Лако-красочные материалы — производство

Битумы представляют собой смолообразные вещества черного Цвета—смесь асфальтов, углеводородных смол, а также продук­тов их окисления и полимеризации. Различают природные и искусственные битумы. К природным битумам относятся иско­паемые продукты: асфальты, асфальтиты, асфальтовые породы, которые в свою очередь различают по месту добычи. Из искус­ственных битумов наиболее распространены нефтяные битумы и в меньшей степени — сланцевые.

По способу получения различают следующие виды искусст­венных битумов:

Остаточные битумы — остатки после прямой перегонки нефти (мазуты, гудроны, полугудроны);

Крекинговые битумы — продукты крекинга нефти; экстракционные битумы — продукты экстракции раст­ворителями;

Окисленные битумы — продукты окисления нефти или остаточных битумов кислородом, паровоздушной смесью, серой, селеном.

Особую группу искусственных битумов составляют пеки: каменноугольные (доменные, коксовые, газовые и др-), буро — угольные, торфяные, древесные и жировые (глицериновые, стеа­риновые и др.).

В лакокрасочной промышленности применяют природные и искусственные битумы группы «специальные».

Получение, состав и свойства битумов. Получение природных битумов сводится к их сортировке на месте добычи и извлече­нию из породы асфальтов. Искусственные нефтяные битумы получают высокотемпературным окислением нефти, остаточных гудронов или полугудронов. Сланцевые битумы получают из природного сланцевого асфальта путем термообработки или окисления сланцевых масел, либо экстракцией растворителями. Пеки получают при переработке различных органических ве­ществ методами пиролиза, крекинга и др.

Источники получения битумов мало влияют на их химичес­кий состав. Для всех битумов общими являются следующие компоненты: углеводороды (минеральные масла), углеводород­ные смолы, продукты их полимеризации, продукты интенсивного окисления битумов (асфальтогеновые кислоты, которые могут присутствовать в битумах в свободном состоянии и в виде их ангидридов и лактонов). Ниже приведен примерный состав би­тумов:

Компонент

Минеральные масла Смола Асфальтены

Асфальтогеновые кислоты н другие органические продукты

* Без скобок приведены данные для природных, в скоб­ках — для нефтяных битумов.

В табл. 3.2 приведены некоторые характеристики компонен­тов, входящих в состав битумов.

При получении битумов и их старении непрерывно происходят процессы превращения одних компонентов в другие.

Последовательность основных процессов образования битумов можно изобразить следующей схемой:

Углеводороды —»■ Смолы —*■ Асфальтены —Асфальтогеновые кислоты

При увеличении содержания асфальтенов повышаются твердость и температура плавления битумов. Смолы в свою очередь повышают пластич­ность и прочность; минеральные масла снижают вязкость и понижают спо­собность к отверждению покрытий, но улучшают растворимость.

Битумные лаки получают растворением битумов или их сме­сей с маслами в среде органических растворителей.

Недостатком битумных лаков является их невысокая ста­бильность. В процессе хранения происходит их желатинизация, особенно при высоком содержании асфальтенов. Если в качест­ве растворителей используются ароматические углеводороды, удается получить более стабильные лаки.

Применение битумов. Лаки на основе битумов при обычной температуре в течение 2—8 ч образуют обратимые покрытия. Их используют для нанесения консервационных покрытий на металлические изделия на время хранения, а также для анти­коррозионной защиты подводной части судов и портовых соору­жений. Недостатками таких покрытий являются низкая свето — и термостойкость.

Битумно-масляные лаки нашли применение в производстве покрытий горячей сушки, обладающих высокими водостойко­стью, атмосферостойкостью и электроизоляционными свойст­вами.

Широко используются битумы в сочетании с синтетическими пленкообразователями: маслорастворимыми фенолоформа’льде- гидными, эпоксидными и полиуретановыми олигомерами. При этом битумы придают покрытиям водо — и термостойкость при сохранении высоких физико-механических и адгезионных свойств, присущих синтетическим олигомерам. На основе биту­мов готовят также различные мастики, компаунды и другие материалы.