книги из ГПНТБ / Буглай Б.М. Технология отделки древесины учебник

Представляет некоторый интерес применение поливинилхлорида и его сополимеров в виде дисперсий. Дисперсии могут быть в виде так называемых пластизолей, т. е. дисперсий полимера в пласти­ фикаторе и органзолей, представляющих собой дисперсию поли­ мера в смеси пластификаторов и органических разбавителей.

Дисперсию наносят на поверхность и нагревают при темпера­ туре около 175° С. При этом разбавители улетучиваются, смола плавится и образует с пластификатором однородную эластичную пленку. Таким способом можно получать покрытия не только из поливинилхлорида, но и из других термопластичных полимеров. Достоинство их — возможность применения материала со значи­ тельной концентрацией полимера, так как дисперсии полимеров имеют меньшую вязкость, чем их растворы.

Пластизоли, в частности на основе поливинилхлорида, широко применяют для получения покрытий на тканях (тестовииит, автобим и др.), реже для покрытия поверхностей металлов и других материалов. Применение их и для получения покрытий на изделиях из древесины не получило распространения.

Свойства поливинилхлорида как пленкообразователя значи­ тельно улучшаются, если поливииилхлорид подвергают дополни­ тельному хлорированию. При этом содержание хлора в полимере возрастает с 45—56 до 64—65%- Предполагают, что хлорирован­ ный полимер имеет структуру.

ГСНг —СН-СН—СН—СН2 —СН—1

Такие хлорированные полимеры получили название перхлорвиниловых смол. Они имеют значительно лучшие лакотехнические свойства (растворимость, адгезию и др.), чем обычный поливинилхлорид, и совмещаются с пластификаторами и алкидными смолами. Плотность перхлорвиниловых смол около 1,5 г/см3; они раство­ римы в ацетоне, ацетатных растворителях, ароматических и хлори­ рованных углеводородах, образуют вязкие растворы, поэтому при­ готовленные на них лаки и эмали имеют невысокую концентрацию

для приготовления эмалей, которые представляют собой суспензии пигментов в растворах перхлорвиниловой и алкидных смол с до­ бавкой пластификаторов. Эмали применяют для окраски изделий, эксплуатируемых в атмосферных условиях (деревянные детали сельскохозяйственных машин, грузовых - автомобилей, железнодо­ рожных товарных вагонов и контейнеров), а также изделий, экс­ плуатируемых в условиях тропического климата и в агрессивных средах. Перхлорвиниловые эмали образуют покрытия со слабым блеском, невысокой термостойкостью и адгезией к металлам. На металл их можно наносить только по специальным грунтам.

Отделочные материалы на основе поливянилацетата

Полимеризация сложного эфира уксусной кислоты и винило­ вого спирта — винилацетата (СН 2 =СНСООСН 3 ) приводит к полу­ чению бесцветного полимера с линейной структурой молекул — поливинилацетата. Полимер имеет строение

|_ о = с - с н 3 _ [

типа (соли щелочных металлов и высших жирных и смоляных

Для этого применяют некоторые фосфорные соли натрия, поливи­ ниловый спирт, казеин и др.

Для предотвращения сильного вспенивания при приготовлении дисперсионных красок, а также для предотвращения появления пу­

бильность и морозостойкость, невысокая теплостойкость и повы­ шенная влагопроницаемость покрытий.

На основе поливинилацетатной эмульсии на местах готовят также грунтовки под прозрачную отделку древесины. Для этого в поливинилацетатную эмульсию для лучшего ее нанесения и рас­ тирания по поверхности добавляют некоторое количество высы-

хающего масла или олифы и эмульгируют. Примерный состав та­ кой грунтовки следующий (вес. %)•'

Как и поливинилацетатные краски, грунтовки на основе этого пленкообразователя имеют хорошую адгезию к древесине и свето­ стойкость, но малотеплостойки.

Отделочные материалы на основе полистирола

Стирол, или винилбензол, -СН=СН2 при комнатной

температуре представляет собой жидкость, кипящую при темпера­ туре 146° С.

