Розробка коалесцентів для лакофарбових матеріалів на основі іонних рідин – продуктів взаємодії діетаноламіну з неорганічними кислотами

Автор(и)

  • Євгеній Павлович Левченко Державний вищий навчальний заклад «Український державний хіміко-технологічний університет», Україна https://orcid.org/0000-0001-9112-1112
  • Ольга Сергіївна Свердліковська Державний вищий навчальний заклад «Український державний хіміко-технологічний університет», Україна https://orcid.org/0000-0001-7404-5509
  • Денис Олегович Черваков Державний вищий навчальний заклад «Український державний хіміко-технологічний університет», Україна https://orcid.org/0000-0003-1521-9171
  • Олег Вікторович Черваков Державний вищий навчальний заклад «Український державний хіміко-технологічний університет», Україна https://orcid.org/0000-0002-1631-3592

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.228546

Ключові слова:

іонна рідина, діетаноламін, борна кислота, ортофосфатна кислота, коалесцент, лакофарбові матеріали

Анотація

Синтезовано іонні рідини шляхом взаємодії діетаноламіну з ортофосфатною та борною кислотами для встановлення можливості заміни летких коалесцентів у складі лакофарбових матеріалів на іоногенні сполуки. Представлено результати дослідження впливу полімерних коалесцентів на основі іонних рідин на реологічні властивості воднодисперсійних лакофарбових матеріалів різної природи. Встановлено, що синтезовані коалесценти можна використовувати для модифікації властивостей лакофарбових матеріалів на основі поліуретанових та стирол-акрилових водних дисперсій. Показано, що продукт взаємодії діетаноламіну та борної кислоти у водних розчинах утворює іоногенну комплексну сполуку з уніполярною провідністю за іонами ОН─. Також встановлено, що при введенні до складу воднодисперсійних лакофарбових матеріалів розчини модифікаторів чинять розріджувану дію. Проведено дослідження впливу іонних рідин на процес плівкоутворення водних дисперсій полімерів та пігментованих лакофарбових матеріалів на їх основі. Встановлено, що синтезовані іоногенні сполуки не поступаються за своєю ефективністю широко розповсюдженим традиційним промисловим коалесцентам типу Texanol→.

Таким чином, є підстави стверджувати про можливість заміни промислового коалесценту Texanol→ у складі пігментованих воднодисперсійних лакофарбових матеріалів на основі стирол-акрилових та поліуретанових дисперсій на принципово нові синтезовані іонногенні модифікатори. Так, покриття з коалесцентом на основі іонної рідини діетаноламіноборату мають більш високий рівень умовної твердості, яка перевищує на 17 % показник твердості фарби, виготовленої на основі традиційного коалесценту типу Texanol→, не змінюючи її декоративні властивості, такі як колір та блиск

Біографії авторів

Євгеній Павлович Левченко, Державний вищий навчальний заклад «Український державний хіміко-технологічний університет»

Аспірант

Кафедра технологій природних і синтетичних полімерів, жирів та харчової продукції

Ольга Сергіївна Свердліковська, Державний вищий навчальний заклад «Український державний хіміко-технологічний університет»

Докторка хімічних наук, доцентка

Кафедра технологій палив, полімерних та поліграфічних матеріалів

Денис Олегович Черваков, Державний вищий навчальний заклад «Український державний хіміко-технологічний університет»

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра технологій палив, полімерних та поліграфічних матеріалів

Олег Вікторович Черваков, Державний вищий навчальний заклад «Український державний хіміко-технологічний університет»

Доктор технічних наук, професор

Кафедра технологій природних і синтетичних полімерів, жирів та харчової продукції

