Пластификаторы. В состав покрывных красок в качестве одного из компонентов, как правило, входят пластификаторы: трикрезилфосфат, дибутилфталат, диоктилфталат, ализариновое масло, глицерин и др.
     Цель пластификации пленкообразователей - снизить температуру их стеклования, т. е. сохранить высокую эластичность и подвижность цепей в более широком интервале температур. В случае полиакрилатов это означает повышение термо- и морозостойкости пленки, в случае нитроцеллюлозы и казеина - сохранение высокоэластического состояния при комнатной температуре. При одной и той же температуре полимер в зависимости от дозы пластификатора может находиться как в стеклообразном, так и в высокоэластическом состоянии. Нитроцеллюлоза при отсутствии пластификаторов дает хрупкие пленки, а при добавлении значительных количеств пластификатора - достаточно эластичные пленки. Как уже указывалось, пластифицирующее действие оказывают белковые вещества, если их цепи достаточно длинные.
     Различают два типа пластификации - внешнюю и внутреннюю.
     При внешней пластификации низкомолекулярное вещество, располагаясь между молекулами пленкообразователя, выполняет как бы роль смазки, ослабляя силы когезии и способствуя взаимному перемещению макромолекул относительно друг друга при приложении напряжения (включая и внутренние напряжения, которые возникают в процессе пленкообразования; если они велики, то может произойти растрескивание пленки).
     Примером внешней пластификации является введение низкомолекулярных эфиров трикрезилфосфата, дибутилфталата, диоктилфталата в растворы нитроцеллюлозы.
     Эффект внешней пластификации теряется по мере удаления пластификатора из пленки вследствие испарения или миграции в кожу. Следует отметить, что средние слои из полимеризационных пленкообразователей препятствуют миграции пластификаторов из верхнего (закрепляющего) слоя на базе нитролака или нитроэмульсии.
     Более прочно пластификатор удерживается, если его вводят в процессе синтеза пленкообразователя (например, при синтезе акриловой эмульсии № 1).
     Внутренняя пластификация заключается в экранировании активных групп, обусловливающих межмолекулярное взаимодействие, или же во включении в цепь полимера подвижных, эластичных, не способных к межмолекулярному взаимодействию участков. Для белковых пленкообразователей эту функцию выполняют влага, гигроскопичный глицерин и ализариновое масло, содержащее гидроксильную группу. Они способствуют сохранению необходимой влажности пленки и тем самым ее эластичности. В случае синтетических пленкообразователей - полиакрилатов и полиуретанов - необходимая эластичность обусловливается их строением и закладывается уже в процессе их синтеза. Полиуретаны обладают высокой эластичностью в достаточно широком интервале температур благодаря своей химической природе; полиакрилаты требуют смещения температуры стеклования. Практически это достигается сополимеризацией с более мягкими мономерами.
     Диспергаторы, эмульгаторы, стабилизаторы. Диспергаторы, эмульгаторы, стабилизаторы - это по своей химической природе ПАВ, различающиеся лишь функцией, которую они выполняют в покрывной композиции.
     Диспергаторы специфически сорбируются на границе пигмент - вода, обеспечивая смачивание пигмента в процессе перетирания и стабилизацию пигментных частиц в покрывной краске.
     Эту функцию выполняют прежде всего казеин, метилцеллюлоза, гексаметафосфат и полиметафосфат натрия, альгинат натрия и др.
     Эмульгатор вводится в основном в процессе синтеза дисперсии; он сорбируется на дисперсной частице, образуя межфазную границу полимер - вода. Эмульгатор обеспечивает кинетическую и агрегативную устойчивость дисперсии пленкообразователя [148]. Адсорбция молекул эмульгатора на границе полимер - вода подчиняется закону Гиббса:

     где G - адсорбция; С - концентрация эмульгатора в растворе; R - газовая постоянная; Т - абсолютная температура, К; _g1,2 - межфазное натяжение на границе полимер - вода.
