Классификация покрытий. 
Химия и технология кожи и меха: теоретические основы

Классифицируют покрытия по типу пленкообразователя, который входит в состав покрытия:

• 1) полимеризационные (эмульсионные) покрытия — к ним относятся производные акриловой кислоты;
• 2) нитроцеллюлозные покрытия, получаемые как из растворов органических растворителей, так и из водных эмульсий;
• 3) белковые покрытия на основе казеина;
• 4) полиуретановые покрытия — получают их так же, как и нитроцеллюлозные.

Как правило, покрытие на коже представляет собой комбинацию разных видов покрытий:

• — средние и нижние слои — на основе полиакрилатов;
• — верхние слои — на основе полиуретанов или нитратов целлюлозы.

В состав покрывных красок входят пигменты, пластификаторы, вспомогательные добавки, разбавители и растворители. Рассмотрим отдельные виды покрытий.

1. Полимеризационные (эмульсионные).

Наибольшее распространение нашли покрытия в виде водных дисперсий полимеров на основе эфиров акриловой или метакриловой кислоты или сополимеров.

Покрытия на основе дисперсий полиакрилатов обладают следующими преимуществами:

• — красивый внешний вид;
• — повышенная стойкость к сухому трению;
• — достаточно высокая адгезия, высокая эластичность;
• — водостойкость;
• — устойчивость к старению.

Недостатки:

• — недостаточная стойкость к повышенным температурам;
• — недостаточная морозостойкость.

В соответствии с требованиями обувного производства верхний предел температуры, которую должно выдерживать покрытие, не размягчаясь, составляет 120 °C. Нижний предел температуры должен составлять не менее -20°С.

В общем виде эфиры акриловой кислоты можно представить так:

где R — эфирный радикал. Свойства полиакрилатных покрытий во многом зависят от этого R. Чем длиннее радикал, тем мягче полимер, тем ниже температура стеклования (Г_ст).

В эксплуатационных условиях покрытие на коже должно находится в высокоэластическом состоянии. Обычно в состав покрывных красок входят полимеры с разной длиной радикала.

Так, полиметилакрилат (R-CH₃) образует прочные не липкие твердые пленки, но с очень низкой морозостойкостью и низкой эластичностью.

Полиэтилакрилат дает мягкие, более эластичные и морозостойкие пленки, но менее прочные.

Рис. 13.1. Термомеханическая кривая:

I — стеклообразное состояние; II — высокоэластическое состояние;

III — вязкотекучее состояние Бутилакрилат в качестве самостоятельного пленкообразующего вещества не используется. Его применяют для сополимеризации с более твердыми мономерами для придания покрытиям морозостойкости и мягкости.

Если в состав полиакрилата входят свободные карбоксильные группы, то они образуют водородные связи. В результате подвижность макромолекулы, ее гибкость уменьшается, следовательно, снижаются морозостойкость и эластичность, но увеличивается термостойкость, т. е. раздвинуть границы области высокоэластического состояния не удается. Если увеличивается термостойкость, то падает морозостойкость:

• — Т_ст Г_тек — не удается;
• — Т_ст —> Т_тек —" возрастает термостойкость, падает морозостойкость;
• — <�— Г_ст <�— Г_тек — возрастает морозостойкость, падает термостойкость.

Наилучшими пленкообразующими свойствами обладают эмульсии сополимеров акрилатов и метакрилатов с полярными мономерами: метакриловой (акриловой) кислотой, метакриламидом и его производными. Часто в качестве сомономера выступает нитрил акриловой кислоты.

Широко известны и применяются у нас в стране акриловые эмульсии марок МБМ-3, МБМ-20, БМ-12, акриловая ЭМ № 1 (полиметилакрилат), ДММА-65 ГП, латекс ВАК-200М, латекс ВАК-201, латекс ВАК- 202, латекс ВАК-100П.

Акриловая эмульсия МБМ-3 (сополимер метилакрилата, бутилакрилата и метакриловой кислоты (65:32:3)) образует мягкую, липкую пленку.

Акриловая эмульсия МБМ-20 представляет собой сополимер метилакрилата, бутилакрилата и метакриловой кислоты. При добавлении аммиака она загущается, повышая стабильность пигментированных суспензий.

Акриловая эмульсия БМ-12 представляет собой сополимер бутилакрилата, бутилметакрилата и метакриловой кислоты. Образует довольно жесткие пленки, поэтому может использоваться для повышения прочности пленок из эмульсии, например МБМ-3.

ДММА-65ГП состоит из дивинила, метилметакрилата и метакриловой кислоты с соотношением звеньев 65:34:1 по массе.

Латекс ВАК-200М представляет собой водную дисперсию сополимера бутилакрилата с акрилонитрилом и метакриловой кислотой с соотношением звеньев соответственно 70:25:5 по массе. Для стабилизации дисперсий используют эмульгатор Е-30.

Латекс ВАК-201 представляет собой водную дисперсию сополимера бутилакрилата с акрилонитрилом с соотношением звеньев соответственно 64:36 по массе. Для стабилизации дисперсии используют эмульгатор «Волгонат».

Латекс ВАК-202 представляет собой дисперсию сополимера этилакрилата с нитрилакриловой кислотой с соотношением звеньев соответственно 22:78 по массе. Для стабилизации дисперсии используют эмульгатор Е-30.

Латекс ВАК-100П представляет собой водную дисперсию сополимера бутилакрилата с нитрилом акриловой кислоты и метакриловой кислотой в соотношении звеньев соответственно 80:13:7. Для стабилизации используют эмульгатор «Волгонат».

Одним из недостатков дисперсий полимеров является их неустойчивость (способность коагулировать) при пониженной температуре. Это вызывает большие трудности при транспортировке и хранении. С целью повышения стабильности дисперсий в них вводят ПАВ и другие стабилизаторы.