Лакокрасочные материалы и покрытия. Принципы составления рецептур

Сиккативы и средства, предотвращающие образование поверхностной пленки Сиккативы

Ранее отмечалось, что процесс химического отверждения маслосодержа­щих пленкообразователей можно ускорить введением соответствующих ката­лизаторов. Наиболее широко для этой цели применяют металлические мыла - соли поливалентных металлов и одноосновных карбоновых кислот, называе­мых сиккативами [9].

Первоначально было установлено, что наиболее эффективными сиккати - вирующими металлами являются кобальт, марганец и свинец. В дальнейшем широкое применение получили соли циркония и других металлов, а использо­вание солей свинца резко ограничилось из-за их токсичности.

По механизму действия сиккативы подразделяют на две группы: первич­ные (истинные) и вторичные, вспомогательные (промоторы). К первой груп­пе относят соли металлов переменной валентности - Со, Мп, РЬ, Ре и V, у которых состояние высшей валентности менее устойчиво, чем низшей. Действие этих металлов заключается в следующем. Сначала они восста­навливаются, взаимодействуя с а-метиленовыми группами жирнокислотно­го остатка масла, образуя при этом радикалы, затем окисляются за счет взаимодействия с гидропероксидами, переходя в высшую валентность, и снова образуют радикалы. В этих процессах металлы действуют по-разно­му: соли кобальта скорее способствуют образованию пероксидов, а соли марганца - их распаду. Наилучший эффект обеспечивает их комплексное применение.

Вспомогательные сиккативы - соли металлов постоянной валентности: Са, Ва, Мд, Бг, 2и, □. Самостоятельно они не проявляют каталитического действия, однако повышают эффективность сиккативов первой группы. Обладая основ­ными свойствами, соли металлов этого ряда могут реагировать с карбоксиль­ными группами масляного пленкообразователя и, таким образом, облегчать процесс их химического отверждения. Некоторые соли (например, кальция) од­новременно благоприятствуют смачиванию пигментов.

После того как был установлен синергетический эффект при сочетании различных металлов, стали использовать комбинированные (двух - и многоме - тапьные) сиккативы. Так, известна комбинация солей кобальта и свинца, обес­печивающая ускоренное отверждение за счет баланса поверхностного воздей­ствия (Со) и отверждения в массе (РЬ). В настоящее время она в значительной степени вытеснена комбинацией солей кобальта и циркония.

Кислоты для получения солей металлов выбирают таким образом, чтобы обеспечить хорошую совместимость и растворимость. Ранее использовали в основном жирные кислоты растительных масел (олеаты, линолеаты) и кислоты канифоли (резинаты). Позднее большое значение приобрели соли нафтеновых кислот, получаемые главным образом из кавказской нефти, - нафтенаты. В настоящее время большинство сиккативов является солями 2-этилгексано - вой кислоты (этилгексаноаты или октоаты) — продуктами оксосинтеза.

При применении сиккативов большое значение имеет их дозировка. Необ­ходимо вводить минимальное количество сиккатива, чтобы достичь макси­мальной скорости высыхания. Слишком большое количество сиккатива (пере - сиккативация) ухудшает свойства пленки.

Рекомендуются следующие количества сиккативов (% в пересчете на ме­талл) по отношению к пленкообразователю:

• кобальт 0,03 - 0,05;

• марганец 0,02 - 0,04;

• кальций 0,05 - 2,00;

• цирконий 0,08-0,15.

Ограничивать количество используемых сиккативов, прежде всего солей марганца, необходимо также и потому, что они могут придавать материалам белого цвета нежелательное окрашивание.

Данные о содержании металлов в сиккативах обычно содержатся в сопро­водительных документах производителя.

На скорость отверждения алкидных и масляных материалов положительно влияют и некоторые пигменты: оксиды железа (прежде всего прозрачные, име­ющие высокую удельную поверхность), цинковая пыль, оксид цинка, карбонат кальция, свинцовые пигменты (хотя их уже практически не применяют по эко­логическим соображениям). Однако есть пигменты, которые способны адсор­бировать сиккативы на своей поверхности и снижать эффективность их действия. К ним относятся, например, сажа, ультрамарин и фтапоцианиновые пигменты. В этом случае дозировку сиккатива следует увеличить или через определенное время вводить дополнительное его количество.