Плівкоутворювачі

Це основні компоненти будь-якого лакофарбового матеріалу. Вони бувають природного походження (клеї, олії, оліфи) і штучні синтетичні.

Тваринні та рослинні клеї у фарбах для побілки використовують досить широко. Додають їх в незначній кількості і служать вони як зв'язуюча речовина.

Казеїновий клей використовують переважно в гуашевих (водяних) фарбах або ж додають до вапна, з якими він утворює нерозчинні сполуки, подібні до пластмаси. Зараз виготовляють полівінілаце- татні водорозчинні фарби, що з успіхом замінюють фарби на тваринних і рослинних клеях.

Олії є вихідними продуктами для приготування оліф та художніх фарб. Найкращими для приготування художніх фарб є олії холодного пресування, бо вони вміщуюють менше білкових речовин, слизу та інших шкідливих домішок. Рослинні олії після очищення та рафінування додатково піддають різним видам обробки: полімеризації (нагрівання без доступу повітря), оксидації (продування повітря через нагріту до 110— 150 °С олію), тощо. Для оксидації олії в домашніх умовах (наприклад, виготовлення художніх фарб) її виливають у широку скляну банку, додають добре висушені сухарі з чорного хліба до 1 /5 всього об'єму, зав'язують банку марлею і виставляють на сонце та повітря. Через 1, 5—2 місяці під дією кисню олія оксидується і стає майже безколірною. Сухарі утримують білкові речовини, слиз тощо. Потім олію обережно зливають у чистий посуд.

Деякі рослинні олії, що залишаються на відкритому повітрі, внаслідок дії сонячного світла, тепла та кисню, згущуються, темніють, а в тонкому шарі — створюють плівки. Було помічено, що не всі органічні олії мають такі властивості. Розвиток хімії та дослідження хімічного складу рідин довели, що згущуватися та створювати тонкі плівки здатні лише ті органічні олії, до складу яких входить ліноленова кислота. Якщо її вміст незначний, подібні органічні олії — не сохнуть (наприклад, оливкова).

Вміст ліноленової кислоти -

· лляна олія — до 80%

· олія з конопляного насіння — до 70%

Горіхова(з грецьких горіхів), соняшникова, макова олії мають від 50 до 30% ліноленової кислоти, тому сохнуть досить повільно і тривалий час. Всі ці олії (до термообробки) мають вміст речовин, що уповільнюють висихання. Але вони руйнуються під час термообробки і олія швидше густіє і здатна швидко сохнути з утворенням плівки. Здатність швидше сохнути органічні олії отримують і після додачі солей металів (сіккативи) та термічної обробки. Отримані таким шляхом рідини і називають оліфами.

Більшість сучасних оліф здатні висихати і утворювати плівки за 24 години (від шести до 24 годин).

Стародавні рецепти оліф дозволяли використовувати для їх виробництва бурштину або смоли. За сучасними уявленнями їх відносять до лаку.

Оліфи — це продукти переробки рослинних олій або алкідних смол з домішкою сикативів та інших речовин. Оліфи розподіляють на три великі групи: олійні, алкідні і синтетичні.

Олійні оліфи є натуральні, напівнатуральні та комбіновані. Натуральні оліфи готують з лляної, конопляної або соняшникової олії. До них при нагріванні домішують сикативи (0, 1—2, 5 %), які прискорюють висихання фарб. У домашніх умовах оліфу варять з олії в широкому посуді для насичення її киснем та випаровування води при температурі 120— 130 °С. При відсутності термометра нагрівають олію доти, поки опущена пір'їна почне скручуватись. Варять оліфу до припинення піноутворення, що є ознакою повного випаровування води. Потім додають строго нормовану кількість сикативу, інакше висихання готової фарби уповільнюється, і знову кип'ятять. У випадках використання оліфи для живопису її готують без домішок сикативу.

Приготування художніх оліф. Існує три способи приготування оліфи:

гарячий — льняну або макову олію швидко нагрівають до кипіння (температура 280—300 °С) і варять короткий час;

холодний — олію нагрівають до 120—150 °С (закипання виключа-ється) і витримують протягом 14 год. Потім виливають у широкий скляний посуд і висвітлюють її протягом 2—3 місяців;

томління — олію заливають у широкий посуд і ставлять у теплу піч на 12—14 діб до появи піни. Цю піну знімають, заливають олію в широкий скляний посуд і висвітлюють йа сонці протягом 2—З місяців. Потім обережно зливають і проціджують крізь марлю. Варити оліфу краще всього у череп'яному полив'яному посуді, щоб зменшити підгоряння. Якщо ж такого посуду немає, то використо-вують алюмінієвий або емальований.

Використовувати залізний посуд не рекомендується, у ньому оліфа темніє. У процесі варіння на дно посуду кидають 2—3 головки (на 1 літр олії) очищеного і порізаного часнику. Зварена оліфа повинна бути прозорою (каламутна погано висихає). Якщо оліфа помутніла при зберіганні на морозі (нижче 15 °С), для освітлення її нагрівають до 120—150 °С.

Напівнатуральні оліфи, або оліфи оксоль, — це 50%* -ні розчини оксидованих олій в уайт-спіриті (47 %) з домішкою сикативів (3%). Продаються три марки цих оліф: оксоль В на основі лляної олії; оксоль СМ на основі суміші лляної або конопляної (70 %) і соняшникової (ЗО %) олій; оліфа ПВ з використанням соняшникової, соєвої або рижієвої олії. Фарби, виготовлені на напівнатуральних оліфах, після випаровування розчинника залишають плівку малої товщини. Тому для внутрішніх робіт застосовують оліфи оксоль та рицинові. Непридатні напівнатуральні оліфи для виготовлення густотертих фарб, бо останні швидко загусають. Цими оліфами слід лише розводити густотерті фарби до робочої густини.

