Алкидная технология производства водоразбавляемых краскок

Более 50 лет алкидные смолы, поставляемые в уайт-спирите, повсеместно используются при производстве декоративных красок. В настоящее время наблюдается тенденция к использованию низкоароматичных растворителей и приготовлению высоконаполненных красок, что позволяет обеспечивать конечного потребителя менее вредным продуктом и снижать влияние на окружающую среду.

Осознание конечным потребителем неблагоприятного эффекта от воздействия растворителей ускоряет процесс перехода к водоразбавляемым продуктам. Алкидные эмульсии дают возможность сохранить преимущества алкидных смол, при этом заменяя органические растворители водой.

В данной статье показаны преимущества использования водных алкидных эмульсий как в качестве основного связующего, так и в сочетании с другими водными связующими, а также их влияние на конечные свойства краски.

Свойства алкидных эмульсий

Обратимся к химической природе и процессу пленкообразования. Водоразбавляемые алкиды являлись одним из путей удовлетворения потребностей рынка в водных ЛКМ. Это первое поколение алкидных систем, разбавляемых водой, которое, однако, требует введения летучих аминов и сорастворителей. Последние исследования в области технологий эмульгирования позволили разработать алкидные эмульсии с чрезвычайно низким содержанием растворителей, которые при этом обеспечивают технические характеристики, сопоставимые со свойствами традиционных органосодержащих ЛКМ.

Особенности пленкообразования алкидных эмульсий

Алкидные смолы представляют собой полимеры с относительно низкой молекулярной массой, получаемые в результате реакции этерификации многоосновной кислоты и многоатомного спирта и модифицированные маслами и жирными кислотами. Естественная сушка происходит путем окисления ненасыщенных жирных кислот, приводящего к образованию поперечно-сшитой системы. Алкидные эмульсии получают в ходе процесса постэмульгации с использованием специального высокотехнологичного оборудования. Так как специфический процесс пленкообразования алкидных эмульсий является ключевым фактором, объясняющим все преимущества данной технологии, необходимо обратить особое внимание на различные этапы этого механизма.

Благодаря низкой молекулярной массе пленкообразование алкидных эмульсий представляет собой не такой комплексный многостадийный процесс, как в случае акриловых дисперсий (включающих этап коалесцирования частиц полимера). В частности, как только вода испаряется из пленки алкидной эмульсии, происходит инверсия фазы. Высокая вязкость акриловых полимеров препятствует такому инвертированию фазы, граница раздела частиц пропадает не так быстро, Таким образом, пленка, получаемая на алкидных эмульсиях, более гомогенная. Заключительная стадия процесса пленкообразования состоит в реакции окисления алкидной цепи кислородом воздуха с образованием поперечно-сшитых связей. Так как данная реакция при нормальных условиях протекает достаточно медленно, катализаторы или сиккативы на основе металлов добавляются при приготовлении рецептуры для ускорения данного процесса.

Создание высокого блеска

Эстетический аспект — это ключевой показатель для декоративного рынка, в связи с этим производители краски зачастую стараются обеспечить высокий глянец своих покрытий наряду с образованием гладкой равномерной пленки. Достижение уровня

глянца органорастворимых покрытий с помощью водорастворимых покрытий — одна из первоочередных и сложно осуществимых задач, которая стоит сегодня перед производителями водных красок. Однако характерное пленкообразование алкидных эмульсий позволяет производителям решать эту задачу и достигать очень высоких показателей глянца. Так, существует корреляция между топографией поверхности и уровнем глянца краски: чем выше гладкость поверхности пленки, тем сильнее отражение света, что приводит к более высокому блеску покрытия. Обеспечение гладкости поверхности является ключевой задачей для достижения высокого глянца.

С помощью атомной силовой микроскопии (AFM) можно описать поверхность пленки краски, и в данном случае она наглядно демонстрирует, почему алкидные смолы обладают потенциалом для обеспечения такого высокого уровня блеска. Алкидные эмульсии образуют качественную пленку с небольшими неровностями поверхности и высоким показателем глянца, сопоставимым с традиционными органоразбавляемыми алкидными смолами.

