Лекция на тему: Лакокрасочная продукция

И.И.Федораев, Х-51

План:

1. Лаки,

2. Краски. Классификация красок по связующему компоненту. Красочные пигменты. Минеральные краски. Клеевые. Органические (алкидные и водоэмульсионные). Маркировка красок,

3. Масляные краски, их состав. Процессы, происходящие при высыхании красок,

4. Лаки. Эмали. Техника безопасности при работе с ними. Средства борьбы с бытовыми насекомыми. Техника безопасности в быту.

Лаки - растворы органических полимеров искусственно синтезированных или природного происхождения (смолы), в различных органических растворителях или воде. При отверждении образует прозрачную, блестящую или матовую плёнку. В настоящее время существуют лаки, не содержащие в составе растворителей. Их низкую вязкость обеспечивают олигомеры, которые способны отверждаться в присутствии специальных веществ - отвердителей или катализаторов. Лаки условно делят на:

· термопластичные – отвержение пленки лака происходит за счет испарения растворителя,

· термореактивные - отверждение пленки лака происходит за счет за счет химической реакции полимеризации.

Лаки представляют собой растворы твёрдых веществ в жидкостях, способных или испаряться, или высыхать; твёрдые вещества — различные смолы, а жидкостями-растворителями служат этиловый и метиловый спирты, эфирные и растительные высыхающие масла. Смоляной раствор, наложенный на лакируемую поверхность, высыхает, оставляя тонкую, прозрачную и блестящую плёнку (в практике называемую лакировкой), свойства и качества которой определяют достоинства взятого лака.

Существует множество различных смол, идущих для производства лаков; они отличаются друг от друга по своим свойствам, в зависимости от которых находятся и достоинства получаемых лаков. Почти все смолы растворяются в растительных маслах и лишь немногие в эфирных маслах и спиртах. Смолы, отличающиеся особенной твёрдостью и тугоплавкостью, называются копалами. Из жидкостей в качестве растворителей в лаковом производстве наиболее употребительны: обыкновенный спирт, различные сорта скипидара и льняное масло. По этим растворителям лаки подразделяются на три главные группы: лаки спиртовые, скипидарные и масляные. Каждая из названных групп имеет свой подбор смол, отличается своими характерными свойствами и предназначением; производство лаков каждой группы требует особых приёмов и приспособлений.

Изобретение лака в Европе приписывают немецкому монаху Феофилу, жившему в XII столетии; в первое время приготовление их было обставлено тайнами и велось келейным образом. Надо думать, что первые лаки европейского производства были спиртовыми, а первым лаковым заводом на континенте Европы следует считать завод французского химика Шене, построенный в 1803 г.

Спиртовой лак - то простой раствор смолы в винном или древесном спирте. Последний самостоятельно употребляется весьма редко, но часто служит примесью винного спирта с целью удешевления лака. Из смол применяются шеллак, сандарак и мастика. Смола измельчается в тонкий порошок и заливается спиртом в 92—95°, в стеклянных бутылях или баллонах; растворение ведётся при комнатной температуре и ускоряется постоянным взбалтыванием. Смола берётся всегда в избытке, с целью получения насыщенного раствора. Так приготовленный лак процеживается. Эта операция в производстве спиртовых лаков считается самой трудной, она на различных заводах ведётся различно и тщательно охраняется от посторонних, считаясь секретом заводов.

Шелла́ к (от нидерл. schellak) — природная смола, вырабатываемая насекомыми лаковыми червецами (Laccifer lacca), паразитирующими на некоторых тропических и субтропических деревьях в Индии и странах Юго-Восточной Азии, хорошо растворяется в маслах и низших алифатических спиртах.

Сандарак, или сандарака (греч. σ α ν δ α ρ ά κ η, sandarake — красный мышьяк) — ароматическая смола. Добывается из трещин или надрезов в коре и ветвях, хвойного североафриканского дерева семейства Кипарисовые Тетраклинис членистый (Tetraclinis articulata), распространённого в Атласских горах Алжира, или из дерева Callitris preissi, произрастающего в Австралии.

