Le resine alchidiche occupano una delle posizioni di primo piano come materia prima per la produzione di pitture e vernici moderne. Le composizioni filmogene basate su di esse hanno una vasta gamma di applicazioni. Le proprietà del rivestimento dipendono dal tipo di resine e vernici semilavorate. Le più diffuse sono le composizioni modificate, in quanto hanno elevate qualità decorative e protettive.
Descrizione
Le resine alchidiche (o alchidiche) sono esteri risultanti dalla reazione di alcoli polivalenti con acidi polibasici o loro anidridi. In apparenza, sono una massa appiccicosa altamente viscosa, il cui colore va dal giallo scuro al marrone.
Gli alchidi sono anche combinati con altre resine e cellulosa (alchidi-urea-formaldeide, fenolo-alchidici, copolimeri alchidi-acrilici e altri composti). Per ridurre la tensione superficiale, alla loro composizione viene aggiunto alcol butilico, che facilita la colata del prodotto finito.
Composizione chimica e classificazione
Le resine alchidiche sono sistematizzate secondo diversi criteri:
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Dalla presenza di acidi grassi nella composizione: non modificato (ftalato) e modificato.
- Per contenuto di olio: grasso (>60%), grasso medio (40-60%), magro (35-60%), extra magro (<34%). Gli alchidi grassi vengono preparati principalmente con oli essiccanti.
- Secondo il tipo di alcol in base al quale si ottiene la composizione: gliftalico, xiftalico, pentaftalico, etriftalico.
- Per capacità di essiccazione: essiccazione e non essiccazione.
- Secondo il metodo di dissoluzione: diluito con solventi organici o acqua.
La composizione chimica della resina alchidica è una soluzione al 40-60% di sostanze non volatili in solventi organici.
Caratteristiche
Le proprietà degli alchidi dipendono dal tipo di alcol polivalente, dalla sua concentrazione e dalla presenza di altri componenti. I componenti aromatici conferiscono ai rivestimenti a base di questi composti durezza e resistenza all'usura, polioli alifatici - elasticità, unità strutturali cicloalifatiche - un equilibrio di caratteristiche.
Le soluzioni di resina alchidica sono caratterizzate dai seguenti parametri:
- viscosità - 35-100 s (secondo il viscosimetro VZ-4);
- peso molecolare - 1500-5000 kDa;
- densità - 0,9-1,05 g/cm3;
- la quantità di idrossido di potassio, che è il principale indicatore della qualità degli oli, non è superiore a 20.
All'aumentare della temperatura, la viscosità degli alchidi diminuisce e viceversa. Minore è il contenuto di grassi di una sostanza, peggio si dissolve negli idrocarburi alifatici e naftenici.
Migliora le proprietà
Gli alchidi non modificati formano pellicole dure e fragili, si dissolvono poco. Per migliorare le loro qualità, nella composizione della miscela di reazione vengono introdotti componenti aggiuntivi, che conferiscono ai rivestimenti lucentezza, elasticità, resistenza all'acqua, solventi, oli e agenti atmosferici, accelerano l'essiccazione a temperatura ambiente e aumentano l'adesione con il materiale di base. Le resine alchidiche modificate si ottengono utilizzando semi di lino, tallolio, olio di tung, olio di girasole, olio di ricino, olio di semi di cotone, colofonia, acidi grassi sintetici.
Ci sono 3 metodi di modifica principali:
- introduzione di monomeri nella produzione di resina;
- facendo reagire gli alchidi finiti con agenti modificanti;
- mescolare resine con altri formatori di film.
Ricevi
Gli alchidi vengono sintetizzati in due modi: alcolisi e metodo degli acidi grassi.
Nel primo caso, il processo si svolge in 3 fasi:
- Transesterificazione di olio vegetale o trigliceridi dei suoi acidi grassi con alcoli polivalenti. La reazione chimica avviene ad una temperatura di 240-260 °C e in presenza di un catalizzatore. Per la produzione di resine gliftaliche da alcoli, viene utilizzata la glicerina, per le resine etriftaliche - etriolo, per le resine pentaftaliche - pentaeritritolo.
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Esterificazione di esteri parziali con anidride ftalica, risultante in un estere acido.
- Polesterificazione con rilascio di acqua e formazione di alchidi.
Il secondo metodo per la produzione di resine è l'esterificazione e la poliesterificazione degli esteri degli acidi grassi e degli alcoli polivalenti.
Diluenti alchidici
I seguenti composti di carbonio servono come solventi per le resine alchidiche:
- alifatico (esano, eptano, paraffine C6-C12);
- aromatico (benzene, solvente, toluene, xilene e altri);
- terpene (trementina);
- alogenati (tricloroetilene, tetracloroetilene, percloroetilene);
- olio (nefras, benzina).
