книги из ГПНТБ / Лакокрасочные материалы для отделки изделий из дерева К. П. Беляева. 1960- 4 Мб

не предъявляются такие требования, как длительная морозо­ стойкость при —40°, теплостойкость при 100°, стойкость к отдельным растворителям, например к спирту, а также не­

горючесть и повышенная прочность на истирание в увлажнен­ ном состоянии.

Ассортимент нитролаков, выпускаемых отечественной

промышленностью, включает лаки как для холодного нанесе­

ния, так и для нанесения с подогревом до 70—75°. , К числу лаков холодного нанесения относятся:

1. Лак № 754 является раствором коллоксилина ВНВ с добавкой значительных количеств мягкой высыхающей глифталевой смолы, а также твердой смолы и пластификаторов в смеси летучих органических растворителей.

Благодаря наличию коллоксилина со сравнительно высо­ кой вязкостью этот лак дает покрытия с наибольшей, по сравнению с другими нитролаками, стойкостью в широком интервале температур (—12°+60°), но одновременно с этим при рабочей вязкости для нанесения распылением он имеет невысокий сухой остаток (17—19%).

Большое количество мягкой смолы обусловливает темный цвет лака и снижение твердости лаковой пленки, что затруд­

няет полировку.

Лак № 754 широко применяется для отделки мебели,

футляров для радиоприемников, телевизоров и часов.

2. Лак НЦ-312 представляет собой раствор коллоксилина ПСВ с добавкой твердой смолы и пластификаторов в смеси летучих органических растворителей.

Благодаря отсутствию мягкой глифталевой смолы лак НЦ-312 обладает очень светлым цветом, ускоренным высы­ ханием и образует покрытия с высокой твердостью, способ­ ные легко полироваться любыми методами до высокого блеска.

Однако из-за отсутствия в лаке мягких смол он при­ меняется при отделке дерева только в слоях толщиной не более 80 микрон. Толстые покрытия этим лаком (порядка 100 микрон и выше) легко растрескиваются. Сухой остаток лака при рабочей вязкости для нанесения распылением со­ ставляет 22—25%.

3. Лак НЦ-316 представляет собой раствор коллоксилина ПСВ с добавкой значительных количеств мягкой невысыхаю­ щей глифталевой смолы, а также твердой смолы и пластифи­ каторов в смеси с летучими органическими растворителями.

Наличие больших количеств невысыхающей мягкой смолы

замедляет высыхание лака до состояния, при котором пленка

19

может шлифоваться и полироваться. Поэтому лак НЦ-316 может применяться для отделки изделий из дерева, не требующих проведения операций облагораживания по­ крытия, например для деревянных игрушек. Лак НЦ-316 обладает светлым цветом, дает покрытия с хорошей эластич­ ностью и высоким блеском. Сухой остаток лака при рабочей

вязкости для нанесения распылением составляет 27—29% .

4. Лак № 930 является раствором коллоксилина ПСВ, твердой смолы и пластификаторов с небольшими добавками коллоксилина ВНВ и мягкой смолы в смеси с летучими орга­ ническими растворителями.

Лак № 930, так же как и лак НЦ-312, имеет пониженную эластичность и может применяться в покрытиях с ограни­ ченной толщиной слоя. Основное назначение лака № 930— для верхних покрытий при имитационной отделке под раз­ личные породы дерева.

5.Лак № 757 отличается от лака № 754 только составом

летучей части, которая в лаке № 757 состоит из этилцеллозольва, бутанола и ксилола. Наличие таких трудно­ летучих растворителей обеспечивает возможность нанесения лака № 757 с помощью кисти. Лак рассчитан на широкое применение для отделки дерева не в производственных условиях.

6.Лак ТК-3 представляет собой раствор коллоксилина ПСВ, окситерпеновой смолы и пластификаторов в смеси летучих органических растворителей. Отсутствие мягких смол в лаке способствует быстрому высыханию, но сообщает

хрупкость. Поэтому лак ТК-3 нельзя применять для по­ крытий толщиной более 80 микрон.

