СОВРЕМЕННЫЕ ПОДХОДЫ К ИСПОЛЬЗОВАНИЮ МОДИФИКАТОРОВ В ВОДНО-АКРИЛОВЫХ ПЛЕНКООБРАЗУЮЩИХ СИСТЕМАХ
https://doi.org/10.53360/2788-7995-2026-1(21)-70
Аннотация
Акриловые водно-дисперсионные покрытия, занимают значительное место на рынке благодаря своей экологичности, технологической гибкости и универсальности применения. Однако для обеспечения стабильных эксплуатационных характеристик, таких как адгезия, прочность, эластичность и устойчивость к внешним воздействиям, необходима целенаправленная модификация рецептурных композиций. Использование модификаторов позволяет адаптировать свойства композиций под специфические условия нанесения и эксплуатации, а также обеспечить высокое качество лакокрасочного покрытия. Настоящая статья представляет обзор существующих подходов к применению модификаторов в составе водно-акриловых пленкообразующих композиций и их влияние на свойства готовых покрытий. Целью статьи является систематизация данных о применении модифицирующих добавок в акриловых водных дисперсиях, анализ их функционального назначения, а также оценка влияния на технологические и эксплуатационные характеристики покрытий. Заключение. Обзор выявляет актуальные направления в области разработки и применения модификаторов в акриловых водно-дисперсионных системах, подчёркивая необходимость дальнейших исследований по оптимизации рецептур, повышению совместимости компонентов и разработке новых высокоэффективных добавок.
Об авторах
Д. Ю. ОстровнаяКазахстан
Дарья Юрьевна Островная – докторант
150000, Петропавловск, ул. Пушкина, 86
А. Н. Дюрягина
Казахстан
Антонина Николаевна Дюрягина – кандидат химических наук, профессор
150000, Петропавловск, ул. Пушкина, 86
Ю. С. Бызова
Казахстан
Юлия Сергеевна Бызова – PhD, доцент
150000, Петропавловск, ул. Пушкина, 86
Список литературы
1. Weiss K.D. Paint and coatings: A mature industry in transition / K.D. Weiss //Progress in Polymer Science. – 1997. – № 22. – Р. 203-245. https://doi.org/10.1016/S0079-6700(96)00019-1.
2. Emulsifiers with high chemical resistance: a key to high performance waterborne coatings / V. Duecoffre et al // Progress in Organic Coatings. – 1998. – № 34. – Р. 200-205. https://doi.org/10.1016/S0300-9440(98)00015-4.
3. Wegmann A. Chemical resistance of waterborne epoxy/amine coatings / A. Wegmann // Progress in Organic Coatings. – 1997. – № 32. – Р. 231-239. https://doi.org/10.1016/S0300-9440(97)00011-1.
4. Volatile Chemical Products Emerging as Largest Petrochemical Source of Urban Organic Emissions / B.C. McDonald еt al // Science. – 2018. – № 359. – Р. 760-764. https://doi.org/10.1126/science.aaq0524.
5. Update on Volatile Organic Compound (VOC) Source Profiles and Ozone Formation Potential in Synthetic Resins Industry in China / Y. Ma et al // Environmental Pollution. – 2021. – № 291. – 118253. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2021.118253.
6. Mukhamedgaliev B.A. Tekhnologiya sinteza polimernykh modifikatorov dlya lakokrasochnykh materialov / B.A. Mukhamedgaliev // Khimicheskaya promyshlennost’. – 2005. – № 3. – Р. 41-43.
7. A multi–functional coating based on acrylic copolymer modified with PDMS through copolymerization / J. Sha et al // Progress in Organic Coatings. – 2021. – № 156. – 106254. https://doi.org/10.1016/j.porgcoat.2021.106254.
8. Advances in Waterborne Acrylic Resins: Synthesis Principle, Modification Strategies, and Their Applications / C. Jiao et al // ACS Omega. – 2021. – № 6. – Р. 2443-2449. https://doi.org/10.1021/acsomega.0c05277.
9. Recent Advances in Combining Waterborne Acrylic Dispersions with Biopolymers / J. Solera-Sendra et al // Polymers. – 2025. – № 17. – Р. 1027. https://doi.org/10.3390/polym17081027.
