Лако-красочные материалы — производство

В производстве лаков и красок часто приходится сталкиваться с образованием пены, например при перетире некоторых пигментов, при сушке масел и лаков и особенно при изготовлении эмульсионных красок.

Пена — это не простая дисперсия воздуха или газа в жидкости. Пузырьки, из которых она состоит, покрыты с обеих сторон поверх­ности мономолекулярными слоями.

В момент образования пузырька газа в толще жидкости на внут­ренней его поверхности адсорбируется первый слой, образующий поверхность раздела «жидкость — газ». Затем пузырек под действием разности удельных весов поднимается в слое жидкости и выходит на поверхность жидкости, покрытую адсорбционным слоем. Между двумя адсорбционными слоями, соприкасающимися с газом или па­ром, заключена жидкость, образующая более или менее прочную оболочку пузырька. Два адсорбционных слоя увеличивают прочность оболочки, которая благодаря этому способна противостоять различ­ным воздействиям, не допуская разрыва пузырька. Но для достиже­ния такого результата необходимо наличие когезии между молекула­ми поверхностного слоя.

Второе условие устойчивости пены — поверхностные слои, нахо­дящиеся с двух сторон оболочки пузырька, не должны сливаться и вытеснять заключенный между ними слой жидкости, т. е. адгезия по­лярных групп молекул, из которых построены поверхностные слои, к заключенной между ними жидкости не должна превосходить когезию вещества, из которого построен пенообразователь.

Строение веществ, благоприятствующих образованию пены, со­вершенно аналогично строению смачивающих веществ и эмульгато­ров. Это также полярные вещества, состоящие из резко различных гидрофильной и лиофильной частей.

, Действие противопенных веществ, по мнению многих исследова­телей, основано на снижении поверхностного натяжения раствора. Например, спирты со сравнительно короткой цепью моїуг противо­действовать образованию пены. Очевидно, молекулы таких спиртов присоединяются к молекулам пенообразователей на поверхности жидкости. В результате этого поверхностный слой больше не укреп­ляет оболочки пузырьков, которые становятся менее устойчивыми, и жидкость перестает пениться.

Разрушение пены можно осуществлять чисто механическими или физическими способами: направляя пульсирующий поток газа на по­верхность жидкости, попеременно изменяя давление, осуществляя цир­куляцию жидкости, действуя рентгеновскими лучами и ультразвуком.

При варке масел пенообразование предотвращают введением стеаратов щелочноземельных металлов, натриевой соли лаурилсуль- фокислоты и ряда других веществ.

На практике установлено, что при изготовлении эмульсионных красок, представляющих собой эмульсии типа «масло в воде», пено­образование усиливается в присутствии водных коллоидных раство­ров столярного клея, казеина, а также в присутствии некоторых мине­ральных пигментов, например каолина. Пенообразование умень­шается при введении насыщенных кислот с большой молекулярной массой, например стеариновой, в количестве 0,2-2,0% от массы до­бавленного эмульгатора.

Можно также вводить воск, являющийся производным кислоты с числом атомов углерода более 22, в количестве 0,001-0,5% от массы эмульгатора.

Пенообразование чаще всего наблюдается при изготовлении и применении клеевых, известковых и казеиновых красок. В этих случаях пену можно разрушить добавлением 0,5-2% диэтил — фталата.

Возможно применение в качестве противопенных веществ выс­ших спиртов (изобутиловый, амиловый, октиловый). Они летучи, по­этому их можно вводить только непосредственно перед употреблени­ем краски. Иногда вместо них применяют медленно испаряющиеся высококипящие углеводороды.

Необходимо отметить также силиконы (например, кремнийорга­нические полимеры), добавлением которых от 0,0005 до 0,5% можно предотвратить пенообразование.