Alkydharpikser inntar en av de ledende posisjonene som råmateriale for produksjon av moderne maling og lakk. Filmdannende komposisjoner basert på dem har et bredt spekter av bruksområder. Beleggegenskaper avhenger av typen harpiks og halvfabrikata. De mest utbredte er modifiserte komposisjoner, siden de har høye dekorative og beskyttende egenskaper.
Description
Alkydharpikser (eller alkyder) er estere som er et resultat av reaksjonen av flerverdige alkoholer med flerbasiske syrer eller deres anhydrider. Utseendemessig er de en svært viskøs klebrig masse, hvis farge er fra mørk gul til brun.
Alkyder kombineres også med andre harpikser og cellulose (alkyd-urea-formaldehyd, fenol-alkyd, alkyd-akryl-kopolymerer og andre forbindelser). For å redusere overflatespenningen tilsettes butylalkohol til sammensetningen, noe som gjør det lettere å helle det ferdige produktet.
Kjemisk sammensetning og klassifisering
Alkydharpikser er systematisert etter flere kriterier:
-
Ved tilstedeværelsen av fettsyrer i sammensetningen: umodifisert (ftalat) og modifisert.
- Etter oljeinnhold: fett (>60%), middels fett (40-60%), magert (35-60%), ekstra magert (<34%). Fettalkyder tilberedes hovedsakelig med tørkende oljer.
- I henhold til typen alkohol som sammensetningen er oppnådd på grunnlag av: glyftalsyre, xyftalsyre, pentaftalsyre, etriftalsyre.
- Ved tørkeevne: tørking og ikke-tørking.
- I henhold til oppløsningsmetoden: fortynnet med organiske løsemidler eller vann.
Den kjemiske sammensetningen av alkydharpiks er en 40-60 % løsning av ikke-flyktige stoffer i organiske løsemidler.
Funksjoner
Egenskapene til alkyder avhenger av typen flerverdig alkohol, dens konsentrasjon og tilstedeværelsen av andre komponenter. Aromatiske komponenter gir belegg basert på disse forbindelsene hardhet og slitestyrke, alifatiske polyoler - elastisitet, cykloalifatiske strukturelle enheter - en balanse av egenskaper.
Alkydharpiksløsninger karakteriseres av følgende parametere:
- viskositet - 35-100 s (i henhold til VZ-4 viskosimeter);
- molekylvekt - 1500-5000 kDa;
- densitet - 0,9-1,05 g/cm3;
- mengden kaliumhydroksid, som er hovedindikatoren for kvaliteten på oljer, er ikke mer enn 20.
Når temperaturen øker, synker viskositeten til alkyder og omvendt. Jo lavere fettinnhold et stoff har, jo dårligere løses det opp i alifatiske og nafteniske hydrokarboner.
Forbedre egenskaper
Umodifiserte alkyder danner harde og sprø filmer, løser seg dårlig. For å forbedre deres kvaliteter introduseres ytterligere komponenter i reaksjonsblandingens sammensetning, som gir beleggene glans, elastisitet, motstand mot vann, løsemidler, oljer og forvitring, akselererer tørking ved romtemperatur og øker vedheft med basismaterialet. Modifiserte alkydharpikser oppnås ved bruk av linfrø, tallolje, tungolje, solsikkeolje, ricinusolje, bomullsfrøolje, kolofonium, syntetiske fettsyrer.
Det er 3 hovedmodifikasjonsmetoder:
- introduksjon av monomerer i harpiksproduksjon;
- ved å reagere ferdige alkyder med modifiseringsmidler;
- blanding av harpikser med andre filmdannere.
Motta
Alkyder syntetiseres på to måter: alkoholyse og fettsyremetode.
I det første tilfellet foregår prosessen i 3 trinn:
- Transesterifisering av vegetabilsk olje eller triglyserider av fettsyrene med flerverdige alkoholer. Den kjemiske reaksjonen finner sted ved en temperatur på 240-260 °C og i nærvær av en katalysator. For produksjon av glyfthaliske harpikser fra alkoholer brukes glyserin, for etrifthaliske harpikser - etriol, for pentaftalharpikser - pentaerytritol.
- Esterifisering av partielle estere med ftalsyreanhydrid, noe som resulterer i en sur ester.
- Polyesterifisering med vannfrigjøring og alkyddannelse.
Den andre metoden for å produsere harpiks er forestring og polyesterifisering av fettsyreestere og flerverdige alkoholer.
Alkyd-tynner
Følgende karbonforbindelser fungerer som løsemidler for alkydharpikser:
- alifatisk (heksan, heptan, C6-C12 parafiner);
- aromatisk (benzen, løsemiddel, toluen, xylen og andre);
- terpen (terpentin);
- halogenert (trikloretylen, tetrakloretylen, perkloretylen);
- olje (nefras, bensin).
