Alkid reçineleri, modern boya ve verniklerin üretimi için hammadde olarak lider konumlardan birini işgal eder. Onlara dayalı film oluşturucu bileşimler çok çeşitli uygulamalara sahiptir. Kaplama özellikleri, reçinelerin ve yarı mamul verniklerin tipine bağlıdır. En yaygın olanı, yüksek dekoratif ve koruyucu niteliklere sahip oldukları için değiştirilmiş kompozisyonlardır.
Açıklama
Alkid reçineleri (veya alkidler), polihidrik alkollerin polibazik asitler veya bunların anhidritleri ile reaksiyonundan kaynaklanan esterlerdir. Görünüşte, rengi koyu sarıdan kahverengiye kadar olan oldukça viskoz yapışkan bir kütledir.
Alkidler ayrıca diğer reçineler ve selülozla (alkid-üre-formaldehit, fenol-alkid, alkid-akrilik kopolimerler ve diğer bileşikler) birleştirilir. Yüzey gerilimini az altmak için bileşimlerine bütil alkol eklenir, bu da bitmiş ürünün dökülmesini kolaylaştırır.
Kimyasal bileşim ve sınıflandırma
Alkid reçineleri çeşitli kriterlere göre sistematize edilir:
-
Bileşimdeki yağ asitlerinin varlığı ile: modifiye edilmemiş (ftalat) ve modifiye edilmiş.
- Yağ içeriğine göre: yağlı (%>60), orta yağlı (%40-60), yağsız (%35-60), ekstra yağsız (%<34). Yağlı alkidler esas olarak kurutma yağları ile hazırlanır.
- Bileşimin elde edildiği alkolün türüne göre: gliftalik, ksiftalik, pentaftalik, etriftalik.
- Kurutma kabiliyetine göre: kurutma ve kurutmama.
- Çözünme yöntemine göre: organik çözücüler veya su ile seyreltilir.
Alkid reçinesinin kimyasal bileşimi, organik çözücülerdeki uçucu olmayan maddelerin %40-60'lık bir çözeltisidir.
Özellikler
Alkidlerin özellikleri polihidrik alkolün tipine, konsantrasyonuna ve diğer bileşenlerin varlığına bağlıdır. Aromatik bileşenler, bu bileşiklere sertlik ve aşınma direnci, alifatik polioller - elastikiyet, sikloalifatik yapısal birimler - bir özellikler dengesi temelinde kaplamalar verir.
Alkid reçine çözeltileri aşağıdaki parametrelerle karakterize edilir:
- viskozite - 35-100 s (VZ-4 viskozimetresine göre);
- moleküler ağırlık - 1500-5000 kDa;
- yoğunluk - 0,9-1,05 g/cm3;
- Yağların kalitesinin ana göstergesi olan potasyum hidroksit miktarı 20'den fazla değildir.
Sıcaklık arttıkça alkidlerin viskozitesi azalır ve bunun tersi de geçerlidir. Bir maddenin yağ içeriği ne kadar düşükse, alifatik ve naftenik hidrokarbonlarda o kadar kötü çözünür.
Özellikleri iyileştirin
Modifiye edilmemiş alkidler sert ve kırılgan filmler oluşturur, zayıf çözünür. Niteliklerini iyileştirmek için, reaksiyon karışımının bileşimine, kaplamalara parlaklık, elastikiyet, suya, çözücülere, yağlara ve hava koşullarına karşı direnç kazandıran, oda sıcaklığında kurumayı hızlandıran ve ana malzeme ile yapışmayı artıran ek bileşenler eklenir. Modifiye alkid reçineleri keten tohumu, don yağı, tung yağı, ayçiçek yağı, hint yağı, pamuk tohumu yağı, reçine, sentetik yağ asitleri kullanılarak elde edilir.
3 ana değişiklik yöntemi vardır:
- reçine üretiminde monomerlerin tanıtımı;
- bitmiş alkidleri modifiye edici maddelerle reaksiyona sokarak;
- reçineleri diğer film oluşturucularla karıştırma.
Al
Alkidler iki şekilde sentezlenir: alkoliz ve yağ asidi yöntemi.
İlk durumda, süreç 3 aşamada gerçekleşir:
- Bitkisel yağın veya yağ asitlerinin trigliseritlerinin polihidrik alkollerle transesterifikasyonu. Kimyasal reaksiyon, 240-260 °C sıcaklıkta ve bir katalizör varlığında gerçekleşir. Alkollerden gliftalik reçinelerin üretimi için, gliserin, etriftalik reçineler için - etriol, pentaftalik reçineler için - pentaeritritol kullanılır.
- Kısmi esterlerin ftalik anhidrit ile esterleştirilmesi, asidik bir ester ile sonuçlanır.
-
Su salınımı ve alkid oluşumu ile polyesterleşme.
Reçine üretmenin ikinci yöntemi, yağ asidi esterlerinin ve polihidrik alkollerin esterleştirilmesi ve polyesterleştirilmesidir.
Alkid incelticiler
Aşağıdaki karbon bileşikleri, alkid reçineleri için çözücü görevi görür:
- alifatik (heksan, heptan, C6-C12 parafinleri);
- aromatik (benzen, solvent, toluen, ksilen ve diğerleri);
- terpen (terebentin);
- halojenli (trikloretilen, tetrakloroetilen, perkloretilen);
- yağ (nefras, benzin).