Обыкновенное процеживание совершается c помощью стеклянных воронок, выложенных войлоком или суконными цедилками; воронки прикрываются стёклами с мелкими отдушинами для доступа воздуха. Процеживание идёт весьма медленно и всегда сопряжено с потерей спирта. Спиртовые лаки получают название от смол, на которых они приготовлены. Так, различают лаки шеллачные, сандарачные и сандарачно-шеллачные. Мастика самостоятельно не употребляется и служит подмесью к названным смолам. Подмесь мастики мягчит лаковую плёнку, но увеличивает её блеск. Лак спиртовой, разжижённый спиртом, называется политурой. Кроме упомянутых подразделений, спиртовые лаки и политуры ещё получают свои названия от цвета, в который окрашены; так известны красные, жёлтые, белые и различные цветные лакокрасочные материалы. Спиртовые лаки идут для лакировки и полировки деревянных изделий. Лаковый слой не выносит влияний наружной атмосферы и особенно боится сырости и резких перемен температуры; в закрытых же помещениях, при обыкновенных условиях комнатного воздуха, сохраняется долго.

По твёрдости слоя первое место принадлежит лакам шеллачным; сандарачные лаки дают более мягкую лакировку, но они всегда получаются светлее. Цветные лаки подкрашиваются анилиновыми красками, готовятся обыкновенно на сандараке с примесью мастики, служат для лакировки металлических изделий, игрушек, оловянных капсулей и пр. Цвет их, по неустойчивости анилиновых пигментов, весьма непрочен.

Скипидарные лаки - подобно спиртовым, приготовляются простым растворением смол в скипидаре. Скипидарные лаки подразделяются на белые и чёрные; для приготовления первых служит смола даммаровая, для чёрных — асфальт. Даммаровые лаки обыкновенно ценятся по своему оттенку; самые светлые, почти белые, называются эмалевыми. Лаки даммаровые, желтоватые, готовятся трёх сортов, обозначаемых № 1, 2 и 3, всё отличие которых заключается в густоте оттенка; чем лак светлее, тем он ценится дороже и идёт под № 1. Подразделение на сорта асфальтовых лаков делается в зависимости от подмеси канифоли (гарпиуса), служащей для удешевления этих лаков в ущерб их качества. Асфальтовых лаков также имеется три сорта, означаемых в торговле № 1, 2 и 3.

Производство скипидарных лаков обыкновенно связано с производством лаков масляных, тогда как производство спиртовых лаков с производством масляных и скипидарных ничего общего не имеет. Лаки скипидарные приготовляются следующим образом: смолы даммара или асфальт дробятся на куски величиной в орех и в таком виде всыпаются в медный котелок, подогреваемый на очаге. При темп. около 200 °C даммара и асфальт размягчаются (смолы, назначаемые для скипидарных лаков, до жидкой плавки доводить не следует; размягчённая смола снимается с очага и обливается в котелке скипидаром, который быстро смешивается со смолой, для чего следует только тщательно перемешивать их железной лопаткой, мешалкой, и скипидар прибавлять малыми порциями. Обыкновенно приливается на 10 частей смолы к 30 ч. скипидара по весу. Лак, таким образом приготовленный, в теплом состоянии сливается в отстойные резервуары, где отстаивается от 2 до 3 недель, и затем уже поступает в торговлю. Применение скипидарных лаков довольно ограничено; их лаковая плёнка мягка, гигроскопична и влияния внешней атмосферы не выдерживает. Все сорта даммаровых лаков употребляются для лакировки поверхностей, окрашенных в белый или в самые светлые колеры. Чёрный, асфальтовый лак идёт для лакировки дешёвых железных изделий или самых простых малярных того же цвета окрасок.

Масляные лаки - пользуются самым обширным и разнообразным применением, поэтому и ассортимент их весьма многочислен. Материалами для производства масляных лаков служат льняное масло, скипидар и различные сорта копалов.

