52

Введение

Олигоэфиры, модифицированные растительными маслами (алкиды), были одними из первых синтетических пленкообразователей, изготовленных лакокрасочной промышленностью взамен природных смол и масел (начало 30-х годов). Это были глифтали – продукты конденсации глицерина, фталевого ангидрида и растительных масел (триглицеридов жирных кислот). Глифталевая смола при нагревании переходит в неплавкое и нерастворимое состояние. По внешнему виду – твердая, хрупкая, прозрачная масса от светло-желтого до темно-коричневого цвета.

Затем начал расширяться круг мономеров за счет четырехатомного спирта – пентаэритрита (пентафтали), этиленгликоля, триметилолэтана, триметилолпропана, гексантриола и других ди - и полиолов, а также малеинового, пиромеллитового и тримеллитового ангидрида и других ди - и поликарбоновых кислот и их ангидридов. В настоящее время алкиды составляют в промышленно развитых странах свыше половины всех синтетических пленкообразователей.

Ассортимент алкидов во многом зависит от сырьевых ресурсов той или иной страны. Например, в США широко используются алкиды, модифицированные соевым, ойтисиковым и перилловым маслами; применяется также и талловое масло.

В нашей стране для модификации алкидов используют льняное, подсолнечное, хлопковое и другие масла, а также их заменители: синтетические жирные кислоты (разветвленные и нормального строения), талловое масло, жирные кислоты соапстоков, п-трет-бутилбензойная кислота и другие.

В связи с этим пленкообразующие свойства алкидов определяются не только природой мономеров, образующих полиэфирную цепь, но и количеством модификаторов, образующих боковые цепи, то есть придающих молекуле алкида разветвленную структуру. Модификация олигоэфиров непредельными жирнокислотными остатками придает им способность химически отверждаться и растворяться в растворителях, применяемых в лакокрасочном производстве, а также совмещаться с другими пленкообразователями.

Алкиды классифицируют по жирности, характеризуемой или содержанием масла в загрузочной рецептуре (в %), или коэффициентом жирности, который выражает отношение количества масла и непредельных жирных кислот к количеству немасляного пленкообразующего компонента олигомера, то есть фталевого ангидрида, пентаэритрита и других модифицирующих добавок. По жирности алкиды подразделяют на жирные (1), средние (2) и тощие (3):

В табл. 1.1 приведены данные по жировому составу алкидов /1, с. 188/.

Таблица 1.1

	1	2	3
Жирность, % (масс.)	67-75	50	33
Коэффициент жирности	2-3	1	0,5

Растворимость смол, модифицированных маслами, изменяется в зависимости от их степени жирности. При больших количествах масла или жирной кислоты совместимость с нефтяными разбавителями больше, и в этом случае смолы дешевле. Для наружных покрытий обычно используются алкиды с высокой жирностью, для внутренних – алкиды со средней или малой жирностью. Поскольку алкидные смолы, модифицированные высыхающими маслами, являются превосходными связующими для пигментов, в настоящее время их применяют с этой целью в большинстве лаковых красок для внутренней окраски помещений /2, с.278/.

Применение при изготовлении модифицированных смол пентаэритрита вместо глицерина ускоряет рост вязкости синтезируемых смол и увеличивает возможность их желатинизации. Вследствие этого пентафтали, модифицированные высыхающими маслами, готовят обычно с жирностью не менее 64 %, модифицированные полувысыхающими маслами – с жирностью не менее 58 %. С насыщенными кислотами получают тощие пентафтали с жирностью 40 %.

Тощие пентафтали, модифицированные полувысыхающими и высыхающими маслами, получают, вводя для понижения вязкости одноосновные кислоты (чаще всего канифоль).

Лаки и эмали на основе пентафталей высыхают при холодно сушке быстрее глифталевых (той же жирности и модифицированных тем же маслом) и образуют более водостойкие покрытия /3, с.259/.

Глифталевые смолы изготовляют различной степени жирности с использованием как высыхающих, так и полувысыхающих масел, не опасаясь преждевременной быстрой желатинизации смолы в процессе синтеза. Однако при использовании тунгового и ойтисикового масел может происходить быстрая желатинизация смолы. Поэтому эти масла используют лишь в качестве добавок к другим высыхающим или к полувысыхающим маслам обычно в количестве не более 15 % от общей массы масла.

Пентафталевые смолы отличаются от глифталевых более высокой молекулярной массой и большей степенью разветвленности вследствие более высокой функциональности пентаэритрита (по сравнению с глицерином) и наличием в его молекуле неопентильной группы. Это обеспечивает более высокую скорость сушки даже для смол, содержащих полувысыхающие масла с образованием покрытий, превосходящих глифталевые по твердости, водо-, свето- и атмосферостойкости.

В то же время вследствие высокой реакционной способности пентаэритрира увеличивается опасность желатинизации смолы в процессе синтеза. Поэтому пентафталевые смолы готовят преимущественно жирного типа. Реакционную способность смолы в случае надобности снижают, заменяя часть масла на канифоль, инденокумароновую смолу, бензойную кислоту или добавляя формальдегид /4, с.108/.