Присутствующая в лаке окситерпеновая смола придает ему интенсивную рыжевато-коричневую окраску. Сухой остаток лака при рабочей вязкости для нанесения распыле­ нием—25%. Лак ТК-3 производится в сравнительно неболь­

ших количествах.

К числу нитролаков для нанесения с подогревом,освоен­ ных в последнее время промышленностью, относятся следую­

щие:

1) Лак НЦ-315М является раствором коллоксилина ПСВМ, смол и пластификаторов в смеси летучих органических рас­ творителей. Применяемый в лаке коллоксилин новой марки ПСВМ обладает значительно улучшенными показателями по

прочности на разрыв, относительному удлинению и эластич­ ности. Это дало возможность уменьшить количество мягкой смолы в лаке до минимума с сохранением удовлетворитель-

20

пых физико-механических свойств и обеспечить нормальную скорость высыхания в толстом слое и твердость покрытия.

Лак НЦ-315М обладает светлым цветом, легко полируется

как политурой, так и пастами и может применяться для отделки полированной мебели в щитах. Сухой остаток лака при рабочей вязкости для нанесения распылением с подогре­ вом до 70—75° равен 33—35% .

2) Лак НЦ-27 представляет собой раствор коллоксилина ЧСВ с добавкой значительных количеств мягкой высыхаю­ щей глифталевой смолы, а также твердой смолы и пластифи­ каторов в смеси летучих органических растворителей. Вследствие наличия большого количества смол в лаке он обладает замедленным высыханием. Поэтому лак НЦ-27 может применяться для отделки лакированной мебели в собранном виде. Благодаря наличию в лаке коллоксилина повой марки ЧСВ (четвертьсекупдной вязкости) с вязкостью почти в два раза меньшей, чем у коллоксилина ПСВ, сухой

остаток лака при рабочей вязкости для нанесения распыле­

ным изменением состава летучей части. Сухой остаток лака при рабочей вязкости для нанесения распылением с подогре­ вом до 70—75° составляет около 35%. Остальные показа­ тели полностью аналогичны показателям лака ТК-3.

Наряду с нитролаками, дающими прозрачную блестящую пленку, известны и матовые нитролаки, так называемые «матины», применяемые для отделки крупнопористых пород дерева и дающие ровное полуглянцевое покрытие. Матовые лаки наносятся очень тонким слоем на поверхность нитролакового

покрытия после его шлифовки и разравнивания, заменяя

таким образом трудоемкую операцию полировки. В качестве матирующей добавки матовые нитролаки содержат тонкодисперсный стеарат цинка в количестве до 1%. Условие нанесения тонким слоем позволяет готовить матовые нитро­ лаки без смол и с применением коллоксилинов с повышен­ ной вязкостью, вплоть до ВВ.

Промышленностью выпускается матовый нитролак НЦ-49,

представляющий собой раствор коллоксилина ПСВ и пласти­

фикаторов с добавкой стеарата цинка в смеси летучих органи­ ческих растворителей.

Ввиду того, что состав летучей части нитролаков оказы­ вает большое влияние на формирование пленки, разведение их до рабочей вязкости производится специальными разбави­ телями, которые представляют собой смесь различных рас­

21

творителей. Обычно рецептура применяемого для данного лака разбавителя аналогична рецептуре летучей части этого

лака. Так, например, для разбавления лака № 754 приме­ няется растворитель № 646, а для лака НЦ-312—растворитель РМЛ-312, рецептура которых полностью совпадает соответ­

ственно с рецептурами летучих частей лаков № 754 и НЦ-312. Промышленность наряду с нитролаками выпускает следую­ щие специальные смеси растворителей для их разведения: для лаков холодного нанесения—№ 646, № 647, № 648, № 649, РДВ, РМЛ-312; для лаков горячего нанесения—

РМЛ-315.