Lavkokende etere (etylalkohol, etylacetat), glykoletere, ketoner (aceton) kan også brukes som tynnere. Butanol er uegnet for disse formålene, siden dets molekyler tiltrekker seg en stor mengde av løsningsmidlet i alkydharpikser. Magre alkyder løses bare opp i aromatiske hydrokarboner, mens fettalkyder løses opp i alifatiske.
Det finnes også vannløselige harpikser, på grunnlag av hvilke vannbårne belegg produseres (varmtørkende emaljer og primere).
Application
Hovedformålet med alkydharpikser er produksjon av maling og lakk (LKM). Umodifiserte forbindelser brukes til fremstilling av elektriske isolerende lakker og lim.
Fraharpiksløsninger lager halvfabrikata og ferdige lakker som brukes i industri og hverdagsliv.
malingsmaterialer
Alkydbelegg er det mest brukte av alle materialer basert på polykondensasjonsharpikser. Siden pentaerytritolalkohol har 4 hydroksylgrupper, herder alkyder som inneholder pentaerytritol raskere og gir blankere belegg. I denne forbindelse produserer industrien hovedsakelig malingsmaterialer basert på alkydharpikser av pentaftalisk type. Bruken av et stort antall aromatiske komponenter sikrer hardheten og motstanden til belegg mot mekanisk påkjenning.
Pigmenterte belegg basert på alkyder er delt inn i følgende grupper:
- glyphthalic (GF), pentaphthalic (EF), etrifthalic (ET) emaljer;
- jord;
- putty.
Tørkende alkydharpikser brukes som uavhengige filmdannere for maling og lakk, og ikke-tørkende brukes i formuleringer med karbamidharpikser, cellulosenitrater (for å forbedre elastisiteten og vedheften av belegg til grunnmaterialet).
Egenskapene til belegg avhenger av deres kjemiske sammensetning. Dermed er fetere alkydharpikser i organiske løsemidler lettere å påføre med pensel, har økt elastisitet og værbestandighet, men tørker saktere og er mindre motstandsdyktige mot mineraloljer. Den maksimale tørkehastigheten er typisk for harpikser modifisert med tung eller linfrø.olje. Den gjennomsnittlige tørketiden for alkyd-emaljer er 24 timer.
Spesifikt maling
Alkydharpikser, avhengig av komponentsammensetningen, brukes til følgende formål:
- Basert på benzosyre (oljeinnhold 38-50 vekt%) - emaljer for lakkering av landbruksmaskiner, radiatorer, bilreparasjoner. Meget falmer og værbestandig.
- Inneholder 9,12-linolsyre og 9,11-linolsyre - utstyrsreparasjon.
- Skinny - hurtigtørkende enkeltstrøk, grunning, radiatormaling.
- På linolje og glyserin - anti-korrosjonsbelegg, trykkfarger. Kan falme raskt når de utsettes for sollys, så de brukes oftest i primere og utjevningsmasser.
- Soya- eller talloljebaserte toppstrøk med god værbestandighet.
- Modifisert med naturlige harpikser (harpikssyrer) – produksjon av primere og fyllstoffer. Forbindelser er tilbøyelige til å falme.
- Modifisert med styren, akrylat - primere, sparkelmasser, avrettingsmasser, belegg for maling av skip, utstyr, metallplater, tre utsatt for sterk mekanisk påkjenning (parkettlakk, gulvemaljer, møbler); pakking av emaljer i rør. De har økt motstand mot slitasje og elastisitet.
Miljøaspekter
Siden alkydharpikser inneholder organiske løsemidler, utgjør de en viss fare for menneskers helse og miljøet. Når du utfører malings- og lakkarbeid med malingsmaterialer basert på dem, er det nødvendig å bruke personlig verneutstyr (gassmasker, kjeledresser). Maling bør utføres i rom med til- og avtrekksventilasjon.
I henhold til toksisitetsnivået til løsemidler, kan alkyder deles inn i 3 grupper:
- den minst giftige (MPC=300-1000 mg/m3) – etyleter, alkohol, bensin;
- middels toksisitet (MPC=100-200 mg/m3) – aceton, butyl ether;
- svært giftig (MPC=20-50 mg/m3) – etylenglykol, benzen.
I utlandet stilles det høye krav til miljøvennlighet ved produksjon av belegg, derfor pågår det for tiden et arbeid med å lage materialer med høyt innhold av tørrstoff og vannbårne sammensetninger. Imidlertid overgår alkydharpikser med organiske løsemidler fortsatt vannløselige harpikser i prosessegenskaper.
