Οι αλκυδικές ρητίνες κατέχουν μια από τις κορυφαίες θέσεις ως πρώτη ύλη για την παραγωγή σύγχρονων χρωμάτων και βερνικιών. Οι συνθέσεις που σχηματίζουν φιλμ που βασίζονται σε αυτές έχουν ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών. Οι ιδιότητες επίστρωσης εξαρτώνται από τον τύπο των ρητινών και των ημικατεργασμένων βερνικιών. Οι πιο διαδεδομένες είναι οι τροποποιημένες συνθέσεις, καθώς έχουν υψηλές διακοσμητικές και προστατευτικές ιδιότητες.
Περιγραφή
Οι αλκυδικές ρητίνες (ή αλκύδια) είναι εστέρες που προκύπτουν από την αντίδραση πολυυδρικών αλκοολών με πολυβασικά οξέα ή τους ανυδρίτες τους. Στην εμφάνιση, είναι μια πολύ παχύρρευστη κολλώδης μάζα, το χρώμα της οποίας είναι από σκούρο κίτρινο έως καφέ.
Τα αλκύδια συνδυάζονται επίσης με άλλες ρητίνες και κυτταρίνη (αλκυδ-ουρία-φορμαλδεΰδη, φαινόλη-αλκίδιο, αλκυδ-ακρυλικά συμπολυμερή και άλλες ενώσεις). Για να μειωθεί η επιφανειακή τάση, προστίθεται βουτυλική αλκοόλη στη σύνθεσή τους, η οποία διευκολύνει την έκχυση του τελικού προϊόντος.
Χημική σύνθεση και ταξινόμηση
Οι Οι αλκυδικές ρητίνες συστηματοποιούνται σύμφωνα με διάφορα κριτήρια:
-
Με την παρουσία λιπαρών οξέων στη σύνθεση: μη τροποποιημένο (φθαλικό) και τροποποιημένο.
- Από περιεκτικότητα σε λάδι: λιπαρά (>60%), μέτρια λιπαρά (40-60%), άπαχο (35-60%), εξαιρετικά άπαχο (<34%). Τα λιπαρά αλκύδια παρασκευάζονται κυρίως με έλαια ξήρανσης.
- Ανάλογα με τον τύπο αλκοόλης βάσει του οποίου λαμβάνεται η σύνθεση: γλυφθαλικό, ξυφθαλικό, πενταφθαλικό, ετριφθαλικό.
- Με ικανότητα στεγνώματος: στεγνό και μη.
- Σύμφωνα με τη μέθοδο διάλυσης: αραιωμένο με οργανικούς διαλύτες ή νερό.
Η χημική σύνθεση της αλκυδικής ρητίνης είναι ένα διάλυμα 40-60% μη πτητικών ουσιών σε οργανικούς διαλύτες.
Λειτουργίες
Οι ιδιότητες των αλκυδίων εξαρτώνται από τον τύπο της πολυϋδρικής αλκοόλης, τη συγκέντρωσή της και την παρουσία άλλων συστατικών. Τα αρωματικά συστατικά δίνουν επικαλύψεις με βάση αυτές τις ενώσεις σκληρότητα και αντοχή στη φθορά, αλειφατικές πολυόλες - ελαστικότητα, κυκλοαλειφατικές δομικές μονάδες - ισορροπία χαρακτηριστικών.
Τα διαλύματα αλκυδικής ρητίνης χαρακτηρίζονται από τις ακόλουθες παραμέτρους:
- ιξώδες - 35-100 s (σύμφωνα με το ιξωδόμετρο VZ-4);
- μοριακό βάρος - 1500-5000 kDa;
- πυκνότητα - 0,9-1,05 g/cm3;
- η ποσότητα του υδροξειδίου του καλίου, που είναι ο κύριος δείκτης της ποιότητας των ελαίων, δεν είναι μεγαλύτερη από 20.
Καθώς αυξάνεται η θερμοκρασία, το ιξώδες των αλκυδίων μειώνεται και αντίστροφα. Όσο χαμηλότερη είναι η περιεκτικότητα σε λιπαρά μιας ουσίας, τόσο χειρότερα διαλύεται σε αλειφατικούς και ναφθενικούς υδρογονάνθρακες.
Βελτίωση ιδιοτήτων
Τα μη τροποποιημένα αλκύδια σχηματίζουν σκληρά και εύθραυστα φιλμ, διαλύονται ελάχιστα. Για να βελτιωθούν οι ιδιότητές τους, εισάγονται πρόσθετα συστατικά στη σύνθεση του μείγματος αντίδρασης, τα οποία δίνουν στις επικαλύψεις γυαλάδα, ελαστικότητα, αντοχή στο νερό, τους διαλύτες, τα έλαια και τις καιρικές συνθήκες, επιταχύνουν το στέγνωμα σε θερμοκρασία δωματίου και αυξάνουν την πρόσφυση με το υλικό βάσης. Οι τροποποιημένες αλκυδικές ρητίνες λαμβάνονται με τη χρήση λιναρόσπορου, ταλλέλαιου, tung oil, ηλιέλαιο, καστορέλαιο, βαμβακέλαιο, κολοφώνιο, συνθετικά λιπαρά οξέα.