Дефекты при лакировке изделий из дерева нитролаками

Для получения хорошего покрытия на дереве требуется не только наличие высококачественных лакокрасочных мате­ риалов, но и обязательное соблюдение режимов отделки и главным образом предварительной подготовки древесины.

Дерево является очень гигроскопичным материалом и может набухать за счет поглощения воды; при этом объем увеличивается в поперечном сечении до 16% от первона­ чального.

При удалении влаги в процессе сушки дерева процент

сокращения объема значительно колеблется как для различ­ ных пород дерева, так и в зависимости от принятых условий

Коэффициент линейного термического расширения дере­

ва (отношение прироста длины к первоначальной ) в попереч­

22

Таблица 2

Коэффициент термического расширения дерева в различных направлениях

а также выбор наиболее рационального метода сушки имеют|

очень большое значение. Употребление влажной древесины

снижает адгезию к ней лакокрасочных покрытий и вызывает их растрескивание в результате деформации древесины в

условиях естественной сушки в процессе эксплуатации гото­ вого изделия.

Не менее важным является качество столярной и отделоч­ ной подготовки поверхности древесины, обеспечивающих

Большое значение имеет соблюдение технологического’

режима нанесения лакокрасочных материалов, а также уело-;

вия работы в отделочных цехах (запыленность помещения, ;

температура и влажность).

Ниже приводится перечень возможных дефектов на покрытиях нитролаками, вызываемых несоблюдением техно­

логии отделки или плохими условиями работы в отделочных

цехах:

1.Побеление покрытия является следствием ’высокой влажности в цехе или в воздухе, подающемся из компрессора на распыление.

2.Образование так называемой «апельсиновой корки»

зависит от слишком большой вязкости лака, высокого давле­ ния при распылении, применения холодного лака, взятого непосредственно из холодного складского помещения, а

также от повышенной температуры и сильного обмена воздуха

вцехе.

3.Образование пузырьков на покрытии является резуль­ татом плохого заполнения пор или нанесения лака слишком

толстым слоем. Это особенно ярко проявляется при повы­ шенной температуре в цехе в жаркие летние месяцы и при

пониженной влажности в сухие морозные месяцы.

4.Проседание лака обусловлено плохим заполнением пор

всвязи с несоблюдением технологии нанесения порозаполни-

теля, а также проведением операции разравнивания слишком влажным тампоном.

5.Плохая адгезия покрытия вызывается неполным удале­ нием избытка порозаполнителя с поверхности.

6.Прилипание упаковочного материала к изделию зави­

сит от недостаточной выдержки покрытия, в особенности после разравнивания перед упаковкой.

7.Замедленное высыхание покрытия вызывается пониже­ нием температуры ниже 18° и повышением влажности выше

70% в цехе.

Отсюда следует, что наряду с выпуском высококачест­ венных лакокрасочных материалов должно быть организо­ вано правильное их применение. Только при одновременном выполнении этих двух условий может быть достигнута хоро­ шая отделка изделий из дерева и обеспечен достаточный срок службы покрытия.

Нелетучие лаки

Лаки, образующие пленку главным образом за счет ряда

химических и физико-химических превращений, называют

нелетучими. Это название дано в отличие от лаков летучих,

образующих пленку только за счет процесса улетучивания растворителя.

Характерная особенность, определяющая различие этих двух групп лаков, заключается в конечных свойствах полу­ чаемых пленок.

Летучие лаки образуют обратимую пленку, которая, даже при полном высыхании, легко растворяется в смеси или в отдельных растворителях, применяемых для изготовле­ ния лака.

Нелетучие лаки образуют пленку, которая в процессе высыхания приобретает свойства, совершенно отличные от первоначальных свойств пленкообразователя, взятого для их изготовления. Высохшая пленка нелетучего лака те­ ряет частично или полностью (в зависимости от состава

лака и условий сушки) растворимость в лаковых раство­

рителях, образуя частично или полностью необратимую

пленку.

