Масляные лаки

Введение.

В настоящее время на прилавках  магазинов можно увидеть изобилие лакокрасочных изделий во всевозможных упаковках и самого разнообразного назначения. Уже практически не осталось таких поверхностей, для которых  нельзя было бы подобрать определенный тип и марку лака и краски. Сейчас можно не только приобрести краску подходящего цвета, но и нужный оттенок  с помощью автоматических колеровочных установок или готовых колеровочных паст. Давайте попытаемся разобраться, что же представляют собой лакокрасочные материалы.

Лакокрасочные материалы (ЛКМ) имеют две основные функции: декоративную и защитную. Они оберегают дерево от гниения, металл - от коррозии, образуют твердые защитные пленки, предохраняющие изделия от разрушающего влияния  атмосферы и других воздействий  и удлиняющие срок их службы, а также  придают им красивый внешний вид. Лакокрасочные покрытия долговечны. Для их нанесения не требуется  дополнительное, сложное оборудование, и они легче обновляются. Поэтому  такие покрытия широко применяются  как в быту, так и во всех отраслях промышленности, на транспорте и в  строительстве.

Свойства лакокрасочных  покрытий зависят не только от качества применяемых ЛКМ, но и от таких  факторов, как способ подготовки поверхности  к окраске, правильный выбор и  соблюдение технологического режима окраски  и сушки.

С каждым годом к ЛКМ  и покрытиям на их основе предъявляются  все более жесткие требования в связи с появлением новых  технологий в промышленности, строительстве  и формированием современных  эстетических вкусов у потребителя. Это касается в равной степени  как защитных, так и декоративных свойств покрытий, которые определяются физико-химическими показателями всех компонентов лакокрасочной рецептуры и, в первую очередь, пленкообразователя и пигмента. В значительной степени изменить свойства покрытий можно химической модификацией или введением другого (как правило, более высокого по стоимости) пленкообразователя, но это дорогой и трудоемкий путь.

Защитная и декоративная функции лакокрасочных материалов (ЛКМ) известны очень давно. С момента  появления ЛКМ как они сами так и способы их нанесения постоянно совершенствуются. За последнее время ассортимент ЛКМ резко изменился: от натуральных красок постепенно перешли к материалам на синтетической основе, органоразбавляемым, с высоким сухим остатком, порошковым и т. д.

Цель работы заключалась  в том, чтобы рассмотреть лакокрасочные  материалы, а именно масляные лаки их свойства, основы производства и применение.

1. Общая характеристика  лакокрасочных материалов 

Лакокрасочными материалами  называют вязкожидкие составы, наносимые на поверхность конструкции тонким слоем, который через несколько часов отвердевает и образует пленку, прочно сцепляющуюся с основанием. К лакокрасочным материалам относятся: 1) грунтовки и шпаклевки для подготовки поверхности к окраске; нанося их, получают однородные и ровные поверхности; 2) красочные составы (краски), применяемые в вязко-жидком или пастообразном виде, образующие покрытия нужного цвета; 3) связующие вещества и пигменты, из которых изготовляют красочные составы; 4) лаки, создающие пленку, отличающуюся блеском; 5) растворители и разжижители лаков и красок; 6) пластификаторы, отвердители полимерных красок и другие специальные добавки.

Лакокрасочные материалы  применяют для архитектурной  отделки фасадов зданий, они придают  помещениям красивый вид, создают в  них необходимые санитарно-гигиенические условия. Нередко лакокрасочные материалы помогают предохранить материал конструкции от разрушительных воздействий среды.

Классификация лакокрасочных  материалов.

Лакокрасочные материалы  можно классифицировать по виду, химическому  составу, назначению и ряду других признаков (рис.).

Рис. Классификация лакокрасочных  материалов

 По составу они подразделяются  на непигментированные — лаки  и олифы, и пигментированные  краски, эмали, а также вспомогательные  составы — грунтовки, шпатлевки,  цветные лаки, растворители, разбавители  и смывки. Краски можно подразделить на густотертые и жидкотертые, то есть готовые к применению.