Продукт полимеризации стирола — полистирол — представляет собой термопластичный полимер с линейной структурой молекул

- С Н - С Н 5 -

Плотность полистирола 1,05—1,07 г/см3; он бесцветен, прозра­ чен, стоек к действию воды и химических реагентов, обладает хо­ рошими электроизоляционными свойствами. Как пленкообразователь он обладает малой адгезией, образует хрупкие пленки.

Полистирол широко применяют в производстве пластмасс. Как пленкообразователь полистирол обладает плохой адгезией, обра­ зует хрупкие пленки и применяетсятолько в виде сополимеров. Сополимеризацией стирола и дивинила (бутадиена) получают дивинилстирольные каучуки. Латексы (водные эмульсии) таких каучуков используют для приготовления водоэмульсионных кра­ сок, применяемых в строительстве для внутренних работ по шту­ катурке, древесине и т. д. Такие краски обладают высоким содер­

Широкое распространение получили также продукты сополимеризации стирола с растительными маслами (масляно-стирольные смолы) и алкидными смолами (алкидно-стирольные смолы).

Масляно-стирольные смолы обладают хорошим блеском и уско­ ренным, по сравнению с маслами, высыханием. Основное примене­ ние — приготовление типографских красок.

Алкидно-стирольные смолы растворяются в ароматических и предельных углеводородах (скипидаре, уайт-спирите). В зависи­ мости от содержания стирола алкидно-стирольные смолы обладают разными свойствами. С увеличением содержания стирола увеличи­

Отделочные материалы на основе акриловых полимеров

Акриловые полимеры, или так называемые акрилаты, представ­

получили метиловый, этиловый и бутиловый эфиры акриловой и метиловый и бутиловый эфиры метакриловой кислот. Эфиры этих кислот легко полимеризуются, образуя прозрачные, бесцветные и

производства листовых материалов, труб, композиций для прессо­ вания и литья под давлением, пропиточных составов и т. д., полиметилметакрилат, или органическое стекло (плексиглас),— в авиа­ строении и приборостроении.

Акрилаты растворяются преимущественно в сложных эфирах, кетонах, хлорированных и ароматических углеводородах и совме­ щаются с пластификаторами. Самостоятельно или в смеси с дру­ гими пленкообразователями (нитратом целлюлозы, ацетилцеллго-

ствию ультрафиолетового излучения.

Как и другие термопластичные полимеры, акрилаты образуют высоковязкие растворы; приготовленные на них лаки и краски имеют невысокий сухой остаток. Для отделки древесины их при­ меняют ограниченно.

Водные дисперсии акриловых полимеров и сополимеров, обра­ зуемые при эмульсионной полимеризации, применяют для приго­ товления воднодисперсионных красок, причем атмосферостойкость покрытий из них значительно превосходит атмосферостойкость по­ крытий из других дисперсий, например поливинилацетата.

Недостаток акрилатов как пленкообразователя — относительно высокая стоимость и невысокий сухой остаток.

§ 5. Эфиры целлюлозы и отделочные материалы на их основе

Известно много простых и сложных эфиров. целлюлозы, но наибольшее практическое значение получил сложный азотнокислый эфир целлюлозы — нитрат целлюлозы (нитроцеллюлоза).

Целлюлоза относится к углеводам — полисахаридам и состав­ ляет основу растительных клеток. Элементарный состав целлю­ лозы [СбНю05 ]„. При взаимодействии со спиртами она образует простые эфиры, а с органическими или неорганическими кисло­ тами — сложные эфиры целлюлозы.

Для получения нитрата целлюлозу обрабатывают смесью азот­ ной и серной кислот. Серную кислоту вводят для связывания выде­ ляющейся при нитрации воды. Получаемый продукт в зависимости от содержания в нем азота разделяется на коллоксилин (с содер­ жанием азота 10—12,5%) и пироксилин (с содержанием азота 12,5—13,9%)- Коллоксилин служит для производства кинопленки, целлулоида, лаков, клеев и др.

