Alkydharse beklee een van die leidende posisies as 'n grondstof vir die vervaardiging van moderne verf en vernis. Filmvormende komposisies wat daarop gebaseer is, het 'n wye reeks toepassings. Bedekkingseienskappe hang af van die tipe harse en semi-afgewerkte vernis. Die mees wydverspreide is gemodifiseerde komposisies, aangesien dit hoë dekoratiewe en beskermende eienskappe het.
Beskrywing
Alkydharse (of alkiede) is esters wat ontstaan uit die reaksie van polihidriese alkohole met polibasiese sure of hul anhidriede. In voorkoms is hulle 'n hoogs viskose taai massa, waarvan die kleur van donkergeel tot bruin is.
Alkiede word ook gekombineer met ander harse en sellulose (alkid-ureum-formaldehied, fenol-alkied, alkid-akriel-kopolimere en ander verbindings). Om oppervlakspanning te verminder, word butielalkohol by hul samestelling gevoeg, wat dit makliker maak om die finale produk te gooi.
Chemiese samestelling en klassifikasie
Alkydharse word volgens verskeie kriteria gesistematiseer:
-
Deur die teenwoordigheid van vetsure in die samestelling: ongemodifiseerd (ftalaat) en gemodifiseerd.
- Volgens olie-inhoud: vetterig (>60%), mediumvet (40-60%), maer (35-60%), ekstra maer (<34%). Vetalkiede word hoofsaaklik met drogende olies berei.
- Volgens die tipe alkohol op grond waarvan die samestelling verkry word: gliftaal, siftaal, pentaftaal, etriftaal.
- Deur droogvermoë: droog en nie-droog.
- Volgens die metode van ontbinding: verdun met organiese oplosmiddels of water.
Die chemiese samestelling van alkidhars is 'n 40-60% oplossing van nie-vlugtige stowwe in organiese oplosmiddels.
Kenmerke
Die eienskappe van alkiede hang af van die tipe polihidriese alkohol, die konsentrasie daarvan en die teenwoordigheid van ander komponente. Aromatiese komponente gee bedekkings gebaseer op hierdie verbindings hardheid en slytasieweerstand, alifatiese poliole - elastisiteit, sikloalifatiese strukturele eenhede - 'n balans van eienskappe.
Alkydharsoplossings word gekenmerk deur die volgende parameters:
- viskositeit - 35-100 s (volgens VZ-4 viskosimeter);
- molekulêre gewig - 1500-5000 kDa;
- digtheid - 0,9-1,05 g/cm3;
- die hoeveelheid kaliumhidroksied, wat die hoofaanwyser van die kwaliteit van olies is, is nie meer as 20 nie.
Namate die temperatuur toeneem, neem die viskositeit van alkiede af en omgekeerd. Hoe laer die vetinhoud van 'n stof, hoe slegter los dit op in alifatiese en nafteniese koolwaterstowwe.
Verbeter eiendomme
Ongewysigde alkiede vorm harde en bros films, los swak op. Om hul eienskappe te verbeter, word addisionele komponente in die samestelling van die reaksiemengsel ingebring, wat die bedekkings glans, elastisiteit, weerstand teen water, oplosmiddels, olies en verwering gee, droog by kamertemperatuur versnel en adhesie met die basismateriaal verhoog. Gemodifiseerde alkiedharse word verkry met behulp van lynsaad, langolie, tungolie, sonneblomolie, kasterolie, katoensaadolie, kolofonium, sintetiese vetsure.
Daar is 3 hoofwysigingsmetodes:
- bekendstelling van monomere in harsproduksie;
- deur voltooide alkide met modifiserende middels te reageer;
- meng harse met ander filmvormers.
Ontvang
Alkyde word op twee maniere gesintetiseer: alkoholise en vetsuurmetode.
In die eerste geval vind die proses in 3 fases plaas:
- Transesterifikasie van plantaardige olie of trigliseriede van sy vetsure met polihidriese alkohole. Die chemiese reaksie vind plaas by 'n temperatuur van 240-260 °C en in die teenwoordigheid van 'n katalisator. Vir die produksie van gliftaalharse uit alkohole word gliserien gebruik, vir etrifthaliese harse - etriol, vir pentaftaalharse - pentaerythritol.
- Verestering van gedeeltelike esters met ftaalzuuranhidried, wat lei tot 'n suur ester.
- Polyesterifikasie met watervrystelling en alkiedvorming.
Die tweede metode vir die vervaardiging van harse is verestering en poliësterifikasie van vetsuuresters en polihidriese alkohole.
Alkydverdunner
Die volgende koolstofverbindings dien as oplosmiddels vir alkiedharse:
- alifaties (heksaan, heptaan, C6-C12 paraffiene);
- aromatiese (benseen, oplosmiddel, tolueen, xileen en ander);
- terpeen (terpentyn);
- gehalogeneerd (trichlooretileen, tetrachlooretileen, perchlooretileen);
- olie (nefras, petrol).