Обычно уровень глянца от 85 единиц при угле 20° и выше легко достижим на алкидных эмульсиях, тогда как для акриловых водных дисперсий характерен только глянец от 50 до 60 единиц при 20°. Хотя за последние годы новые разработки в области акриловых дисперсий продвинулись достаточно далеко, механизм пленкообразования таких типов связующих никогда не позволит достичь того уровня глянца, что возможен на алкидных смолах. Несмотря на то что данные продукты представляют собой водные эмульсии, их механизм пленкообразования ближе к органоразбавляемым алкидам, чем к акриловым дисперсиям, поэтому они демонстрируют аналогичные характеристики и свойства. Глянец, несомненно, является одним из наиболее заметных показателей, однако другие преимущества алкидной технологии, например, проникающая способность, адгезия и химическая стойкость, могут быть получены с помощью алкидных эмульсий.

Проникающая способность и адгезия к пористым субстратам

Для того чтобы добиться наилучшей защиты подложки, необходимо обеспечить хорошую адгезию покрытия. Наряду с другими показателями, аналогичными алкидным смолам, алкидные эмульсии благодаря своей относительно низкой молекулярной массе глубоко проникают в пористые субстраты, такие как древесина или штукатурка, вследствие чего являются наиболее подходящими связующими для пропиток, грунтов и морилок по древесине. Ключевыми критериями, регулирующими данную проникающую способность, являются жирность алкида, размер частиц, молекулярная масса, а также вязкость наносимого покрытия.

Древесина — это очень сложный субстрат. Одна из основных функций фасадных покрытий по древесине — ее защита от грибковой и бактериальной атаки и доступа влаги. Благодаря своей высокой проникающей способности алкидные эмульсии позволяют сохранить приятное восприятие древесины, а также гарантировать доставку фунгицидов глубоко внутрь поверхности и обеспечить хорошую адгезию системы покрытий за счет механического сцепления.

Самосшивающиеся водоразбавляемые связующие

В отличие от стиролакриловых дисперсий алкидные эмульсии являются действительно самосшивающимися водоразбавляемыми технологиями. В процессе окисления алкидной цепи при комнатной температуре и с помощью катализаторов, ускоряющих процесс, образуется система поперечно-сшитых 3D-связей. Это свойство присуще химической природе алкидных смол, в то время как в акриловых дисперсиях самосшивающийся механизм необходимо создавать с помощью функциональных мономеров. Алкидные эмульсии

вследствие этого позволяют получать покрытия, которые можно наносить при пониженных температурах и которые не требуют коалесцентов, что также приводит к быстрому набору твердости и химической стойкости за счет самосшивающегося механизма.

Следующее свойство, улучшенное у алкидных эмульсий за счет образования ими более равномерной пленки, — это водопроницаемость. Формирование пространства поперечных связей в процессе высыхания усиливает барьерные свойства для проникания воды. Однако не стоит забывать, что за счет специфического процесса синтеза алкидных эмульсий, независимо от их химической природы, гидрофильные группы необходимы для эмульгирования алкидной смолы и стабилизации системы. Такие гидрофильные группы, внутренние или внешние (ПАВы), не позволяют достигать степени гидрофобности, присущей традиционным органоразбавляемых алкидным смолам. Однако в результате тестирования наблюдается, что водо- и паропроницаемость алкидных эмульсий ближе к аналогичным показателям для алкидов на основе растворителей, чем для стандартных акриловых дисперсий. Устойчивость таких покрытий в камере соляного тумана оказывается выше по сравнению с покрытиями на акриловых дисперсиях, что дает производителям ЛКМ возможность использовать алкидные эмульсии при создании антикоррозионных покрытий.

Свойства нанесения

Как правило, профессиональные маляры неохотно используют водоразбавляемые краски в связи с их плохой растекаемостью и специфическими свойствами нанесения.

Для органоразбавляемых алкидных систем характерен ньютоновский реологический профиль, который обеспечивает легкость и удобство при нанесении. Более того, значительный набор вязкости у таких покрытий происходит только после испарения растворителя, при этом процесс является обратимым, и полимер легко растворим в течение всего времени формирования пленки. Когда маляр наносит второй слой для корректировки дефектов поверхности, происходит взаимодействие растворителя с первым слоем покрытия, он может повторно растворять алкидную смолу и, таким образом, обеспечивать гомогенизацию обоих слоев. Это приводит к образованию очень гладкой пленки краски и очень длительному открытому времени. Водные дисперсии отличаются реологическим профилем, для которого характерно разжижение при усилии сдвига. Для таких систем вязкость при низких скоростях сдвига обычно достаточно высока и ее сложно регулировать, в результате этого наблюдаются плохое растекание и выравнивание краски, что особенно критично при нанесении покрытия кистью.

