Связующие для неводных окрасочных составов (олифы, смолы, полимеры)
Классификация связующих для неводных составов
Олифы, природные смолы и полимеры используют в малярных работах в качестве связующих для различных окрасочных или других составов. Так как в составах, изготовленных с такими связующими, отсутствует вода и они не могут быть разбавлены водой, то они называются неводными.
Олифа - маслянистая жидкость, которая после нанесения на поверхность высыхает, образую прочную эластичную водонеприницаемую пленку. Изготовляют олифу, перерабатывая растительные высыхающие или полувысыхающие масла, жиры и органические продукты, не содержащие лаковых смол. Промышленность выпускает много видов различных олиф, применяемых в малярных работах для изготовления окрасочных составов, грунтовок и шпатлевок.
Все олифы можно разделить на четыре вида: натуральные, уплотненные, комбинированные и синтетические.
Натуральные олифы получают обработкой (варкой) растительных масел при температуре 200-300°С, при этом в масло добавляют сиккатив, например оксиды, перекиси и соли свинца, кобальта, марганца. Варка масла и добавление сиккатива ускоряют высыхание (отвердевание) пленок после нанесения краски на поверхность. Так, если тонкая пленка сырого льняного или конопляного масла, нанесенная на поверхность, высыхает в течение 5-6 сут, то после варки и добавления сиккатива натуральная олифа из этих масел высыхает в течение суток.
Пленки из натуральных олиф отвердевают под влиянием двух взаимосвязанных процессов: окисления, или оксидации, и химического процесса полимеризации, т. е. уплотнения (объединения) молекул. В результате процессов образуется твердое вещество (пленка) - линоксин.
|
|
Оксидацией при изготовлении олиф принято называть уплотнение растительного масла, предварительно нагретого до температуры 130-150°С, через которое затем продувают воздух. Олифу, полученную в результате такой обработки, называют оксидированной.
Полимеризацией при изготовлении олиф называют процесс уплотнения растительного масла путем нагревания его в специальных аппаратах до температуры 280-300°С. Полученную таким образом олифу называют полимеризованной.
Оксиполимеризация - процесс уплотнения при высокой температуре предварительно окисленного растительного масла. Олифу, полученную в этом случае, называют оксиполимеризованной.
Уплотненные, или полунатуральные, олифы - продукт уплотнения растительных масел путем оксидации полимеризации или оксиполимеризации, который затем разбавляют растворителем. При производстве этих олиф достигается значительная экономия масел (45 %).
Уплотненные олифы разводят до вязкости натуральной олифы бензином-растворителем или сольвентом. Высыхают такие олифы как вследствие испарения растворителя, так и в результате окисления масла в тонких слоях покрытия.
Комбинированную олифу получают на основе высыхающих и полувысыхающих масел, которые подвергают полимеризации и обезвоживанию; применяют также смесь полимеризованного и обезвоженного масел. Содержание масла в таких олифах 70-73 %. До малярной вязкости их доводят растворителем (уайт-спиритом). Комбинированную олифу применяют в основном для приготовления густотертых красок.
|
|
Синтетические олифы изготовляют из синтетических смол (полимеров) или различных масел путем термической и химической их обработки. Такие олифы после нанесения на поверхность отвердевают, образуя тонкую пленку. Важнейший вид синтетических олиф - алкид-ные олифы (глифталевые, пентафталевые). Они содержат 50 % алкидной смолы и 50 % высыхающего масла. Применяют синтетические олифы для приготовления густо-тертых и готовых к употреблению масляных красок.
Смолы различают природные и синтетические.
Природные смолы - продукты выделения различных растений. Они нерастворимы в воде. Мягкие природные смолы - канифоль, шеллак, мастикс, акароид, элеми, даммара, сандарак и др. К твердым, или благородным, относятся ископаемые смолы - янтарь и копалы - продукты жизнедеятельности растений, пролежавших долгое время в земле.
Синтетические смолы (полимеры) - продукты термической и химической обработки различного недефицитного сырья предприятиями химической промышленности. Их используют для изготовления синтетических лаков, красок и эмалей. Для лакокрасочного производства применяют феноло- и мочевиноформальдегидные, перхлорвиниловые, поливинилацетатные и другие полимеры.
Полимеры - высокомолекулярные органические соединения, которые получают полимеризацией или поликонденсацией. В зависимости от способа получения их делят на полимеризационные и высокомолекулярные органические соединения из низкомолекулярных (мономеров) без выделения побочных продуктов реакции. Состав образующихся полимеров такой же, как и у исходных веществ. Поликонденсация - процесс образования высокомолекулярных веществ, сопровождающийся отщеплением побочных низкомолекулярных продуктов: воды, водорода, аммиака и др. Элементарный состав таких полимеров отличается от состава исходных веществ.
|
|
Химическая промышленность выпускает разнообразные полимеры. Однако для малярных работ можно использовать только те из них, которые при растворении образуют вязкие лаки, обладающие адгезией, т. е. способностью прочно сцепляться с поверхностью, на которую их наносят. После отвердевания такие составы образуют прочные эластичные пленки, способные в той или иной степени противостоять атмосферным и другим воздействиям.
Процесс высыхания растворов природных смол, разбавленных каким-либо растворителем, сводится к улетучиванию этого растворителя. Отвердевание растворительных масел и полимеров - сложный процесс, сопровождающийся химическими превращениями вещества вследствие окисления, полимеризации и т. д.
