Les resines alquídiques ocupen una de les posicions de referència com a matèria primera per a la producció de pintures i vernissos moderns. Les composicions pel·lícules basades en elles tenen una àmplia gamma d'aplicacions. Les propietats del recobriment depenen del tipus de resines i vernissos semielaborats. Les més esteses són les composicions modificades, ja que tenen unes qualitats decoratives i protectores elevades.
Descripció
Les resines alquídiques (o alquídes) són èsters resultants de la reacció d'alcohols polihídrics amb àcids polibàsics o els seus anhídrids. En aparença, són una massa enganxosa altament viscosa, el color de la qual és de groc fosc a marró.
Els alquíds també es combinen amb altres resines i cel·lulosa (alquíd-urea-formaldehid, fenol-alquíd, copolímers alquídic-acrílics i altres compostos). Per reduir la tensió superficial, s'afegeix alcohol butílic a la seva composició, cosa que facilita l'abocament del producte acabat.
Composició química i classificació
Les resines alquídiques es sistematitzen segons diversos criteris:
-
Per la presència d'àcids grassos en la composició: sense modificar (ftalat) i modificat.
- Per contingut d'oli: grassa (>60%), greix mitjà (40-60%), magra (35-60%), extramagra (<34%). Els alquíds grassos es preparen principalment amb olis secants.
- Segons el tipus d'alcohol a partir del qual s'obté la composició: gliftàlic, xiftàlic, pentaftàlic, etriftàlic.
- Per capacitat d'assecat: assecar i no assecar.
- Segons el mètode de dissolució: diluït amb dissolvents orgànics o aigua.
La composició química de la resina alquídica és una solució al 40-60% de substàncies no volàtils en dissolvents orgànics.
Característiques
Les propietats dels alquíds depenen del tipus d'alcohol polihídric, la seva concentració i la presència d' altres components. Els components aromàtics donen recobriments basats en aquests compostos duresa i resistència al desgast, poliols alifàtics - elasticitat, unitats estructurals cicloalifàtiques - un equilibri de característiques.
Les solucions de resina alquídica es caracteritzen pels paràmetres següents:
- viscositat - 35-100 s (segons viscosímetre VZ-4);
- pes molecular - 1500-5000 kDa;
- densitat - 0,9-1,05 g/cm3;
- la quantitat d'hidròxid de potassi, que és el principal indicador de la qualitat dels olis, no supera els 20.
A mesura que augmenta la temperatura, la viscositat dels alquíds disminueix i viceversa. Com més baix és el contingut de greix d'una substància, pitjor es dissol en hidrocarburs alifàtics i naftènics.
Millora les propietats
Els alquíds no modificats formen pel·lícules dures i trencadisses, es dissolen malament. Per millorar les seves qualitats, s'introdueixen components addicionals a la composició de la mescla de reacció, que donen als recobriments brillantor, elasticitat, resistència a l'aigua, dissolvents, olis i a la intempèrie, acceleren l'assecat a temperatura ambient i augmenten l'adhesió amb el material base. Les resines alquídiques modificades s'obtenen utilitzant llavors de llinosa, oli de tall, oli de tung, oli de gira-sol, oli de ricí, oli de llavor de cotó, colofonia i àcids grassos sintètics.
Hi ha 3 mètodes principals de modificació:
- introducció de monòmers en la producció de resines;
- fent reaccionar els alquíds acabats amb agents modificadors;
- mescla de resines amb altres pel·lícules.
Rebre
Els alquíds es sintetitzen de dues maneres: per alcohòlisi i mètode d'àcids grassos.
En el primer cas, el procés es desenvolupa en 3 etapes:
- Transesterificació d'oli vegetal o triglicèrids dels seus àcids grassos amb alcohols polihídrics. La reacció química té lloc a una temperatura de 240-260 °C i en presència d'un catalitzador. Per a la producció de resines gliftàliques a partir d'alcohols, s'utilitza glicerina, per a resines etriftàliques - etriol, per a resines pentaftàliques - pentaeritritol.
-
Esterificació d'èsters parcials amb anhídrid ftàlic, donant lloc a un èster àcid.
- Poliesterificació amb alliberament d'aigua i formació alquídica.
El segon mètode per produir resines és l'esterificació i poliesterificació d'èsters d'àcids grassos i alcohols polihídrics.
Diluents alquídics
Els següents compostos de carboni serveixen com a dissolvents per a resines alquídiques:
- alifàtic (hexà, heptà, parafines C6-C12);
- aromàtic (benzè, dissolvent, toluè, xilè i altres);
- terpene (trementina);
- halogenats (tricloretilè, tetracloroetilè, percloroetilè);
- oli (nefras, gasolina).