Вследствие плохого растекания после высыхания покрытия на поверхности зачастую остаются следы от кисти. Это связано с резким набором вязкости при испарении воды, в результате которого критичный объем жидкой фракции приближается к максимальному объему упакованной фракции полимера. В этом случае частицы полимера могут образовывать агрегаты, не растворимые в воде, и этот процесс необратим. Таким образом, поверхность краски больше не может быть доработана, дефекты не могут быть сглажены — следы от валика или кисти обязательно останутся.

Алкидные эмульсии SYNAQUA^® обладают реологическим профилем, необходимым для обеспечения превосходных свойств нанесения, в результате чего образуется равномерная гладкая пленка с улучшенными эстетическими показателями. Хорошие характеристики нанесения краски, в частности текучесть и выравниваемость, высоко ценятся профессиональными рабочими. Более равномерная пленка будет обеспечивать формирование зеркальной поверхности, высокий глянец, яркость и отражающий эффект.

Комбинирование алкидных эмульсий с акриловыми дисперсиями

В приведенной таблице эксплуатационные качества алкидных эмульсий SYNAQUA^® сравниваются с акриловыми дисперсиями и органоразбавляемыми алкидами. Акриловые дисперсии, широко используемые в водных декоративных покрытиях, обладают своими

преимуществами, в частности устойчивостью к пожелтению, атмосферостойкостью при наружном использовании, быстрой физической сушкой и хорошим сохранением глянца.

В свою очередь, такие свойства, как глянец, проникающая способность, адгезия, твердость и поперечная сшивка, не являются сильной стороной акриловых дисперсий. Поэтому возникает вопрос, почему бы не совместить преимущества обеих технологий в одном продукте?

Таблица 1. Сравнение свойств покрытий на основе: а) алкидных смол SYNOLAC™; б) алкидных эмульсий SYNAQUA™; в) акриловых дисперсий ENCOR™.

При правильном выборе алкидной эмульсии и акриловой дисперсии можно объединить преимущества этих технологий и получить комбинированную систему. В зависимости от соотношения алкид/акрилат пленкообразование будет больше напоминать «алкидный» или «акриловый» тип. Конечные свойства покрытия также будут зависеть от этого соотношения. Это еще раз демонстрирует синергизм между данными технологиями. Несомненно, решение не может быть идеальным, но с помощью этих двух технологий можно достигнуть компромиссного решения в характеристиках покрытия, которые на данный момент по отдельности не обеспечит ни одна технология. К тому же это сильно расширяет выбор связующих и решений, доступных производителям ЛКМ, когда встает вопрос о создании высококачественного водоразбавляемого декоративного ЛКМ.

Области применения алкидных эмульсий для декоративных покрытий

Эмали и краски для окон и дверей и высококачественные краски для стен SYNAQUA^® 4804 и 4893 специально созданы для высокоглянцевых эмалей для окон и дверей, предоставляя производителям ЛКМ полный перечень необходимых эксплуатационных характеристик: высокий глянец, быстрый набор твердости, хорошая стабильность к бытовым загрязнителям, хорошая адгезия к деревянным подложкам и, что немаловажно, отличные свойства нанесения.

Разработаны также новые акриловые дисперсии SNAP^® 2142, специально предназначенные для комбинирования с алкидными эмульсиями SYNAQUA^® 4804 и 4893 для составления рецептур качественных красок и эмалей.

Пропитки и морилки по древесине

Производители ЛКМ постоянно ищут решения для создания лучшей защиты деревянных подложек и сохранения эстетических аспектов древесины. При использовании алкидных эмульсий появляется возможность сохранить естественную красоту древесины и обеспечить максимальную и долговечную защиту засчет пропиток и красок по древесине. Алкидная эмульсия на основе масла средней жирности SYNAQUA^® 2070 обеспечивает превосходную проникающую способность в структуру древесины и прекрасные свойства нанесения.

Использование ее в комбинации с акриловой дисперсией ENCOR^® 2502 увеличивает защиту против УФ-излучения. Конечная система отвечает всем требованиям по качеству, предъявляемым к наружным декоративным покрытиям по древесине как прозрачным пропиткам, так и наполненным краскам и эмалям.

