Большинство термореактивных акриловых композиции применяется в виде растворов. Поскольку растворение твердых полимеров часто протекает медленно и с трудом, то обычно растворы полимеров получают путем проведения процесса полимеризации в растворе. Растворители для полимеризации выбирают таким образом, чтобы их растворяющая способность и температура кипения соответствовали требованиям, которые предъявляются к готовым лакокрасочным материалам. Отлично для этой цели подходят растворители марки Р-12.
Полимеризацию активируют с помощью инициаторов свободно-радикального типа, и она протекает в соответствии с общим механизмом, рассмотренным ранее. Для того чтобы получать композиции с сухим остатком 40-50% (при рабочей вязкости), величину молекулярного веса полимеров поддерживают 20000-30000 одним из следующих способов.
Используют относительно высокие концентрации инициатора (около 2% из расчета на массу мономера), проводят полимеризацию при повышенных температурах (100-140°С) или добавляют в полимеризующуюся систему регуляторы роста цепи. Кроме того, растворитель Р 12 не должен реагировать с функциональными группами как акрилового полимера, так и полимера-отвердителя. Поэтому для этой цели чаще всего используют углеводороды, например ксилол. В некоторых случаях желательно применять термореактивные акриловые смолы в виде дисперсии или латексов; их в этом случае получают методами водной или неводной эмульсионной полимеризации.
Состав смеси остальных мономеров (кроме мономера с функциональной группой) определяется свойствами, которые желательно придать композиции и получаемому на ее основе покрытию, а также их стоимостью. Когда наиболее важны стойкость к щелочам и моющим средствам, предпочтительны углеводородные мономеры (стирол, винплтолуол), а не эфиры (метилметакрилат); если необходима повышенная долговечность покрытия, то следует использовать мономеры типа метилметакрилата.
Для термореактивных систем обычно применяют внутренние пластификаторы, которые химически связаны с трехмерной полимерной сеткой. Пластифицирующий компонент может входить в состав сшивающего агента и акрилового сополимера. В качестве пластификаторов акриловых смол часто применяют акрилаты и длинноцепные метакрилаты; пластифицирующий мономер при этом входит в состав обычного статистического сополимера или же в состав боковых цепей в результате образования привитого сополимера.
Подбор мономерном смеси для атмосферостойких акриловых эмалей был недавно систематизирован, и в настоящее время можно заранее определять составы композиций, обеспечивающие получение покрытий с максимальной долговечностью и требуемыми механическими свойствами при наименьшей стоимости. Хотя такая систематизация проведена для акриловых сополимеров, содержащих в цепи звеньев акриламида и отвержденных мочевино-формальдегидной смолой, ее результаты и теоретические положения, по-видимому, могут быть распространены на все термореактивные акриловые смолы. Так, показано, что сополимеры мягких и твердых мономеров имеют повышенную атмосферостойкость. При смешении сополимеров, образующих покрытия с повышенной долговечностью, получаются материалы также с повышенной долговечностью.
Следовательно, изучая композиции простых сополимеров, можно подобрать рецептуры с наиболее желательным сочетанием свойств.
Концентрация функциональных групп в акриловых полимерах может изменяться от 3 до 25%, причем оптимальное их количество зависит от молекулярного веса полимера, функциональности сшивающего агента и активности реакционноспособных групп.
При использовании полимера с большим молекулярным весом для отверждения лакокрасочного материала требуется меньше функциональных групп, но это не всегда удается осуществить, так как необходимо сочетать высокий сухой остаток (который уменьшается при увеличении молекулярного веса) с приемлемой скоростью отверждения. Как правило, желательно вводить в полимерную цепь минимально допустимое количество функциональных групп, поскольку мономеры, содержащие эти функциональные группы, сравнительно дороги.