24

К группе нелетучих лаков относятся масляные лаки,

содержащие масла или маслосодержащие смолы, и лаки на синтетических смолах, не имеющие в своем составе масел

или содержащие незначительные количества маслосодержа­ щих смол,

Масляные лаки

Масляные лаки представляют собой растворы смеси масел

и твердых смол или растворы маслосодержащих смол в летучих органических растворителях с добавкой сиккативов. Масляные лаки отличаются от олиф присутствием смоляного компонента.

Благодаря наличию масла масляные лаки дают покры­ тия с очень высокой эластичностью и морозостойкостью.

Добавка твердой смолы обеспечивает повышение твердости покрытия, прочности на истирание и блеска.

Для приготовления масляных лаков применяют расти­ тельные масла, которые представляют собой эфиры глицерина и жирных кислот.

Жирные кислоты, вход пцие в состав растительных

масел, бывают двух типов и различаются между собой как по физическому состоянию, так и по химическому составу.

Кислоты первого типа (олеиновая, линолевая, линолено­ вая и др.) представляют собой жидкие вещества и характе­ ризуются присутствием в молекуле группы —СН=СН—, содержащей двойную связь. Наличие в этих кислотах двой­ ной связи сообщает гм способность присоединять различные

элементы, например кислород, эти кислоты относятся к

классу так называемых ненасыщенных соединений.

При вз чмодействии ненасыщенных кислот с кислородом могут образоваться укрупненные молекулы по следую­ щей схеме:

R—СН=СН—R' R—CH—CH—R'

I I

О2 -> 0 0

R—СН=СН—R' R—CH—CH-R'

При наличии большого числа двойных связей в молекуле кислоты может произойти соединение не только двух молекул, но и больше с переводом масла из жидкого состояния в доста­ точно твердую пленку.

Помимо присоединения различных элементов соедине­ ния с двойными связями при определенных условиях, напри­

25

Такое укрупнение молекул за счет двойных связей, при котором не происходит выделения каких-либо побочных продуктов, называется полимеризацией.

Кислоты второго типа (стеариновая, пальмитиновая, миристиновая) являются твердыми воскоподобными вещест­ вами, которые, в отличие от ненасыщенных кислот, не имеют в своем составе двойных связей и поэтому относятся к классу

насыщенных соединений. Эти соединения не способны к реакциям присоединения различных элементов или полиме­ ризации и, следовательно, не способны вызывать укрупне­ ние молекул масла и тем самым переводить масло из жидкого состояния в твердое с образованием пленки.

Способность растительного масла к образованию пленки зависит от природы входящих в него жирных кислот. Обычно

масла содержат смеси различных кислот. В зависимости от количественного соотношения между насыщенными и

ненасыщенными жирными кислотами, масла могут быть

жирных кислот, способных присоединять кислород и обес­ печивать при этом переход масла из жидкого состояния в твердое, называются высыхающими маслами. К высыхаю­

щим маслам относятся льняное, древесное, перилловое.

2.Масла, содержащие большое количество насыщенных жирных кислот или таких ненасыщенных кислот, которые име­ ют в своем составе только одну двойную связь, образуют группу невысыхающих масел. К ней относится, например, касторовое масло.

3.Масла, занимающие по своему химическому составу промежуточное положение между первыми двумя группами,

называют полувысыхающими маслами. В эту группу входят

масла — подсолнечное, соевое, хлопковое.

От природы применяемых масел зависят такие свойства масляного лака, как скорость высыхания, твердость и водо­

стойкость пленки.

В масляных лаках для дерева, т. е. в лаках воздушной сушки, применяют обычно только высыхающие раститель­ ные масла. Для придания пленке более высокой твердости

26

блеска и водостойкости проводят предварительную поли­ меризацию масел путем нагревания их при температуре

260—280° и выдерживания их при этой температуре до дости­ жения требуемой вязкости.

