Масляные лакокрасочные материалы

 

 

 

1.4. Пластификаторы 

 

Пластификаторами многих полярных пленкообразователей являются эфиры кислот (фталевой, фосфорной, адипиновой и др.). Эти практически нелетучие органические маслообразные жидкости с относительно высокой температурой кипения хорошо растворяют пленкообразующие вещества и смешиваются с растворителями и разбавителями. Это сопровождается повышением эластичности и адгезионной способности, а иногда также морозостойкости покрытия [2].

 

1.5. Пигменты

 

Это высокодисперсные минеральные  и органические вещества, обладающие определенным цветом и нерастворимые  в воде, органических растворителях  и пленкообразующих веществах. Будучи окрашены и имея более высокий  коэффициент преломления, чем пленкообразующие вещества (масла, смолы, клеи), пигменты обеспечивают укрывистость (непрозрачность) и окраску покрытия. Этим они принципиально отличаются от органических красителей. Органические красители растворяются в воде, маслах и органических растворителях. С их помощью можно получать окрашенные, но прозрачные пленки, поэтому в производстве лакокрасочных товаров они играют незначительную роль.Наибольшее значение для получения красок имеют минеральные и органические пигменты. Существенное значение имеют также наполнители, применяемые совместно с некоторыми интенсивными и дорогими пигментами [2].

 

1.5.1. Минеральные пигменты

 

Представляют собой окрашенные окислы (оксиды) и соли в основном металлов (Fe, Pb, Cr, Zn, Cu и др.). Они отличаются высокой химической стойкостью, светостойкостью и устойчивостью к атмосферным воздействиям, что обусловливает их широкое применение в малярной технике, и в частности для наружных работ. Выпускают пигменты естественные (например, охра) и искусственные (железный сурик, марс и др.). Последние отличаются большей чистотой и насыщенностью цвета, разнообразием оттенков и более широким ассортиментом, чем естественные минеральные пигменты [2].

 

1.5.2. Органические пигменты

 

Это окрашенные соединения органического происхождения, нерастворимые в воде и связующих веществах. Их получают в нерастворимом в воде состоянии в процессе синтеза (пигментные красители, например фталоцианиновые) или путем взаимодействия растворимого красящего вещества с минеральными соединениями (осажденные красители) с образованием нерастворимых солей бария, кальция, свинца и других металлов, а также адсорбцией красителя на высокодисперсном минеральном субстрате (носителе). Органические пигменты, как правило, обладают высокой чистотой цвета и сильной красящей способностью, поэтому их обычно выпускают с добавлением наполнителей (серно-кислого бария, мела и др.) и часто разбавляют белилами. По светостойкости, химической стойкости и атмосфероустойчивости они существенно уступают минеральным пигментам, а поэтому применяются в малярной технике, преимущественно для внутренних и декоративных работ. Очень широко их используют в красочных составах для полиграфической продукции и обоев. Лишь пигментные красители типа монастралей (фтало-цианинов меди) обладают высокой атмосферостойкостью и пригодны для наружных красочных покрытий.

По цвету пигменты делят на ахроматические (белые, серые, черные) и хроматические (цветные).

Белые пигменты — это цинковые (Zn), литопонные (BaSO4, ZnS) и титановые белила (TiCr с добавлением BaSO4). Ранее распространенные свинцовые белила для производства товаров народного потребления в настоящее время не применяют. Они токсичны, а кроме того, покрытия на их основе от действия сероводорода темнеют. Благодаря высокому качеству и распространению природного сырья выпуск титановых белил постепенно увеличивается. Из белых пигментов они наиболее перспективны.

Черные и серые  пигменты представлены в основном сажами. Темно-серая окраска может быть получена с помощью графита, а серебристо-серая с помощью металлических порошков алюминия и цинка.

Желтые пигменты — это охра (глина, окрашенная окислами железа), свинцовый и цинковый кроны (хроматы Рb и Zn).

Красные пигменты — железный сурик, марс и мумия (железоокисные пигменты), а также свинцовый сурик (оранжево-красный), искусственная киноварь (осажденный краситель).

Коричневым пигментам относят умбру (глину, окрашенную окисями железа и марганца) и некоторые разновидности железоокисных красных пигментов (мумии, марса, сурика).

Синие пигменты — это в основном ультрамарин, малярная лазурь (милори) и фталоцианин меди — органический пигмент (пигментный краситель), по свойствам не уступающий минеральным пигментам.

Зеленые пигменты включают свинцовую и цинковую зелени (смеси  кронов с лазурью), окись хрома (хромовую зелень) [2].

