Resin alkyd menduduki salah satu kedudukan utama sebagai bahan mentah untuk pengeluaran cat dan varnis moden. Komposisi membentuk filem berdasarkannya mempunyai pelbagai aplikasi. Sifat salutan bergantung pada jenis resin dan varnis separuh siap. Yang paling meluas ialah gubahan yang diubah suai, kerana ia mempunyai kualiti hiasan dan perlindungan yang tinggi.
Penerangan
Resin alkid (atau alkid) ialah ester yang terhasil daripada tindak balas alkohol polihidrik dengan asid polibes atau anhidridanya. Dari segi rupa, ia adalah jisim melekit yang sangat likat, yang warnanya daripada kuning gelap hingga coklat.
Alkyd juga digabungkan dengan resin dan selulosa lain (alkyd-urea-formaldehyde, fenol-alkyd, kopolimer alkyd-akrilik dan sebatian lain). Untuk mengurangkan ketegangan permukaan, butil alkohol ditambah pada komposisinya, yang memudahkan untuk menuangkan produk siap.
Komposisi dan pengelasan kimia
Resin alkyd disusun mengikut beberapa kriteria:
- Dengan kehadiran asid lemak dalam komposisi: tidak diubah suai (phthalate) dan diubah suai.
-
Mengikut kandungan minyak: lemak (>60%), lemak sederhana (40-60%), kurus (35-60%), lebih kurus (<34%). Alkyd lemak terutamanya disediakan dengan minyak pengeringan.
- Mengikut jenis alkohol berdasarkan komposisi diperoleh: glyphthalic, xyphthalic, pentaphthalic, etrifthalic.
- Dengan keupayaan mengeringkan: mengeringkan dan tidak mengeringkan.
- Mengikut kaedah pelarutan: dicairkan dengan pelarut organik atau air.
Komposisi kimia resin alkyd ialah larutan 40-60% bahan tidak meruap dalam pelarut organik.
Ciri
Sifat alkyd bergantung pada jenis alkohol polihidrik, kepekatannya dan kehadiran komponen lain. Komponen aromatik memberikan salutan berdasarkan kekerasan dan rintangan haus sebatian ini, poliol alifatik - keanjalan, unit struktur sikloalifatik - keseimbangan ciri.
Pelarutan resin alkyd dicirikan oleh parameter berikut:
- kelikatan - 35-100 s (mengikut viskometer VZ-4);
- berat molekul - 1500-5000 kDa;
-
ketumpatan - 0.9-1.05 g/cm3;
- jumlah kalium hidroksida, yang merupakan penunjuk utama kualiti minyak, adalah tidak lebih daripada 20.
Apabila suhu meningkat, kelikatan alkyd berkurangan dan begitu juga sebaliknya. Semakin rendah kandungan lemak sesuatu bahan, semakin teruk ia larut dalam hidrokarbon alifatik dan naftenak.
Tingkatkan hartanah
Alkyd yang tidak diubah suai membentuk filem keras dan rapuh, larut dengan buruk. Untuk meningkatkan kualiti mereka, komponen tambahan dimasukkan ke dalam komposisi campuran tindak balas, yang memberikan salutan gloss, keanjalan, ketahanan terhadap air, pelarut, minyak dan luluhawa, mempercepatkan pengeringan pada suhu bilik, dan meningkatkan lekatan dengan bahan asas. Resin alkyd yang diubah suai diperoleh menggunakan biji rami, minyak tinggi, minyak tung, minyak bunga matahari, minyak jarak, minyak biji kapas, rosin, asid lemak sintetik.
Terdapat 3 kaedah pengubahsuaian utama:
-
pengenalan monomer dalam penghasilan resin;
- dengan bertindak balas kepada alkyd siap dengan agen pengubah suai;
- mencampurkan resin dengan pembentuk filem lain.
Terima
Alkyds disintesis dalam dua cara: kaedah alkoholisis dan asid lemak.
Dalam kes pertama, proses berlaku dalam 3 peringkat:
- Transesterifikasi minyak sayuran atau trigliserida asid lemaknya dengan alkohol polihidrik. Tindak balas kimia berlaku pada suhu 240-260 °C dan dengan kehadiran mangkin. Untuk pengeluaran resin glyphthalic daripada alkohol, gliserin digunakan, untuk resin etriftalic - etriol, untuk resin pentaphthalic - pentaerythritol.
- Pengesteran separa ester dengan anhidrida phthalic, menghasilkan ester berasid.
- Poliesterifikasi dengan pembebasan air dan pembentukan alkyd.
Kaedah kedua untuk menghasilkan resin ialah pengesteran dan poliesterifikasi ester asid lemak dan alkohol polihidrik.
Pencair alkyd
Sebatian karbon berikut berfungsi sebagai pelarut untuk resin alkid:
- alifatik (heksana, heptana, parafin C6-C12);
- aromatik (benzena, pelarut, toluena, xilena dan lain-lain);
- terpene (turpentin);
- berhalogen (trikloretilena, tetrakloretilena, perkloretilena);
- minyak (nefras, petrol).