     Адсорбционное насыщение дисперсных частиц эмульгатором в пределах 50-60% обеспечивает устойчивость дисперсии к механическому воздействию и совместимость с пигментом. Для придания устойчивости к действию электролитов требуется более высокая степень адсорбционной насыщенности (более 70 %).
     Важнейшие типы соединений, которые применяют в качестве эмульгаторов, приведены в табл. 22.

     Стабилизаторы используются для дисперсий полимеров с целью предотвращения их преждевременной коагуляции, которая может возникать в процессах их хранения или использования и может быть вызвана: чрезмерным понижением температуры, сильным разбавлением, нагреванием, добавлением электролитов, дисперсий с противоположным зарядом частиц, ацетона, испарением водной фазы, введением тонкодисперсных веществ, в частности пигментов, способных смещать адсорбционное равновесие в системе. Устойчивость к действию электролитов обусловлена электростатическим фактором. К действию электролитов наиболее устойчивы дисперсии полиакрилатов, синтезированных с участием неионогенного эмульгатора. Ионные эмульгаторы не обеспечивают должной устойчивости дисперсии. Пигменты способны десорбировать эмульгатор с частиц полимера, в результате чего устойчивость дисперсии падает. Для обеспечения устойчивости к замораживанию межфазные слои эмульгатора должны быть сильно гидратированы и в то же время прочно сцеплены с полимером. Присутствие в полимерах гидрофильной метакриловой кислоты благоприятствует этому [93]. В общем случае механизм стабилизации дисперсий сводится к недопущению нарушения защитного слоя эмульгатора на поверхности полимерной частицы. Стабилизирующее действие выражается в повышении концентрации эмульгатора на единицу поверхности частицы полимера.
     В качестве стабилизаторов используются ПАВ анионного, катионного, амфотерного и неионогенного типов.
     Типичными стабилизаторами анионного типа являются мыла жирных кислот и сульфокислот - олеаты, стеараты, сульфонаты, сульфонолы и другие соединения катионного типа - соли алифатических аминов и четвертичные аммонийные соли (например, цетилтриметиламмоний бромид и др.).
     Амфотерные стабилизаторы - это алкиламиносульфокислоты с общей формулой R-NH-С₂Н₄-SO₃H.
     ПАВ неионогенного типа представляют собой продукты оксиэтилирования производных жирного ряда, алкилфенолов и др. Многие из этих веществ используют в качестве диспергаторов и смачивателей.
     Небольшие добавки гексаметиленфосфата защищают дисперсии от влияния электролитов. Защитные коллоиды (казеин, метилцеллюлоза, КМЦ, соли полиакриловых кислот, поливиниловый спирт) механически предотвращают коагуляцию, создавая структурно-механический барьер. Благодаря высокой относительной молекулярной массе защитное действие их проявляется при малых дозировках. Казеин, помимо того, что сам является пленкообразователем, улучшает совместимость различных полимерных дисперсий друг с другом и с пигментами.
     Пеногасители. Присутствующие в дисперсиях ПАВ, снижая поверхностное натяжение, активно способствуют образованию пены, что отрицательно влияет на качество пленки и недопустимо при использовании поливочной машины, завеса краски в которой должна быть сплошной. Поэтому в рабочие растворы покрывных красок вводят пеногасители (Entscheumer - обеспениватель). Пеногаситель повышает поверхностное натяжение воды и разрушает пузырьки, как только они достигнут поверхности. Обеспенивающим действием обладают высшие спирты с 8-12 атомами углерода, трибутилфосфат, полипропиленгликоль, силиконовые эмульсии. Вводить их нужно предварительно в дисперсию, так как из готовой краски, содержащей пигмент и другие ингредиенты, удалить пузырьки очень трудно. Дозировка пеногасителей зависит от их активности и интенсивности пенообразования (от 0,01 до 0,5%).
     Вещества, способствующие разливу. В состав покрывных красок вводят вещества, обладающие поверхностно-активными свойствами и облегчающие смачиваемость поверхности и тем самым благоприятствующие равномерному и быстрому распределению покрывной краски по поверхности кожи. Они носят название фертайлеров.