Düşük kaynama noktalı eterler (etil alkol, etil asetat), glikol eterler, ketonlar (aseton) da inceltici olarak kullanılabilir. Bütanol bu amaçlar için uygun değildir, çünkü molekülleri alkid reçinelerinde bulunan büyük miktarda çözücüyü kendilerine çeker. Yağsız alkidler sadece aromatik hidrokarbonlarda çözünürken, yağlı alkidler alifatik hidrokarbonlarda çözünür.
Su bazlı kaplamaların üretildiği suda çözünür reçineler de vardır (sıcak kuruyan emayeler ve astarlar).
Uygulama
Alkid reçinelerinin temel amacı boya ve vernik (LKM) üretimidir. Değiştirilmemiş bileşikler, elektrik yalıtımlı verniklerin ve yapıştırıcıların imalatında kullanılır.
Kimdenreçine çözümleri, endüstride ve günlük yaşamda kullanılan yarı bitmiş ve bitmiş vernikleri yapar.
Boya malzemeleri
Alkid kaplamalar, polikondenzasyon reçinelerine dayalı tüm malzemeler arasında en yaygın kullanılanıdır. Pentaeritritol alkol 4 hidroksil grubuna sahip olduğundan, pentaeritritol içeren alkidler daha hızlı kürleşir ve daha parlak kaplamalar üretir. Bu bağlamda, endüstri esas olarak pentaftalik tipte alkid reçinelerine dayalı boya malzemeleri üretmektedir. Çok sayıda aromatik bileşenin kullanılması, kaplamaların sertliğini ve mekanik strese karşı direncini sağlar.
Alkid bazlı pigmentli kaplamalar aşağıdaki gruplara ayrılır:
- gliftalik (GF), pentaftalik (EF), etriftalik (ET) emayeler;
- topraklar;
- macun.
Kurutucu alkid reçineleri, boyalar ve vernikler için bağımsız film oluşturucular olarak kullanılır ve kurutmayan reçineler, karbamid reçineleri, selüloz nitratlar (kaplamaların elastikiyetini ve ana malzemeye yapışmasını iyileştirmek için) içeren formülasyonlarda kullanılır.
Kaplamaların özellikleri kimyasal bileşimlerine bağlıdır. Bu nedenle, organik çözücülerdeki yağlı alkid reçinelerinin fırça ile uygulanması daha kolaydır, esnekliği ve hava koşullarına karşı direnci yüksektir, ancak daha yavaş kurur ve mineral yağlara karşı daha az dirençlidir. Maksimum kuruma hızı, tung veya keten tohumu ile modifiye edilmiş reçineler için tipiktir.sıvı yağ. Alkid emayeler için ortalama kuruma süresi 24 saattir.
Özel boya
Alkid reçineleri, bileşen bileşimine bağlı olarak aşağıdaki amaçlar için kullanılır:
- Benzoik asit bazlı (yağ içeriği ağırlıkça %38-50) - tarım makineleri, radyatörler, araba tamirleri için emayeler. Solmaya ve hava koşullarına son derece dayanıklı.
- 9,12-linoleik ve 9,11-linoleik asitler içerir - ekipman onarımı.
- Skinny - hızlı kuruyan tek katlar, astarlar, radyatör boyası.
- Keten tohumu yağı ve gliserin üzerine - korozyon önleyici kaplamalar, baskı mürekkepleri. Güneş ışığına maruz kaldıklarında hızla solabilirler, bu nedenle çoğunlukla astarlarda ve tesviye bileşiklerinde kullanılırlar.
- Soya fasulyesi veya uzun yağ bazlı, hava koşullarına karşı iyi dirençli son kat kaplamalar.
- Doğal reçineler (rosin asitleri) ile modifiye edilmiş – astar ve dolgu maddesi üretimi. Bileşikler solmaya eğilimlidir.
- Stiren, akrilat ile modifiye edilmiş - astarlar, macunlar, tesviye bileşikleri, boyama gemileri için kaplamalar, ekipman, sac, güçlü mekanik strese maruz kalan ahşap (parke cilaları, zemin emayeleri, mobilya); tüplerde emaye ambalaj. Aşınma ve elastikiyete karşı artan dirençleri vardır.
Çevresel yönler
Alkid reçineleri organik çözücüler içerdiğinden insan sağlığı ve çevre için belirli bir tehlike oluştururlar. Bunlara dayalı boya malzemeleri kullanarak boya ve vernik işleri yaparken, kişisel koruyucu ekipman (gaz maskeleri, tulumlar) kullanmak gerekir. Besleme ve egzoz havalandırması olan odalarda boyama yapılmalıdır.
Çözücülerin zehirlilik düzeyine göre alkidler 3 gruba ayrılabilir:
- en az toksik (MPC=300-1000 mg/m3) – etil eter, alkol, benzin;
- orta toksisite (MPC=100-200 mg/m3) – aseton, bütil eter;
- yüksek derecede toksik (MPC=20-50 mg/m3) – etilen glikol, benzen.
Yurt dışında, kaplama üretiminin çevre dostu olması için yüksek gereksinimler vardır, bu nedenle, yüksek oranda kuru madde ve su bazlı bileşimlere sahip malzemeler oluşturmak için çalışmalar devam etmektedir. Bununla birlikte, organik çözücüler içeren alkid reçineleri, işleme özelliklerinde hala suda çözünür reçinelerden daha iyi performans gösterir.
