Alkid qatranları müasir boya və lakların istehsalı üçün xammal kimi aparıcı yerlərdən birini tutur. Onlara əsaslanan film əmələ gətirən kompozisiyalar geniş tətbiq sahəsinə malikdir. Kaplama xüsusiyyətləri qatranların və yarı bitmiş lakların növündən asılıdır. Ən çox yayılmışları dəyişdirilmiş kompozisiyalardır, çünki onlar yüksək dekorativ və qoruyucu keyfiyyətlərə malikdir.
Təsvir
Alkid qatranları (və ya alkidlər) polihidrik spirtlərin çoxəsaslı turşular və ya onların anhidridləri ilə reaksiyası nəticəsində yaranan efirlərdir. Görünüşünə görə, onlar rəngi tünd sarıdan qəhvəyi rəngə qədər yüksək viskoz yapışqan kütlədir.
Alkidlər həmçinin digər qatranlar və sellüloza (alkid-karbamid-formaldehid, fenol-alkid, alkid-akril sopolimerləri və digər birləşmələr) ilə birləşdirilir. Səth gərginliyini az altmaq üçün onların tərkibinə butil spirti əlavə edilir ki, bu da hazır məhsulun tökülməsini asanlaşdırır.
Kimyəvi tərkibi və təsnifatı
Alkid qatranları bir neçə meyara görə sistemləşdirilir:
-
Tərkibində yağ turşularının olması ilə: dəyişdirilməmiş (ftalat) və dəyişdirilmiş.
- Yağ tərkibinə görə: yağlı (>60%), orta yağlı (40-60%), arıq (35-60%), ekstra arıq (<34%). Yağlı alkidlər əsasən quruducu yağlarla hazırlanır.
- Tərkibin alındığı spirtin növünə görə: qliftalik, ksiftalik, pentaftalik, etriftalik.
- Qurutma qabiliyyətinə görə: qurutma və qurutma.
- Həlletmə üsuluna görə: üzvi həlledicilər və ya su ilə seyreltilir.
Alkid qatranının kimyəvi tərkibi üzvi həlledicilərdə uçucu olmayan maddələrin 40-60% məhluludur.
Xüsusiyyətlər
Alkidlərin xassələri polihidrik spirtin növündən, konsentrasiyasından və digər komponentlərin mövcudluğundan asılıdır. Aromatik komponentlər bu birləşmələrin sərtliyinə və aşınma müqavimətinə, alifatik poliollara - elastikliyə, sikloalifatik struktur vahidlərinə - xüsusiyyətlər balansına əsaslanan örtüklər verir.
Alkid qatranı məhlulları aşağıdakı parametrlərlə xarakterizə olunur:
- özlülük - 35-100 s (VZ-4 viskozimetrinə görə);
- molekulyar çəki - 1500-5000 kDa;
- sıxlıq - 0,9-1,05 q/sm3;
- yağların keyfiyyətinin əsas göstəricisi olan kalium hidroksidinin miqdarı 20-dən çox deyil.
Temperatur artdıqca alkidlərin özlülüyü azalır və əksinə. Maddənin tərkibindəki yağ nə qədər az olarsa, alifatik və naften karbohidrogenlərdə bir o qədər pis həll olur.
Xassələr təkmilləşdirin
Dəyişdirilməmiş alkidlər sərt və kövrək təbəqələr əmələ gətirir, zəif həll olunur. Keyfiyyətlərini yaxşılaşdırmaq üçün reaksiya qarışığının tərkibinə əlavə komponentlər daxil edilir ki, bu da örtüklərə parlaqlıq, elastiklik, suya, həlledicilərə, yağlara və havaya davamlılıq verir, otaq temperaturunda qurudulmanı sürətləndirir və əsas material ilə yapışmanı artırır. Modifikasiya edilmiş alkid qatranları kətan toxumu, hündür yağ, tung yağı, günəbaxan yağı, gənəgərçək yağı, pambıq toxumu yağı, rozin, sintetik yağ turşularından istifadə etməklə əldə edilir.
3 əsas modifikasiya üsulu var:
- monomerlərin qatran istehsalında tətbiqi;
- bitmiş alkidləri dəyişdirici maddələrlə reaksiyaya salmaqla;
- qatranların digər film əmələ gətirənlərlə qarışdırılması.
Alın
Alkidlər iki yolla sintez olunur: spirtiz və yağ turşusu üsulu.
Birinci halda proses 3 mərhələdə baş verir:
- Bitki yağının və ya onun yağ turşularının trigliseridlərinin polihidrik spirtlərlə transesterifikasiyası. Kimyəvi reaksiya 240-260 °C temperaturda və katalizatorun iştirakı ilə baş verir. Spirtlərdən qliftalik qatranların istehsalı üçün qliserin, etriftal qatranlar üçün - etriol, pentaftalik qatranlar üçün - pentaeritritol istifadə olunur.
- Qısmi efirlərin ftalik anhidridlə esterifikasiyası, nəticədə turşu efiri.
-
Su ayrılması və alkid əmələ gəlməsi ilə poliesterləşdirmə.
Qatranların alınması üçün ikinci üsul yağ turşusu efirlərinin və polihidrik spirtlərin esterləşdirilməsi və poliesterləşdirilməsidir.
Alkid durulaşdırıcılar
Aşağıdakı karbon birləşmələri alkid qatranları üçün həlledici kimi xidmət edir:
- alifatik (heksan, heptan, C6-C12 parafinləri);
- aromatik (benzol, həlledici, toluol, ksilen və s.);
- terpen (skipidar);
- halogenləşdirilmiş (trikloretilen, tetraxloretilen, perxloretilen);
- yağ (nefras, benzin).