уксусной кислоты, метиловом спирте, однако растворы его высоко­ вязки. Как и целлюлоза, коллоксилин имеет молекулы линейной структуры, с длиной которых связана прочность пленок и вязкость растворов. Чем больше длина молекул, тем прочнее покрытия, но и более вязки растворы коллоксилина. С экономической точки зрения, в лаках желательно применять менее вязкие сорта колло­ ксилина, однако прочность покрытий ограничивает их применение. Даже наиболее низковязкие марки коллоксилина, допустимые по техническим условиям к данному виду покрытий, все же дают относительно вязкие растворы. Характеристика марок коллокси­ лина, выпускаемого в СССР, приведена в табл. 4.

Чистые растворы коллоксилина в органических растворителях образуют твердые, но хрупкие пленки со слабой адгезией и нестой­ кие к атмосферным воздействиям. Кроме того, их можно приме­ нять только малоконцентрированными. Добавление к раствору пластификаторов (чаще всего касторового масла и дибутилфта-

лата) устраняет хрупкость нитроцеллюлозных пленок. Лаки с до­ бавкой к раствору коллоксилина только пластификаторов приме­ няют для тонких покрытий по металлу или ранее нанесенному слою нитроэмали. Они образуют твердые, но нестойкие к атмос­

не только пластификаторов, но и смол. Добавление смолы повы­ шает блеск и адгезию покрытий и позволяет, почти не увеличивая вязкости раствора, значительно повысить сухой остаток.

Качество покрытий'из нитролаков во многом зависит от вида, свойств и количества добавляемых смол. В качестве добавок при­ меняют глифталевые и мочевино-формальдегидные смолы, эфиры гарпиуса, окситерпеновую смолу и др. В последнее время в нитро­ лаки стали добавлять полиуретановые и силиконовые (кремиийорганические) смолы. Приготовленные с этими смолами нитролаки образуют покрытия повышенной твердости, водостойкости и тепло­ стойкости.

Обычно соотношение коллоксилина и смолы в нитролаках ко­ леблется от 1 : 0,5 до 1 :2,5.

В качестве пластификаторов в отечественных нитролаках чаще

стификаторов может быть очень мало или даже совсем не быть. Примерный состав нитролака следующий (вес. % ) :

растворителей коллоксилина (низко- и среднекипящих эфиров ук­ сусной кислоты — этилацетата, бутил ацетата и др.), скрытых рас­ творителей — спиртов (этилового, бутилового) и разбавителей — ароматических углеводородов (ксилола, толуола, бензола).

Введение в лак низкокипящих растворителей, например этилацетата, способствует быстрой сушке, но может вызвать помутне­ ние и побеление пленки при высыхании; охлаждение пленки при испарении растворителя до температуры ниже точки росы приво­ дит к конденсации влаги из воздуха и вызывает сворачивание кол­ локсилина. Замена части низкокипящего растворителя более высококипящим снижает скорость испарения и уменьшает степень охлаждения поверхности.

Введением спиртов, например этилового и бутилового, дости­ гается несколько целей. Во-первых, в присутствии истинных рас­ творителей спирты также растворяют коллоксилин, во-вторых, они часто являются хорошими растворителями находящихся в лаке смол. Введение в лак бутилового спирта способствует лучшему разливу и уменьшает возможность побеления пленки.

Ароматические углеводороды, введенные в нитролак, снижают его стоимость. В то же время, являясь разбавителями для раство­ ров коллоксилина, они, как и спирты, часто являются хорошими растворителями смол. Таким образом, состав растворителей и раз­ бавителей в нитролаках должен обеспечивать хорошее растворение

отношение разбавителей к растворителям окажется больше допу­ стимого, произойдет помутнение пленки из-за сворачивания и вы­ падения коллоксилина. Наоборот, если в какой-то период больше допустимого окажется отношение растворителей к разбавителям, помутнение может произойти из-за выпадения из раствора смолы.

Такого рода помутнения (белесоватость и опалесценция) пленки могут оказаться проходящими, если на дальнейшей стадии сушки

растворителей -и разбавителей могут вызываться не только непра­ вильно подобранным составом нитролака, но и неправильным его применением, например слишком высокой влажностью воздуха, нанесением чрезмерно толстых слоев лака, наличием сквозня­ ков и т. д.