Els èters de baix punt d'ebullició (alcohol etílic, acetat d'etil), èters de glicol, cetones (acetona) també es poden utilitzar com a diluents. El butanol no és adequat per a aquests propòsits, ja que les seves molècules atrauen una gran quantitat del dissolvent contingut en les resines alquídiques. Els alquíds magres es dissolen només en hidrocarburs aromàtics, mentre que els alquíds grassos es dissolen en els alifàtics.
També hi ha resines solubles en aigua, a partir de les quals es produeixen recobriments a base d'aigua (esm alts i imprimacions d'assecat en calent).
Aplicació
La finalitat principal de les resines alquídiques és la producció de pintures i vernissos (LKM). Els compostos no modificats s'utilitzen per a la fabricació de vernissos i adhesius aïllants elèctrics.
DeLes solucions de resina fan vernissos semielaborats i acabats utilitzats a la indústria i a la vida quotidiana.
Materials de pintura
Els recobriments alquídics són els més utilitzats de tots els materials basats en resines de policondensació. Com que l'alcohol pentaeritritol té 4 grups hidroxil, els alquíds que contenen pentaeritritol es curen més ràpidament i produeixen recobriments més brillants. En aquest sentit, la indústria produeix principalment materials de pintura a base de resines alquídiques de tipus pentaftàlic. L'ús d'un gran nombre de components aromàtics garanteix la duresa i la resistència dels recobriments a l'estrès mecànic.
Els recobriments pigmentats a base d'alquíds es divideixen en els grups següents:
- esm alts gliftàlics (GF), pentaftàlics (EF), etriftàlics (ET);
- sòls;
- massilla.
Les resines alquídiques d'assecat s'utilitzen com a formadors de pel·lícules independents per a pintures i vernissos, i les que no s'assequen en formulacions amb resines de carbamida, nitrats de cel·lulosa (per millorar l'elasticitat i l'adhesió dels recobriments al material base).
Les propietats dels recobriments depenen de la seva composició química. Així, les resines alquídiques més grasses en dissolvents orgànics són més fàcils d'aplicar amb un pinzell, tenen una major elasticitat i resistència a la intempèrie, però s'assequen més lentament i són menys resistents als olis minerals. La taxa d'assecat màxima és típica per a resines modificades amb tung o llinosa.oli. El temps mitjà d'assecat per adherir als esm alts alquídics és de 24 hores.
Pintura específica
Les resines alquídiques, depenent de la composició del component, s'utilitzen amb els propòsits següents:
- Basat en àcid benzoic (contingut d'oli 38-50% en pes) - esm alts per pintar màquines agrícoles, radiadors, reparacions d'automòbils. Molt resistent a la decoloració i a la intempèrie.
- Conté àcids 9,12-linoleic i 9,11-linoleic - reparació d'equips.
- Flac: capes simples d'assecat ràpid, imprimacions, pintura per radiadors.
- A l'oli de llinosa i glicerina - recobriments anticorrosió, tintes d'impressió. Es poden esvair ràpidament quan s'exposen a la llum solar, de manera que s'utilitzen amb més freqüència en imprimacions i compostos d'anivellament.
- Capes superiors a base de soja o oli tall amb bona resistència a la intempèrie.
- Modificat amb resines naturals (àcids de colofonia) – producció d'imprimacions i farcits. Els compostos són propensos a esvair-se.
- Modificat amb estirè, acrilat - imprimacions, massilles, anivelladors, recobriments per pintar vaixells, equips, xapa, fusta sotmesa a forts esforços mecànics (vernissos de parquet, esm alts de sòls, mobles); envasat d'esm alts en tubs. Tenen una major resistència a l'abrasió i elasticitat.
Aspectes ambientals
Com que les resines alquídiques contenen dissolvents orgànics, representen un cert perill per a la salut humana i el medi ambient. Quan es realitzen treballs de pintura i vernís amb materials de pintura basats en aquests, cal utilitzar equips de protecció individual (màscares de gas, monos). La pintura s'ha de fer en habitacions amb ventilació de subministrament i d'extracció.
Segons el nivell de toxicitat dels dissolvents, els alquíds es poden dividir en 3 grups:
- el menys tòxic (MPC=300-1000 mg/m3) – èter etílic, alcohol, gasolina;
- toxicitat mitjana (MPC=100-200 mg/m3) – acetona, èter butílic;
- altament tòxic (MPC=20-50 mg/m3) – etilenglicol, benzè.
A l'estranger, hi ha uns alts requisits per a la compatibilitat amb el medi ambient de la producció de recobriments, per tant, actualment s'està treballant per crear materials amb un alt contingut de matèria seca i composicions a base d'aigua. Tanmateix, les resines alquídiques amb dissolvents orgànics encara superen les resines solubles en aigua en les propietats de processament.