 

 

 

1.5.3. Металлические пигменты

 

Представляют собой тонко измельченные порошки и пудры алюминия, меди и цинка и их сплавов. Они имеют шарообразную и чешуйчатую форму частиц. Получают их измельчением фольги (главным образом обрезков) или распылением расплавленного металла. Металлические пигменты, особенно пигменты, полученные из алюминиевой фольги, отличаются высокой укрывистостью, теплоотражательной способностью, антикоррозионными свойствами и атмосферостойкостью. Кроме того, они обладают хорошими декоративными свойствами и используются часто как декоративные пигменты. К наиболее распространенным относят медную (золотистую) бронзу (сплав меди и цинка). Ее применяют, в частности, для покрытий, имитирующих позолоту [2] .

 

2. Виды масляных  лакокрасочных материалов

2.1. Лаки

 Лаками называются растворы смол в органических растворителях. В масляных лаках пленкообразователем, кроме смолы, является также переработанное растительное масло. После высыхания лаки образуют на поверхности покрываемых ими изделий твердые прозрачные (за исключением асфальтобитумных лаков) и блестящие пленки, выполняющие защитные и декоративные функции. Основными компонентами лаков являются пленкообразующие вещества и растворители. Кроме того, в состав лаков могут входить также разбавители, пластификаторы, катализаторы и инициаторы. В некоторых случаях для окрашенных лаков применяют органические красители [3].

 

2.1.1. Масляные лаки

 

Представляют собой растворы смол и растительных масел с сиккативами  в органических растворителях (уайт-спирите, скипидаре и др.). В их производстве преобладает применение синтетических смол (алкидных, маслорастворимых фенолоформальдегидных и др.). Из естественных смол наибольшее значение сохранили продукты переработки канифоли (резинаты кальция и цинка, эфиры канифоли). В процессе сплавления смолы с маслом происходит химическое модифицирование их (переэтерификация и др.).

Многие смолы, особенно алкидные, как и растительные масла, по химической природе представляют собой сложные  эфиры. Вступая во взаимодействие с  маслом, они могут обмениваться своими спиртовыми или кислотными остатками, образуя модифицированные смолы, которые  и являются пленкообразующей основой  масляных лаков.

Назначение масляных лаков  определяется их составом и свойствами лаковых пленок, которые в зависимости  от состава имеют большую или  меньшую твердость и эластичность. Степень твёрдости пленок обусловлена  природой смолы и ее количеством, а эластичность связана с наличием в них масла. Чем больше содержится в лаке масла , тем более жирным считается этот лак, тем более эластична и атмосфероустойчива его пленка. Вязкость лаков регулируют добавлением растворителей и разбавителей, скорость высыхания-  сиккативами, твердость и блеск — подбором соответствующих смол.

В зависимости от выбранного соотношения масла и смолы (на основе канифоли) масляные лаки разделяют на жирные, средние и тощие [3].

 

2.1.1.1. Жирные масляные лаки

 

Содержат большое количество масла (75% пленкообразующей основы), в результате чего образуют более эластичные и атмосферостойкие пленки. Благодаря этому их применяют для наружных работ и для окраски изделий, подверженных изгибанию и другим деформациям. Однако пленки жирных лаков имеют недостаточную твердость, плохо шлифуются и полируются, а поэтому их стараются применять в основном для тех поверхностей, которые не подвержены трению, удару и т. п. [3].

 

2.1.1.2. Тощие масляные лаки

 

Содержат меньше масла (30%). Они высыхают быстрее, образуя более блестящие и твердые, но менее эластичные пленки. Такие пленки хорошо шлифуются, но менее атмосферостойки. Эти свойства обусловили применение тощих масляных лаков для различных внутренних работ (лакирование мебели и др.) [3].

 

2.1.1.3.Средние масляные лаки

 

Содержат (55% масла), по своим свойствам занимают промежуточное место между жирными и тощими лаками. Как правило, пленки их достаточно влагостойки, тверды и сравнительно хорошо шлифуются. Эти лаки применяют преимущественно для внутренних (покрытие полов) и в меньшей степени для наружных работ [3].

 

2.1.2. Асфальтобитумные масляные лаки

 

Это вязкие растворы (черного  цвета) нефтяных битумов, а также  каменноугольных пеков в бензине-растворителе, растительным маслом, скипидаре, сольвент-нафте и их смесях. Обычно используют твердые битумы с высокой температурой размягчения (110—135°С).

Асфальтобитумные лаки получают из дешевого сырья. Они способны образовывать блестящие черные пленки, отличающиеся высокой влагостойкостью, химической стойкостью и электроизоляционными свойствами. Лаки применяют для предохранения  черных металлов от коррозии, а дерева — от гниения.