Eter didih rendah (etil alkohol, etil asetat), eter glikol, keton (aseton) juga boleh digunakan sebagai penipisan. Butanol tidak sesuai untuk tujuan ini, kerana molekulnya menarik kepada diri mereka sendiri sejumlah besar pelarut yang terkandung dalam resin alkyd. Alkyd tanpa lemak hanya larut dalam hidrokarbon aromatik, manakala alkyd lemak larut dalam alifatik.
Terdapat juga resin larut air, yang berasaskan salutan bawaan air dihasilkan (enamel dan primer pengeringan panas).
Permohonan
Tujuan utama resin alkyd ialah penghasilan cat dan varnis (LKM). Sebatian yang tidak diubah suai digunakan untuk pembuatan varnis dan pelekat penebat elektrik.
Darilarutan resin membuat varnis separuh siap dan siap digunakan dalam industri dan kehidupan seharian.
Bahan cat
Salutan alkyd adalah yang paling banyak digunakan daripada semua bahan berasaskan resin polikondensasi. Oleh kerana alkohol pentaerythritol mempunyai 4 kumpulan hidroksil, alkyd yang mengandungi pentaerythritol sembuh dengan lebih cepat dan menghasilkan salutan yang lebih berkilat. Dalam hal ini, industri terutamanya menghasilkan bahan cat berasaskan resin alkyd jenis pentaphthalic. Penggunaan sejumlah besar komponen aromatik memastikan kekerasan dan rintangan salutan kepada tekanan mekanikal.
Salutan berpigmen berdasarkan alkyd dibahagikan kepada kumpulan berikut:
- glyphthalic (GF), pentaphthalic (EF), etriftalic (ET) enamel;
- tanah;
- putty.
Resin alkid pengeringan digunakan sebagai pembentuk filem bebas untuk cat dan varnis, dan yang tidak mengeringkan digunakan dalam formulasi dengan resin karbamid, nitrat selulosa (untuk meningkatkan keanjalan dan lekatan salutan pada bahan asas).
Sifat salutan bergantung pada komposisi kimianya. Oleh itu, resin alkyd yang lebih gemuk dalam pelarut organik lebih mudah digunakan dengan berus, telah meningkatkan keanjalan dan rintangan cuaca, tetapi kering lebih perlahan dan kurang tahan terhadap minyak mineral. Kadar pengeringan maksimum adalah tipikal untuk resin yang diubah suai dengan tung atau biji rami.minyak. Purata masa kering-untuk-tack untuk enamel alkyd ialah 24 jam.
Kerja cat khusus
Resin alkyd, bergantung pada komposisi komponen, digunakan untuk tujuan berikut:
- Berasaskan asid benzoik (kandungan minyak 38-50% mengikut berat) - enamel untuk mengecat mesin pertanian, radiator, pembaikan kereta. Sangat luntur dan tahan cuaca.
- Mengandungi asid 9,12-linoleik dan 9,11-linoleik - pembaikan peralatan.
- Kurus - lapisan tunggal yang cepat kering, primer, cat radiator.
- Pada minyak biji rami dan gliserin - salutan anti-karat, dakwat cetakan. Boleh pudar dengan cepat apabila terdedah kepada cahaya matahari, jadi ia paling kerap digunakan dalam primer dan sebatian meratakan.
- Lapisan atas berasaskan kacang soya atau minyak tinggi dengan rintangan cuaca yang baik.
- Diubah suai dengan resin semula jadi (asid rosin) – penghasilan primer dan pengisi. Sebatian terdedah kepada pudar.
- Diubah suai dengan stirena, akrilat - primer, dempul, sebatian meratakan, salutan untuk mengecat kapal, peralatan, kepingan logam, kayu yang mengalami tekanan mekanikal yang kuat (varnis parket, enamel lantai, perabot); pembungkusan enamel dalam tiub. Mereka telah meningkatkan daya tahan terhadap lelasan dan keanjalan.
Aspek alam sekitar
Memandangkan resin alkyd mengandungi pelarut organik, ia menimbulkan bahaya tertentu kepada kesihatan manusia dan alam sekitar. Apabila menjalankan kerja cat dan varnis menggunakan bahan cat berdasarkan mereka, perlu menggunakan peralatan pelindung diri (topeng gas, pakaian). Pengecatan hendaklah dilakukan di dalam bilik dengan pengalihudaraan bekalan dan ekzos.
Mengikut tahap ketoksikan pelarut, alkyd boleh dibahagikan kepada 3 kumpulan:
- paling toksik (MPC=300-1000 mg/m3) – etil eter, alkohol, petrol;
- ketoksikan sederhana (MPC=100-200 mg/m3) – aseton, butil eter;
- sangat toksik (MPC=20-50 mg/m3) – etilena glikol, benzena.
Di luar negara, terdapat keperluan tinggi untuk keramahan alam sekitar pengeluaran salutan, oleh itu, kerja sedang dijalankan untuk mencipta bahan dengan kandungan bahan kering dan komposisi bawaan air yang tinggi. Walau bagaimanapun, resin alkyd dengan pelarut organik masih mengatasi resin larut air dalam sifat pemprosesan.