Eteri basso bollenti (alcol etilico, acetato di etile), eteri glicolici, chetoni (acetone) possono anche essere usati come diluenti. Il butanolo è inadatto a questi scopi, poiché le sue molecole attirano a sé una grande quantità del solvente contenuto nelle resine alchidiche. Gli alchidi magri si dissolvono solo negli idrocarburi aromatici, mentre gli alchidi grassi si sciolgono in quelli alifatici.
Esistono anche resine idrosolubili, sulla base delle quali si producono vernici all'acqua (sm alti e primer a caldo).
Applicazione
Lo scopo principale delle resine alchidiche è la produzione di pitture e vernici (LKM). I composti non modificati vengono utilizzati per la produzione di vernici e adesivi isolanti elettrici.
Dale soluzioni di resina producono vernici semilavorate e finite utilizzate nell'industria e nella vita di tutti i giorni.
Materiali verniciati
I rivestimenti alchidici sono i più utilizzati di tutti i materiali a base di resine di policondensazione. Poiché l'alcol pentaeritritolo ha 4 gruppi ossidrile, gli alchidi contenenti pentaeritritolo polimerizzano più velocemente e producono rivestimenti più lucidi. A questo proposito, l'industria produce principalmente materiali di verniciatura a base di resine alchidiche di tipo pentaftalico. L'utilizzo di un gran numero di componenti aromatici garantisce la durezza e la resistenza dei rivestimenti alle sollecitazioni meccaniche.
I rivestimenti pigmentati a base di alchidi sono suddivisi nei seguenti gruppi:
- Sm alti gliftalici (GF), pentaftalici (EF), etriftalici (ET);
- terreni;
- mastice.
Le resine alchidiche essiccanti sono utilizzate come filmogeni indipendenti per pitture e vernici, mentre quelle non essiccanti sono utilizzate nelle formulazioni con resine carbammidiche, nitrati di cellulosa (per migliorare l'elasticità e l'adesione dei rivestimenti al materiale di base).
Le proprietà dei rivestimenti dipendono dalla loro composizione chimica. Pertanto, le resine alchidiche più grasse nei solventi organici sono più facili da applicare con un pennello, hanno una maggiore elasticità e resistenza agli agenti atmosferici, ma asciugano più lentamente e sono meno resistenti agli oli minerali. La velocità di essiccazione massima è tipica per le resine modificate con tung o semi di lino.il petrolio. Il tempo medio per l'asciugatura degli sm alti alchidici è di 24 ore.
Verniciatura specifica
Le resine alchidiche, a seconda della composizione del componente, vengono utilizzate per i seguenti scopi:
- A base di acido benzoico (contenuto di olio 38-50% in peso) - sm alti per la verniciatura di macchine agricole, radiatori, riparazioni auto. Altamente resistente allo sbiadimento e agli agenti atmosferici.
- Contenente acidi 9,12-linoleico e 9,11-linoleico - riparazione apparecchiature.
- Skinny - mani singole, primer, vernice per radiatori ad asciugatura rapida.
- Su olio di lino e glicerina - rivestimenti anticorrosivi, inchiostri da stampa. Possono sbiadire rapidamente se esposti alla luce solare, quindi sono usati più spesso nei primer e nei composti livellanti.
- Finiture a base di semi di soia o tallolio con buona resistenza agli agenti atmosferici.
- Modificato con resine naturali (acidi di colofonia) – produzione di primer e riempitivi. I composti tendono a sbiadire.
- Modificato con stirene, acrilato - primer, stucchi, livellanti, rivestimenti per la verniciatura di navi, attrezzature, lamiere, legno sottoposto a forti sollecitazioni meccaniche (vernici per parquet, sm alti per pavimenti, mobili); confezionamento sm alti in tubetto. Hanno una maggiore resistenza all'abrasione ed elasticità.
Aspetti ambientali
Poiché le resine alchidiche contengono solventi organici, rappresentano un certo pericolo per la salute umana e l'ambiente. Quando si eseguono lavori di pittura e vernice utilizzando materiali di verniciatura basati su di essi, è necessario utilizzare dispositivi di protezione individuale (maschere antigas, tute). La verniciatura deve essere eseguita in stanze con ventilazione e scarico.
Secondo il livello di tossicità dei solventi, gli alchidi possono essere suddivisi in 3 gruppi:
- il meno tossico (MPC=300-1000 mg/m3) – etere etilico, alcol, benzina;
- tossicità media (MPC=100-200 mg/m3) – acetone, etere di butile;
- altamente tossico (MPC=20-50 mg/m3) – glicole etilenico, benzene.
All'estero, ci sono requisiti elevati per la compatibilità ambientale della produzione di rivestimenti, pertanto sono attualmente in corso lavori per creare materiali con un alto contenuto di sostanza secca e composizioni a base acquosa. Tuttavia, le resine alchidiche con solventi organici superano ancora le resine solubili in acqua nelle proprietà di lavorazione.
