Деревообработка. Лакокрасочные материалы - Мельников Илья - Страница 3

Пластификаторы вводят в состав полимеров и пленкообразователей для придания им эластичности и понижения температуры, при которой данный полимер приобретает хрупкость. Введение пластификатора увеличивает прочность на удар и обеспечивает большее удлинение при разрыве. Однако пластификатор снижает твердость и прочность покрытия при растяжении.

Пластификаторами служат жидкости с температурой кипения от 200° С и выше. Это многие невысыхающие или медленно высыхающие спирты, эфиры, кетоны, масла и пр. В нитролаках для древесины применяют преимущественно дибутилфталат, трикрезилфосфат, касторовое масло.

Пленкообразующими называются вещества, которые при нанесении их на поверхность в виде раствора или расплава, образуют при определенных условиях тонкую и прочную пленку, хорошо связанную с материалом изделия. К их числу относятся масла и олифы, смолы природные и синтетические, эфиры целлюлозы, белковые пленкообразователи.

Растительные масла и олифы. Масла подразделяют на высыхающие, невысыхающие и полувысыхающие.

Высыхающими называют растительные масла, которые в результате окисления кислородом воздуха способны образовывать твердые и эластичные пленки (льняное, конопляное, тунговое, перилловое масла). Невысыхающие масла высыхают только под действием сиккативов (ускорителей сушки), образуя при этом липкие пленки (хлопковое и касторовое масла). Полувысыхающие масла сохнут медленно и образуют пленки, которые под влиянием теплоты размягчаются и даже плавятся.

Натуральные растительные масла высыхают в течение длительного времени. В целях ускорения высыхания их перерабатывают в олифы. Олифы приготовляют путем нагревания высыхающих масел с оксидами металлов (сиккативами) или путем оксидации (продувания через масло воздуха).

Олифы, приготовленные из чистых льняного, конопляного и подсолнечного масел с добавлением некоторого количества тунгового или хлопкового масла, называют натуральными. Натуральные олифы – высококачественный пленкообразующий материал, они дают стойкие покрытия.

К полунатуральным относят олифы оксоль и сульфооксоль. Олифа оксоль представляет собой сгущенное нагреванием и оксидацией масло с сиккативом, разведенное потом до рабочей вязкости уайт-спиритом. Состав олифы оксоль (в процентах): масло льняное – 50, сиккатив – 3, уайт-спирит – 47.

Олифа сульфооксоль отличается от олифы оксоль тем, что для ее приготовления берут менее уплотненное масло, обработанное для повышения вязкости серой.

Натуральные высыхающие растительные масла для приготовления олиф дефицитны. Поэтому созданы искусственные олифы – глифталевая и пентафталевая, представляющие 50%-ные растворы глифталевой смолы средней жирности или жирной пентафталевой смолы в уайт-спирите с добавлением сиккатива. К искусственным олифам относятся также: сланцевая, солевая нафтенатная, солевая оксикарбоновая и синтетическая модифицированная.

Смолы природные и синтетические. В зависимости от происхождения смолы разделяются на спирторастворимые (шеллак, сандарак, бензое, мастикс, манильский копал, канифоль) и маслорастворимые (копалы, янтарь, продукты переработки канифоли).

Шеллак – продукт переработки насекомыми природной смолы некоторых тропических растений, произрастающих в Индии, на Суматре и др. Шеллак имеет вид чешуек. Температура плавления шеллака 115-120° С, цвет – от светло-желтого до темно-коричневого. Применяемый в производстве шеллак содержит около 85% смолы, до 15% шеллачного воска, примеси канифоли и красящих веществ.

Шеллачные пленки придают древесине золотисто-коричневый оттенок. Для получения бесцветных отделочных пленок используют растворы из отбеленной смолы шеллака. (Отбеленный шеллак хранят в темноте, так как на свету он теряет способность растворяться.)

Сандарак – смола деревьев хвойных пород, произрастающих в Африке и Австралии. Сандарак представляет собой твердые зерна светло-желтого цвета, красноватый оттенок имеют зерна низших сортов.

Плавится сандарак при температуре 110-145° С, растворяется в этиловом спирте, серном эфире, частично – в скипидаре. До недавнего времени сандарак считался лучшей смолой для приготовления спиртовых лаков для отделки щипковых музыкальных инструментов. Эти лаки образуют твердые покрытия (более хрупкие, чем шеллачные), обладающие хорошими резонансными свойствами. Сейчас эти лаки заменяют нитроцеллюлозными.

