnishes on the domestic film-former.

Key words: paints and varnishes; perchlorvinyl resin; CPVC; vinyl chloride-based
copolymers.