10. Winnik M.A. Film Formation from Latex / M.A. Winnik // Advances in Colloid and Interface Science. – 1997. https://doi.org/10.1016/S0001-8686(96)00307-5.
11. Zarras P. Handbook of Waterborne Coatings / P. Zarras, M.D. Soucek, A. Tiwari // Elsevier Science. – 2020. – 356 p.
12. Tracton A.A. Coatings Technology Handbook / A.A. Tracton // CRC Press. – 2006, 936 p.
13. Minimum Film Formation Temperature: Measurement and Significance / B. Meurer et al // Progress in Organic Coatings, 2001. https://doi.org/10.1016/S0300-9440(00)00139-7.
14. Routh A.F. Drying of thin colloidal films / A.F. Routh // Reports on Progress in Physics. – 2013. – № 76. – Р. 046603. https://doi.org/10.1088/0034-4885/76/4/046603.
15. Koleske J.V. Paint and Coating Testing Manual (15th Ed.) / J.V. Koleske // ASTM International. – 2012, 880 p.
16. Influence of coalescing agents on waterborne acrylic films / T. Azais et al // Journal of Coatings Technology and Research. – 2015. – № 12(2). – Р. 265-273. https://doi.org/10.1007/s11998-014-9637-2.
17. Self-film-forming waterborne polymers: recent developments / Y. Xiang et al // Progress in Organic Coatings. – 2022. – № 163. – Р. 106654. https://doi.org/10.1016/j.porgcoat.2021.106654.
18. Crosslinked Polymer Coatings of Poly (Acrylic Acid-co-acrylamide)/Polyethyleneimine (P(AAco-AAm)/PEI) on Titanium Alloy with Excellent Lubrication Performance for Artificial Joints / Y. Deng et al // Coatings. – 2024. – № 14(1). – 28. https://doi.org/10.3390/coatings14010028.
19. Mooney Controlling Mechanical and Swelling Properties of Alginate Hydrogels Independently by Cross-Linker Type and Cross-Linking Density / Kuen Yong Lee et al // Macromolecules. – 2000. – № 33(11). – Р. 4291-4294. https://pubs.acs.org/doi/10.1021/ma9921347?ref=recommended.
20. Smart Polymer Nanoparticles for High-Performance Water-Borne Coatings / S. Piçarra et al // Langmuir. – 2014. – № 30(41). – Р. 12345-12353. https://doi.org/10.1021/la502826r.
21. Molecular design and copolymerization to enhance the anti–corrosion performance of waterborne acrylic coatings / J. Sha et al // Progress in Organic Coatings. – 2021. – № 153. – Р. 106140. https://doi.org/10.1016/j.porgcoat.2021.106140.
22. Feasible estimation of weathering stability for free film acrylic coatings via dynamic mechanical analysis as the sole characterization method / F. Steinberger et al // Journal of Coatings Technology and Research. – 2025. – Vol. 22. – P. 839-848. https://doi.org/10.1007/s11998-024-01013-3.
23. Artificial Weathering Test Methods of Waterborne Acrylic Coatings for Steel Structure Corrosion Protection / Ł. Ładosz et al // Materials (Basel). – 2024. – № 17(8). – Р. 1857. https://doi.org/10.3390/ma17081857.
24. Advances in Waterborne Acrylic Resins: Synthesis Principle, Modification Strategies, and Their Applications / C. Jiao et al // ACS Omega. – 2021. https://doi.org/10.1021/acsomega.0c05593.
25. Enhancement of the properties of acrylic wood coatings by modifying them with biopolymers / P. Hochmańska-Kaniewska et al // Progress in Organic Coatings. – 2022.
26. Corrosion protective properties of cellulose nanocrystals reinforced waterborne acrylate-based coating / Y. He et al // Corrosion Science. – 2019.
27. Mazurin O.V. Khimiya i tekhnologiya lakokrasochnykh materialov / O.V. Mazurin, A.I. Ivanov. – Khimiya, Moscow, 2009, 368 p. (In Russian).
28. Kuznetsov I.F. Dobavki i napolniteli v lakokrasochnykh materialakh / I.F. Kuznetsov. – Profi, Saint Petersburg, 2013. – 312 p. (In Russian).
29. Tracton A.A. Coatings Technology Handbook / A.A. Tracton. – 3rd ed. CRC Press, 2005. – 936 p.
30. Wicks Z.W. Organic Coatings: Science and Technology / Z.W. Wicks, F.N. Jones, S.P. Pappas. – 3rd ed. Wiley-Interscience, 2007. – 500 p.
