План-конcпект лекції

в групі Х-41

студенткою-практиканткою V курсу

Майоровою Русланою Русланівною

з курсу «Лакофорбові матеріали »

на тему: «Синтез, одержання, властивості та застосування алкідних лакофарбових матеріалів»

Івано-Франківськ

2013 р.

Тема: Синтез , одержання, властивості та застосування алкідних лакофарбових матеріалів.

Мета: Розгляянути синтез, одержання, властивості та застосування алкідних лакофарбових матеріалів.

Тип заняття: лекція.

План

1. Жирнокислотний метод.

2. Одержання алкідних лаків.

3. Одержання алкідних емалей та ґрунтовок.

4. Властивості та застосування л/ф матеріалів.

Жирнокислотний метод

При синтезі алкідів цим способом відбувається утворення неповних ефірів жирних кислот і багатоатомних спиртів (стадія етерифікації з наступною їх поліетерифікаціею) по схемі:

CH₂OH

I

CHOH+C₆H₄(CO)₂O+RCOOH —O—CH₂—CH—CH₂—OOC—C₆H₄—CO—

I I

CH₂OH OCOR

Одержані жирнокислотним методом алкіди відрізняються світлістю тону, підвищеною еластичністю і адгезією. Однак цей метод рідко застосовується через необхідність попереднього розщеплення масел для одержання ненасичених жирних кислот.

Алкіди відрізняються підвищеною атмосферо-, водо- і луго- стійкістю, добре висихають і утворюють при взаємодії з аміноальдегідними смолами просторові полімери, які застосовуються у виробництві високоякісних л/ф матеріалів (наприклад, меламіноалкідних автомобільних емалей).

Одержання алкідних лаків.

Алкідні лаки одержують у вигляді розчинів гліфталевих, пентафталевих і етріфталевих смол в органічних розчинниках. Розрізняють напівфабрикатні алкідні лаки, що застосовуються, в основному, у виробництві алкідних емалей і готові (товарні) лаки, що використовуються у різних галузях промисловості і в побуті.

При синтезі алкідів у процесі поліетерифікації виділяється вода, яку видаляють шляхом барботажування СО₂ або N₂ через реакційну суміш зі швидкістю до 3 м/хв на І м³ смоли (блочний спосіб) або азеотропним способом. При азеотропному способі утворену воду відганяють у вигляді азеотропної суміші з ксилолом. Випаровуючись із реактора, ксилол після проходження через холодильник і розділяючу ємність повертається у обезводненому вигляді у реактор для повторення циклу. У реакційній суміші міститься 1—3% ксилолу.

У порівнянні з блочним азеотропний спосіб володіє наступними перевагами:

1. збільшується вихід смоли;

2. скорочуються втрати фталевого ангідриду;

3. смоли мають більш світлий колір;

4. значно зменшується кількість стічних вод;

5. полегшується очистка реактора.

До недоліків азеотропного методу слід віднести:

1. ускладнення і подорожчання апаратурного оформлення;

2. подовження процесу синтезу жирних алкідних смол;

3. ускладнення контролю виробництва.

При одержані жирних алкідів , що містять більше 60% висихаючого рослинного масла, а також водорозбавлених алкідів застосовують блочний спосіб, а при одержані пісних алкідів (33-44% масла)—азеотропний. Для одержання алкідів середньої жирності придатні обидва способи.

Синтез алкідів проводять у реакторах, які обігріваються висококиплячими органічними теплоносіями, наприклад дифенільною сумішшю. Обігрів реакторів проводять також електронагрівачами і з допомогою індукційного струму. Реактори мають мішалку, змійовикові теплообмінники, вакуумний пристрій.

Одержання алкідних емалей і ґрунтовок.

Пігментовані л/ф матеріали на основі алкідних смол поділяються на гліфталеві і пентафталеві емалі, ґрунтовки, шпаклівки і етріфталеві емалі. Вони представляють собою суспензії пігментів або пігментів з наповнювачами у алкідних напівфабрикатних лаках .В даний час для диспергування пігментів у середовищі плівкоутворюючих речовин найбільше поширення набули бісерні або пісочні млини.

Властивості і застосування алкідних л/ф матеріалів.

Властивості товарних алкідних лаків і емалей а також утворених ними покрить в значній мірі залежать від типу гліфталевих і пентафталевих смол і напівфабрикатних лаків, що входять у їх склад. Висихаючі алкіди холодної і гарячої сушки служать у якості самостійних плівкоутворювачів для алкідної продукції, а також у якості компонентів у сумішах з різними смолами—для виробництва фенольних, карбамідних, перхлорвінілових і інших л/ф матеріалів. Невисихаючі алкідні смоли застосовують, в основному, у сумішах з карбамідними смолами і нітратами целюлози для підвищення адгезії і еластичності покрить.

Від жирності алкідних смол залежить в’язкість розчинів, наносимість лаків і емалей, сумісність їх з маслами, висихання, твердість, блиск, стійкість до дії різних реагентів, а також атмосферостійкість і інші властивості покрить. Смоли з жирністю менше 50% добре розчиняються у ароматичних вуглеводнях, кетонах і складних ефірах. 3 підвищенням жирності смол зменшується в’язкість їх розчинів покращується розчинність в уайт-спіріті і інших аліфатичних вуглеводнях, набувається сумісність алкідів з маслами, полегшується наносимість лаків і емалей щіткою і диспергування пігментів, підвищується еластичність і атмосферостійкість покрить; одночасно сповільнюється висихання, знижується твердість і стійкість покрить до дії мінеральних масел.

Найбільшою швидкістю висихання характеризуються л/ф матеріали на основі алкідних смол, модифікованих лляним маслом або сумішшю лляного і тунгового масел. Вміст останнього у суміші не повинен перевищувати 15% від маси масел.

Вводимі для модифікації алкідів напіввисихаючі масла зменшують твердість і зносостійкість покрить, але сприяють сповільненню їх старіння.

Пентафталеві лаки і емалі у порівняні з гліфталевими (аналогічними по степені жирності і типу масла—модифікатора) затверджуються при холодній сушці швидше з утворенням більш водостійких покрить.

Пентафталеві смоли модифіковані висихаючими маслами повинні мати жирність не менше 64%, а модифіковані напіввисихаючими маслами—не менше 58%, щоб запобігти росту їх в’язкості аж до желанітизації.

У склад пісних пентафталевих смол вводять для зниження в'язкості каніфоль або інші одноосновні кислоти.

Модифіковані алкідні л/ф матеріали утворюють покриття з хорошими декоративними і захисними властивостями, високою твердістю, атмосферо-стійкістю і ін. Їх можна довго експлуатувати в атмосферних умовах і всередині приміщень. Тому вони одержали широке поширення в промисловості, на транспорті і для побутових цілей. Асортимент алкідних матеріалів включає близько 15 марок лаків, 50 марок емалей, 20 марок ґрунтовок і декілька марок шпаклівок. Емалі у більшості випадків випускаються різних кольорів. Наприклад, емаль ГФ-230 загального призначення — більше 25 кольорів, емалі ПФ-115, ПФ-223 і ПФ-133 — 20 кольорів кожна і т.д.

Студент _______________ Майорова Р.Р.

(підпис)

«Затверджую»

Методист ___________________ Беженар В.П. __________________

(підпис) (оцінка)