Процесс высыхания масел обусловливается в первую очередь реакцией присоединения кислорода и протекает при обычной температуре в течение длительного времени, достигающего в отдельных случаях нескольких суток. Поэтому возникла необходимость ускорить этот процесс. В результате исследований были найдены вещества, при введении небольших количеств которых в масло значитель­ но ускоряется процесс его высыхания. Эти вещества называют­

ся сиккативами. Наиболее активным сиккативируюшим действием обладают соли кобальта, свинца и марганца.

Процесс высыхания масел проходит совершенно раз­ лично в зависимости от природы сиккативного металла.

Так, кобальт обусловливает быстрое высыхание масел в верхнем слое, марганец и в особенности свинец ускоряют

высыхание в нижнем слое. Смеси этих металлов обеспечи­

вают более быстрое высыхание, чем металлы, взятые в от­

дельности. Поэтому на практике применяют смешанные сик­ кативы, из которых наиболее активным является сиккатив,

содержащий все три металла: кобальт, марганец и свинец.

Для того чтобы получить однородный раствор сиккативов в масле, их готовят в виде растворимых в масле солей. Применяют соли этих металлов с канифолью, называемые резинатами, соли нафтеновых кислот, называемые нафте­ натами, и соли кислот льняного масла, называемые лино­ леатами.

Сиккативы, выпускаемые промышленностью, представ­ ляют собой растворы солей указанных металлов в органи­ ческих растворителях, например в уайт-спирите.

Скорость высыхания масла прямо пропорциональна ко­ личеству введенного сиккатива лишь до определенного пре­ дела. При введении сиккатива в масло свыше этого преде­ ла скорость высыхания снова падает. Для каждого сик­ катива существует присущий ему оптимальный предел, кото­ рый, в пересчете на металл, для кобальта равен 0,13%, для марганца—0,12% и для свинца—0,45%.

На практике введение раствора сиккатива в масляный лак производится в расчете на масляную часть в количестве 10% от веса масла.

В качестве смолы для масляных лаков раньше применя­

лись исключительно природные ископаемые твердые смолы—

27

копалы, являющиеся продуктами окисления эфирных масел; эти продукты в результате нахождения в земле в течение

ческих странах (Индия, Африка, Южная Америка, Австралия). Эти смолы придают большую твердость и высокий блеск лаковой пленке, но являются очень дорогостоящим импорт­ ным продуктом.

В качестве неполноценного заменителя копаловых смол в масляных лаках для внутренних работ начал применяться

эфир гарпиуса. Лишь после освоения синтеза алкидных

смол стал возможен выпуск высококачественных масляных лаков, не уступающих по своим свойствам лакам на копало­ вых смолах.

В настоящее время лакокрасочная промышленность вы­ пускает масляные лаки в основном на алкидных смолах.

Лаки на алкидных смолах

Алкидные смолы представляют собой продукты конден­ сации многоатомных спиртов, например глицерина, пента­ эритрита, с многоосновными кислотами—фталевой, малеи­ новой и др. Однако такие алкидные смолы, называемые «чистыми», не применяются для изготовления масляных лаков, так как они не обладают способностью растворяться в маслах и ограниченно растворимы в лаковых растворителях.

Для изготовления лаков применяются алкидные смолы, модифицированные жирными кислотами растительных масел. Эта модификация, т. е. введение в состав алкидных смол

жирных кислот, может осуществляться двумя методами:

с помощью свободных жирных кислот или путем применения непосредственно растительных масел. Свободные жирные кислоты получаются наряду с глицерином при расщеплении

масел. Для проведения процесса расщепления требуются автоклавы, а также аппараты для последующего отделения

жирных кислот от глицерина и воды. Это требует больших производственных площадей. Кроме того, в процессе полу­ чения кислот имеют место большие потери масел—ценного природного сырья. Поэтому проведение модификации с помощью нерасщепленных масел является более экономичным.

Однако при получении алкидных смол с невысоким содер­ жанием модифицирующей части применение жирных кислот обеспечивает получение более стандартной по свойствам продукции, чем применение нерасщепленных м^сел.

28