שרפי אלקיד תופסים את אחד מהעמדות המובילות כחומר גלם לייצור צבעים ולכות מודרניים. לקומפוזיציות יוצרות סרטים המבוססות עליהם יש מגוון רחב של יישומים. תכונות הציפוי תלויות בסוג השרפים והלכות המוגמרות למחצה. הנפוצות ביותר הן קומפוזיציות מותאמות, שכן יש להן איכויות דקורטיביות והגנה גבוהות.
Description
שרפי אלקיד (או אלקידים) הם אסטרים הנובעים מהתגובה של אלכוהולים רב-הידריים עם חומצות רב-בסיסיות או האנהידרידים שלהם. במראה, הם הם מסה דביקה מאוד צמיגית, שצבעה הוא מצהוב כהה לחום.
אלקידים משולבים גם עם שרפים אחרים ותאית (אלקיד-אוריאה-פורמלדהיד, פנול-אלקיד, קופולימרים אלקיד-אקריליים ותרכובות אחרות). כדי להפחית את מתח הפנים, מוסיפים להרכבם אלכוהול בוטיל, מה שמקל על יציקת המוצר המוגמר.
הרכב וסיווג כימי
שרפי אלקיד מבוצעים בשיטתיות לפי מספר קריטריונים:
- על ידי נוכחות חומצות שומן בהרכב: ללא שינוי (פתלט) ומשונה.
- לפי תכולת שמן: שומני (>60%), שומן בינוני (40-60%), רזה (35-60%), רזה במיוחד (<34%). אלקידים שומניים מוכנים בעיקר עם שמנים מייבשים.
-
לפי סוג האלכוהול שעל בסיסו מתקבל ההרכב: גליפתלי, קסיפתלי, פנטפתלי, אטריפתלי.
- לפי יכולת ייבוש: ייבוש ואי-ייבוש.
- לפי שיטת הפירוק: מדולל בממיסים אורגניים או במים.
ההרכב הכימי של שרף אלקיד הוא תמיסה של 40-60% של חומרים לא נדיפים בממסים אורגניים.
תכונות
התכונות של אלקידים תלויות בסוג האלכוהול הרב-הידרי, בריכוזו ובנוכחותם של רכיבים אחרים. רכיבים ארומטיים מעניקים לציפויים המבוססים על תרכובות אלו קשיות ועמידות בפני שחיקה, פוליאולים אליפטיים - גמישות, יחידות מבניות ציקלואליפטיות - איזון מאפיינים.
תמיסות שרף אלקיד מתאפיינות בפרמטרים הבאים:
- צמיגות - 35-100 שניות (לפי מד צמיגות VZ-4);
- משקל מולקולרי - 1500-5000 kDa;
- density - 0.9-1.05 g/cm3;
- כמות האשלגן הידרוקסיד, שהוא המדד העיקרי לאיכות השמנים, אינה עולה על 20.
ככל שהטמפרטורה עולה, הצמיגות של האלקידים יורדת ולהיפך. ככל שתכולת השומן של חומר נמוכה יותר, כך הוא מתמוסס גרוע יותר בפחמימנים אליפטים ונפתניים.
שפר נכסים
אלקידים ללא שינוי יוצרים סרטים קשים ושבירים, מתמוססים בצורה גרועה. כדי לשפר את איכויותיהם, מרכיבים נוספים מוכנסים להרכב תערובת התגובה, המעניקים לציפויים ברק, גמישות, עמידות בפני מים, ממיסים, שמנים ובלייה, מאיצים את הייבוש בטמפרטורת החדר ומגבירים את ההידבקות עם חומר הבסיס. שרף אלקיד שונה מתקבל באמצעות זרעי פשתן, שמן טונג, שמן טונג, שמן חמניות, שמן קיק, שמן זרעי כותנה, רוזין, חומצות שומן סינתטיות.
ישנן 3 שיטות שינוי עיקריות:
- הצגת מונומרים בייצור שרף;
- על ידי תגובה של אלקידים מוגמרים עם חומרי שינוי;
- עירוב שרפים עם יוצרי סרטים אחרים.
קבל
אלקידים מסונתזים בשתי דרכים: אלכוהוליזה ושיטת חומצות שומן.
