Ang Alkyd resins ay sumasakop sa isa sa mga nangungunang posisyon bilang isang hilaw na materyal para sa paggawa ng mga modernong pintura at barnis. Ang mga komposisyon na bumubuo ng pelikula batay sa mga ito ay may malawak na hanay ng mga aplikasyon. Ang mga katangian ng patong ay nakasalalay sa uri ng mga resin at semi-tapos na barnis. Ang pinakalaganap ay ang mga binagong komposisyon, dahil mayroon silang matataas na pandekorasyon at proteksiyon na mga katangian.
Paglalarawan
Ang Alkyd resins (o alkyds) ay mga ester na nagreresulta mula sa reaksyon ng polyhydric alcohol na may polybasic acid o anhydride ng mga ito. Sa hitsura, ang mga ito ay napakalapot na malagkit na masa, ang kulay nito ay mula sa madilim na dilaw hanggang kayumanggi.
Ang mga alkyd ay pinagsama rin sa iba pang mga resin at cellulose (alkyd-urea-formaldehyde, phenol-alkyd, alkyd-acrylic copolymer at iba pang compound). Upang bawasan ang tensyon sa ibabaw, idinaragdag ang butyl alcohol sa kanilang komposisyon, na nagpapadali sa pagbuhos ng tapos na produkto.
Kemikal na komposisyon at pag-uuri
Ang mga alkyd resin ay na-systematize ayon sa ilang pamantayan:
-
Sa pamamagitan ng pagkakaroon ng mga fatty acid sa komposisyon: hindi binago (phthalate) at binago.
- Sa pamamagitan ng nilalaman ng langis: mataba (>60%), katamtamang taba (40-60%), walang taba (35-60%), sobrang taba (<34%). Ang mga fatty alkyd ay pangunahing inihanda gamit ang mga drying oil.
- Ayon sa uri ng alkohol kung saan nakuha ang komposisyon: glyphthalic, xyphthalic, pentaphthalic, etrifthalic.
- Sa pamamagitan ng kakayahang magpatuyo: pagpapatuyo at hindi pagpapatuyo.
- Ayon sa paraan ng dissolution: diluted na may mga organic solvents o tubig.
Ang kemikal na komposisyon ng alkyd resin ay isang 40-60% na solusyon ng mga non-volatile substance sa mga organikong solvent.
Mga Tampok
Ang mga katangian ng mga alkyd ay nakasalalay sa uri ng polyhydric alcohol, ang konsentrasyon nito at ang pagkakaroon ng iba pang mga bahagi. Ang mga aromatic na bahagi ay nagbibigay ng mga coatings batay sa mga compound na ito ng hardness at wear resistance, aliphatic polyols - elasticity, cycloaliphatic structural units - isang balanse ng mga katangian.
Ang mga solusyon sa alkyd resin ay nailalarawan sa pamamagitan ng mga sumusunod na parameter:
- viscosity - 35-100 s (ayon sa VZ-4 viscometer);
- molecular weight - 1500-5000 kDa;
- density - 0.9-1.05 g/cm3;
- ang dami ng potassium hydroxide, na siyang pangunahing tagapagpahiwatig ng kalidad ng mga langis, ay hindi hihigit sa 20.
Habang tumataas ang temperatura, bumababa ang lagkit ng mga alkyd at vice versa. Kapag mas mababa ang fat content ng isang substance, mas malala itong natutunaw sa aliphatic at naphthenic hydrocarbons.
Pagbutihin ang mga property
Ang mga hindi binagong alkyd ay bumubuo ng mga matigas at malutong na pelikula, hindi natutunaw nang hindi maganda. Upang mapabuti ang kanilang mga katangian, ang mga karagdagang sangkap ay ipinakilala sa komposisyon ng pinaghalong reaksyon, na nagbibigay sa mga coatings ng pagtakpan, pagkalastiko, paglaban sa tubig, mga solvent, langis at weathering, mapabilis ang pagpapatayo sa temperatura ng silid, at dagdagan ang pagdirikit sa base na materyal. Ang mga modified alkyd resins ay nakukuha gamit ang linseed, tall oil, tung oil, sunflower oil, castor oil, cottonseed oil, rosin, synthetic fatty acids.
