Алкідні лаки. Склад і вимоги до компонентів, реакції отриманні і тужавіння. Порівняльна характеристика і оцінка методів синтезу алкідів

1. Алкідні лаки. Склад і вимоги до компонентів, реакції отриманні і тужавіння.

Алкідні смоли – це поліестери – продукти взаємодії багатоатомних спиртів з багатоосновними кислотами або їх ангідридами, модифіковані рослинними оліями або монокарбоновими кислотами. Оскільки найчастіше як багатоосновна кислота застосовується ортофталева кислота (у вигляді ангідриду), а як багатоатомні спирти - гліцерин або пентаеритрит, то такі смоли називаються гліфталевими або пентафталевими залежно від вхідного багатоатомного спирту.

Модифікація алкідних смол проводиться з метою надання їм нових властивостей, що сприяє розширенню області їх застосування. Як модифікатори найчастіше використовуються рослинні олії, каніфоль, синтетичні жирні кислоти (СЖК) різних фракцій, нафтенові і ароматичні кислоти.           

Рослинні олії, як модифікатори, вводяться до складу алкідів в кількості від 30 до 70 %(мас.) і залежно від їх кількості розрізняють: худі, середні і жирні алкіди із вмістом жирних кислот відповідно менше 45, від 46 до 55,  більше 56 %(мас.). ТАБЛИЦЯ

Введення до складу алкідів вказаних модифікаторів сприяє тому, що синтез смол можна проводити до більшого ступеня завершеності реакції поліетерифікації. Крім того, необхідну завершеність реакції можна досягти при набагато меншому надлишку гідроксильних груп, навіть у разі застосування поліолів з високою функціональністю, наприклад, гліцерину або пентаеритриту. Все це стає можливим завдяки тому, що вказані модифікатори в реакції поліконденсації беруть участь як монофункціональні компоненти  і сприяють обриву реакції поліетерифікації, що дозволяє одержувати продукт з високим ступенем завершеності реакції при порівняно невисокій молекулярній вазі.

Таким чином, модифіковані алкіди містять в своєму складі значно меншу кількість полярних гідроксидних і карбоксильних груп, крім того модифікуючі добавки мають велики неполярні аліфатичні або ароматичні радикали, що викликає зниження частки полярних груп, що залишилися, в смолі. Обидві вказані причини обумовлюють значно меншу полярність модифікованих алкідів після порівняння з немодифікованими смолами. Це сприяє поліпшенню розчинності смол у вуглеводнях, яка росте у міру збільшення вмісту в смолі модифікуючого компоненту, поліпшується також водо- і хімстійкість плівок на їх основі.

Як сировина для виробництва алкідних смол використовуються а) багатоатомні спирти або поліоли.

Двоатомні спирти широко застосовуються у виробництві поліестерів лінійної будови, ненасичених поліестерів, у виробництві деяких типів пентафталевих смол. Поліестери, що містять  дігліколі, володіють нижчою термостійкістю в порівнянні з аналогічними  поліестерами на гліколях. Наявність аліфатичних радикалів в молекулі деяких гліколів сприяє тому, що смоли на основа таких гліколів володіють кращою розчинністю у вуглеводнях і дають більш водостійкі покриття, ніж поліестери на основі етилен- або діетиленгліколю.

З трьохатомних спиртів найбільше застосування знаходить гліцерин - в'язка рідина, необмежено розчинна у воді, солодка на смак, на відміну від етилгліколя не отруйний. Широко застосовується у виробництві модифікованих гліфталевих смол.

Метріол, етріол, триметилолізобутан і триметилолпропан володіють низкою  істотних переваг в порівнянні з гліцерином, що обумовлено їх будовою. Маючи три первинні гідроксильні групи, вони легше вступають в реакцію поліетерифікації, ніж гліцерин, у якого одна група -ОН вторинна, і менш реакційноздатна. Крім того, поліестери на основі таких спиртів володіють більшою термостійкістю, кращою розчинністю у вуглеводнях і кращою водо- і хімстійкістю, чим аналогічні поліестери на основі гліцерину.

Чотириатомний спирт пентаеритрит широко застосовується у  виробництві пентафталевих смол. Пентаеритрит містить чотири первинні гідроксильні групи, через що вони легко етерифікуються. Пентаеритритові ефіри володіють підвищеною твердістю, термостійкістю в порівнянні з відповідними естерами гліцерину. Пентаеритрит випускається у вигляді білого порошку, що обмежено розчинявся у воді і спирті. Окремі сорти пентаеритриту можуть мати кремове забарвлення і карамелевий запах. Такий пентаеритрит володіє зниженою термостійкістю.

б) багатоосновні кислоти.

Ортофталевая  кислота використовується у виробництві поліестерів звичайно у вигляді фталевого ангідриду, який випускається у вигляді білих лусок, при нагріванні він здатний сублімувати, пари фталевого ангідриду володіють помітною токсичністю і викликають сильне роздратування слизистих оболонок носоглотки і очей.

Поліестери на основі фталевої кислоти володіють нерегулярною будовою, низької тепло- та термостійкістю і хорошою розчинністю в органічних розчинниках.