Фенольные смолы получают взаимодействием фенола и его производных с формальдегидом. В зависимости от условий реакции и мольного соотношения компонентов получают фенольные смолы новолачного или резольного типа (рис. 2.40 и 2.41).

Недостатком фенольных смол является их окраска, выраженная в большей или меньшей степени, что в ряде случаев исключает их использование для по­лучения лакокрасочных материалов светлых тонов. Новолачные смолы (рис. 2.40) не способны сшиваться без применения отвердителей. Их используют для получения лакокрасочных материалов, формирующих покрытия за счет

+ 0,5 - 0,8 СН20

Кислота

Средняя мол. масса: 400 - 5000 п: 2 - 45

Рис. 2.40. Упрощенное строение новолачных смол

■к он

Средняя мол. масса: 150 - 600 (п + т)«0-4

Рис. 2.41. Упрощенное строение резольных смол

8-членное хелатное кольцо

Рис. 2.42. Схема образования хелатных комплексов на поверхности металлов (оксидов)

Смола

6-членное хелатное кольцо

Harz

Физических процессов, например мебельных, электроизоляционных и других лаков. Предметом обсуждения данного раздела являются резолы, способные при нагревании к самостоятельному отверждению. Формальдегид с фенолом может взаимодействовать по гидроксильной груп- пе, находящейся как в орто-, так и в тара-положении. Для получения резольных смол, кроме фенола, используют также его производные, например алкилфено- лы, резорцин или бисфенол А. Необходимо отметить высокую адгезию резольных смол к метал- лам, что можно объяснить образова- нием на поверхности хелатных структурных элементов о-гидрокси- бензилового спирта. Возможная структура одного из таких комплек- сов (6-членное хелатное кольцо) изображена на рис. 2.42. Новейшие молекулярные расчеты позволили прогнозировать также образование второго металлохелата (8-членное хелатное кольцо на рис. 2.42). Как правило, 8-членные хелаты менее стабильны, чем 6-членные, однако их образование следует также при- нимать во внимание. Этерификация спиртами, напри- мер н-бутанолом, приводит к получе- нию резолов, растворимых в арома- тических углеводородах, Химиче- ское отверждение резолов происхо- дит за счет реакций поликонденса- ции, катализируемых кислотами или воздействием повышенных темпера- тур, и приводит к образованию сши- тых структур, так называемых дуро- меров. Так как резолы образуют хрупкие пленки, их часто пластифи- цируют смолами (например, эпок- сидной), растительными маслами или жидкими каучуками (полиакри- лонитрильным, полибутадиеновым) (рис. 2.43).

Отверждение резолов может осу­ществляться двумя альтернативными путями:

• посредством самосшивания (го­моконденсации) за счет свободных метилольных или метилолэфирных групп;

• с помощью сшивающих агентов, которыми служат соединения, содер­жащие ОН-, 1МН2, оксирановые груп­пы или ненасыщенные соединения (рис. 2.43).

СН

Рис. 2.43. Реакция резолов с ненасыщенными соединениями

В табл. 2.31 представлена при­мерная рецептура эмали горячей сушки [14]. Условия отверждения (без катализатора): 30 - 50 мин при 180°С или 15 - 30 - при 205°С. Если требуется нанести еще один слой материала горячей сушки, для улучшения межслойной адгезии грунтовочный слой отверждают не полностью, например 10-20 мин при 175°С или 7 - 12 - при 190°С. Окончательное отверждение грунтовочного слоя происходит при сушке покровного слоя.

Таблица 2.31

Примерная рецептура эпоксифенольной эмали горячей сушки

№	Продукт	Массовая доля сухого вещества, %	Плотность, г/мл	Массовое содержание, %
1	Эпоксидная смола, тип 7	12,4	1,2	1,2
2	Резол (50%-ный раствор в бутаноле)	8,2	5,3	1,2
3	Красный железооксидный пигмент	12,5	12,5	5,0
4	Тяжелый шпат (Ва804)	8,5	8,5	4,3
5	Тальк	4,0	4,0	2,7
6	Органосиликат (10%-ный раствор в ксилоле)	1,0	0,1	_
7	Изопропилгликоль	23,8		_
8	Ароматический растворитель	17,5		_
9	Метоксипропилацетат	8,5		_
10	И-Бутанол	3,6		-
	Итого:	100	42,8

Примечание. 1 - эпоксиэквивалентная масса около 1875, эпоксидное число около 0,053, гид­роксильное число около 0,37, например Ерюо1е 1007. За счет добавления эпоксидной смолы тип 9 можно улучшить эластичность покрытия; 2 - непластифицированная фенольная смола горячей сушки (65%-ный раствор в бутаноле), например РИепосЮг РИ 217; 6 - реологическая добавка орга-

Носиликата, например Ве^опе 34; 8 - область температур кипения 165 - 185°С, число испарения 46, например ЗИеНво! А; 7 - температура кипения 143°С, число испарения 65 (может применяться также бутил гликоль).

Дополнительно используют в качестве катализатора морфолиновую соль л-толуолсульфоновой кислоты в количестве 0,5 - 2% (по массе) на сухой плен- кообразователь.

Для катализированных составов температура сушки на 10 - 20°С ниже. Сле­дует иметь в виду, что неполное отверждение приводит к образованию хрупко­го покрытия с недостаточной химической стойкостью, в частности к действию растворителей. Эпоксидно-фенолформальдегидные материалы горячей сушки мало чувствительны к перегреву за исключением пожелтения покрытий.

Для анализа рецептуры (табл. 2.31) укажем основные параметры эмали:

Соотношение пленкообразователей эпоксид : фенолформапьдегид = 70 : 30 (по сухому), пигмент : пленкообразователь = (12,5 + 8,5 + 4): (12,4 + 5,3) = 1,4 :1.

12,5/5 + 8,5/4,3 + 4/2,7

ОКП = ------------------------------------------------------------------- • 100% = 29%

12,5/5 + 8,5/4,3 + 4/2,7+17,7/1,2

Для получения эмали сначала растворяют твердую эпоксидную смолу, за­тем в этом растворе диспергируют пигмент, наполнители и органосиликатную пасту. Перед нанесением добавляют резольную смолу и растворитель (в неко­торых случаях еще и катализатор).

Покрытия горячей сушки на основе эпоксидно-фенолформальдегидных смол имеют следующие характеристики:

• высокую стойкость к химикатам и растворителям;

• высокие твердость и абразивную стойкость;

• хорошие эластичность и адгезию;

• высокую прочность при ударе;

• стойкость к перепаду температур и к стерилизации.

Лаки и грунтовки горячей сушки на основе эпоксидно-фенолформальде­гидных смол применяют для различных целей:

• защиты жести для консервной тары;

• защиты внутренней поверхности емкостей для транспортировки жидкостей;

• защиты оборудования в химической промышленности;

• электроизоляции проводов;

• грунтования металлов при окрашивании бытовой техники и приборов.