Связующие вещества, растворители и разбавители

Связующие вещества

Связующие (пленкообразующие) вещества в красочных составах «склеивают» частицы пигмента между собой и с окрашиваемой поверхностью, образуя тонкую пленку.

Основные свойства красочных составов (удобонаносимость, скорость отвердевания, прочность и долговечность пленки) зависят в значительной мере от особенностей применяемого связующего.

Здесь наблюдается некоторая аналогия с выбором неорганических вяжущих веществ в бетонах и растворах, свойства которых (удобоукладываемость, скорость твердения, прочность и стойкость) существенно зависят от свойств вяжущих.

В качестве связующих веществ в красочных составах используют олифы (обработанные растительные масла), полимеры (синтетические смолы, синтетические каучуки, производные целлюлозы) клеи (животные, растительные, искусственные), неорганические вяжущие вещества (известь, цемент, жидкое стекло). Для придания краскам требуемой рабочей (малярной) консистенции используют растворители и разбавители.

Образование лакокрасочной пленки («высыхание» связующего) происходит вследствие различных физико-химических процессов в зависимости от вида связующего.

Олифы являются связующим веществом для приготовления масляных красочных составов. Применяют олифы натуральные, полунатуральные и искусственные.

Натуральные олифы получают путем обработки нагреванием до 150…200°С («варки») растительных «высыхающих» масел (льняного, конопляного и др.) при непрерывном перемешивании. В масло добавляют небольшое количество (2…4 %) сиккативов (ускорителей отвердевания) — веществ, богатых кислородом (соли и оксиды марганца, кобальта и других металлов). Благодаря такой обработке олифа (жидкий продукт) сравнительно быстро (за 12…24 ч) высыхает (отвердевает) в тонком слое на воздухе, образуя эластичную необратимую пленку, нерастворимую в воде и маслах.

Отвердевание олифы в тонких слоях на воздухе происходит вследствие окисления ее кислородом, сопровождаемого полимеризацией, поэтому термин «высыхание» олифы является условным. Масса и объем пленки несколько увеличиваются, что иногда (в толстом слое) может привести к отслоению пленки от основания.

Олифами называют связующие вещества в масляных красочных составах. Применяют натуральные и полунатуральные олифы. Натуральные олифы получают путем специальной обработки растительных масел: льняного, конопляного и некоторых других. Высыхающие масла представляют собой смесь сложных эфиров и жирных кислот, содержащих двойные и тройные связи. Наличие кратных связей предопределяет способность отвердевать в тонком слое на воздухе вследствие окислительной полимеризации. Чтобы ускорить процесс отвердевания («высыхания»), масло подвергают термической обработке при температуре около 150°С с добавлением в него 2-4 % сиккативов.

Полунатуральные олифы (оксоль) получают путем растворения сильно уплотненного масла в летучем органическом растворителе. Для производства полунатуральных олиф можно применять невысыхающие и полувысыхающие пищевые масла (хлопковое, подсолнечное, соевое, касторовое), непригодные для натуральных олиф. В результате специальной обработки такие масла сильно уплотняются, превращаясь в густовязкое вещество. Чаще всего применяется оксидация, осуществляемая в присутствии сиккативов, путем продувания воздуха при 130-150°С. Происходящая в этом процессе окислительная полимеризация масла дает возможность изготовлять оксидированные олифы (оксоли). Полученная густая масса доводится до малярной консистенции на заводе добавлением примерно равного (по массе) количества растворителя.

Полунатуральные олифы высыхают вследствие испарения растворителя, а также взаимодействия масла с кислородом воздуха. Реже применяют уплотнение масла путем его варки в атмосфере нейтрального га- за в вакууме при температуре около 300°С.

Полунатуральные олифы уступают натуральным по показателям прочности и атмосферостойкости пленки, поэтому их применяют преимущественно для внутренних малярных работ.

Глифталевая олифа представляет собой дисперсию синтетической глифталевой смолы в летучем органическом растворителе с добавкой около 35 % растительного масла. Эта олифа по своей атмосферостойкости почти не уступает натуральной олифе.

Пентафталевая олифа изготовляется из пентафталевой смолы, модифицированной растительным маслом, с добавлением сиккатива и уайт-спирита в качестве растворителя. По свойствам близка к глифталевой олифе. Качество олиф характеризуется цветом, прозрачностью, скоростью высыхания, долговечностью и эластичностью пленки.

Сиккативы – это соединения металлов с органическими кислотами, которые ускоряют процесс высыхания лакокрасочных материалов. По механизму действия сиккативы разделяют на два класса: первичные (истинные) и вспомогательные (промоторы). Истинные сиккативы – это соли карбоновых кислот переходных металлов. Промоторы обеспечивают равномерное высыхание поверхности по толщине и повышают стабильность первичных сиккативов.

Сиккативы добавляют около 8% по массе к масляным краскам, лакам и олифам для ускорения высыхания их плёнок. Избыток сиккатива приводит к преждевременному старению покрытия. Сиккативами являются окислители, растворяющиеся в нагретом масле, — марганцевые, кобальтовые соли жирных или нафтеновых кислот. Получаемая таким образом олифа быстро высыхает в тонком слое (за 12- 24 ч). Термин «высыхание олифы» — условный, он характеризует переход олифы из жидкого в твердое состояние, обусловленный химическими процессами окисления кислородом воздуха и полимеризации.

Качество сиккатива оценивают по металлу, который входит в его состав. В основном используют свинец, марганец, кальций, кобальт, железо. Наилучшими свойствами обладают марганцевые и кобальтовые сиккативы.

Готовые к использованию эмали, краски, лаки и олифы уже содержат достаточное количество сиккатива, поэтому нет необходимости вводить его в эти материалы. Также не стоит добавлять их в краски эмульсионного типа, спиртовые лаки, нитроцеллюлозные материалы, лаки и краски на основе битумов и другие материалы, которые не содержат масла.

Сиккатив хранится в течение шести месяцев. В результате долговременного хранения он становится мутным и не пригодным к использованию. Обычно сиккатив продаётся в пол-литровых бутылках, на этикетке которых, указывают какое количество вещества нужно добавить в краску для достижения желаемого результата. Если сиккатива ввести больше, то поверхность высохнет гораздо быстрее, но при этом она потеряет в прочности, станет более хрупкой и срок её службы уменьшится в несколько раз.