Бензое, или бензойная смола, – продукт выделения дерева, произрастающего в Индии, на о. Ява, Суматра и др. Температура плавления 75-90° С. Растворяется в этиловом спирте, частично – в скипидаре и бензоле.

Бензойная смола используется для приготовления спиртовых лаков, обладающих эластичностью, и спиртовых политур, используемых с шеллачными на заключительных этапах полирования древесины.

Канифоль получают из смолы хвойных деревьев – живицы. На перерабатывающих заводах из смолы получают скипидар и твердую стекловидную массу – канифоль. Температура плавления канифоли 55-6О° С.

Канифоль содержит свободные кислоты, которые отрицательно влияют на качество покрытия. Для улучшения свойств канифоли ее сплавляют с 6%-ми гашеной извести в 20% оксида цинка, что снижает кислотность и повышает температуру плавления до 110°С. Полученный таким образом продукт называют резинатом канифоли.

При обработке канифоли глицерином получают эфир канифоли, называемый эфиром гарпиуса, который представляет собой прозрачную смолу с температурой плавления 70° С. Эфир гарпиуса растворяют в масле и спиртобензольной смеси для получения лака.

Янтарь – смола хвойных деревьев, длительное время пролежавшая в морской воде. Добывают на южном берегу Балтийского моря. Цвет янтаря – желтый различных оттенков. Температура плавления 250-400° С. Растворяется в спирте, эфирных маслах. Применяют для изготовления высококачественных лаков, заменяющих копаловые.

Копалы – ископаемые смолы растительного происхождения, пролежавшие долгое время в земле. Они добываются в Африке, Америке и Австралии. Температура плавления высокоплавких копалов 270-360° С, низкоплавких – 140-180° С. Цвет копалов – от белого до темно-коричневого. Пленки копалов прочны, тверды, упруги, глянцевиты, стойки к воде, теплоте, кислотам и щелочам. Растворяются копалы в этиловом и метиловом спиртах, эфирах, ацетоне, льняном масле и других растворителях. Растворы копала обладают высокой адгезией.

Синтетические смолы в зависимости от метода получения разделяют на полимеризационные (полученные с помощью реакции полимеризации) и поликонденсационные (полученные с помощью реакции поликонденсации).

К первым относятся: перхлорвиниловые, поливинилацетатные, полистирольные, полиуретановые и др. Перхлорвиниловая смола представляет собой хлорированный поливинилхлорид. У нее лучшие растворимость и адгезия, чем у нехлорированной. Перхлорвиниловые смолы растворимы в ацетоне, ацетатных растворителях, ароматических и хлорированных углеводородах. Образуют вязкие растворы, поэтому приготовленные на них лаки и эмали имеют невысокую (не более 20%) концентрацию смолы.

Покрытия на основе перхлорвиниловых смол атмосферостойки. Недостатки – отсутствие блеска у эмалей, невысокая термостойкость, слабая адгезия к металлам. В деревообработке перхлорвиниловые эмали применяют в качестве атмосферостойких покрытий для окраски товарных вагонов, контейнеров.

Поливинилацетатная смола – полимер, полученный полимеризацией сложного эфира уксусной кислоты и винилового спирта (винилацетата). Эта смола растворима в этиловом и метиловом спиртах, ацетатных растворителях, ароматических углеводородах.

Поливинилацетат обладает хорошей адгезией с древесиной и светостойкостью, но поливинилацетатные покрытия водопроницаемы.

Полистирольные смолы – продукты полимеризации стирола. Полистирол обладает малой адгезией, образует хрупкие пленки, растворяется в ограниченном числе растворителей, поэтому полистирольные лаки в чистом виде используют редко. Большее применение нашли сополимеры стирола с другими пленкообразователями. Сополимеризацией стирола и дивинила (бутадиена) получают дивинилстирольные каучуки. Латексы (водные эмульсии) таких каучуков применяют для приготовления водоэмульсионных растворов (красок), используемых в строительстве для внутренних работ по штукатурке, древесине и т. п. Эти краски обладают высоким содержанием сухого остатка (свыше 50%), сохнут при температуре 18-20°С около 6 ч и образуют покрытия, прочные к истиранию и действию химических веществ.