Грунтовки

Грунтовки, или первичные покрытия, играют ключевую роль для системы покрытий. Они гарантируют образование равномерной поверхности, позволяющей избежать проблем с адгезией последующих слоев или адсорбции финишного покрытия в подложку.

Хорошее пленкообразование наряду с высокой смачиваемостью субстрата алкидных эмульсий позволяет составлять рецептуры ЛКМ, которые подходят для большинства различных подложек: древесины, металла и ранее окрашенных поверхностей.

Алкидные эмульсии демонстрируют хорошую проникающую способность в пористые субстраты, такие как штукатурки, древесина и т.д., сравнимую с проникающей способностью органоразбавляемых алкидов, что обеспечивает хорошее скрепление субстрата, столь необходимое для грунтовок.

SYNAQUA® 2070 — это практичное решение для рецептур грунтовок и первичных покрытий.

Разработана также самоэмульгируемая алкидная смола SYNAQUA^® 6812, которую можно использовать в качестве сосвязующего с виниловыми или стиролакриловыми дисперсиями. Эта смола улучшает адгезию к рыхлым субстратам (штукатуркам, старым алкидам и др.) и скрепляет их. Кроме того, данная смола помогает увеличивать открытое время покрытий.

Выводы

Алкидные эмульсии — это уникальное техническое решение для производителей ЛКМ. Их можно использовать как самостоятельные связующие для достижения эксплуатационных характеристик, которые трудно достичь с помощью стандартных водоразбавляемых технологий, так и в комбинации с другими водными связующими, в частности правильно подобранными стиролакриловыми дисперсиями для обеспечения максимального синергизма свойств при производстве высококачественных экологически чистых декоративных покрытий.

Не стоит забывать, что алкидные смолы — это по-настоящему «зеленая» технология, производимая в большей мере на основе возобновляемых или биоразлагаемых источников сырья. Алкидные эмульсии не требуют использования коалесцентов и позволяют составлять ЛКМ с очень низким содержанием ЛОС и минимальной нагрузкой на окружающую среду.

О. Аллорант, П. Зосимова / Лакокрасочные материалы и их применение. 2013 — № 10.

Алкидная и акриловая краски | Различия

Главная
»
Статьи
»
Алкидная или акриловая краска: в чем различия?

Алкидные краски и составы на основе акрила часто используют в ремонтных работах. Из-за схожего названия иногда их путают между собой. Имеют ли что-то общее эти составы? Какая краска лучше: алкидная или акриловая?

Алкидные составы по механизму работы схожи с масляными красками. В процессе изготовления растительные масла подвергаются температурной обработке с использованием многоатомных спиртов, что позволяет получить алкидные смолы. В спиртовые растворы могут входить глицерин и пентаэритрит – в зависимости от этого готовые составы подразделяют на глифталевые и пентафталевые.

В алкидную эмаль добавляют качественные красящие пигменты, гранитную или мраморную крошку. Часто дополнительно вводят в состав антисептики, чтобы предотвратить развитие грибка при окрашивании древесины. Такие эмали можно растворять при помощи уайт-спирита, нефраса, ортоксилола.

Основные компоненты акриловых материалов – полиакриловые полимеры. Большинству потребителей акрил известен как органическое стекло. Эти составы имеют водную или лаковую основу. Чтобы повысить эластичные свойства и стойкость краски, производители вводят специальные добавки.

Особенности применения

Вопрос, чем отличается алкидная краска от акриловой, имеет самое большое значение при анализе свойств и практического применения. Алкидный состав способен создавать более твердое, но при этом менее эластичное покрытие.

Алкидные краски считаются универсальными: с помощью них можно окрашивать древесину, металл и камень. Для художественных работ их используют редко, однако часто применяют при внутренних работах. Алкидные составы незаменимы, если нужно окрасить поверхность в яркий, насыщенный цвет и сделать дизайн более привлекательным. Лучшие алкидные краски обладают достаточно высокой устойчивостью к износу.

Акриловая краска отличается меньшей насыщенностью, создает более приглушенную, матовую поверхность. Эти краски пригодны для рисования, широко используются в строительных и отделочных работах, их можно наносить по ржавчине. Поскольку акриловые составы демонстрируют устойчивость к воздействию осадков, они отлично подходят для отделки фасадов зданий.