Видовой ассортимент ЛКМ  включает в себя:

• олифы — продукты переработки  растительных масел и масляных составов;

• лаки — растворы пленкообразующих веществ в растворителях;

• краски — суспензии  красящего вещества (пигмента) в  связующем. Связующим могут быть олифа, лак, клей, известь, латекс;

• эмали — суспензии  пигментов в лаке. Позволяют получить более прочное, гладкое и блестящее  покрытие;

• грунтовки — составы, обеспечивающие надежное сцепление  красочных слоев и окрашиваемой поверхности;

• шпатлевки — пастообразные  составы, применяемые для выравнивания поверхности и заполнения неровностей  перед нанесением на них красок;

• растворители, разбавители, смывки и сиккативы. Используются для  подготовки ЛКМ перед окрашиванием, ускорения высыхания.

В зависимости от типа пленкообразущего вещества лакокрасочные составы делятся на масляные, алкидные, нитроцеллюлозные и др. По условиям эксплуатации ЛКМ подразделяются на атмосферостойкие, ограниченно атмосферостойкие, водостойкие, термостойкие и т. п. По назначению выделяют ЛКМ строительные, автомобильные, промышленные, бытовые, мебельные, специальные и др.

В условиях рыночной экономики  некоторые фирмы-изготовители классифицируют свою продукцию по уровню технических  характеристик и цене. Например, вся лакокрасочная продукция предприятия «Текс» (Россия) подразделяется на три класса:

• продукция класса «Люкс». Производится из лучших импортных компонентов, не уступает по качеству известным  импортным аналогам, но стоимость  ее в 1,5 раза ниже;

• продукция класса «Стандарт». Изготовлена из импортных и лучших отечественных компонентов и имеет наилучшее соотношение качества и цены. В настоящее время несколько устаревшее и непонятное потребителю название класса заменено более актуальным — «Профи», это отражено и в графическом исполнении этикеток;

• продукция класса «Универсал». Создана на основе отечественного сырья, по качеству превосходит все существующие аналоги и доступна по цене.

2. Классификация лаков.

Лаки- вид непигментированных ЛКМ, растворы пленкообразующих веществ в органических растворителях или в воде. При отверждении они образуют прозрачное однородное покрытие. Лаки на водной основе появились недавно. Это высокоэкологичные, пожаробезопасные, практически не пахнущие, но дорогостоящие материалы.

По степени готовности все лаки делятся на одноупаковочные и двухупаковочные. Одноупаковочные готовы к применению и могут сохраняться в плотно закрытой таре длительное время. В качестве растворителя они содержат уайт-спирит, что придает им неприятный запах. Двухупаковочные лаки образуют покрытие в результате химической реакции между двумя составляющими — полуфабрикатом лака и отвердителем — после их смешивания. Лак необходимо приготовлять в домашних условиях, срок его хранения ограничен.

Обычно название лака определяется видом пленкообразующего вещества. Выпускаются масляно-смоляные (масляные, алкидные), смоляные, эфироцеллюлозные, асфальтобитумные лаки.

3.Общие сведения о лаках на масляной основе.

Масляные лаки представляют собой смеси растительных масел с природными смолами в органических растворителях. Обычно в состав масляных лаков вводят канифоль, битумы и некоторые другие пленкообразователи. По содержанию масла масляные лаки делятся на жирные, средние, тощие. От содержания масла в лаке зависят многие свойства покрытий.

Назначение масляных лаков  определяется их составом и свойствами лаковых пленок, которые в зависимости  от состава имеют большую или  меньшую твердость и эластичность. Степень твёрдости пленок обусловлена природой смолы и ее количеством, а эластичность связана с наличием в них масла. Чем больше содержится в лаке масла (жира), тем более жирным считается этот лак, тем более эластична и атмосфероустойчива его пленка. Вязкость лаков регулируют добавлением растворителей и разбавителей, скорость высыхания —_: сиккативами, твердость и блеск — подбором соответствующих смол.

В зависимости от выбранного соотношения масла и смолы (на основе канифоли) масляные лаки разделяют на жирные, средние и тощие.