31. Meuler A.J. Block polymers: Past, present, and future / A.J. Meuler, M.A. Hillmyer, F.S. Bates // Macromolecules. – 2009. – № 42(19). – Р. 7221-7250. https://doi.org/10.1021/ma901138u.
32. Alegre R. Incorporation of biopolymers into waterborne acrylic latexes: synthetic strategies and material properties / R. Alegre, C. Prieto, T. Vicent // Polymers. – 2023. – № 17(8). – Р. 1027. https://doi.org/10.3390/polym17081027.
33. Application of chitosan–lignosulfonate composite coating film in food packaging: Improved water, oil and stain resistance / N. Zhang et al // Coatings. – 2022. – № 12(4). – Р. 494. https://doi.org/10.3390/coatings12040494.
34. Mittal K.L. (Ed.). Polymer Surface Modification: Relevance to Adhesion / K.L. Mittal. – CRC Press, 2009. – 408 p.
35. Yurasov S.Yu. Fiziko-khimicheskie osnovy adgezii i stsepleniya pokrytiy. Politekhnika / S.Yu. Yurasov, A.Yu. Blinov // Saint Petersburg, 2011. – 244 p. (In Russian).
36. A bio-based coalescent for improving latex film quality and paint performance / S. Pereira et al // Paint & Coatings Industry. – 2023. Р. 40-43. https://doi.org/10.1016/j.porgcoat.2006.01.006.
37. Waterborne acrylic/casein hybrid latexes with high solids content and reduced coalescent requirement / X. Guo et al // Journal of Coatings Science and Technology. – 2015. – № 35(10). – Р. 1234-1242. https://doi.org/10.1520/MNL6-2015-1010.
38. Saini S. Recent advances in the use of cellulose and its derivatives for sustainable coatings / S. Saini, M.N. Belgacem // Progress in Organic Coatings. – 2020. – № 142. – 105557. https://doi.org/10.1016/j.porgcoat.2019.105557.
39. Rinaudo M. Chitin and chitosan: Properties and applications / M.Rinaudo // Progress in Polymer Science. – 2006. – № 31. – Р. 603-632. https://doi.org/10.1016/j.progpolymsci.2006.06.001.
40. Polymer nanocomposites as efficient materials for coatings: A review / C. Vasile et al // Coatings. – 2020. – № 10(3). – Р. 223. https://doi.org/10.3390/coatings10030223.
41. Photocatalytic coatings based on TiO₂ for self-cleaning applications / H. Zhang et al // Surface & Coatings Technology. – 2016. – № 291. – Р. 64-74. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2016.02.107.
42. Functional coatings with ZnO nanoparticles: Antibacterial and UV-blocking properties / D. Dutta et al // Journal of Coatings Technology and Research. – 2018. – № 15. – Р. 987-997. https://doi.org/10.1007/s11998-018-0073-2.
43. Khaylen V. Dobavki dlya vodorastvorimykh LKM / V. Khaylen, 2011. – 176 p. (In Russian).
44. An overview of polymer latex film formation and properties / D. Scott et al // Progress in Organic Coatings. – 1999. – № 35(2-3). – Р. 89-99. https://doi.org/10.1016/S0300-9440(99)00037-8.
45. Glass J.E. Surfactant-Modified, Water-Soluble Polymers / J.E. Glass // Journal of Coatings Technology. – 2001. – № 73(922). – Р. 79-89. https://doi.org/10.1007/BF02698218.
46. Miniemulsion polymerization and polymer nanoparticles / F.J. Schork et al //Journal of Controlled Release. – 2005. – № 100(1). – № 1–14. https://doi.org/10.1016/j.jconrel.2004.08.011.
47. De Bruyn P.L. Polymer heterogeneity in waterborne coatings: relationships between morphology and performance / P.L. De Bruyn, A.E. Smith // Journal of Coatings Technology and Research. – № 2009. – № 6(3). – Р. 299-312. https://doi.org/10.1007/s11998-009-9201-5.
48. Croll S.G. Heat and mass transfer in latex paints during drying / S.G. Croll // Journal of Coatings Technology. – 1987. – № 59(751). – Р. 81-92. http://pascalfrancis.inist.fr/vibad/index.php?action=getRecordDetail&idt=7449955.
