Лакокрасочные составы и покрытия

Реферат «Лакокрасочные составы  и покрытия» 

 

Лакокрасочные составы и  покрытия

План:

1. Введение

I. Исходные материалы и  их влияние на качество олиф, лаков и красок

II. Общие свойства лакокрасочных  составов и покрытий

III. Основы пленкообразования

IV. Основные виды лакокрасочных  товаров

2. Перспективы развития  производства, торговли лаками и  лакокрасочными изделиями

II. Маркировка лакокрасочных  материалов

III. Особенности хранения  и упаковки лакокрасочных материалов

Введение

Вы не задумывались о том, много ли натуральных, экологически чистых вещей в вашем доме? Наверняка, покупая дешевую советскую мебель, которая приносила в дом стойкий  химический аромат и вызывала аллергию у половины домашних, вы недобрым словом поминали и ее производителей, и  всю бытовую химию. И, наоборот, увидев солнечные блики на светлом дереве, прикоснувшись к натуральной  керамике или прохладному металлу, вспоминали о природе. К сожалению, ни природных, ни естественных предметов  в наших домах давно нет. От дерева и керамики почти всегда нас  отделяет тонкий, почти невидимый  слой искусственного вещества - лака. Хорошо это или плохо - попробуем разобраться.

Немного истории

Историки считают, что  слово "лак" родилось на полуострове  Индостан. Именно там был изобретен  первый лак - шеллак, изготовленный  на основе смолистых выделений насекомых, обитающих в огромных количествах  на тропических деревьях. Буквально  слово "лак" означало "сто тысяч".

Лаковые анекдоты

В последнее время наметилась тенденция возврата к естественной обработке материалов. Некоторые  фирмы, производящие элитную мебель, сушат древесину не ускоренным способом в специальных шкафах, как это  принято у большинства современных  производителей, а просушивают в  течение нескольких месяцев, используя  натуральные клеи и, конечно, не признают никаких лаков. Вместо них они  применяют растительные масла (например, льняное), и мебель приобретает приятный запах, при этом будучи защищенной от внешних воздействий.

Естественно, далеко не каждый человек может позволить себе натуральную, экологически чистую мебель за несколько тысяч долларов. Применение технологий, унаследованных от предков, неизбежно увеличивает цену изделия иногда в десятки, а то и в сотни раз по сравнению с серийными аналогами.

К тому же, и при использовании  натуральных компонентов не исключены  казусы. К примеру, не так давно  в одной из стран бывшего СССР к мастеру, занимающемуся изготовлением  деревянной посуды, поступил заказ  на национальную кухонную утварь - нечто  вроде чаши для вина из дерева. В  последние пятьдесят лет использовать дорогие чаши, изготовленные умельцами  и практически не отличающиеся от антикварных, по назначению никому в  голову не приходило. Заказ был дорогой  и срочный, и мастер решил, что  чаша должна быть прочной и качественной. Поэтому, вместо того, чтобы долго  пропитывать дерево маслом, он воспользовался искусственной морилкой. Как стало  известно уже потом, заказчиком был  крупный чиновник, подаривший чашу иностранному гостю. Гость же решил  не просто украсить ею свой интерьер, а  попробовал пить из нее национальный напиток. В результате, гость познал не только прелести напитка, но и прелести больницы.

Но (за исключением подобных анекдотических случаев) защитные свойства искусственных, химических лаков практически  всегда превосходят естественные аналоги  при обработке деревянных поверхностей.

Впрочем, лаки - это почти  идеальный материал, создающий надежное препятствие разрушению, проникновению  воды и пыли и позволяющий сохранить  внешний вид любого материала.

Что же, собственно, такое  лак?

Целью любых лакокрасочных  работ является защита поверхности  тонкой пленкой из вещества на основе органического илинеорганического полимера. Лак от прочих подобных покрытий (красок, грунтовок и т. д.) отличается тем, что пленка в данном случае прозрачная, не скрывающая поверхности. Это - официальное  определение лака.

Естественным пленкообразователем (тем, что остается на поверхности  после испарения растворителя) может  выступать то же растительное масло, подвергнутое специальной обработке, смолы натурального происхождения (янтарь, канифоль и т. п.), специально обработанная целлюлоза и пр. Синтетических  пленкообразователей, используемых в  производстве лаков, гораздо больше. Это алкидные, эпоксидные и другие смолы, карбомидо- и меламиноформальдегидные  вещества и т. д. В лаки часто вводят красящие вещества - для придания поверхности  какого-либо оттенка.

Другим важным элементом  лакокрасочного покрытия является растворитель или разбавитель. Для лаков используются органические растворители или вода. Лаки на водной основе, кстати, в последнее  время становятся все более популярными: они быстро сохнут и, что важно  для многих, не имеют никакого запаха. Также применяются различные  химические добавки - отвердители, ускорители, сиккативы и прочие вещества, благодаря  которым лак быстрее застывает, становится более прочным и стойким, ровнее ложится.