Жирные масляные лаки содержат большое количество масла (75% пленкообразующей основы), в результате чего образуют более эластичные и атмосферостойкие пленки. Благодаря этому их применяют для наружных работ и для окраски изделий, подверженных изгибанию и другим деформациям. Однако пленки жирных лаков имеют недостаточную твердость, плохо шлифуются и полируются, а поэтому их стараются применять в основном для тех поверхностей, которые не подвержены трению, удару и т. п.

Тощие масляные лаки содержат меньше масла (30%). Они высыхают быстрее, образуя более блестящие и твердые, но менее эластичные пленки. Такие пленки хорошо шлифуются, но менее атмосферостойки. Эти свойства обусловили применение тощих масляных лаков для различных внутренних работ (лакирование мебели и др.).

Средние масляные лаки (55% масла) по своим свойствам занимают промежуточное место между жирными и тощими лаками. Как правило, пленки их достаточно влагостойки, тверды и сравнительно хорошо шлифуются. Эти лаки применяют преимущественно для внутренних (покрытие полов) и в меньшей степени для наружных работ.

Ассортимент масляных лаков  составляют лаки общего потребления  и специального назначения. В продажу  поступают масляные лаки общего потребления, представляющие собой вязкие прозрачные растворы алкидных или канифольных  смол, модифицированных растительными  маслами. Цвет их от светло-желтого до коричневого. Применяют для наружных и внутренних покрытий по окрашенным масляными красками древесине и металлам, а также для разведения густотертых масляных красок.

Масляные лаки применяются  для лакирования деревянных поверхностей и в качестве пропиточных электроизоляционных  составов. Они используются также  для получения красок, грунтовок, шпатлевок, применяемых в различных  отраслях машиностроения, судостроения и др.

          Алкидные лаки — это растворы алкидно-масляных смол (продуктов химической реакции масел и смол) или их смеси с другими смолами в уайт-спирите, сольвентнафте и других растворителях. В состав алкидных лаков входят сиккативы, ускоряющие высыхание, а также различные добавки для придания им специфических свойств: антивспениватели, тиксотропные добавки, добавки для розлива и т.д.

В зависимости от вида смолы  алкидные лаки бывают глифталевые (ГФ); алкидно-мочевиноформальдегидные (АМФ  или МФ), пентафталевые (ПФ), алкидно-меламиноформальдегидные (АМД или МД); алкидно-акриловые (АА); алкидно-уретановые (АУ), алкидно-стирольные (АС). Они также составляют три группы: жирные, средние и тощие, но масла в них на 15 —20 % меньше, чем у масляных лаков. Алкидные лаки предназначены для покрытия металлических и деревянных изделий и конструкций. Алкидно-стирольный лак АС-25 светло-коричневого цвета. Применяют его для создания стойких внутренних противокоррозийных покрытий конструкций из бронзы, меди и алюминия, а также атмосфероустойчивого покрытия по дереву. При комнатной температуре лак высыхает в течение 8 ч.

Масляно-смоляные лаки выпускают двух марок: ПФ-283 и ГФ-166. По цвету они могут быть светло-коричневыми с литерой «С» (светлый) и темно-коричневыми с литерой «Т» (темный). Применяют их для покрытия по дереву и по масляной краске внутри помещения (4С и 4Т) и снаружи здания (5С и 5Т).

Покрытия на основе алкидных смол обладают высокой атмосферостойкостью, эластичностью и хорошей адгезией к окрашиваемой поверхности. К недостаткам можно отнести продолжительность естественного высыхания (36 — 48 ч) и невысокую химическую стойкость получаемых покрытий.

Широко известен лак ПФ-231 (так называемый ленинградский). В  розничной продаже можно найти  лаки KUPU фирмы «Тик-курила» (Финляндия), «Квинтол» производства ООО БСФ (Новосибирск) и другие алкидно-уретановые лаки, представляющие собой растворы алкидных смол с уретановыми группами в органических растворителях. Эти лаки высыхают быстрее алкидных (6 — 12 ч) и обладают значительно более высокой износостойкостью. Это лаки «Полиур» Черкесского ХПО, «Уника супер» фирмы «Тик-курила» и др.

4. Производство масляных лаков.