49. Borden M.V. Self‑warning and self‑repairing mechanisms in functional coatings / M.V Borden, S. Goswami, D. Rankowski // Advanced Materials. – 2024. – № 36. – Р. 2400466. https://doi.org/10.1002/EXP.20240066.
50. Smith J.R. Nanomaterial‑advanced smart coatings: emerging trends shaping the field / J.R. Smith, D.H. Lee // Materials Today Advances. – 2024. – № 15. – 100345. https://doi.org/10.1016/j.mtadv.2024.100345.
51. Surface-active silicone materials in coatings applications / T. Brixner et al // Progress in Organic Coatings. – 2020. – № 142. – Р. 105568. https://doi.org/10.1016/j.porgcoat.2020.105568.
52. Pickering Emulsion and Derived Materials / T.N. Ngai, S. Fujii (eds.). – Springer. – 2017. – 152 p. https://doi.org/10.3390/books978-3-03842-353-9.
53. Stimuli-responsive polymer coatings: recent developments, challenges, and future perspectives / Y. Liu et al // Chemical Society Reviews. – 2021. – № 50. – Р. 12183-12214. https://doi.org/10.1039/D0CS00786J.
54. Stimuli-responsive polymer coatings for controlled-release and sensor applications / L.M. Geever et al // Progress in Organic Coatings. – 2012. – № 74(1). – Р. 91-101. https://doi.org/10.1016/j.porgcoat.2011.11.007.
55. Lakshmi S. A review on phase‑inversion technique‑based polymer microsphere fabrication / S. Lakshmi, R. Castro‑Muñoz, A. Figoli // Colloids and Interface Science Communications. – 2020. – № 39. – Р. 100329. https://doi.org/10.1016/j.colcom.2020.100329.
56. Kranz W.B. The mechanism of phase inversion membrane formation / W.B. Kranz, A.R. Greenberg // Desalination. – 1977. – № 22. – Р. 245-262.
57. Miniemulsion polymerization and polymer nanoparticles / F.J. Schork et al // Journal of Controlled Release. – 2005. – № 100(1). – Р. 1*14. https://doi.org/10.1016/j.jconrel.2004.08.011.
58. Urban D. Polymer Dispersions and Their Industrial Applications / D. Urban, K. Takamura // Wiley-VCH, 2002. – 378 p.
59. Latex film formation: Scientific principles and their application / M.A. Winnik et al // Progress in Organic Coatings. – 2006. – № 55. – Р. 161-168. https://doi.org/10.1016/j.porgcoat.2006.01.006.
60. Landfester K. Miniemulsion polymerization and the structure of polymer and hybrid nanoparticles / K. Landfester // Angewandte Chemie International Edition. – 2009. – № 48(25). – Р. 4488-4507. https://doi.org/10.1002/anie.200805719.
61. Binks B.P. Colloidal Particles at Liquid Interfaces / B.P. Binks, T.S. Horozov // Cambridge University Press, 2006. – 536 p.
62. Keddie J.L. Film formation of latex / J.L. Keddie // Materials Science and Engineering: R: Reports. – 1997. – № 21(3). – Р. 101*170. https://doi.org/10.1016/S0927-796X(97)00009-8.
Рецензия
Для цитирования:
Островная Д.Ю., Дюрягина А.Н., Бызова Ю.С. СОВРЕМЕННЫЕ ПОДХОДЫ К ИСПОЛЬЗОВАНИЮ МОДИФИКАТОРОВ В ВОДНО-АКРИЛОВЫХ ПЛЕНКООБРАЗУЮЩИХ СИСТЕМАХ. Вестник Университета Шакарима. Серия технические науки. 2026;1(1(21)):646-655. https://doi.org/10.53360/2788-7995-2026-1(21)-70
For citation:
Ostrovnaya D.Yu., Dyuryagina A.N., Byzova Yu.S. MODERN APPROACHES TO THE USE OF MODIFIERS IN WATER-ACRYLIC FILM-FORMING SYSTEMS. Bulletin of Shakarim University. Technical Sciences. 2026;1(1(21)):646-655. https://doi.org/10.53360/2788-7995-2026-1(21)-70
JATS XML