Специалисты не рекомендуют сочетать алкидные и акриловые покрытия: это приводит к появлению вздутия и расслаивания. Если все же возникла необходимость нанести одну краску поверх другой, нужно произвести подготовку поверхности:

• 
  хорошо очистить от загрязнений и просушить;
• 
  выполнить шлифовку с помощью мелкозернистой наждачки;
• 
  нанести грунтовку.

После такой обработки вероятность расслаивания значительно уменьшается.

Достоинства и недостатки красок

Чтобы лучше понять, чем еще отличаются акриловые краски от алкидных, нужно детально рассмотреть их плюсы и минусы.

Достоинства алкидной эмали:

• 
  быстрое высыхание;
• 
  легкость в нанесении, что актуально при покрытии большой площади;
• 
  более доступная цена;
• 
  широкий выбор оттенков;
• 
  защита поверхностей от коррозии, химических и механических повреждений.

Алкидные покрытия со временем желтеют, на них появляются трещины, поэтому периодически краску рекомендуется обновлять. При высыхании появляется неприятный запах и могут выделяться вредные испарения.

Плюсы акриловых составов:

• 
  высокая устойчивость к внешним воздействиям, выгоранию;
• 
  длительный срок службы;
• 
  подходят для использования в помещениях, поскольку не выделяют токсичных веществ;
• 
  могут использоваться для окрашивания горячих поверхностей – например, радиаторов отопления.

Если говорить о минусах акриловых красок, стоит упомянуть более высокую стоимость по сравнению с алкидными, трудности с поиском качественного состава.

Сравнение по основным параметрам

Сделать однозначные выводы о том, какая краска лучше, непросто. Это зависит от сферы применения и результата, который нужно получить.

• 
  Если важнее визуальный эффект при ограниченном бюджете, рекомендуется отдавать предпочтение алкидным составам. В то же время акриловая краска позволяет получить более стойкое к износу покрытие.
• 
  Алкидная эмаль сохнет быстрее – пленка формируется в течение нескольких дней. Составы на основе акрила высыхают неделю, а иногда и дольше.
• 
  Алкидные составы выгорают от ультрафиолета, в отличие от акриловых красок, которые сохраняют презентабельный внешний вид в течение нескольких лет.
• 
  Акриловые лакокрасочные материалы лидируют по долговечности. При интенсивном воздействии разрушительных внешних факторов алкидные покрытия приходится обновлять спустя год. Для сравнения – акриловые служат до 8 лет.
• 
  Краска на алкидной основе позволяет выбирать из широкого спектра оттенков, получая оригинальные яркие
• 
  покрытия.

Где приобрести качественную краску

Несмотря на максимальную безопасность акриловых красок, большинство производителей делает упор на производство алкидных материалов. Зарубежные компании разрабатывают технологии, благодаря которым удается получить более экологичную продукцию.

Приобрести качественную краску от проверенных торговых брендов можно в специализированных точках продажи, а также крупных интернет-магазинах. Компания «Уокер» предлагает широкий ассортимент лакокрасочных материалов высокого качества от зарекомендовавших себя брендов. Для оформления заказа можно позвонить нам по телефону 8 (812) 542-30-30 или оставить заявку со своими контактными данными на сайте, и мы свяжемся с вами.

Основы технологии алкидных смол

Поделитесь этой статьей:

Хотя алкидные смолы больше не являются наиболее массовым типом смолы, используемой в покрытиях, они по-прежнему играют важную роль в лакокрасочной промышленности не только из-за своей универсальности, но и из-за того, что в них используется значительное количество возобновляемых материалов. Термин алкид происходит от спирта и кислоты. Алкиды получают реакцией конденсации полиолы , двухосновные кислоты и жирные кислоты . Часть жирных кислот получена из растительного сырья и, таким образом, является возобновляемым ресурсом. Ключевые рабочие характеристики алкидов включают их способность обеспечивать улучшенное смачивание поверхности (за счет части субстратов и пигментов на основе жирных кислот на биологической основе) и более низкую стоимость (также в основном за счет части жирных кислот). Наиболее широко используемые полиолы включают глицерин, пентаэритрит и триметилолпропан, тогда как наиболее широко используемые двухосновные кислоты представляют собой фталевый ангидрид и изофталевую кислоту.