Производство  масляных лаков более сложно, чем спиртовых и скипидарных. Всё производство состоит из следующих операций:

приготовление олифы

сортировка

дробление

плавление копалов

варка лака

отстаивание

  Лаковая олифа приготовляется из сухого, отстойного льняного масла; масло подогревается  до температуры 260 °C в особом медном открытом котле на голом огне и во время варки олифы в него прибавляют немного свинцового сахара и борно-кислого марганца. Сваренная олифа должна на пробном стекле высыхать в течение 18 часов, не давать отлипи и представлять собой прозрачную бесцветную, блестящую и эластичную плёнку. Такая олифа является не только растворителем копалов, но сама служит главным составным элементом лаковой оболочки. Линоксеин олифы, соединяясь с копалами, уничтожает их хрупкость, даёт эластичность лаковой плёнке и служит важным условием прочности и устойчивости масляной лакировки. Лаковая олифа заготовляется в запас, сохраняется в отстойных резервуарах и только в чистом, отстоянном виде идёт для приготовления лака.

Сортировка  копалов играет также важную роль в производстве. Торговые их сорта  получаются в  кусках различной величины, различной  степени прозрачности и цвета  и даже различной твёрдости. При  сортировке отбираются куски, однородные по цвету, чистоте, величине и твёрдости, и каждый сорт в отдельности служит для приготовления особого сорта  или № лака. Дробление копалов  производится помощью ручной машинки, употребляемой для колки сахара; при известном навыке один человек  в день может надробить около 6 пудов копала.

 Отсортированный, дроблёный  копал поступает в  плавку  и затем в варку лака

Большинство масляных лаков  производится из смешения нескольких сортов копала. Подбор и относительная  пропорция их для приготовления  известного. сорта или, как говорят, специальности лака и составляет обыкновенно секрет заводов. Комбинации смешений, ввиду огромного выбора копалов и др. смол, бесчисленны, и всякий завод имеет свои приёмы и рецепты. Различные копалы имеют различную твёрдость, а следовательно, и различную температуру плавления. Есть копалы, как занзибар, сиерра-леона и др., плавящиеся выше 400 °C, поэтому при плавлении следует соблюдать такой порядок, чтобы в плавильные котлы засыпалась раньше порция тугоплавкого копала и после её расплавления прибавлялись требуемые по рецептам более легкоплавкие копалы и др. смолы. Эта предосторожность уменьшает пригорание смол и даёт более светлые оттенки лака, но на практике почти всегда мастера смешивают сразу дробленые копалы и смесь подвергают одновременной плавке. Плавка и варка представляют собой самые сложные и трудные операции в производстве лаков. При плавлении копалов происходит обильное выделение летучих продуктов, легко воспламеняемых, поэтому устройство лаковарных очагов требует специальных приспособлений. Плавка копалов и варка лаков на крупных заводах производятся в больших медных котлах ёмкостью в 30—40 вёдер (370-490 литров), помещаемых на очагах, устроенных в полу лаковарни. Над котлом находится воронкообразный железный колпак, с тягой, для отвода летучих продуктов. Котёл снабжён цепью, посредством которой, с помощью установленного вблизи крана, он во всякое время может быть снят с очага. Во всё время плавки, начало которой определяется появлением тяжёлых паров и газов в виде дыма, копал перемешивается железной мешалкой.

 По  окончании плавки, что узнаётся по прекращению  выделения дыма, котёл  снимают  с очага, и в расплавленный   копал, при постоянном перемешивании,  вливают по частям определённую  порцию олифы, предварительно  подогретой до 250 °C; затем котёл  опять устанавливают на очаг  и начинают варку. Эта операция  требует особенного знания и  опыта. Всё достоинство лака  зависит от определения конца  его варки. Лак недоваренный  или переваренный бракуется. Конец  варки определяется постоянными  пробами варимого лака. Пробы  эти производятся помощью стеклянной  палочки, которой варимый лак  берут каплями на плоское стекло, и по цвету, густоте и липкости  этих капель узнают окончание варки.

Сваренный лак снимают  с очага и дают остыть до 200 °C По достижения этой температуры начинают, при постоянном перемешивании, приливать по частям заранее отвешенную порцию скипидара, причём котёл помещают под колпаком с тягой, так как разбавка лака скипидаром сопровождается сильным выделением паров и газов. Затем лаку дают остыть и остывший, готовый лак сливают в отстойные резервуары.