Копал — твёрдая, трудноплавкая, имеющая химическую стойкость, похожая на янтарь ископаемая природная смола, выделяемая преимущественно тропическими деревьями семейства бобовых. Часто копал называют по месту добычи. Добывают копал подсочкой стволов дикорастущего копалового дерева, также из земли (ископаемый копал). Копал без вкуса и запаха, от светло-желтого до бурого цвета, состоит в основном из смоляных кислот, плотность 1, 03—1, 07 г/см3, плавится при 180—340°, растворимость различна. Служит для приготовления лаков; в связи с появлением синтетических смол утрачивает своё значение.

Льняное масло идёт в виде олифы, которую заготовляют ранее. Скипидар употребляется только высокой очистки, обыкновенно для лакового дела берут скипидары франц. и американский, получаемые при производстве канифоли. Из копалов — самого важного материала — пользуются особым предпочтением все сорта копала-каури, копала-манилла, занзибар, ангола, сиерра-леона и копал вестиндский (хрустальный). От выбора всех поименованных материалов зависят качества и достоинства масляных лаков. Производство масляных лаков более сложно, чем спиртовых и скипидарных; кроме того, здесь требуется особенный навык, опыт и тщательное наблюдение. Всё производство состоит из следующих операций:

· приготовление олифы

· сортировка

· дробление

· плавление копалов

· варка лака

· отстаивание

Лаковая олифа приготовляется из сухого, отстойного льняного масла; масло подогревается до температуры 260 °C в особом медном открытом котле на голом огне и во время варки олифы в него прибавляют немного свинцового сахара и борно-кислого марганца. Сваренная олифа должна на пробном стекле высыхать в течение 18 часов, не давать отлипи и представлять собой прозрачную бесцветную, блестящую и эластичную плёнку. Такая олифа является не только растворителем копалов, но сама служит главным составным элементом лаковой оболочки. Линоксеин олифы, соединяясь с копалами, уничтожает их хрупкость, даёт эластичность лаковой плёнке и служит важным условием прочности и устойчивости масляной лакировки. Лаковая олифа заготовляется в запас, сохраняется в отстойных резервуарах и только в чистом, отстоянном виде идёт для приготовления лака.

Сортировка копалов играет также важную роль в производстве. Торговые их сорта получаются в кусках различной величины, различной степени прозрачности и цвета и даже различной твёрдости. При сортировке отбираются куски, однородные по цвету, чистоте, величине и твёрдости, и каждый сорт в отдельности служит для приготовления особого сорта или № лака. Дробление копалов производится помощью ручной машинки, употребляемой для колки сахара; при известном навыке один человек в день может надробить около 90 кг копала.

Отсортированный, дроблёный копал поступает в плавку и затем в варку лака. Большинство масляных лаков производится из смешения нескольких сортов копала. Подбор и относительная пропорция их для приготовления известного сорта или, как говорят, специальности лака и составляет обыкновенно секрет заводов. Комбинации смешений, ввиду огромного выбора копалов и др. смол, бесчисленны, и всякий завод имеет свои приёмы и рецепты. Различные копалы имеют различную твёрдость, а, следовательно, и различную температуру плавления. Есть копалы, как занзибар, сиерра-леона и др., плавящиеся выше 400 °C, поэтому при плавлении следует соблюдать такой порядок, чтобы в плавильные котлы засыпалась раньше порция тугоплавкого копала и после её расплавления прибавлялись требуемые по рецептам более легкоплавкие копалы и др. смолы. Эта предосторожность уменьшает пригорание смол и даёт более светлые оттенки лака, но на практике почти всегда мастера смешивают сразу дробленые копалы и смесь подвергают одновременной плавке. Плавка и варка представляют собой самые сложные и трудные операции в производстве лака. При плавлении копалов происходит обильное выделение летучих продуктов, легко воспламеняемых, поэтому устройство лаковарных очагов требует специальных приспособлений. Плавка копалов и варка Л. на крупных заводах производятся в больших медных котлах ёмкостью в 30—40 вёдер (370-490 литров), помещаемых на очагах, устроенных в полу лаковарни. Над котлом находится воронкообразный железный колпак, с тягой, для отвода летучих продуктов. Котёл снабжён цепью, посредствомкоторой, с помощью установленного вблизи крана, он во всякое время может быть снятс очага. Во всё время плавки, начало которой определяется появлением тяжёлых паров и газов в виде дыма, копал перемешивается железной мешалкой.