Сиккативы - это соединения металлов (свинец, марганец и т. п.) с  органическими кислотами. Сиккативы  влияют на скорость высыхания лака. Однако введение большого количества подобного вещества может привести к преждевременному старению покрытий.

Лакокрасочные товары

Целью любых лакокрасочных  работ является защита поверхности  тонкой пленкой из вещества на основе органического или неорганического  полимера. Лак от прочих подобных покрытий (красок, грунтовок и т. д.) отличается тем, что пленка в данном случае прозрачная, не скрывающая поверхности. Это - официальное  определение лака.

Естественным пленкообразователем (тем, что остается на поверхности  после испарения растворителя) может  выступать то же растительное масло, подвергнутое специальной обработке, смолы натурального происхождения (янтарь, канифоль и т. п.), специально обработанная целлюлоза и пр. Синтетических  пленкообразователей, используемых в  производстве лаков, гораздо больше. Это алкидные, эпоксидные и другие смолы, карбомидо- и меламиноформальдегидные  вещества и т. д. В лаки часто вводят красящие вещества - для придания поверхности  какого-либо оттенка.

Другим важным элементом  лакокрасочного покрытия является растворитель или разбавитель. Для лаков используются органические растворители или вода. Лаки на водной основе, кстати, в последнее  время становятся все более популярными: они быстро сохнут и, что важно  для многих, не имеют никакого запаха. Также применяются различные  химические добавки - отвердители, ускорители, сиккативы и прочие вещества, благодаря  которым лак быстрее застывает, становится более прочным и стойким, ровнее ложится.

Сиккативы - это соединения металлов (свинец, марганец и т. п.) с  органическими кислотами. Сиккативы  влияют на скорость высыхания лака. Однако введение большого количества подобного вещества может привести к преждевременному старению покрытий.

Обширную группу составляют лакокрасочные товары, предназначенные  для получения защитных и декоративных лакокрасочных покрытий. Они защищают изделия из металлов от коррозии, из древесины — от гниения, придают  многим товарам красивый внешний  вид, предохраняют их от загрязнения  и облегчают уход за ними.

Ежегодно в мире от коррозии теряются десятки миллионов тонн стали и чугуна, в том числе  в нашей стране около 15 млн. т, а  среди всех покрытий, используемых для защиты металлических изделий  от коррозии, лакокрасочные покрытия составляют свыше 80%.

Велика роль лакокрасочных  товаров в повышении эстетических свойств многих непродовольственных  товаров, в улучшении санитарно-гигиенического состояния жилищ и их декоративного  оформления.

Основными лакокрасочными товарами являются олифы, лаки и красочные  составы (краски). Главной составной  частью, образующей основу их покрытия, являются пленкообразующие вещества, применяемые в виде переработанных растительных масел (олиф), растворов  синтетических смол и клеев. Важнейшие  свойства лакокрасочного покрытия, его  прочность и устойчивость к воздействию  различных внешних факторов, а  следовательно, и продолжительность  защиты изделия от коррозии и других видов разрушения обусловлены свойствами исходных материалов, и в первую очередь природой пленкообразующего  вещества и его качеством.

I. Исходные материалы и  их влияние на качество олиф, лаков и красок

Исходными материалами для  приготовления олиф, лаков и красок служат растительные масла, синтетические  и естественные смолы, сиккативы, растворители и разбавители (разжижители), пластификаторы и пигменты. Некоторые из этих материалов (сиккативы, растворители и разбавители, частично и пигменты) наряду с олифами, лаками и красками также поступают в продажу и служат в основном для корректировки состава и свойств уже готовых лакокрасочных товаров.

Растительные масла.

Исходным жировым сырьем для олиф, масляных лаков и красок служат преимущественно растительные масла, получаемые прессованием и экстрагированием семян масличных растений.

По

способности высыхать в покрытиях

их делят на высыхающие (льняное, конопляное, тунговое), полувысыхающие (подсолнечное, хлопковое, оливковое  и др.) и невысыхающие (касторовое) масла. Среди них полувысыхающие составляют наиболее обширную группу. Сюда относят масла с резко  различной скоростью высыхания: от высокой (у макового масла), близкой  к скорости высыхания льняного масла, до низкой (хлопковое и оливковое  масла).

Синтетические смолы.

В производстве лаков применяют  алкидные ненасыщенные полиэфирные, фенолоформальдегидные, меламиноформальде-гидные, полиуретановые и другие смолы. В технике все  большее распространение получают также лаки на основе кремнийорганических  и эпоксидных смол. .Свойства этих смол см. в разделе “Пластические массы”.

Естественные смолы.

Среди смол растительного  происхождения наибольшее значение имеют шеллак и канифоль. Такие  естественные смолы, как даммара  и сандарак, применяют для специальных  лаков (лакирование музыкальных  инструментов и т. п.).