Комбіновані оліфи — це розчин в уайт-спіриті суміші оксидованих олій із зневодненими оліями та сикативом. Ці оліфи у фарбах дають товщу плівку, ніж оліфи оксоль, їх застосовують для приготування густотертих фарб. Випускають їх марок К-1—К-12. З них К-1, К-3 і К-5 та К-6 можуть бути використані у фарбах для зовнішніх і внутрішніх робіт, а решта тільки для внутрішніх робіт. До комбінованих належить також оліфа К-СКДП, яка за якістю наближається до комбінованих.

Оліфа нафтополімерна — це 55% -ний розчин вуглецеводневої смоли в уайт-спіриті. Її застосовують переважно для будівельних робіт: просочування деревини,

штукатурки тощо.

Алкідні оліфи одержують відповідно обробкою рослинних олій.

Є три види алкідних оліф — гліфталева, пентафталева та ксифталева.

Пентафталева оліфа випускається двох марок: ПФ-ПВ, яку виготовляють на основі соняшникової, соєвої та рижієвої олій; ПФ-К — з використанням рицинової та тунгової олій. Алкідні оліфи у фарбах дають міцну вологостійку, довговічну плівку, тому їх використовують для зовнішнього фарбування. Лише ксифталеву оліфу застосовують для внутрішніх робіт.

Фарби, виготовлені на олійних або алкідних оліфах, відносять до групи алкідних.

Синтетичні оліфи — це розчини сланцевого масла, солей нафтенових кислот і деяких смол в органічних розчинниках. До цих оліф належать: сланцева, синтоло ва, етиноль, полідієнова тощо. З них лише сланцева оліфа дає атмосферостійку плівку, тому рекомендується для зовнішніх робіт. Для внутрішнього фарбування вона не використовується, бо має різкий запах.

Оліфа етиноль утворює блискучу тверду плівку, стійку проти дії лугів, кислот, води, але вона не атмосферостійка. Застосовують її для антикорозійної грунтовки та як добавку до інших оліф (не більше 15 %).

Використовують синтетичні оліфи з фарбами темних кольорів.

Смоли

— природні або синтетичні сполуки, які розчиняються в певних розчинниках.

Природні смоли — каніфоль, янтар, дамар, шелак — мають вигляд кремово-коричневих крихких камінців або червонуватих лусочок. Каніфоль рідко застосовують у чистому вигляді. З неї виготовляють гарпіус, а вже з нього — лаки та фарби. Лаки високої якості (особливо для живопису) одержують з модринної живиці або смоли фісташкового дерева. Шелак — одна з широковживаних смол, яку використовують для приготування політур і спиртових лаків. Крім спирту, шелак розчиняється в лугах і розчинах бури. Розчин шелаку у лужній воді утворює фіксати (водяний лак) для закріплення малюнків, виконаних олівцем та кольоровою крейдою або пастеллю.

Синтетичні смоли — поліефірні, феноло-формальдегідні, вінілові, епоксидні — існують у вигляді густих тягучих сполук або скло-подібних мас, які розчиняються в різних органічних розчинниках. З домішкою пігменту вони утворюють фарбу, а без пігменту — лак.

Синтетичні смоли надають покриттям деяких специфічних влас-тивостей, наприклад хімічну та термічну стійкість, яка відсутня' в природних смолах. Тому синтетичні смоли як плівкоутворювачі майже повністю замінили природні. Меламіново-формальдегідні смоли в поєднанні з алкідними та відповідними пігментами при гарячому сушінні (до 130 °С) дають міцну атмосферостійку плівку. Іноді їх називають синтетичними емалями.

Епоксидні смоли в фарбах дають досить міцну температуростійку плівку, на яку майже не діють луги та кислоти. Але ця плівка на сонці згодом жовтіє, тому для зовнішнього фарбування не засто-совується. Щоб прискорити висихання фарб на епоксидних смолах, вводять затвердник. Полівінілацетатні сполуки тепер широко використовують для приготування водорозчинних фарб, що замінюють крейдяні або вапняні розчини для побілки приміщення. Стійку плівку вони не утворюють, але дозволяється протирати їх вологою ганчіркою.

Пек, бітум, гудрон — продукти кам'яновугільного та нафтового походження. З органічними розчинниками утворюють лаки, які застосовують для захисного фарбування. Вони стійкі проти дії води, кислот, лугів. У поєднанні з рослинними оліями якість фарбових матеріалів на їх основі поліпшується, хоч декоративні властивості невисокі.

Нітроцелюлоза — біла, волокниста речовина, що утворюється при обробці целюлози сумішшю азотної і сірчаної кислот. Нітроцелюлоза є основним матеріалом для приготування нітролаків і нітроемалей. Добре розчиняється в ацетоні і ефірі. Недолік її плівки — легка займистість.

Менш поширені плівкоутворюва чі — це циклокаучук, фарби на якому дуже стійкі і нагріті до 110 °С витримують луги та кислоти.

Такі ж властивості мають фуранові смоли та фарби на них. Міцні плівки дають епоксіефіри та поліуретани. У останніх, крім того, плівка міцна на стирання.