Ищете алкидную смолу для своего рецепта?

Prospector предлагает тысячи пластиковых материалов от мировых поставщиков. Найдите технические данные и запросите образцы прямо сейчас!

Поиск Алкидные смолы

Природные масла имеют форму триглицеридов. Триглицериды представляют собой триэфиры глицерина и жирных кислот. Триглицериды могут быть олифами, но многие из них таковыми не являются. Реакционная способность олиф с кислородом приводит к 1,4-диенам. Природные масла состоят из смесей смешанных триглицеридов с различными жирными кислотами в составе молекул глицеридов.

Некоторые из этих молекул глицеридов состоят из более высокого процентного содержания жирных кислот с большим количеством неконъюгированной ненасыщенности с диаллильными метиленовыми группами, что обеспечивает улучшенную способность к сушке. Например, линолевая кислота имеет одну активную диаллильную группу (-CH=CH-Ch3-CH=CH-), тогда как линоленовая кислота имеет две активные метиленовые группы. Кроме того, для увеличения скорости высыхания алкиды можно модифицировать винилтолуолом или стиролом для увеличения Tg и, таким образом, сокращения времени, необходимого для достижения заданной твердости. Если количество масла в алкиде превышает 60%, его называют длинномасляным алкидом. Если он составляет от 40 до 60%, он известен как алкид со средним содержанием масла, а те, у которых менее 40, считаются алкидами с коротким содержанием масла. Формула для расчета процентного содержания масла на основе количества жирных кислот выглядит следующим образом:

Помимо количества масла, а также выбора спиртовых и кислотных функциональных компонентов, тип масла оказывает сильное влияние на время высыхания и характеристики.

Жирные кислоты далее подразделяются на высушенные, полувысыхающие и невысыхающие . Несопряженные масла считаются высыхающими маслами, если их индекс высыхания, рассчитанный следующим образом, превышает 70. Чем выше содержание линоленовой и линолевой кислот, тем выше индекс высыхания:

Хотя скорость высыхания улучшается по мере увеличения % линоленовой кислоты, скорость пожелтения наружных белых покрытий также выше. Соответственно, алкиды с использованием сафлорового и подсолнечного масел обеспечивают улучшенную устойчивость к пожелтению в результате более низкого содержания в них линоленовой кислоты.

В дополнение к классификации алкидов по содержанию масла и типу присутствующих жирных кислот, алкиды также подразделяются на окисляющие и неокисляющие категории. Окисляющие алкиды сшиваются посредством сложного многоступенчатого механизма самоокисления, тогда как неокисляющие алкиды не сшиваются и, таким образом, являются термопластичными, если только их доступные гидроксильные группы не сшиты аминопластом (термическое отверждение) или изоцианатным сшивающим агентом (отверждение при комнатной температуре).

Алкидные смолы получают тремя основными способами № :

В жирнокислотном процессе, где можно более точно контролировать состав получаемой смолы, ангидрид кислоты, полиол и ненасыщенная жирная кислота объединяются и варить вместе до тех пор, пока продукт не достигнет заданного уровня вязкости. Моноглицеридный процесс представляет собой двухэтапный процесс, в котором избыток глицерина используется в сочетании с ненасыщенным сырым растительным маслом для первой переэтерификации масла, а затем на втором этапе добавляется двухосновная кислота для образования алкида. В процессе ацидолиза триглицерид сначала вводят в реакцию с двухосновной кислотой для замены одной из групп жирных кислот, а затем на втором этапе добавляют полиол для образования алкидной смолы.

В рецептурной краске автоокисление окисляющих алкидов происходит медленно, если не катализировать, соответственно для ускорения отверждения добавляют соли металлов. Исторически наиболее широко используемыми осушителями являются маслорастворимые соли 2-этилгексановой кислоты или нафтеновой кислоты со свинцом, кобальтом, марганцем, цирконием и кальцием. Соли кобальта и марганца способствуют высыханию поверхности, тогда как свинец и цирконий способствуют высыханию насквозь. Осушители на основе свинца и кобальта имеют проблемы с токсичностью и в значительной степени были заменены менее токсичными осушителями. Соли кальция не проявляют большой каталитической активности, но используются для уменьшения количества поверхностных и сквозных осушителей, а также для облегчения смачивания пигмента. В целом, следует провести ступенчатое исследование для оптимизации уровня осушителей, поскольку они не только способствуют отверждению, но и способствуют долговременному охрупчиванию, обесцвечиванию и чувствительности к влаге.