Aşağı qaynayan efirlər (etil spirti, etil asetat), qlikol efirləri, ketonlar (aseton) da durulaşdırıcı kimi istifadə edilə bilər. Butanol bu məqsədlər üçün yararsızdır, çünki onun molekulları alkid qatranlarında olan çox miqdarda həlledicini cəlb edir. Yağsız alkidlər yalnız aromatik karbohidrogenlərdə, yağlı alkidlər isə alifatik karbohidrogenlərdə həll olunur.
Suda həll olunan qatranlar da var ki, onların əsasında suda olan örtüklər istehsal olunur (isti qurudulmuş emallar və primerlər).
Tətbiq
Alkid qatranlarının əsas məqsədi boya və lakların (LKM) istehsalıdır. Dəyişdirilməmiş birləşmələr elektrik izolyasiya edən lakların və yapışdırıcıların istehsalı üçün istifadə olunur.
Kimdənqatran məhlulları sənayedə və gündəlik həyatda istifadə olunan yarımfabrikat və bitmiş laklar hazırlayır.
Boya materialları
Alkid örtükləri polikondensasiya qatranlarına əsaslanan bütün materiallar arasında ən çox istifadə olunandır. Pentaeritritol spirtinin 4 hidroksil qrupu olduğundan, tərkibində pentaeritritol olan alkidlər daha tez sağalır və daha parlaq örtüklər əmələ gətirir. Bu baxımdan sənaye əsasən pentaftalik tipli alkid qatranları əsasında boya materialları istehsal edir. Çoxlu sayda aromatik komponentlərin istifadəsi örtüklərin sərtliyini və mexaniki stresə davamlılığını təmin edir.
Alkidlərə əsaslanan piqmentli örtüklər aşağıdakı qruplara bölünür:
- gliftalik (GF), pentaftalik (EF), etriftalik (ET) minalar;
- torpaqlar;
- maska.
Quruyan alkid qatranları boyalar və laklar üçün müstəqil plyonka əmələ gətirənlər kimi, qurumayanlar isə karbamid qətranları, sellüloz nitratları ilə (əsas materiala örtüklərin elastikliyini və yapışmasını yaxşılaşdırmaq üçün) tərkiblərdə istifadə olunur.
Örtüklərin xassələri kimyəvi tərkibindən asılıdır. Beləliklə, üzvi həlledicilərdə olan daha yağlı alkid qatranları fırça ilə tətbiq etmək daha asandır, elastikliyi və hava müqaviməti artır, lakin daha yavaş quruyur və mineral yağlara daha az davamlıdır. Maksimum qurutma dərəcəsi tung və ya kətan toxumu ilə dəyişdirilmiş qatranlar üçün xarakterikdir.yağ. Alkid emalları üçün orta qurutma müddəti 24 saatdır.
Xüsusi rəngləmə
Alkid qatranları komponentin tərkibindən asılı olaraq aşağıdakı məqsədlər üçün istifadə olunur:
- Benzoy turşusu əsasında (yağ tərkibi 38-50% çəki) - kənd təsərrüfatı maşınlarının, radiatorların, avtomobil təmirinin rənglənməsi üçün emallar. Yüksək dərəcədə solur və hava şəraitinə davamlıdır.
- Tərkibində 9,12-linoleik və 9,11-linoleik turşular - avadanlıqların təmiri.
- Skinny - tez quruyan tək qatlar, astarlar, radiator boyası.
- Kətan yağı və qliserin üzərində - korroziyaya qarşı örtüklər, çap mürəkkəbləri. Günəş işığına məruz qaldıqda tez solur, buna görə də onlar ən çox astarlarda və hamarlayıcı birləşmələrdə istifadə olunur.
- Soya və ya hündür yağ əsaslı, yaxşı hava şəraitinə davamlı üst qatlar.
- Təbii qatranlarla (rozin turşuları) modifikasiya edilib – primerlərin və doldurucuların istehsalı. Birləşmələr solmağa meyllidir.
- Stirol, akrilat ilə modifikasiya olunmuş - astarlar, şkaflar, hamarlayıcı birləşmələr, gəmilərin rənglənməsi üçün örtüklər, avadanlıq, təbəqə metal, güclü mexaniki gərginliyə məruz qalmış ağac (parket lakları, döşəmə emalları, mebel); emalların borularda qablaşdırılması. Onlar aşınmaya və elastikliyə qarşı artan müqavimətə malikdirlər.
Ekoloji aspektlər
Alkid qatranlarının tərkibində üzvi həlledicilər olduğundan insan sağlamlığı və ətraf mühit üçün müəyyən təhlükə yaradır. Onlara əsaslanan boya materiallarından istifadə edərək boya və lak işləri apararkən fərdi qoruyucu vasitələrdən (qaz maskaları, kombinezonlar) istifadə etmək lazımdır. Rəngləmə təchizatı və egzoz havalandırması olan otaqlarda aparılmalıdır.
Həlledicilərin toksiklik səviyyəsinə görə alkidləri 3 qrupa bölmək olar:
- ən az zəhərli (MPC=300-1000 mg/m3) – etil efir, spirt, benzin;
- orta toksiklik (MPC=100-200 mg/m3) – aseton, butil efir;
- yüksək zəhərli (MPC=20-50 mg/m3) – etilen qlikol, benzol.
Xaricdə üzlüklərin istehsalının ekoloji cəhətdən təmizliyinə yüksək tələblər qoyulur, ona görə də hazırda yüksək tərkibli quru maddə və su tərkibli materialların yaradılması üzrə işlər aparılır. Bununla belə, üzvi həllediciləri olan alkid qatranları emal xüsusiyyətlərinə görə hələ də suda həll olunan qatranlardan üstündür.