При высыхании сланцевой олифы масса нанесенной пленки непрерывно уменьшается соответственно процессу испарения растворителя - смеси сланцевого бензина и ксилола. По окончании испарения растворителя масса пленки будет оставаться постоянной.
Высыхание льняного масла протекает сложнее. В первые пять-шесть суток масса масляной пленки, нанесенной на стеклянную пластинку, не уменьшается, а увеличивается и к моменту полного высыхания увеличение достигает 17-18 % первоначальной массы масла. Масса отвердевшей пленки масла несколько уменьшается, но все же будет превышать первоначальную на 11-12 %. Увеличение массы при высыхании объясняется тем, что масло окисляется, поглощая кислород воздуха. Процесс окисления масла зависит от освещенности, температуры, наличия кислорода в воздухе. Так, полное высыхание масла, заканчивающееся на рассеянном свету на пятые-шестые сутки, в полной темноте продолжается более 60 сут. Олифа, высыхающая при температуре 20°С за 24 ч, при 120°С высыхает за 1,5 ч.
Если пленку олифы, нанесенную на поверхность, обдувать, то она высохнет быстрее за счет ускорения обмена воздуха у пленки и увеличения количества кислорода, вступающего в реакцию. В первом случае, когда твердение пленки - результат испарения растворителя, пленку можно снова размягчить тем же растворителем. Во втором случае размягчать пленку и вернуть ее в первоначальное состояние не представляется возможным; такую пленку можно только полностью разрушить различными веществами.
Олифы
Натуральные олифы. Натуральные льняную и конопляную олифы (ГОСТ 7931-76) вырабатывают из льняного или конопляного масла с добавлением ускорителей высыхания - марганцового, свинцового и кобальтового сиккативов.
Натуральную льняную олифу изготовляют из льняного масла и сиккатива. В зависимости от режима обработки масла такую олифу выпускают двух видов: полимеризо-ванную и окисленную. Льняную полимеризованную олифу получают, нагревая масло до температуры 275°С и вводя в него марганцово-свинцово-кобальтовый сиккатив. Льняную окисленную олифу получают, продувая воздух через масло, нагретое до 160°С, и вводя в него марганцово-свинцовый или марганцово-свинцово-кобальтовый сиккатив. Прозрачность олифы полная; отстой по объему- не более 1 %; условная вязкость по вискозиметру ВЗ-4 при температуре 20°С - 26-32 с; плотность - 0,936-0.95 г/см 3; время высыхания при температуре (20±2)°С до степени 1 - не более 12 ч, до степени 3 - не более 24 ч.
Натуральную конопляную олифу изготовляют, продувая воздух через конопляное масло, нагревая до температуры 160°С и вводя в него марганцово-свинцовый или марганцово-свинцово-кобальтовый сиккатив. Плотность олифы - 0,93-0,94 г/см 3, остальные показатели свойств такие же, как у льняной олифы.
Натуральные олифы пожароопасны. Одежда, тряпки, пакля, вата, пропитанные олифой, могут самовозгораться.
Натуральную льняную и конопляную олифу применяют для изготовления и разведения густотертых красок, а также в качестве самостоятельного материала для малярных работ. Окрасочные составы на натуральной льняной и конопляной олифах используют для высококачественной наружной и внутренней окраски металлических конструкций, кровли, дверей и оконных переплетов, полов в зданиях и сооружениях I класса.
Полунатуральные олифы. Олифа оксоль (ГОСТ 190-78) -раствор оксидированного растительного масла и сиккативов в уайт-спирите. В зависимости от применяемого сырья выпускаются марки: В - из льняного и конопляного масел, ПВ - из подсолнечного, соевого, сафлоро-вого, кукурузного, виноградного, рыжикового масел. Из олифы марки В изготовляют масляные краски, применяемые для наружных и внутренних работ, за исключением окрашивания полов, а марка ПВ - краски, используемые только для внутренних работ, также за исключением окрашивания полов. Условная вязкость олиф по вискозиметру ВЗ-4-18 - 25 с; отстой по объему- не более 10; прозрачность - полная; время высыхания до степени 3 олифы марки В - не более 20 ч, марки ПВ - не более 24 ч. Олифа пожаро- и взрывоопасна.
Олифа оксоль-смесь - продукт окислительного уплотнения смеси льняного или конопляного масел с подсолнечным (до 29 %), осуществляемого путем продувания бензина-растворителя или сольвента. Используют для разбавления густотертых красок, предназначенных для внутренних работ, кроме окраски полов.
Все олифы оксоль относятся к оксидированным.
Полимеризованная олифа - заменитель натуральной олифы; получают путем уплотнения нагретого льняного масла и последующего добавления растворителя и сиккатива. Используют для разбавления густотертых красок при наружной и внутренней окрасках по металлу, древесине и штукатурке в зданиях и сооружениях I и II классов, кроме случаев, когда следует применять натуральную льняную или конопляную олифу.
Касторовую олифу изготовляют путем дегидратации и уплотнения касторового масла в присутствии катализаторов с последующим разбавлением бензином-растворителем или скипидаром. В малярных работах касторовую олифу применяют для разведения густотертых красок. Наличие смоляных кислот в олифе не допускается.
Контрольные вопросы
1. Назовите основные связующие для неводных окрасочных составов.
2. Что называется олифой?
3. Какие виды олиф вы знаете? Чем они отличаются одна от другой?
4. Напишите о натуральных олифах и их применении.
5. Напишите о полунатуральных олифах и их применении.