Алкиды универсальны и могут быть модифицированы для использования в покрытиях с низким содержанием летучих органических соединений или улучшенными характеристиками. Например, алкиды с более высоким содержанием твердых веществ могут быть получены путем уменьшения отношения двухосновной кислоты к полиолу, использования более высокого процентного содержания масла или уменьшения молекулярно-массового распределения. Разбавляемые водой алкиды доступны в США и Европе и содержат очень мало летучих органических соединений или вообще не содержат их. В некоторых из этих алкидов используются поверхностно-активные вещества для повышения стабильности в воде, в то время как другие изготавливаются путем эмульгирования алкида в горячей воде с помощью эмульгатора. Алкиды на водной основе могут быть более чувствительны к гидролизу сложноэфирной связи. Гидролитическая стабильность может быть улучшена за счет использования акриловой оболочки с алкидным ядром. Наконец, uralkyds также известны как модифицированные маслом уретаны, поскольку они состоят из уретановой связи и масла. Их получают путем переэтерификации полиола и масла с образованием моноглицерида, а затем реагируют с меньшим, чем стехиометрическое, количеством диизоцианата. Уралкидс обладает отличной стойкостью к царапинам, истиранию, химическому воздействию и омылению и используется в качестве ремонтных красок и для нанесения на древесину, требующую этих свойств.

Дополнительную информацию о смолах и сырье на биологической основе можно найти на сайте www.ulprospector.com.

[1] Энциклопедия полимерных наноматериалов, Акронский университет, Springer-Verlag, Berlin Heidelberg, 2014

Взгляды, мнения и технические анализы, представленные здесь, принадлежат автору или рекламодателю и не обязательно совпадают с мнением ULProspector. ком или ул. Появление этого контента в Центре знаний UL Prospector не означает одобрения со стороны UL или ее дочерних компаний.

Весь контент защищен авторским правом и не может быть воспроизведен без предварительного разрешения UL или автора контента.

Содержимое доступно только в информационных и образовательных целях. Хотя редакторы этого сайта могут время от времени проверять точность его содержания, мы не несем ответственности за ошибки, допущенные автором, редакцией или любым другим участником.

UL не делает никаких заявлений и не дает гарантий в отношении точности, применимости, пригодности или полноты содержимого. UL не гарантирует производительность, эффективность или применимость сайтов, перечисленных или связанных с каким-либо контентом.

Поделитесь этой статьей:

Рональд Дж. Леварчик, президент и главный исполнительный директор Chemical Dynamics, LLC, привнес 40-летний опыт работы в индустрии красок и покрытий в качестве соавтора в Центре знаний Prospector. В качестве соавтора Рон пишет статьи на темы, актуальные для разработчиков рецептур в индустрии покрытий. Он также является консультантом системы поиска материалов Prospector, консультируя по вопросам, связанным с оптимизацией и организацией материалов в базе данных.

Компания Рона, Chemical Dynamics, LLC (www.chemicaldynamics.net), представляет собой фирму по производству красок и покрытий с полным спектром услуг, специализирующуюся на консалтинге и разработке продуктов, расположенную в Плимуте, штат Мичиган. С 2004 года он предоставляет консультации, разработку продуктов, исследования контрактов, технико-экономические обоснования, анализ видов отказов и многое другое для широкого круга клиентов, а также их поставщиков, заказчиков и специалистов по нанесению покрытий.

Он также работал адъюнкт-профессором-исследователем в Исследовательском институте покрытий Университета Восточного Мичигана. Таким образом, Рон получил субгрант от Министерства энергетики на разработку технологии энергосберегающих покрытий для архитектурных применений, а также гранты от частного сектора на разработку покрытий с низким потреблением энергии и низким содержанием летучих органических соединений. Он вел курсы по цвету и нанесению автомобильных финишных покрытий, катодному электропокрытию и обработке поверхности. Его опыт включает в себя покрытия для автомобилей, катушек, архитектурных, промышленных и отделочных покрытий.

