Лакокрасочные материалы и покрытия. Принципы составления рецептур

Материалы на основе нитрата целлюлозы Строение и свойства нитрата целлюлозы

Нитрат целлюлозы [1 - 3] получают из целлюлозы хвойных пород древеси­ны путем обработки ее нитрирующей смесью при повышенной температуре. Типичный состав нитрирующей смеси (в % по массе): концентрированная сер­ная кислота - 57, концентрированная азотная кислота - 25, вода - 18. Степень превращения ОН-групп целлюлозы в эфиры азотной кислоты зависит от кон­центрации компонентов, температуры и времени обработки, по-разному также протекает деструкция молекулярных цепей.

После окончания процесса и отделения водной фазы образуется рыхлая масса нитрата целлюлозы. Нитрат целлюлозы взрывоопасен, и при работе с ним требуется соблюдение соответствующих мер безопасности. Как правило, его увлажняют спиртами, обычно н-бутанолом, взятым с нитратом целлюлозы в соотношении 1 : 2 или в сочетании с пластификаторами.

Таблица 2.1

Содержание азота в нитрате целлюлозы в зависимости от степени этерификации

Число нитрогрупп на структурный элемент

Теоретическое массовое содержание азота в нитрате целлюлозы, %

1

6,76

2

11,11

3

14,14

Различные типы нитратов целлюлозы отличаются по степени этерифика­ции и средней молекулярной массе, которая значительно влияет на вязкость растворов (табл. 2.1).

Степень этерификации оказывает заметное влияние на растворимость и сов­местимость. Нитраты целлюлозы с высокой степенью этерификации (Е-типы) [4] хорошо растворимы в сложных эфирах, кетонах, сложных эфирах гликолей и совместимы со спиртами и ароматическими углеводородами. Этот тип нитратов целлюлозы хорошо совместим также с различными пленкообразователями.

Нитраты целлюлозы с низкой степенью этерификации (А-типы) хорошо растворимы в спиртах, эфирах гликолей, сложных эфирах и кетонах, хуже сов­местимы с другими пленкообразователями. Различают также промежуточную группу нитратов целлюлозы (М-типы). Свойства и особенности различных ти­пов нитратов целлюлозы приведены в табл. 2.2.

Таблица 2.2

Содержание азота и степень этернфикации различных типоо нитратов целлюлозы

Тип нитрата целлюлозы

Массовое содержание азота, %

Число сложноэфирных групп на структурную единицу

Е

10,9-11,3

11,80 -12,30

М

11,3-11,8

2,06 - 2,20

А

11,8-12,3

2,20-2,33

Величина молекулярной массы нитрата целлюлозы существенно влияет на вязкость ее растворов. Европейская классификация нитратов целлюлозы из­ложена в стандарте DIN 53179, в соответствии с которым, наряду с буквенным обозначением степени этерификации, приводится содержание сухого нитрата целлюлозы в растворе ацетона (с содержанием воды 5%), соответствующее вязкости (400±25) мПа • с по вискозиметру с падающим шариком.

Производители нитратов целлюлозы используют в обозначении продукции указанную символику или приводят значения вязкости, соответствующие опре­деленному составу растворов, как показано в табл. 2.3 [4].

Таблица 2.3

Примеры торговых марок и обозначений наиболее распространенных типов нитратов целлюлозы

Обозначение норм по DIN 53179

Массовая доля в растворе, %

Производитель

Hagemann

Hercules I

Wolff

4,0

Н 4

RS 1300"

Е 1440

9,0

Н 9

RS15"

Е 950

25Е

25,0

-

-

Е 510

27Е

27,0

Н 27

RSJ*

-

28Е

28,0

-

-

Е 400

27А

27,0

АН 25

SSJ*

А 500

27М

27,0

-

-

AM 500

Молекулярная масса различных типов нитрата целлюлозы влияет не толь­ко на вязкость и содержание сухого вещества в лакокрасочном материале, но и на свойства получаемых покрытий. Высокомолекулярные марки образуют достаточно эластичные пленки, в то время как низкомолекулярные (низковяз­кие) - более хрупкие покрытия. Данные выводы можно сделать на основании определения деформационно-прочностных свойств пленок нитрата целлюлозы в зависимости от вязкости соответствующих растворов (табл. 2.4) [5]. Низкомо­лекулярные, т. е. низковязкие типы нитрата целлюлозы, требуют модификации пластификаторами, смолами или каучуками.

Таблица 2.4

Механические свойства пленок нитратов целлюлозы

Вязкость растворов, МПа • с

Относительное удлинение, %

Прочность на разрыв, Н/мм2

1440

24 - 30

98-103

1160

23-28

98-103

950

23-28

88-98

840

20-25

88-98

620

12-18

78-88

560

10-15

74-84

510

8-12

69-78

400

5-10

59-69

375

<5

39-49

330

<3

29-39

Испарение растворителя из растворов нитрата целлюлозы происходит дос­таточно быстро, и поэтому их применяют для получения быстровысыхающих лакокрасочных материалов. В сочетании с пластификаторами и другими смо­лами композиции образуют достаточно хорошие покрытия, но неустойчивые к действию растворителей. Атмосферостойкость покрытий на основе нитратов целлюлозы ограничена. В связи с высокой взрывоопасностью лакокрасочные материалы на основе нитратов целлюлозы не должны изготовляться, хранить­ся и применяться совместно с материалами, содержащими восстановители, например амины. По этой причине, а также из-за низкой термостабильности данные полимеры не используют для получения лакокрасочных материалов го­рячей сушки (выше 70°С).

Лакокрасочные материалы и покрытия. Принципы составления рецептур

Эпоксидно-акриловый лак для окрашивания автомобилей [16]

Лак содержит эпоксидно-акриловую смолу (эп. экв. = 660), полиангидрид додецил - дикарбоновой кислоты (карбоксиэквивалент = 106) и триметилолпропан в качестве со - реагента (эквивалентная масса 44,7). В качестве добавки используют …

Полиакриловые краски

Полиакриловые краски получают на основе полимеров и сополимеров алкилакри - латов. Для обеспечения необходимой температуры стеклования сокомпонентами в со­полимерах могут быть акрилаты, метакрилаты (например, метилметакрилат) или сти­рол. Смолы должны содержать …

Белая полиэфируретановая краска для наружного применения [15]

Пленкообразующая часть краски состоит из ароматического полиэфира с гидрок­сильным числом 45 - 55 мг КОН/г, к. ч. = 8 мг КОН/г и Тд = 51 °С и 2-полиуретдиона, по­лученного на …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 050 512 11 94 — гл. инженер-менеджер (продажи всего оборудования)

+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи новинок
e-mail: msd@msd.com.ua
Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Оперативная связь

Укажите свой телефон или адрес эл. почты — наш менеджер перезвонит Вам в удобное для Вас время.