Лако-красочные материалы — производство

Канифоль — смола растительного происхождения, получаемая из смоляных выделений хвойных деревьев.

По химическому составу канифоль представляет собой смесь изомерных смоляных кислот с20н30о2 и жирных кислот.

Наиболее устойчивыми изомерами смоляных кислот являют­ся абиетиновая и /-пимаровая кислоты:

В зависимости от способа получения различают канифоль живичную, экстракционную и талловую.

Для производства живичиой канифоли используют живицу, пред­ставляющую собой смолистый сок, вытекающий из надрезов в коре хвойных деревьев. Собранная живица содержит 80% кислот канифоли и около 20% скипидара. Очищенную от серы живицу подают в непрерывно действую­щую канифолеварочную колонну, в которой острым паром отгоняют скипи­дар.

Сырьем для производства экстракционной канифоли является пневый сосновый осмол (старые осмолившиеся пии). Сущность способа за­ключается в изготовлении из пневого осмола технической щепы, из которой экстракцией растворителями извлекают канифоль.

Талловую канифоль получают из таллового масла, являющегося от­ходом целлюлозно-бумажной промышленности.

Ниже приводится примерный состав таллового масла, который колеблет­ся в небольших пределах в зависимости от условий производства: жирные кислоты — 40%, смоляные кислоты — 40, иеомыляемые примеси — 10, прочие примеси — 10%.

При дистилляции таллового масла можно получить достаточно чистые фракции смоляных кислот (канифоль) и жирных кислот (дистиллированное талловое масло).

Живичная канифоль отличается повышенной хрупкостью; цвет ее колеб­лется от светло-желтого до коричневого. Чистая канифоль, содержащая не­значительное количество примесей, имеет более светлую окраску. Температура размягчения канифоли 60 °С.

Экстракционная канифоль темнее живичной, содержит больше примесей и имеет более низкую температуру размягчения (50 °С); содержание смоля­ных кислот в ней составляет около 75%.

Существенными недостатками канифоли, предназначенной для использования в лакокрасочных материалах, являются: сравнительно низкая температура размягчения, высокое кислот­ное число, низкая водостойкость, мягкость, хрупкость, липкость и малая устойчивость к окислению на воздухе, приводящего к ее потемнению.

Наиболее широко применяемой пока еще остается живичная канифоль, которая используется во многих отраслях (в мыло­варенной промышленности, в производстве бумаги, лакокрасоч­ной промышленности, производстве синтетического каучука и т. д.).

Экстракционную канифоль можно применять в тех же про­изводствах, что и живичную (кроме производств высших сортов бумаги и мыла).

Канифоль обычно не применяют в качестве самостоятельного пленкообразующего вещества, но часто используют для моди­фицирования природных (копалов) и синтетических (феноло­формальдегидных, алкидных и др.) олигомеров.

Широкое применение в лакокрасочной промышленности на­ходят продукты обработки и модификации канифоли, обладаю­щие более высокими характеристиками по сравнению с кани­фолью.

К ним относятся: резинаты, эфиры канифоли, аддукты кани­фоли.

Резинат ы—соли смоляных кислот канифоли С19Н29СООМЄ. Их получают осаждением из водно-щелочных растворов смоля­ных кислот металлами или сплавлением оксидов этих металлов с канифолью. Резинаты хорошо растворимы в уайт-спирите и совместимы с маслами. В качестве сиккативов широкое приме­нение находят резинаты тяжелых металлов. Резинат натрия, обладающий хорошими моющими свойствами и способностью к пенообразованию, применяют в производстве мыла.

Водные коллоидные растворы резинатов натрия и калия являются хорошими эмульгаторами, используемыми при полу­чении полимеров эмульсионным способом.

Эфиры канифоли широко применяются в лакокрасоч­ной промышленности. В основном используется глицериновый эфир

СН2- О — СО — С19Н29

I

СН-0-С0-С19Н29

I

; сн2-о-со-с19н29

И пентаэритритовый эфир

СН2- О — СО — С19Н29 |

С19Н2Э — со — О — Н2С — С — сн2 — О — СО — С19Н29

Сн2-о-со-с19н29

Преимуществом этих эфиров по сравнению с канифолью является низкое кислотное число, что позволяет применять их в различных лакокрасочных композициях.

Пентаэритритовые эфиры обладают более ценными свойст­вами, чем глицериновые. Они имеют более высокую температуру размягчения, способствуют повышению скорости высыхания по­крытий при добавлении к различным пленкообразующим ве­ществам и повышению твердости покрытий. Пентаэритритовый эфир канифоли и тунговое масло придают покрытиям высокую водостойкость, что обусловило их применение в лаках для окраски морских судов, самолетов и т. д.

Аддукты канифоли. В лакокрасочной промышленно­сти нашел применение аддукт канифоли, получаемый по реак­
ции Дильса — Альдера взаимодействием малеинового ангидрида с /-пимаровой кислотой

НС—СО

Г

НС—со

Малеиновыи альдегид

//

Сн—с сн(сн3)2 | >

Сн—с

Аддукт О

Этот аддукт может быть использован как добавка к другим пленкообразующим веществам, способствующая повышению твердости и глянца покрытия.

Аддукт малеинового ангидрида и канифоли можно приме­нять в качестве трехосновной кислоты в производстве некоторых синтетических смол и в качестве заменителей спиртораствори — мых природных смол в некоторых лаках, например в нитрат- целлюлозных.