ВИДОВЕ ЛАКОВИ СМОЛИ Термореактивни смоли (резоли)
За производството на лакове и бои особено значение имат термореактивните смоли (резоли). Горещо съхнещите лакове, получени на базата на тези смоли, дават неразтворим и нетопим филм, тъй като при нагряване в смолата се образува триизмерна мрежа (resit). Наличието на тази мрежа до голяма степен определя свойствата на втвърдената смола, която се характеризира с изключително висока твърдост, устойчивост на органични разтворители, киселини и основи. В допълнение резолите се характеризират с висока устойчивост на опашката и добри електроизолационни свойства.
Горещото сушене на резолови лакове се извършва при 120-200 °C. Резолите без добавяне на багрила образуват филми от светло до тъмно кафяво.
Производителите и потребителите се интересуват от евтини, водоразтворими смоли. Въз основа на тези изисквания се опитаха да се използват фенолни лакови смоли под формата на водни разтвори като грунд лакове, но дълго време не беше възможно да се получат водоразтворими фенолни смоли, подходящи за тази цел. Високото повърхностно напрежение на бода в сравнение с повърхностното напрежение на органичните разтворители предотвратява образуването на гладък филм върху повърхността на продуктите. Специална заслуга в тази област принадлежи на Henel, който, както беше споменато по-горе, създаде резидрин, първото водоразтворимо свързващо вещество, подходящо за практическа употреба, и по този начин проправи пътя за широкото използване на водоразтворими резолови смоли.
Използването на водоразтворими свързващи вещества има редица предимства: намалена е консумацията на скъпи органични разтворители, те не са запалими и не отделят вредни вещества, те са почти без мирис. Лаковете на водна основа могат да се нанасят върху мокър грунд, а използваните багрила или пигменти могат също да съдържатвлага [5–7].
Има няколко начина за получаване на водоразтворими фенолни резоли. По този начин, резолам или фенолни алкохоли могат да бъдат направени силно хидрофилни чрез използване на подходящ заместен реф. odsh £X феноли или допълнително въвеждане на подходящи заместители във вече получената смола. Понастоящем най-благоприятният метод е да се комбинира водоразтворима фенолна смола с алкидна смола, съдържаща хидроксилни и карбоксилни групи. Тази комбинация е възможна в случай, когато реактивните метилолови групи на фенолната смола по време на втвърдяване реагират с алкидната смола, а не една с друга, за което е необходимо да се намали реактивността на втвърдяващите компоненти. Следователно, орто- или тара-заместени феноли често се използват в състави с алкидни смоли (5, 8, 9, 46).
Водоразтворимите свързващи вещества се използват изключително за изпичане на лакове. Процесът на сушене все още не може да се счита за окончателно проучен. За най-вероятни трябва да се считат предположенията за реакцията на естерификация - образуване на хидроксилни групи на втвърдяващите компоненти на хидро-
Ксилни групи на пластификатори. В [10] беше показано, че когато водоразтворима бутилфенолова смола се смеси с водоразтворима алкидна смола, използвана като пластификатор, фенолната смола се добавя напълно към алкидната смола. В присъствието на о-хинонметидни структури във фенолната смола възниква взаимодействие както с реактивни алкидни групи, така и с двойни връзки на мастни киселинни радикали.
Съдържание на сух остатък; %
Ориз. 5.1. Зависимостта на вискозитета на резидроли от различни степени от съдържанието на сух остатък в смолата при разреждане с вода:
1 - п-420; 2 - r-411; 3 -r-410. .
Първите водоразтворими свързващи вещества, по-специално резидрин 207 от Reichhold Chemie AG, имаха някои недостатъци, които бяха елиминирани с приготвянето на резидроли, продукти, които образуват напълно прозрачни разтвори, когато се разреждат с дестилирана или омекотена вода [6]. Резидролите са разтворими в нисши алкохоли (напр. бутанол), диетилен гликол и циклохексанол. Трябва да се отбележи, че намаляването на вискозитета на тези резолови разтвори при добавяне на вода е нелинейно. Когато съдържанието на сух остатък се промени от 30 до 50%, вискозитетът намалява значително по-малко, отколкото извън този интервал (фиг. 5.1). Следователно като разтворител се използва не само вода, но и малки количества алкохоли. На фиг. Фигура 5.2 показва зависимостта на вискозитета на различни видове водоразтворими резоли от съдържанието на сух остатък при добавяне на емоп-бутанол [12].
Обработката на водоразтворими фенолни резоли има свои собствени характеристики. За разреждане използвайте дестилирана или омекотена вода. Последният може да се получи чрез добавяне на 0,05–0,1% амоняк или 0,5–1% триетаноламин [12]. Високото повърхностно напрежение на водата налага обезмасляване на лакираната повърхност. За тази цел повърхността се обработва с три- или перхлор- етиленови двойки. Стоманените повърхности се фосфатират преди лакиране, за да се предотврати корозия.Фосфатираните повърхности могат да бъдат покрити с водоразтворим лак без предварително изсушаване [7]. Остатъците от други лакове от повърхността трябва да бъдат отстранени.