Υπάρχουν 3 κύριες μέθοδοι τροποποίησης:
- εισαγωγή μονομερών στην παραγωγή ρητίνης;
- με την αντίδραση τελικών αλκυδίων με τροποποιητικούς παράγοντες;
- ανάμιξη ρητινών με άλλους σχηματιστές φιλμ.
Λήψη
Τα αλκύδια συντίθενται με δύο τρόπους: αλκοόλυση και μέθοδο λιπαρών οξέων.
Στην πρώτη περίπτωση, η διαδικασία πραγματοποιείται σε 3 στάδια:
- Μετεστεροποίηση φυτικού ελαίου ή τριγλυκεριδίων των λιπαρών οξέων του με πολυϋδρικές αλκοόλες. Η χημική αντίδραση λαμβάνει χώρα σε θερμοκρασία 240-260 °C και παρουσία καταλύτη. Για την παραγωγή γλυφθαλικών ρητινών από αλκοόλες, χρησιμοποιείται γλυκερίνη, για ετριφθαλικές ρητίνες - αιτριόλη, για πενταφθαλικές ρητίνες - πενταερυθριτόλη.
- Εστεροποίηση μερικών εστέρων με φθαλικό ανυδρίτη, με αποτέλεσμα έναν όξινο εστέρα.
- Πολυεστεροποίηση με απελευθέρωση νερού και σχηματισμό αλκυδίου.
Η δεύτερη μέθοδος για την παραγωγή ρητινών είναι η εστεροποίηση και η πολυεστεροποίηση εστέρων λιπαρών οξέων και πολυϋδρικών αλκοολών.
Αλκυδικά διαλυτικά
Οι ακόλουθες ενώσεις άνθρακα χρησιμεύουν ως διαλύτες για αλκυδικές ρητίνες:
- αλειφατικό (εξάνιο, επτάνιο, παραφίνες C6-C12);
- αρωματικό (βενζόλιο, διαλύτης, τολουόλιο, ξυλόλιο και άλλα);
- τερπένιο (τερεβινθίνη);
- αλογονωμένο (τριχλωροαιθυλένιο, τετραχλωροαιθυλένιο, υπερχλωροαιθυλένιο);
- πετρέλαιο (nefras, βενζίνη).
Αιθέρες χαμηλού βρασμού (αιθυλική αλκοόλη, οξικός αιθυλεστέρας), αιθέρες γλυκόλης, κετόνες (ακετόνη) μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν ως αραιωτικά. Η βουτανόλη είναι ακατάλληλη για αυτούς τους σκοπούς, καθώς τα μόριά της προσελκύουν στον εαυτό τους μεγάλη ποσότητα του διαλύτη που περιέχεται στις αλκυδικές ρητίνες. Τα άπαχα αλκύδια διαλύονται μόνο σε αρωματικούς υδρογονάνθρακες, ενώ τα λιπαρά αλκύδια διαλύονται σε αλειφατικούς.
Υπάρχουν επίσης υδατοδιαλυτές ρητίνες, με βάση τις οποίες παράγονται υδατοδιαλυτές επικαλύψεις (σμάλτα και αστάρια που στεγνώνουν εν θερμώ).
Αίτηση
Ο κύριος σκοπός των αλκυδικών ρητινών είναι η παραγωγή χρωμάτων και βερνικιών (LKM). Οι μη τροποποιημένες ενώσεις χρησιμοποιούνται για την κατασκευή ηλεκτρικών μονωτικών βερνικιών και συγκολλητικών.
ΑπόΤα διαλύματα ρητίνης παράγουν ημικατεργασμένα και τελειωμένα βερνίκια που χρησιμοποιούνται στη βιομηχανία και την καθημερινή ζωή.
Υλικά βαφής
Οι αλκυδικές επικαλύψεις είναι τα πιο ευρέως χρησιμοποιούμενα από όλα τα υλικά που βασίζονται σε ρητίνες πολυσυμπύκνωσης. Δεδομένου ότι η αλκοόλη πενταερυθριτόλης έχει 4 ομάδες υδροξυλίου, τα αλκύδια που περιέχουν πενταερυθριτόλη σκληραίνουν πιο γρήγορα και παράγουν πιο γυαλιστερές επικαλύψεις. Από αυτή την άποψη, η βιομηχανία παράγει κυρίως υλικά βαφής με βάση αλκυδικές ρητίνες πενταφθαλικού τύπου. Η χρήση μεγάλου αριθμού αρωματικών συστατικών διασφαλίζει τη σκληρότητα και την αντοχή των επιστρώσεων στη μηχανική καταπόνηση.
Οι χρωστικές επικαλύψεις με βάση αλκύδια χωρίζονται στις ακόλουθες ομάδες:
- γλυφθαλικό (GF), πενταφθαλικό (EF), ετριφθαλικό (ET) σμάλτα;
- εδάφη;
- στόκος.