Недостатками асфальтобитумных лаков являются пониженная теплостойкость пленок и слабая стойкость их к  действию прямых солнечных лучей, которые  вызывают через некоторое время  разрушение (растрескивание) лакового покрытия. Эти недостатки устраняются  введением в асфальтобитумные лаки полимеризованных масел и производных канифоли. Асфальтобитумные масляные лаки получают сплавлением битумов и пеков с растительным маслом и продуктами переработки канифоли при температуре до 280°С с последующим добавлением сиккативов и охлаждением, а затем растворением в растворителях. Введение канифоли и ее производных в состав асфальтобитумных лаков улучшает свойства пленок. Улучшается также совместимость асфальтов и битумов с растительными маслами (содержание масел в лаках можно повысить).

Масляные асфальтобитумные лаки применяют для покрытия многих металлических изделий, в частности  велосипедов, деталей автомашин (шасси, рамы и др.). Они известны в основном как влагозащитные, электроизоляционные и кислотоустойчивые лаки [3].

   

2.2.Краски

 

2.2.1. Масляные краски

 

Представляют собой суспензии пигментов в олифах из высыхающих и полувысыхающих растительных масел. По цвету пигментов их разделяют на белила и цветные масляные краски, а по консистенции — на ту густотертые и готовые к употреблению. Их пленки (покрытия) не сильно блестящие, но влагостойкие и атмосферостойкие. Смешением и растиранием пигментов с небольшим количеством преимущественно натуральной олифы получают густотертые краски пастообразной консистенции, которые содержат лишь часть пленкообразующего вещества и непригодны для непосредственного применения. Разводят их до требуемой вязкости перед употреблением, добавляя при перемешивании олифу (уплотненную, комбинированную или искусственную), а также, если необходимо, растворители и некоторое количество сиккатива.

Густотертыми выпускают белила (цинковые, литопоновые) и цветные краски (охру, железный сурик и др.). В менее широком ассортименте выпускают масляные краски, готовые к употреблению (жидкотертые). Их подразделяют по цвету и назначению (для наружных и внутренних работ) [3].

        

2.2.2. Масляные эмалевые краски

 

Получают замешиванием и растиранием пигмента с олифой или масляным лаком и разведением алкидными лаками. Обычно берут масляные лаки, приготовленные из уплотненных олиф и глифталевых, пентафталевых и эфироканифольных смол.

Выпускают масляные эмали  общего назначения, поступающие в  продажу, и специальные (электроизоляционные, кислотостойкие и др.), используемые в технике.

Эмали общего назначения подразделяют в зависимости от вида лака (масляно-канифольного, глифталевого), примененного для их разведения. Затирают эти эмали преимущественно  на олифах из растительных масел. В  состав лаков, идущих на разведение, в  большом количестве входят резинаты кальция и цинка, которые неустойчивы  к воздействию воды и нефтепродуктов. Поэтому эмали общего назначения рекомендуют главным образом  для окраски предметов внутри помещений, кроме полов и предметов, подвергающихся действию повышенных температур и нефтепродуктов [3].

 

 

3.Свойства масляных лакокрасочных материалов.

 

К основным свойствам масляных лакокрасочных составов относят вязкость, концентрацию, скорость высыхания, укрывистость, и т.д.

 

 3.1. Вязкость лакокрасочного состава

 

Должна быть не очень высокой, чтобы не затруднять работу малярной кистью или валиками и не применять слишком высоких давлений при покрытии методом пневматического распыления. При чрезмерном повышении вязкости лакокрасочный состав плохо разливается и не полностью заполняет поры и неровности поверхности, что ухудшает адгезию покрытия [1] .

 

3.2. Концентрация пленкообразующего вещества в лакокрасочном составе

 

Сильно влияет на физико-механические и оптические свойства пленок. Она должна быть достаточной для обеспечения необходимой вязкости лака или краски, а также толщины и прочности пленки покрытия. Толщина лакокрасочного покрытия обычно составляет 60—100 мкм, иногда 300 мкм, что достигается нанесением нескольких слоев (с сушкой после каждого слоя). Средняя толщина одного слоя высохшего покрытия, нанесенного распылением, колеблется от 10 до 25 мкм [1] .

 

3.3. Скорость высыхания лакокрасочных составов

 

Определяется скоростью испарения летучих растворителей или химических процессов, протекающих в пленкообразователе под действием кислорода воздуха, тепла, катализаторов и отвердителей. В практике малярных работ различают два этапа высыхания олиф, лаков и красок: высыхание от пыли и полное высыхание. Скорость высыхания олиф и масел характеризуется йодным числом — количеством йода, присоединяющегося по месту двойных связей молекул масла [1].