May 3 pangunahing paraan ng pagbabago:
- pagpapakilala ng mga monomer sa paggawa ng resin;
- sa pamamagitan ng pag-react sa mga natapos na alkyd na may mga modifying agent;
- paghahalo ng mga resin sa iba pang mga gumagawa ng pelikula.
Matanggap
Ang mga alkyd ay na-synthesize sa dalawang paraan: alcoholysis at fatty acid method.
Sa unang kaso, nagaganap ang proseso sa 3 yugto:
- Transesterification ng vegetable oil o triglycerides ng mga fatty acid nito na may mga polyhydric alcohol. Ang kemikal na reaksyon ay nagaganap sa temperatura na 240-260 °C at sa pagkakaroon ng isang katalista. Para sa paggawa ng mga glyphthalic resin mula sa mga alkohol, ang gliserin ay ginagamit, para sa etrifthalic resins - etriol, para sa pentaphthalic resins - pentaerythritol.
-
Esterification ng mga partial ester na may phthalic anhydride, na nagreresulta sa acidic ester.
- Polyesterification na may water release at alkyd formation.
Ang pangalawang paraan para sa paggawa ng mga resin ay esterification at polyesterification ng fatty acid esters at polyhydric alcohol.
Alkyd thinners
Ang mga sumusunod na carbon compound ay nagsisilbing solvent para sa mga alkyd resin:
- aliphatic (hexane, heptane, C6-C12 paraffins);
- aromatic (benzene, solvent, toluene, xylene at iba pa);
- terpene (turpentine);
- halogenated (trichlorethylene, tetrachlorethylene, perchlorethylene);
- langis (nefras, gasolina).
Ang mga low boiling ethers (ethyl alcohol, ethyl acetate), glycol ethers, ketones (acetone) ay maaari ding gamitin bilang thinners. Ang butanol ay hindi angkop para sa mga layuning ito, dahil ang mga molekula nito ay umaakit sa kanilang sarili ng isang malaking halaga ng solvent na nakapaloob sa mga alkyd resins. Ang mga lean alkyd ay natutunaw lamang sa mga aromatic hydrocarbon, habang ang mga fatty alkyd ay natutunaw sa mga aliphatic.
Mayroon ding water-soluble resins, kung saan ang mga water-borne coating ay ginawa (hot-drying enamels at primers).
Application
Ang pangunahing layunin ng mga alkyd resin ay ang paggawa ng mga pintura at barnis (LKM). Ang mga hindi binagong compound ay ginagamit para sa paggawa ng mga de-koryenteng insulating varnishes at adhesives.
Mula saang mga solusyon sa resin ay gumagawa ng mga semi-finished at finished na barnis na ginagamit sa industriya at pang-araw-araw na buhay.
Mga materyales sa pintura
Ang Alkyd coatings ay ang pinakamalawak na ginagamit sa lahat ng materyales batay sa polycondensation resins. Dahil ang pentaerythritol alcohol ay may 4 na pangkat ng hydroxyl, ang mga alkyd na naglalaman ng pentaerythritol ay mas mabilis na gumagaling at gumagawa ng glossier coatings. Kaugnay nito, ang industriya ay pangunahing gumagawa ng mga materyales sa pintura batay sa mga alkyd resin ng uri ng pentaphthalic. Ang paggamit ng malaking bilang ng mga aromatic na bahagi ay nagsisiguro sa tigas at paglaban ng mga coatings sa mekanikal na stress.