Οι ξηραντικές αλκυδικές ρητίνες χρησιμοποιούνται ως ανεξάρτητοι διαμορφωτές φιλμ για χρώματα και βερνίκια, ενώ οι μη στεγνές χρησιμοποιούνται σε σκευάσματα με ρητίνες καρβαμιδίου, νιτρικές κυτταρίνες (για τη βελτίωση της ελαστικότητας και της πρόσφυσης των επικαλύψεων στο βασικό υλικό).
Οι ιδιότητες των επιστρώσεων εξαρτώνται από τη χημική τους σύνθεση. Έτσι, οι πιο λιπαρές αλκυδικές ρητίνες σε οργανικούς διαλύτες εφαρμόζονται ευκολότερα με πινέλο, έχουν αυξημένη ελαστικότητα και αντοχή στις καιρικές συνθήκες, αλλά στεγνώνουν πιο αργά και είναι λιγότερο ανθεκτικές στα ορυκτέλαια. Ο μέγιστος ρυθμός ξήρανσης είναι τυπικός για ρητίνες τροποποιημένες με tung ή λιναρόσπορο.λάδι. Ο μέσος χρόνος στεγνώματος για την πρόσφυση των αλκυδικών σμάλτων είναι 24 ώρες.
Ειδική βαφή
Οι αλκυδικές ρητίνες, ανάλογα με τη σύνθεση των συστατικών, χρησιμοποιούνται για τους ακόλουθους σκοπούς:
- Με βάση το βενζοϊκό οξύ (περιεκτικότητα σε λάδι 38-50% κατά βάρος) - σμάλτα για βαφή αγροτικών μηχανημάτων, καλοριφέρ, επισκευές αυτοκινήτων. Πολύ ανθεκτικό στο ξεθώριασμα και στις καιρικές συνθήκες.
- Περιέχει 9,12-λινελαϊκό και 9,11-λινελαϊκό οξύ - επισκευή εξοπλισμού.
- Skinny - μονές επιστρώσεις γρήγορου στεγνώματος, αστάρια, βαφή καλοριφέρ.
- Σε λινέλαιο και γλυκερίνη - αντιδιαβρωτικές επικαλύψεις, μελάνια εκτύπωσης. Μπορούν να ξεθωριάσουν γρήγορα όταν εκτίθενται στο φως του ήλιου, επομένως χρησιμοποιούνται συχνότερα σε αστάρια και ενώσεις ισοπέδωσης.
- Επιστρώσεις με βάση σόγια ή ταλλέλαιο με καλή αντοχή στις καιρικές συνθήκες.
- Τροποποιημένο με φυσικές ρητίνες (οξέα κολοφωνίου) – παραγωγή ασταριών και πληρωτικών. Οι ενώσεις είναι επιρρεπείς στο ξεθώριασμα.
- Τροποποιημένο με στυρένιο, ακρυλικό - αστάρια, στόκους, ενώσεις ισοπέδωσης, επιστρώσεις για βαφή πλοίων, εξοπλισμό, λαμαρίνες, ξύλο που υπόκεινται σε ισχυρές μηχανικές καταπονήσεις (βερνίκια παρκέ, σμάλτα δαπέδου, έπιπλα). συσκευασία σμάλτων σε σωλήνες. Έχουν αυξημένη αντοχή στην τριβή και ελαστικότητα.
Περιβαλλοντικές πτυχές
Δεδομένου ότι οι αλκυδικές ρητίνες περιέχουν οργανικούς διαλύτες, αποτελούν συγκεκριμένο κίνδυνο για την ανθρώπινη υγεία και το περιβάλλον. Κατά την εκτέλεση εργασιών βαφής και βερνικιού χρησιμοποιώντας υλικά βαφής που βασίζονται σε αυτά, είναι απαραίτητο να χρησιμοποιείτε ατομικό προστατευτικό εξοπλισμό (μάσκες αερίων, φόρμες). Το βάψιμο πρέπει να γίνεται σε δωμάτια με εξαερισμό τροφοδοσίας και εξαγωγής.
Ανάλογα με το επίπεδο τοξικότητας των διαλυτών, τα αλκύδια μπορούν να χωριστούν σε 3 ομάδες:
- το λιγότερο τοξικό (MPC=300-1000 mg/m3) – αιθυλαιθέρας, αλκοόλη, βενζίνη;
- μέτρια τοξικότητα (MPC=100-200 mg/m3) – ακετόνη, βουτυλαιθέρας;
- πολύ τοξικό (MPC=20-50 mg/m3) – αιθυλενογλυκόλη, βενζόλιο.
Στο εξωτερικό, υπάρχουν υψηλές απαιτήσεις για φιλικότητα προς το περιβάλλον της παραγωγής επικαλύψεων, επομένως, επί του παρόντος βρίσκονται σε εξέλιξη εργασίες για τη δημιουργία υλικών με υψηλή περιεκτικότητα σε ξηρή ουσία και υδατογενείς συνθέσεις. Ωστόσο, οι αλκυδικές ρητίνες με οργανικούς διαλύτες εξακολουθούν να έχουν καλύτερη απόδοση από τις υδατοδιαλυτές ρητίνες στις ιδιότητες επεξεργασίας.