Времето за съхнене на водоразтворимите лакове надвишава времето за съхнене на лакове с органични разтворители поради
50 40 30 50 40 30
Твърдо съдържание > °1o
Фиг. 2. Зависимост на вискозитета на различни степени на резидроли от съдържанието на остатъка в смолата с добавяне на вода (крива 1) или 10% (крива 2) и 20% (крива 3) сек-6-утанол: а - р-410; б — р-411; c — r-420.
Ориз. 5.3. Зависимостта на обема на образуваната пяна след разклащане на 15% водни разтвори на резидрол от количеството на антипенителя:
Следите от покритието остават само на повърхността, не и вътре: лаковия слой.
Недостатъкът на лакирането е образуването на пяна, която влошава външния вид на повърхността. Силно разклащане
Или смесването на лака задължително води до появата на мехурчета пяна. Водоразтворимите фенолни смоли подлежат на ценообразуване в по-голяма степен от другите смоли. Ако водоразтворимите резоли се нанасят върху повърхността чрез пръскане, може да се откаже от използването на противопенител, което е необходимо при лакиране чрез потапяне или изливане [13]. На фиг. 5.3 показва как противопенителът влияе върху намаляването на обема на пяната, образувана по време на разбъркване [12].
Водоразтворимите резоли могат да се смесват с пигменти и багрила без използването на други добавки. Пигментите трябва да са неутрални и топлоустойчиви. За грундиране най-подходящите пигменти са: титанов диоксид, редоксисид, нонсъдържащи електролит или съдържащи го в малко количество, цинков сулфид в чиста форма или под формата на литопонов лак, който не съдържа цинков оксид. Не използвайте силно основни пигменти, като цинкова бяла, жълта цинкова корона и оловна бяла.
В случай на многослойно лаково покритие с водоразтворими свързващи вещества, грундът представлява по-голямата част от дебелината на покритието. С подходяща технология за грундиране може да се получи дебелина на филма до 50 µm. Дебелината на повърхностното покритие не трябва да надвишава 25 µm [6].
Резоли, разтворими в алкохол
Алкохолни разтвори на фенолни резоли са използвани по-рано като лакове за печене. Въпреки това, поради редица недостатъци, те скоро бяха заменени от лакови смоли с много по-добри свойства. Фенолните резоли са разтворими в полярни кислородсъдържащи разтворители - алкохоли, кетони и етери. Повърхностите, покрити с такива разтвори на резоли, след изсъхване са химически устойчиви и превъзхождат естествения шеллак по твърдост. Резолните филми са устойчиви на минерални и органични киселини, органични разтворители, масла, мазнини, соли и някои други вещества [14]. Високата топлоустойчивост на втвърдените фенолни смоли позволява сушене при температура от 300 °C и повече. В същото време трябва да се помни, че при бързо изсъхване е възможно образуването на мехурчета и кратери. Втвърдените фолиа са по-добри по твърдост от фолиата, направени от меламин-карбамидни смоли и почти толкова твърди, колкото стъклото. Непигментираните лакове, приготвени от алкохолни разтвори на фенолни смоли, след втвърдяване образуват филми от светло до тъмно кафяво. Недостатъкът на такива патици е специфична миризма, която се обяснява с наличието на частично нереагирали изходни продукти в лаковия филм.
До сериозноНедостатъците на алкохолните лакове също включват ниска адхезивна якост и крехкост. Чрез добавяне на влакнести или люспести пълнители или пигменти, човек може
Леко увеличете силата на залепване и намалете чупливостта. 7
Друг начин за намаляване на чупливостта е използването на пластификатори, а именно естери на дикарбоксилни киселини и многовалентни алкохоли. Естерите трябва да съдържат свободни хидроксилни групи. При подходящи условия метилолните групи на резолите могат да взаимодействат с хидроксилните групи на естерите. Разтворимите в алкохол резоли също са съвместими с поливинил ацетали, които, когато се добавят, повишават еластичността на лаковите филми. Силата на адхезия може да се увеличи чрез използване на маслен лак като грунд.
Съвместимостта на резоли (G) с пластификатори обаче не е толкова голяма, че да могат да се добавят произволни количества.Освен това пластификаторите са склонни да се изпотяват, в резултат на което пластифициращият ефект отслабва.Със стареенето на покритието блясъкът изчезва.За да се образува филм със стабилен гланц, е желателно да се добавят алкохоли с висока точка на кипене, като бутанол, циклохексанол или етиленгликол.Най-много черни и цветни метали, както и керамика, могат да бъдат покрити със спиртни лакове y, пластмаси, дърво и картон.