Laagkokende eters (etielalkohol, etielasetaat), glikoleters, ketone (asetoon) kan ook as verdunners gebruik word. Butanol is nie geskik vir hierdie doeleindes nie, aangesien sy molekules 'n groot hoeveelheid van die oplosmiddel wat in alkiedharse vervat is, na hulself aantrek. Maer alkiede los slegs in aromatiese koolwaterstowwe op, terwyl vetterige alkiede in alifaties oplos.
Daar is ook wateroplosbare harse, op grond waarvan watergedraagde bedekkings vervaardig word (warmdrogende emalje en onderlaag).
Aansoek
Die hoofdoel van alkiedharse is die vervaardiging van verf en vernis (LKM). Ongemodifiseerde verbindings word gebruik vir die vervaardiging van elektriese isolerende vernis en kleefmiddels.
Vanharsoplossings maak half- en afgewerkte vernis wat in die industrie en alledaagse lewe gebruik word.
Verfmateriale
Alkyd-bedekkings is die mees gebruikte van alle materiale wat op polikondensasieharse gebaseer is. Aangesien pentaerythritol alkohol 4 hidroksielgroepe het, genees alkiede wat pentaerythritol bevat vinniger en produseer glanser bedekkings. In hierdie verband vervaardig die industrie hoofsaaklik verfwerkmateriaal gebaseer op alkidharse van die pentaftaal-tipe. Die gebruik van 'n groot aantal aromatiese komponente verseker die hardheid en weerstand van bedekkings teen meganiese spanning.
Gepigmenteerde bedekkings gebaseer op alkide word in die volgende groepe verdeel:
- gliftaal (GF), pentaftaal (EF), etriftaal (ET) emalje;
- gronde;
- putty.
Drogende alkiedharse word as onafhanklike filmvormers vir verf en vernis gebruik, en nie-droogendes word gebruik in formulerings met karbamiedharse, sellulosenitrate (om elastisiteit en adhesie van bedekkings aan die basismateriaal te verbeter).
Eienskappe van bedekkings hang af van hul chemiese samestelling. Dus, vetter alkiedharse in organiese oplosmiddels is makliker om met 'n kwas aan te wend, het verhoogde elastisiteit en weerbestandheid, maar droog stadiger en is minder bestand teen minerale olies. Die maksimum droogtempo is tipies vir harse wat met tung of lynsaad gemodifiseer is.olie. Die gemiddelde droogmaaktyd vir alkied-emalje is 24 uur.
Spesifieke verfwerk
Alkydharse, afhangend van die komponentsamestelling, word vir die volgende doeleindes gebruik:
- Gebaseer op bensoësuur (olie-inhoud 38-50% volgens gewig) - emalje vir die verf van landboumasjiene, verkoelers, motorherstelwerk. Hoogs vervaag en weerbestand.
- Bevat 9,12-linoleïensure en 9,11-linoleïensure - herstel van toerusting.
- Skinny - vinnigdrogende enkellae, onderlaag, verkoelerverf.
- Op lynolie en gliserien - korrosiebedekkings, drukink. Kan vinnig vervaag wanneer dit aan sonlig blootgestel word, so hulle word meestal in onderlaag en gelykmaakmiddels gebruik.
- Sojaboon- of langolie-gebaseerde topjasse met goeie weerbestandheid.
- Gemodifiseer met natuurlike harse (harssure) – produksie van onderlaag en vullers. Verbindings is geneig om te vervaag.
- Gemodifiseer met stireen, akrilaat - onderlaag, stopverf, gelykmaakmiddels, bedekkings vir die verf van skepe, toerusting, plaatmetaal, hout wat aan sterk meganiese spanning onderworpe is (parketvernis, vloeremalje, meubels); verpakking van emaljes in buise. Hulle het verhoogde weerstand teen skuur en elastisiteit.
Omgewingsaspekte
Aangesien alkiedharse organiese oplosmiddels bevat, hou dit 'n sekere gevaar in vir menslike gesondheid en die omgewing. By die uitvoering van verf- en verniswerk met verfmateriaal wat daarop gebaseer is, is dit nodig om persoonlike beskermende toerusting (gasmaskers, oorpakke) te gebruik. Verf moet gedoen word in kamers met toevoer- en uitlaatventilasie.
Volgens die vlak van toksisiteit van oplosmiddels, kan alkiede in 3 groepe verdeel word:
- die minste toksies (MPC=300-1000 mg/m3) – etieleter, alkohol, petrol;
- medium toksisiteit (MPC=100-200 mg/m3) – asetoon, butieleter;
- hoogs giftig (MPC=20-50 mg/m3) – etileenglikol, benseen.
In die buiteland is daar hoë vereistes vir die omgewingsvriendelikheid van die vervaardiging van bedekkings, daarom word daar tans gewerk om materiale met 'n hoë inhoud van droëmateriaal en watergedraagde samestellings te skep. Alkiedharse met organiese oplosmiddels presteer egter steeds beter as wateroplosbare harse in verwerkingseienskappe.