На  малых заводах, а  некоторые лаки и на заводах крупных  варят в медных котелках меньшего размера, ёмкость которых не превосходит 4—5 вёдер (50-60 литров). Для таких котелков (ручных) устраиваются особые очаги и самые котелки имеют специальную конструкцию со шлемом, отводящим газы в вытяжную трубу, и отверстием, через которое помощью мешалки производится постоянное перемешивание содержимого котелка. Плавка и варка производятся точно так же, как и в больших котлах.

Классическим рецептом масляного  лака считается следующий: 14 ч. копала, 43 ч. олифы и 25 ч. скипидара. При этом, однако, следует заметить, что всю суть лакового производства составляют выбор и пропорция копалов, особенности приготовления олифы и способ плавления копалов и варки Л. Отстаивание масляных Л. производится в особых отстойных отделениях, где помещаются соответствующие резервуары. Отстойное отделение должно иметь температуру не ниже 20° Р (25 °C) и быть свободно от сырости. Резервуары делаются из котельного железа вместимостью от 50 до 100 пд. (820-1640 Кг.) Л. Для каждого сорта лака должно иметь, по крайней мере, два резервуара, так как отстаивание продолжается не менее 6-ти месяцев. Отстоявшийся лак переливается и запаивается в жестяные галлоны, вмещающие от 5 фн.(2 Кг.) до 1 пд. (16 Кг.) Л., в которых лаки и поступают в продажу. Масляные лаки подразделяются на экипажные, малярные и специальные. Между экипажными лаками отличают: лаки подготовительный — для подготовки поверхности под окраску, лак под № 2 и 3 — для первых слоев лакировки по окраске под шлифовку и лаки № 1 и № 0 — для последних слоёв лакировки экипажей. Из лаков малярных отметим лаки половые, которых бывает несколько номеров, по цвету и качеству. Они отличаются особенной твёрдостью плёнки и идут для лакировки крашеных полов. Лаки. малярные копаловые, копало-янтарные — тоже по несколько номеров — предназначаются вообще для лакировки по дереву и по всякой окраске, если требуется блеск и если поверхность подвержена влияниям наружной атмосферы. Из лаков специальных имеют большое значение различные сорта лаков .: кожевенных, клеёночных, обойных, жестяных, чёрных японских и пр.

5. Применение масляных лаков.

Масляные лаки чаще всего используются в малярных работах. Их применяют для покрытия по масляной краске, дереву, металлу как внутри помещений, так и снаружи. Бывают светлые и цветные (пигментированные) лаки.

Масляно-смоляные лаки светло-коричневые с литерой «с» (светлые) и темно-коричневые с литерой «т» (темные) применяются для покрытия по дереву и по масляной окраске внутри помещений (4с и 4т) и снаружи зданий (5с и 5т).

 Они подходят для  всех видов древесины. Это самые  прочные, водостойкие, но долго  сохнущие покрытия с сильным  жестким блеском. Лаки наносятся  в один или два слоя кистью  или тампоном. Время высыхания  составляет 36-48 часов.

 Лаки марок ПФ-283 и  ГФ-166 используются для покрытия  деревянных и металлических поверхностей, окрашенных масляной краской  внутри помещений (ПФ-283) и снаружи  (ГФ-166). Для достижения требуемой  консистенции разбавляются ксилолом, сольвентом, скипидаром или смесью  одного из них с уайт-спиритом в соотношении 1:1.

 Для нанесения применяются  краскопульты, кисти или тампоны.  Покрытие делается в один или  два слоя. ПФ-283 высыхает за 36 часов,  ГФ-166 — за 48 часов.

Лак масляно-битумный БТ-577 и краска БТ-177 коричневого цвета применяются для окраски металлических поверхностей, перил лестниц, ограждений и других элементов. Может смешиваться с алюминиевой пудрой (получается «серебрянка»). Время высыхания — 24 часа.

Если лак наносится  кистью, то следует отжимать излишек  взятого лака и наносить его вдоль  волокон дерева тонким слоем. В связи  с тем, что лак быстро высыхает, щетина кисти становится слишком жесткой и ее периодически надо промывать в каком-нибудь растворе, например в спирте.

