Rășinile alchidice ocupă una dintre pozițiile de lider ca materie primă pentru producția de vopsele și lacuri moderne. Compozițiile filmogene bazate pe acestea au o gamă largă de aplicații. Proprietățile acoperirii depind de tipul de rășini și de lacuri semifabricate. Cele mai răspândite sunt compozițiile modificate, deoarece au calități decorative și de protecție ridicate.
Descriere
Rășinile alchidice (sau alchidele) sunt esteri rezultați din reacția alcoolilor polihidroxici cu acizii polibazici sau anhidridele acestora. În aparență, sunt o masă lipicioasă foarte vâscoasă, a cărei culoare este de la galben închis la maro.
Alchidele sunt, de asemenea, combinate cu alte rășini și celuloză (alchid-uree-formaldehidă, fenol-alchid, copolimeri alchid-acrilici și alți compuși). Pentru a reduce tensiunea superficială, în compoziția acestora se adaugă alcool butilic, ceea ce facilitează turnarea produsului finit.
Compoziție chimică și clasificare
Rășinile alchidice sunt sistematizate după mai multe criterii:
-
Prin prezența acizilor grași în compoziție: nemodificat (ftalat) și modificat.
- După conținutul de ulei: gras (>60%), grăsime medie (40-60%), slabă (35-60%), extra-slabă (<34%). Alchidele grase sunt preparate în principal cu uleiuri uscate.
- După tipul de alcool pe baza căruia se obține compoziția: gliftalic, xiftalic, pentaftalic, etriftalic.
- După capacitatea de uscare: uscare și neuscare.
- Conform metodei de dizolvare: diluat cu solvenți organici sau apă.
Compoziția chimică a rășinii alchidice este o soluție de 40-60% de substanțe nevolatile în solvenți organici.
Funcții
Proprietățile alchidelor depind de tipul de alcool polihidroxilic, de concentrația acestuia și de prezența altor componente. Componentele aromatice conferă acoperiri pe baza acestor compuși duritate și rezistență la uzură, polioli alifatici - elasticitate, unități structurale cicloalifatice - un echilibru de caracteristici.
Soluțiile de rășini alchidice sunt caracterizate de următorii parametri:
- vâscozitate - 35-100 s (conform viscozimetrului VZ-4);
- greutate moleculară - 1500-5000 kDa;
- densitate - 0,9-1,05 g/cm3;
- cantitatea de hidroxid de potasiu, care este principalul indicator al calității uleiurilor, nu este mai mare de 20.
Pe măsură ce temperatura crește, vâscozitatea alchidelor scade și invers. Cu cât conținutul de grăsime al unei substanțe este mai mic, cu atât se dizolvă mai rău în hidrocarburi alifatice și naftenice.
Îmbunătățiți proprietăți
Alchidele nemodificate formează pelicule dure și fragile, se dizolvă slab. Pentru a le îmbunătăți calitățile, în compoziția amestecului de reacție se introduc componente suplimentare, care conferă acoperirilor luciu, elasticitate, rezistență la apă, solvenți, uleiuri și intemperii, accelerează uscarea la temperatura camerei și măresc aderența cu materialul de bază. Rășinile alchidice modificate sunt obținute folosind semințe de in, ulei de tall, ulei de tung, ulei de floarea soarelui, ulei de ricin, ulei de semințe de bumbac, colofoniu, acizi grași sintetici.
Există 3 metode principale de modificare:
- introducerea monomerilor în producția de rășini;
- prin reacția alchidelor finite cu agenți modificatori;
- amestecarea rășinilor cu alți formatori de film.
Primire
Alchidele sunt sintetizate în două moduri: alcooliză și metoda acizilor grași.
În primul caz, procesul are loc în 3 etape:
- Transesterificarea uleiului vegetal sau a trigliceridelor acizilor săi grași cu alcooli polihidroxilici. Reacția chimică are loc la o temperatură de 240-260 °C și în prezența unui catalizator. Pentru producerea rășinilor gliftalice din alcooli se folosește glicerina, pentru rășini etriftalice - etriol, pentru rășini pentaftalice - pentaeritritol.
- Esterificarea esterilor parțiali cu anhidridă ftalică, rezultând un ester acid.
- Poliesterificare cu eliberare de apă și formare de alchide.
A doua metodă de producere a rășinilor este esterificarea și poliesterificarea esterilor acizilor grași și a alcoolilor polihidroxilici.
Diluanți alchidici
Următorii compuși de carbon servesc ca solvenți pentru rășinile alchidice:
- alifatice (hexan, heptan, parafine C6-C12);
- aromatic (benzen, solvent, toluen, xilen și altele);
- terpenă (terebentină);
- halogenate (tricloretilena, tetracloretilena, percloretilena);
- ulei (nefras, benzină).