По окончании плавки, что узнаётся по прекращению выделения дыма, котёл снимают с очага, и в расплавленный копал, при постоянном перемешивании, вливают по частям определённую порцию олифы, предварительно подогретой до 250 °C; затем котёл опять устанавливают на очаг и начинают варку. Эта операция требует особенного знания и опыта. Всё достоинство лака зависит от определения конца его варки. Лак недоваренный или переваренный бракуется. Конец варки определяется постоянными пробами варимого лака. Пробы эти производятся помощью стеклянной палочки, которой варимый лак берут каплями на плоское стекло, и по цвету, густоте и липкости этих капель узнают окончание варки.

Сваренный лак снимают с очага и дают остыть до 200 °C По достижения этой температуры начинают, при постоянном перемешивании, приливать по частям заранее отвешенную порцию скипидара, причём котёл помещают под колпаком с тягой, так как разбавка лака скипидаром сопровождается сильным выделением паров и газов. Затем лак дают остыть и остывший, готовый лак сливают в отстойные резервуары.

На малых заводах, а некоторые лаки и на заводах крупных варят в медных котелках меньшего размера, ёмкость которых не превосходит 50-60 литров. Для таких котелков (ручных) устраиваются особые очаги и самые котелки имеют специальную конструкцию со шлемом, отводящим газы в вытяжную трубу, и отверстием, через которое помощью мешалки производится постоянное перемешивание содержимого котелка. Плавка и варка производятся точно так же, как и в больших котлах.

Классическим рецептом масляного лака считается следующий: 14 ч. копала, 43 ч. олифы и 25 ч. скипидара. При этом, однако, следует заметить, что всю суть лакового производства составляют выбор и пропорция копалов, особенности приготовления олифы и способ плавления копалов и варки лака. Отстаивание масляных лаков производится в особых отстойных отделениях, где помещаются соответствующие резервуары. Отстойное отделение должно иметь температуру не ниже 25 °C и быть свободно от сырости. Резервуары делаются из котельного железа вместимостью 820-1640 кг. Для каждого сорта лака должно иметь, по крайней мере, два резервуара, так как отстаивание продолжается не менее 6-ти месяцев. Отстоявшийся лак поступает в продажу. Масляные лаки подразделяют:

· лак подготовительный — для подготовки поверхности под окраску,

· лак малярный - предназначается вообще для лакировки по дереву и по всякой окраске, если требуется блеск и если поверхность подвержена влияниям наружной атмосферы.

· лак специальный – для кожевенных, клеёночных, обойных, жестяных, и прочих работ.

Автомобильный лак представляет собой очень прозрачную алкидную смолу высочайшей степени очистки со специальными добавками.

Прозрачный лак HS высочайшего качества используется при вторичном ремонте автомобилей, и при работах, связанных с дизайном автомобилей. Это лак высокой прозрачности, который обеспечивает высочайшее качество поверхности, превосходную яркость и блеск. Он устойчив к атмосферным воздействиям, ультрафиолету, обладает отличной эластичностью и превосходно полируется.

Краска – это смесь различных компонентов, придающих ей определенные свойства. В состав красок в различных пропорциях входят: связующие компоненты, наполнители, растворители, пластификаторы, красящие пигменты.

Связующие компоненты – это плёнкообразующие вещества, которые отвечают за образование пленки на окрашиваемой поверхности. В современном производстве это специальным образом обработанные олифы или синтетические высокомолекулярные соединения. В зависимости от применяемого плёнкообразующего вещества краски бывают алкидные, масляные, латексные и т.д.

Цветные пигменты отвечают за цвет краски, а также служат для улучшения физико-механических и антикоррозионных её свойств.

Наполнители обычно используются для удешевления рецептуры краски, а также для придания ей дополнительных полезных свойств.