Ранее Рон был вице-президентом по промышленным исследованиям и технологиям, а также глобальным директором по технологиям рулонных покрытий в BASF (Morton International). За время своего четырнадцатилетнего пребывания в компании он разработал инновационные коммерческие продукты для рулонных покрытий, в первую очередь для кровли, жилых, коммерческих и промышленных зданий, а также для промышленных и автомобильных применений. Он получил пятнадцать патентов на новые формулы смол и покрытий.

С 1974 по 19 гг.В 90 лет Рон занимал должности в Desoto, Inc. и PPG Industries. Он был удостоен двух наград в области исследований и разработок покрытий с использованием смол PVDF, разработал первое коммерческое автомобильное верхнее покрытие с высоким сухим остатком и получил 39 патентов США на различные разработанные им новые технологии. Он получил степень магистра физической органической химии в Университете Питтсбурга, а затем изучал науку о полимерах в Университете Карнеги-Меллона.

Рон живет в Брайтоне, штат Мичиган, со своей семьей. Свяжитесь с Роном по электронной почте или через веб-сайт его компании по адресу www.chemicaldynamics.net, чтобы узнать больше о его консультационных услугах…

Основы технологии алкидных смол

Освоение основ технологии алкидных смол

Хотя алкидные смолы больше не являются самым массовым типом смол, используемых в покрытиях, они по-прежнему играют важную роль в лакокрасочной промышленности не только из-за своей универсальности, но также и потому, что в них используется значительное количество возобновляемых материалов.

Термин

алкидный происходит от спирта и кислоты.

Алкиды получают реакцией конденсации между полиолы , двухосновные кислоты и жирные кислоты . Часть жирных кислот получена из растительного сырья и, таким образом, является возобновляемым ресурсом. Ключевые рабочие характеристики алкидов включают их способность обеспечивать улучшенное смачивание поверхности (за счет части субстратов и пигментов на основе жирных кислот на биологической основе) и более низкую стоимость (также в основном за счет части жирных кислот). Наиболее широко используемые полиолы включают глицерин, пентаэритрит и триметилолпропан, тогда как наиболее широко используемые двухосновные кислоты представляют собой фталевый ангидрид и изофталевую кислоту.

Природные масла представлены в форме триглицеридов. Триглицериды представляют собой триэфиры глицерина и жирных кислот. Триглицериды могут быть олифами, но многие из них таковыми не являются. Реакционная способность олиф с кислородом приводит к 1,4-диенам. Природные масла состоят из смесей смешанных триглицеридов с различными жирными кислотами в составе молекул глицеридов.

Некоторые из этих молекул глицеридов состоят из более высокого процентного содержания жирных кислот с большим количеством неконъюгированной ненасыщенности с диаллильными метиленовыми группами, что обеспечивает улучшенную способность к сушке. Например, линолевая кислота имеет одну активную диаллильную группу (-CH=CH-Ch3-CH=CH-), тогда как линоленовая кислота имеет две активные метиленовые группы. Кроме того, для увеличения скорости высыхания алкиды можно модифицировать винилтолуолом или стиролом для увеличения Tg и, таким образом, сокращения времени, необходимого для достижения заданной твердости. Если количество масла в алкиде превышает 60%, его называют длинномасляным алкидом. Если он составляет от 40 до 60%, он известен как алкид со средним содержанием масла, а те, у которых менее 40, считаются алкидами с коротким содержанием масла. Формула для расчета процентного содержания масла на основе количества жирных кислот выглядит следующим образом:

Помимо количества масла, а также выбора спиртовых и кислотных функциональных компонентов, тип масла оказывает сильное влияние на время высыхания и характеристики.

Жирные кислоты далее подразделяются на высушенные, полувысыхающие и невысыхающие . Несопряженные масла считаются высыхающими маслами, если их индекс высыхания, рассчитанный следующим образом, превышает 70. Чем выше содержание линоленовой и линолевой кислот, тем выше индекс высыхания:

Хотя скорость высыхания улучшается по мере увеличения % линоленовой кислоты, скорость пожелтения наружных белых покрытий также выше. Соответственно, алкиды с использованием сафлорового и подсолнечного масел обеспечивают улучшенную устойчивость к пожелтению в результате более низкого содержания в них линоленовой кислоты.

В дополнение к классификации алкидов по содержанию масла и типу присутствующих жирных кислот, алкиды также подразделяются на окисляющие и неокисляющие категории.