Eteri cu punct de fierbere scăzut (alcool etilic, acetat de etil), eteri de glicol, cetone (acetonă) pot fi, de asemenea, utilizați ca diluanți. Butanolul este nepotrivit pentru aceste scopuri, deoarece moleculele sale atrag în sine o cantitate mare de solvent conținut în rășinile alchidice. Alchidele slabe se dizolvă numai în hidrocarburi aromatice, în timp ce alchidele grase se dizolvă în cele alifatice.
Există și rășini solubile în apă, pe baza cărora se produc acoperiri pe bază de apă (sm alturi cu uscare la cald și grunduri).
Aplicație
Scopul principal al rășinilor alchidice este producerea de vopsele și lacuri (LKM). Compușii nemodificați sunt utilizați pentru fabricarea lacurilor și adezivilor electroizolant.
De laSoluțiile de rășină produc lacuri semifabricate și finisate utilizate în industrie și viața de zi cu zi.
Materiale de vopsea
Acoperirile alchidice sunt cele mai utilizate pe scară largă dintre toate materialele pe bază de rășini de policondens. Deoarece alcoolul pentaeritritol are 4 grupări hidroxil, alchidele care conțin pentaeritritol se întăresc mai repede și produc acoperiri mai lucioase. În acest sens, industria produce în principal materiale de vopsea pe bază de rășini alchidice de tip pentaftalic. Utilizarea unui număr mare de componente aromatice asigură duritatea și rezistența acoperirilor la solicitări mecanice.
Acoperirile pigmentate pe bază de alchide sunt împărțite în următoarele grupe:
- emailuri gliftalice (GF), pentaftalice (EF), etriftalice (ET);
- soluri;
- chit.
Rășinile alchidice de uscare sunt folosite ca formatori independenți de peliculă pentru vopsele și lacuri, iar cele care nu se usucă sunt folosite în formulări cu rășini carbamidice, nitrați de celuloză (pentru îmbunătățirea elasticității și aderenței acoperirilor la materialul de bază).
Proprietățile acoperirilor depind de compoziția lor chimică. Astfel, rășinile alchidice mai grase din solvenți organici sunt mai ușor de aplicat cu o pensulă, au elasticitate și rezistență sporite la intemperii, dar se usucă mai lent și sunt mai puțin rezistente la uleiurile minerale. Rata maximă de uscare este tipică pentru rășinile modificate cu tung sau semințe de in.ulei. Timpul mediu de uscare până la lipire pentru emailurile alchidice este de 24 de ore.
Vopsea specifică
Rășinile alchidice, în funcție de compoziția componentelor, sunt utilizate în următoarele scopuri:
- Pe bază de acid benzoic (conținut de ulei 38-50% din greutate) - emailuri pentru vopsit mașini agricole, calorifere, reparații auto. Foarte rezistent la decolorare și la intemperii.
- Conținând acizi 9,12-linoleic și 9,11-linoleic - repararea echipamentelor.
- Skinny - straturi simple cu uscare rapidă, grunduri, vopsea pentru radiatoare.
- Pe ulei de in si glicerina - straturi anticorozive, cerneluri de imprimare. Se pot estompa rapid atunci când sunt expuși la lumina soarelui, așa că sunt cel mai adesea folosiți în grunduri și compuși de nivelare.
- Glocuri de finisare pe bază de soia sau ulei de tall cu rezistență bună la intemperii.
- Modificat cu rășini naturale (acizi colofonii) – producție de grunduri și umpluturi. Compușii sunt predispuși la decolorare.
- Modificat cu stiren, acrilat - grunduri, chituri, compusi de nivelare, acoperiri pentru vopsit nave, utilaje, tabla, lemn supus la solicitari mecanice puternice (lacuri parchet, emailuri pardoseli, mobilier); ambalarea emailurilor în tuburi. Au rezistență crescută la abraziune și elasticitate.
Aspecte de mediu
Deoarece rășinile alchidice conțin solvenți organici, ele prezintă un anumit pericol pentru sănătatea umană și pentru mediu. Atunci când se efectuează lucrări de vopsea și lac folosind materiale de vopsea pe baza acestora, este necesar să se folosească echipament individual de protecție (măști de gaz, salopete). Vopsirea trebuie făcută în încăperi cu ventilație de alimentare și evacuare.
În funcție de nivelul de toxicitate al solvenților, alchidele pot fi împărțite în 3 grupe:
- cel mai puțin toxic (MPC=300-1000 mg/m3) – eter etilic, alcool, benzină;
- toxicitate medie (MPC=100-200 mg/m3) – acetonă, eter butilic;
- foarte toxic (MPC=20-50 mg/m3) – etilenglicol, benzen.
În străinătate, există cerințe ridicate pentru respectarea mediului în producția de acoperiri, prin urmare, se lucrează în prezent pentru a crea materiale cu un conținut ridicat de substanță uscată și compoziții pe bază de apă. Cu toate acestea, rășinile alchidice cu solvenți organici încă depășesc rășinile solubile în apă în ceea ce privește proprietățile de procesare.