Посилання

  1. Potapov, A. M., Simbirkina, A. N., Chervakov, O. V., Kisel’, V. M. (2016). Development and Prospects of the Application of Syntactic Foam Plastics as Heat-Shielding Materials in Space-Rocket Technologies. Materials Science, 52 (1), 1–8. doi: https://doi.org/10.1007/s11003-016-9919-z
  2. Zarras, P., Soucek, M., Tiwari, A. (Eds.) (2020). Handbook of Waterborne Coatings. Elsevier. doi: https://doi.org/10.1016/c2017-0-00208-2
  3. Lu, Y.-Y., Tseng, C.-M., Bunker, J. E., Cooprider, T. E., Most, R. W., Stanich, G. J. (1993). Pat. No. 5,461,125 USA. Waterborne core-shell latex polymers. No. 56,380. declareted: 30.04.1993; published: 24.10.1995. Available at: https://patents.google.com/patent/US5461125A/en?oq=5461125
  4. Razavi, H. A. (1994). Pat. No. 5,629,365 USA. UV-absorbing polymer latex. No. 360,828. declareted: 06.01.1994; published: 13.05.1997. Available at: https://patents.google.com/patent/US5629365A/en?oq=5629365
  5. Tabakovic, R. (1999). Pat. No. 6,194,479 USA. Latex foam. No. 09,365,087. declareted: 30.07.1999; published: 27.02.2001. Available at: https://patents.google.com/patent/US6194479B1/en?oq=09365087
  6. Van Dyk, A. K., Tulchinsky, M. L. (2011). Pat. No. 2012/0,052,210 А1 USA. Coalescent for aqueous compositions. No. 13/191,501. declareted: 27.07.2011, published: 01.05.2012. Available at: https://patents.google.com/patent/US20120052210A1/en?oq=20120052210
  7. Arendt, W. D., McBride, E. (2011). Pat. No. 2,823,206 CA. New dibenzoate plasticizer/coalescent blends for low voc coatings. No. 2012/092370. declareted: 28.12.2011; published: 24.05.2016. Available at: https://patents.google.com/patent/CA2823206C/en?oq=2823206
  8. Arendt, W. D., McBride, E. (2012). Pat. No. AU2013221582B2. Monobenzoate useful as a plasticizer/coalescent in polymeric dispersions. No. 61/598,372. declareted: 14.02.2012; published: 22.08.2014. Available at: https://patents.google.com/patent/AU2013221582B2/en?oq=2013221582
  9. Emmons, W. D., Bors, D. A., Kielbania, Jr, A. J. (1992). Pat. No. 5,349,026 USA. Reactive coalescents. No. 979,118. declareted: 20.11.1992; published: 20.09.1994. Available at: https://patents.google.com/patent/US5349026A/en?oq=5%2c349%2c026
  10. Bloom, P. D. (2007). Pat. No. 2010/0216915 А1 USA. Levulinic acid ester derivatives as reactive plasticizers and coalescent solvents. No. 11/655,894. declareted: 22.01.2007; published: 26.08.2010. Available at: https://patents.google.com/patent/US20100216915A1/en?oq=2010%2f0216915
  11. Kaur, J., Krishnan, R., Ramalingam, B., Jana, S. (2020). Hydroxyethyl sulfone based reactive coalescing agents for low-VOC waterborne coatings. RSC Advances, 10 (29), 17171–17179. doi: https://doi.org/10.1039/d0ra00753f
  12. Rahman, M., Shoff, H. W., Brazel, C. S. (2005). Ionic Liquids as Alternative Plasticizers for Poly(vinyl chloride): Flexibility and Stability in Thermal, Leaching, and UV Environments. Ionic Liquids in Polymer Systems, 103–118. doi: https://doi.org/10.1021/bk-2005-0913.ch007
  13. Scott, M. P., Brazel, C. S., Benton, M. G., Mays, J. W., Holbrey, J. D., Rogers, R. D. (2002). Application of ionic liquids as plasticizers for poly(methyl methacrylate). Chemical Communications, 13, 1370–1371. doi: https://doi.org/10.1039/b204316p
  14. Ueki, T., Watanabe, M. (2012). Polymers in Ionic Liquids: Dawn of Neoteric Solvents and Innovative Materials. Bulletin of the Chemical Society of Japan, 85 (1), 33–50. doi: https://doi.org/10.1246/bcsj.20110225
  15. Park, K. I., Xanthos, M. (2007). Ionic liquids as additives for thermoplastics. In ANTEC 2007 Plastics: Annual Technical Conference Proceedings, 2675–2679. Available at: https://www.researchgate.net/publication/242538039_Ionic_liquids_as_additives_for_thermoplastics
  16. Sankri, A., Arhaliass, A., Dez, I., Gaumont, A. C., Grohens, Y., Lourdin, D. et. al. (2010). Thermoplastic starch plasticized by an ionic liquid. Carbohydrate Polymers, 82 (2), 256–263. doi: https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2010.04.032
  17. Wilpiszewska, K., Spychaj, T. (2011). Ionic liquids: Media for starch dissolution, plasticization and modification. Carbohydrate Polymers, 86 (2), 424–428. doi: https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2011.06.001
  18. Zhongyi, H., Liping, X., Liang, Q., Sheng, H., Aixi, C., Jianwei, Q., Xisheng, F. (2013). Tribological properties and hydrolysis stability study of benzothiazole borate derivative. Lubrication Science, 26 (2), 81–94. doi: https://doi.org/10.1002/ls.1230
  19. ISO 2555:2018. Plastics – Resins in the liquid state or as emulsions or dispersions – Determination of apparent viscosity using a single cylinder type rotational viscometer method (2018). International Organization for Standardization. Available at: https://www.iso.org/ru/standard/70023.html

##submission.downloads##

Опубліковано

2021-04-12

Як цитувати

Левченко, Є. П., Свердліковська, О. С., Черваков, Д. О., & Черваков, О. В. (2021). Розробка коалесцентів для лакофарбових матеріалів на основі іонних рідин – продуктів взаємодії діетаноламіну з неорганічними кислотами. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2(6 (110), 21–29. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.228546

Номер

Том 2 № 6 (110) (2021): Технології органічних та неорганічних речовин

Розділ

Технології органічних та неорганічних речовин

Ліцензія

Авторське право (c) 2021 Евгений Павлович Левченко, Ольга Сергеевна Cвердликовская, Денис Олегович Черваков, Олег Викторович Черваков

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.