Шеллак -

одна из лучших природных  смол, особенно для мебельных лаков. Получают шеллак из гуммилака, выделяемого  насекомыми (лаковыми червецами) на ветвях некоторых тропических растений (лаковое дерево в Индии). После  специальной Очистки он имеет  вид тонких пластинок или чешуек желтовато-коричневого цвета. Растворим  в спирте, размягчается при температуре 65—75°С, полностью расплавляется  при температуре около 120°С. Пленки лака имеют сильный блеск и  достаточную твердость, но недостаточно влагостойки.

Канифоль

является наиболее доступной  смолой растительного происхождения, применяемой в производстве лаков. Ее добывают из живицы хвойных деревьев (сосны, ели, пихты) путем отгонки  из нее скипидара. Остаток после  отгонки представляет собой хрупкую  стекловидную смолу от желтого до коричневого цвета — канифоль. Она термопластична и размягчается при температуре 65—75°С.

Канифоль представляет собой  смесь смоляных кислот (главным образом  абиетиновой), нерастворима в воде, но, растворяется в спирте, ацетоне, бензине, скипидаре, бензоле, маслах, а  также в водных растворах щелочей (с образованием канифольных мыл), применяют ее в мыловарении и бумажном производстве.

Смоляные кислоты канифоли с некоторыми пигментами образуют нерастворимые  мыла. Это приводит к преждевременному загустеванию красок (при хранении), поэтому ее без облагораживания  в лаках для эмалевых красок не применяют. Пленки канифоли, кроме того, отличаются хрупкостью и легко размягчаются. Поэтому в производстве лаков  применяют облагороженную канифоль, в которой кислотные свойства понижены путем образования эфиров канифоли (преимущественно глицериновых) и ее солей (резинатов кальция, цинка). Эфиры канифоли водоустойчивы и  в масляных и масляно-эмалевых красках, используются не только для внутренних, но и для наружных покрытий.

Соли канифоли (резинаты) недостаточно водостойки и применяются  для внутренних покрытий. Резинаты РЬ, Со, Mn, Zn используют так же, как  сиккативы.

Сиккативы.

В состав маслосодержащих (масляных и алкидных) лакокрасочных товаров  обязательно вводят сиккативы, ускоряющие высыхание. Они представляют собой  Со, Мп, РЬ — соли карбоновых кислот (льняного масла, канифоли и др.), растворимы в маслах и продуктах их переработки  и обладают способностью резко ускорять процесс высыхания покрытий. При  добавлении сиккативов к маслу скорость высыхания его пленок увеличивается  в десятки раз. Так, например, одно из лучших и наиболее распространенных у нас масел — льняное дает пленку, которая высыхает без сиккативов лишь за 6—8 суток, тогда как после  их добавления высыхание заканчивается  за несколько часов (6—10 ч). .Наибольшее ускорение достигается с помощью  смешанных сиккативов (свинцово-кобальтовых, марганцево-кобальтовых, свинцово-марганцевых).

Быстрое высыхание лакокрасочных  покрытий имеет большое экономическое  значение, так как резко сокращается  продолжительность малярных работ  и уменьшается возможность смывания невысохшего покрытия атмосферными осадками. Однако избыточное введение сиккатива ускоряет образование  плотных осадков пигмента при  хранении красок. Возможно также ухудшение  цвета или образование “сорных” покрытий. Существует определенный оптимум  введения сиккативов. Они не изменяют сущности высыхания масла и выполняют  лишь роль катализаторов. Образующиеся в них перекиси металлов и передают маслу атомарный кислород, активируют реакции окисления и полимеризации  молекул масла, ускоряя тем самым  процесс высыхания масляной пленки.

Сиккативы вырабатывают сплавливанием (например, канифоли с окислами РЬ, Мп, Со) или осаждением из растворов (взаимодействием  мыла с солями РЬ, Мп, Со). В соответствии с этим получают плавленые (темные) и осажденные (более светлые) сиккативы, легко растворимые (при температуре  около 120°С) в масле. Обычно применяют  бензиновые или скипидарные растворы этих сиккативов (экстракты) светлой  или темной окраски.

Растворители и разбавители.

Для получения лаков или  красок с определенной вязкостью  применяют растворители и разбавители. Деление органических жидкостей  на растворители и разбавители применимо  лишь по отношению к определенному  пленкообразующему веществу.

Растворители —

это легколетучие органические жидкости, способные растворять пленкообразующие вещества (смолы, эфиры целлюлозы, масла  и олифы) и другие составные части  лаков и красок (кроме пигментов).

Разбавители —

это, как правило, более  дешевые летучие органические жидкости, неспособные самостоятельно растворять данное пленкообразующее вещество, но хорошо смешивающиеся с уже полученным концентрированным лакокрасочным  раствором. Они могут снизить  вязкость лака до требуемой степени.