Лако-красочные материалы — производство

Большинство смол для печатных красок изготовляют непосред­ственно на заводах полиграфических красок. Это твердые смолье для типографских и офсетных красок, алкидные смолы и смолы для красок глубокой печати. Оборудование, используемое в. произ­водстве этих смол, практически одинаково. К нему относятся уни­версальные установки синтеза олиф и смол (рис. 41), состоящие из реактора емкостью 1—’10 м3 из нержавеющей или двухслойной стали, который снабжен мешалкой и обогревом, и вспомогательных аппаратов.

Вспомогательными аппаратами являются: конденсатор, который служит для отгона паров воды, образующихся в процессе синтеза; разделительный сосуд, в котором происходит отделение воды от побочных продуктов или растворителя; обратный холодильник, позволяющий избежать потерь сырья в ходе синтеза; промывной аппарат, поглощающий погоны вредных и химически опасных ре­агентов.

Установки синтеза смол — это высокоавтоматизированные устройства, позволяющие регулировать с высокой степенью точ­ности температуру, дозировку сырья и временные параметры про­цесса, что дает возможность получать смолы с минимальными от­клонениями от нормы.

1 — реактор; 2 — обратный холодильник; 3 — конденсатор; 4 — разделительный со — сУД: 5 — промывной бачок; 6 — машина для таблетирования твердых смол; 7 — весы; 8 — реактор для разбавления

Все смолы, в зависимости от технологии их изготовления, мож­но разделить на три основные группы.

В первую группу входят твердые смолы для типографских и офсетных красок (табл. 42).

Смола М-80 представляет собой пентаэритритовый эф, ир мале- инизированной канифоли.

Процесс производства твердой смолы состоит из следующих стадий (рис. 43):

1) загрузка канифоли в реактор и плавление ее при темпера­туре 100°;

2)

взаимодействие канифоли и малеинового ангидрида при тем­пературе 180° с образованием аддукта по реакции:

3) этерификация кислотных групп аддукта пентаэритритом с образованием твердой смолы при температуре 270° С:

И (СООН)з + Кі(ОН)4 — ИСОО^ .

Смолы Е-12 и Е-14 представляют собой продукты конденсации канифоли с феноло-альдегидными смолами, этерифицированные глицерином. В качестве феноло-альдегидных смол используют кон­денсаты формальдегида с дефинилолпропаном (А) и паратретич — ным бутилфенолом (Б). Процесс производства этих смол состоит из следующих стадий:

1) получение феноло-альдегидного конденсата при температу­ре 60—70° С по следующей реакции:

_ НОН2С СН, ОН

Сп3 I ^Пз |

НО^ /С /0Н + 2СН20-+Н0<^ ^ с ^он

Сн3 сн3

Дефинилол — Конденсат А

Пропан

Он он

Нон, с/сн.,ом І + 2СН.0 -> "II"

/ /

Сн сн

СН3 СН3 СН3 СН8

П^1 ратретичный Конденсат Б

Утилфенол

2) взаимодействие конденсата А с канифолью, в результате которого при температуре 260° протекает реакция метилольных и гидроксильных групп конденсата с двойной связью канифоли:

СН СН, ОНч /СНоОН СН—СН, Ч / СН., — СН/

II + “ >< “ — I >< ■

Сн он 7 хон сн—о х хо-сн

3) этерификация кислотных групп полученного продукта гли­церином с образованием смолы Е-12:

К(СООН)2 + Ж^ОН) -♦ И. ОСОНСООР 2.

Для получения смолы с более высокой температурой плавления канифоль обрабатывают обоими конденсатами (А и Б) с даль­нейшей этерификацией глицерином.

Во вторую группу входят высоковязкие алкидные смолы Д1600 и Д4100 (табл. 43).

По своему химическому составу эти продукты представляют со­бой высокополимеризованные жирные алкидные смолы, модифици­рованные льняным (Д1600) и подсолнечным (Д4100) маслами. Алкидные смолы — это продукты взаимодействия многоосновных кислот или их ангидридов (для смолы Д1600 — фталевый ангид­рид, для смолы Д4100 — изофтале^вая кислота) с многоатомными спиртами (глицерин).

Процесс производства алкидных смол состоит из следующих стадий: алкоголиз триглицеридов растительного масла многоатом­ным спиртом с образованием моно — и диэфиров глицерина при температуре 180—200° С; этерификация гидроксильных групп кис­лотой или ангидридом; полимеризация по двойным связям высы­хающего или полувысыхающего масла.

В третью группу входят смолы для красок глубокой печати — смешанный резинат цинка и кальция и циклокаучук.

Процесс производства смешанного резината заключается в хи­мическом взаимодействии абиетиновой кислоты канифоли с окис­лами цинка и кальция при температуре 250—270° С и состоит из следующих стадий: плавление канифоли при температуре 100° С; реакция с окислами металлов в присутствии катализатора — ук­сусного ангидрида — в среде инертного газа; растворение смолы в толуоле и фильтрация для отделения непрореагировавших ос­татков окислов.

Циклокаучук представляет собой продукт деструкции и цикли­зации натурального каучука в присутствии катализатора в среде уайт-спирита. В результате реакции образуется твердая хрупкая смола. Процесс производства состоит из дробления и резки кау­чука, реакции циклизации три температуре 180° С, выпари­вания твердой смолы из раствора ее в уайт-спирите и измель­чения.

Кроме описанных выше смол, заводами полиграфических кра­сок выпускаются натуральные олифы различной степени полиме­ризации, глифталевые, композиционные и синтетические олифы, применение которых в связи с внедрением перспективного ассор­тимента постепенно сокращается.

К жидким связующим относятся лаки, представляющие собой растворы твердых смол в минеральных и растительных маслах. От выбора технологии производства лака во многом зависят печатно­технические свойства краски.

В настоящее время наиболее распространены два способа про­изводства лакав: горячий и холодный.

Горячий способ заключается в варке лака при высокой темпе­ратуре (180—250°С), в результате чего получается истинный рас­твор твердой смолы в масле.

При холодном способе температура растворения не превышает 140° С, в результате чего образуется дисперсия твердой смолы в масле. Оба эти способа имеют свои достоинства и недо статки.

Холодный способ не требует сложного оборудования. В этот способе меньше пожароопасность, легче обслуживание. Краски на лаках, полученных этим способом, имеют меньшую липкость, по­вышенную скорость закрепления. Однако краски на лаках, полу­ченных горячим способом, имеют более низкую вязкость, высокую прозрачность, стабильность пр, и хранении, повышенный блеск. По­этому вопрос выбора технологии и оборудования при получении лаков решается в зависимости от тех свойств, которые в дальней­шем необходимо придать краске.

* *

*

Материал, изложенный в этом разделе, показывает, насколько важно правильно выбрать технологию изготовления и отработать параметры производства красок и связующих для них, чтобы по­лучить краску с заданными свойствами. Поэтому отработка тех­нологии является одним из решающих этапов работы заводских лабораторий при разработке новых красок.

Эта работа проводится на специально предназначенном для этой цели оборудовании, позволяющем достаточно надежно моде­лировать производственный цикл изготовления красок. Некоторые модели такого оборудования представлены на рис. 42—45.