Pigmented coatings batay sa alkyds ay nahahati sa mga sumusunod na grupo:
- glyphthalic (GF), pentaphthalic (EF), etrifthalic (ET) enamels;
- lupa;
- putty.
Ang pagpapatuyo ng alkyd resin ay ginagamit bilang mga independiyenteng film form para sa mga pintura at barnis, at ang mga hindi natutuyo ay ginagamit sa mga pormulasyon na may carbamide resins, cellulose nitrates (upang mapabuti ang pagkalastiko at pagdikit ng mga coatings sa base material).
Ang mga katangian ng coatings ay nakadepende sa kanilang kemikal na komposisyon. Kaya, ang mas mataba na alkyd resins sa mga organikong solvent ay mas madaling ilapat gamit ang isang brush, nadagdagan ang pagkalastiko at paglaban sa panahon, ngunit mas mabagal na tuyo at hindi gaanong lumalaban sa mga mineral na langis. Ang pinakamataas na rate ng pagpapatuyo ay tipikal para sa mga resin na binago ng tung o linseed.langis. Ang average na dry-to-tack time para sa alkyd enamel ay 24 na oras.
Spesipikong pintura
Alkyd resins, depende sa komposisyon ng bahagi, ay ginagamit para sa mga sumusunod na layunin:
- Batay sa benzoic acid (nilalaman ng langis 38-50% ayon sa timbang) - enamel para sa pagpipinta ng mga makinang pang-agrikultura, radiator, pag-aayos ng sasakyan. Lubhang kumukupas at lumalaban sa panahon.
- Naglalaman ng 9,12-linoleic at 9,11-linoleic acid - pag-aayos ng kagamitan.
- Payat - mabilis na pagkatuyo na mga single coat, primer, pintura ng radiator.
- Sa linseed oil at glycerin - mga anti-corrosion coating, mga printing inks. Maaaring mabilis na kumupas kapag nalantad sa sikat ng araw, kaya kadalasang ginagamit ang mga ito sa mga primer at leveling compound.
- Soybean o tall oil based top coats na may magandang weather resistance.
- Binago gamit ang mga natural na resin (rosin acid) – paggawa ng mga primer at filler. Ang mga compound ay madaling kumupas.
- Binago gamit ang styrene, acrylate - primers, putties, leveling compounds, coatings para sa pagpipinta ng mga barko, kagamitan, sheet metal, kahoy na sumasailalim sa matinding mekanikal na stress (parquet varnishes, floor enamels, furniture); packaging ng enamels sa mga tubo. Nadagdagan ang resistensya nila sa abrasion at elasticity.
Mga aspeto ng kapaligiran
Dahil ang mga alkyd resin ay naglalaman ng mga organikong solvent, nagdudulot sila ng tiyak na panganib sa kalusugan ng tao at sa kapaligiran. Kapag nagsasagawa ng pintura at barnisan gamit ang mga materyales sa pintura batay sa mga ito, kinakailangan na gumamit ng personal na kagamitan sa proteksiyon (gas mask, oberols). Dapat gawin ang pagpipinta sa mga silid na may supply at exhaust ventilation.
Ayon sa antas ng toxicity ng mga solvent, ang mga alkyd ay maaaring hatiin sa 3 grupo:
- the least toxic (MPC=300-1000 mg/m3) – ethyl ether, alcohol, gasolina;
- medium toxicity (MPC=100-200 mg/m3) – acetone, butyl ether;
- highly toxic (MPC=20-50 mg/m3) – ethylene glycol, benzene.
Sa ibang bansa, may mataas na mga kinakailangan para sa pagiging magiliw sa kapaligiran ng paggawa ng mga coatings, samakatuwid, kasalukuyang ginagawa ang paggawa ng mga materyales na may mataas na nilalaman ng dry matter at water-borne compositions. Gayunpaman, ang mga alkyd resin na may mga organikong solvent ay higit pa rin sa mga resin na nalulusaw sa tubig sa mga katangian ng pagproseso.