Следы должны быть достаточно жирными, но не оставлять подтеков на поверхности.

 В процессе работы  тампон по мере надобности  наполняется лаком или политурой.  Не стоит окунать его в емкость  с лаком, иначе он будет оставлять  на обрабатываемой поверхности  грубые мазки различной жирности. Это в свою очередь приведет  к ухудшению качества покрытия.

Для достижения матовой пленки обычно достаточно одного - трех покрытий, для матово-блестящей — трех-шести. Выдержка между покрытиями увеличивается: после первого — 30-40 минут; после второго — 50-60; третьего — 1,5 часа; четвертого -— 2,5 часа и далее по возрастающей.

 Для получения качественного  лакового покрытия недостаточно  простого прохождения лаком несколько  раз. После хорошо высушенного  первого слоя, поверхность надо  отшлифовать мелкой шкуркой, добиваясь  совершенно гладкой поверхности  дерева. После шлифовки чистой  тряпкой дерево очищается от  пыли, это можно сделать сухой  кистью, и наносится второй слой  лака, немного разбавленного спиртом.

 После его полного  высыхания поверхность шлифуется  пемзовым порошком с водой  и керосином. Для этого потребуется  специальный тампон, но возможно  использование деревянного бруска  обернутого несколькими слоями  ткани.

 Изделие протирается  влажной тряпкой или губкой. Допускается  использование вместо воды керосина. Затем древесина тщательно высушивается  и покрывается третьим слоем  лака. Для этого слоя лак нужно  сделать еще более жидким. Чтобы  добиться более яркого глянца  поверхность полируется.

Заключение.

Масляные лаки - составы, которые после нанесения тонким слоем на твердую подложку высыхают с образованием твердой пленки - лакокрасочного покрытия.

Исходными материалами для  приготовления лаков служат растительные масла, синтетические и естественные смолы, сиккативы, растворители и разбавители (разжижители), пластификаторы и пигменты. Некоторые из этих материалов (сиккативы, растворители и разбавители, частично и пигменты) наряду с олифами, лаками и красками также поступают в продажу и служат в основном для корректировки состава и свойств уже готовых лакокрасочных товаров.

Лаковое покрытие - покрытие, которое образуется в результате плёнкообразования (высыхания) лакокрасочных материалов, нанесённых на поверхность изделий. Основное назначение лакоквых покрытий - защита материалов от разрушения (например, металлов - от коррозии, дерева - от гниения) и декоративная отделка изделий.

Свойства лакового покрытия определяются составом лакокрасочных материалов (типом плёнкообразующих веществ, пигментов и др.), а также структурой покрытий, которые в большинстве случаев состоят из нескольких слоев. Важнейшие требования к лакокрасочным покрытиям - прочное сцепление (адгезия) отдельных слоев друг с другом, а нижнего слоя - также и с подложкой, твёрдость, прочность при изгибе и ударе, влагонепроницаемость, атмосферостойкость, комплекс декоративных свойств (прозрачность или укрывистость, цвет, степень блеска, узор и др.).

Технологический процесс  получения лакокрасочного покрытия включает операции подготовки поверхности, нанесения отдельных слоев, сушку  лакокрасочных покрытий и их отделку.

Используемые источники:

Арзамасов Б.Н. Материаловедение. - М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2003. – 648 с.

Горчаков Г.И., Баженов  Ю.М. Строительные материалы. Учебник  для вузов. Стройиздат. 1986.

Основы материаловедения. / Под ред. И.И. Сидорина. – М.: Машиностроение, 1976. – 436 с.

Справочник товароведа: Непродовольственные  товары. Т.2. / С.И. Баранов, Е.И. Веденеев, А.Я. Володенков и др. – М., 1990. – 463 с.

http://lifepaint.com.ua/index.php/Poleznye-statьi/2010-05-25-12-12-16.html

http://duropol.ru/product_info.php?cPath=80&products_id=94&osCsid=a4e4fe6857b99063209168bbb7e8e4bb

http://www.skonline.ru/doc/42394.html