במקרה הראשון, התהליך מתרחש בשלושה שלבים:
-
טרנסיפיקציה של שמן צמחי או טריגליצרידים של חומצות השומן שלו עם אלכוהולים רב-הידריים. התגובה הכימית מתרחשת בטמפרטורה של 240-260 מעלות צלזיוס ובנוכחות זרז. לייצור שרפים גליפתליים מאלכוהול משתמשים בגליצרין, עבור שרפים אטריפתליים - אטריול, עבור שרפים פנטפתליים - פנטאריתריטול.
- אסטריפיקציה של אסטרים חלקיים עם פתאל אנהידריד, וכתוצאה מכך אסטר חומצי.
- פוליאסטריפיקציה עם שחרור מים ויצירת אלקיד.
השיטה השנייה לייצור שרפים היא אסטריפיקציה ופוליאסטריפיקציה של אסטרים של חומצות שומן וכוהלים רב-הידריים.
מדלל אלקיד
תרכובות הפחמן הבאות משמשות כממסים לשרף אלקיד:
- aliphatic (הקסאן, הפטן, פרפינים C6-C12);
- ארומטי (בנזן, ממס, טולואן, קסילן ואחרים);
- טרפן (טרפנטין);
- halogenated (טריכלורואתילן, טטרכלורואתילן, פרכלורואתילן);
- שמן (נפראס, בנזין).
אתרים רותחים נמוכים (אלכוהול אתילי, אתיל אצטט), אתרים גליקול, קטונים (אצטון) יכולים לשמש גם כמדללים. בוטנול אינו מתאים למטרות אלו, מכיוון שהמולקולות שלו מושכות לעצמן כמות גדולה של הממס הכלול בשרף אלקיד. אלקידים רזים מתמוססים רק בפחמימנים ארומטיים, בעוד שאלקידים שומניים מתמוססים באלפידים.
ישנם גם שרפים מסיסים במים, שעל בסיסם מייצרים ציפויים הנישאים במים (אמייל ייבוש חם ופריימרים).
Application
המטרה העיקרית של שרפי אלקיד היא ייצור של צבעים ולכות (LKM). תרכובות ללא שינוי משמשות לייצור לכות ודבקים מבודדים חשמליים.
מאתפתרונות שרף מייצרים לכות מוגמרות למחצה ומוגמרות המשמשות בתעשייה ובחיי היומיום.
חומרי צבע
ציפוי אלקיד הם החומרים הנפוצים ביותר מכל החומרים המבוססים על שרפים פולי עיבוי. מאחר ולאלכוהול לפנטאריתריטול יש 4 קבוצות הידרוקסיל, אלקידים המכילים פנטאריתריטול מתרפאים מהר יותר ומייצרים ציפויים מבריקים יותר. בהקשר זה, התעשייה מייצרת בעיקר חומרי צבע המבוססים על שרפי אלקיד מסוג פנטפתלי. השימוש במספר רב של רכיבים ארומטיים מבטיח את הקשיות והעמידות של הציפויים ללחץ מכני.
ציפויים פיגמנטיים המבוססים על אלקידים מחולקים לקבוצות הבאות:
- glyphthalic (GF), pentaphthalic (EF), etrifthalic (ET) אמיילים;
- קרקעות;
- מרק.
שרפי אלקיד ייבוש משמשים כיוצרי סרט עצמאי לצבעים ולכות, ואלה שאינם מייבשים משמשים בתכשירים עם שרף קרבמיד, חנקות תאית (כדי לשפר את הגמישות וההידבקות של הציפויים לחומר הבסיס).
המאפיינים של ציפויים תלויים בהרכב הכימי שלהם. לפיכך, שרפי אלקיד שמנים יותר בממיסים אורגניים קלים יותר למריחה עם מברשת, בעלי גמישות ועמידות בפני מזג אוויר מוגברת, אך מתייבשים לאט יותר ועמידים פחות בפני שמנים מינרליים. קצב הייבוש המרבי אופייני לשרפים ששונו עם טונג או זרעי פשתן.שמן. זמן הייבוש הממוצע לאמייל אלקיד הוא 24 שעות.
עבודת צבע ספציפית
שרפי אלקיד, בהתאם להרכב הרכיבים, משמשים למטרות הבאות:
- מבוסס על חומצה בנזואית (תכולת שמן 38-50% במשקל) - אמייל לצביעת מכונות חקלאיות, רדיאטורים, תיקוני רכב. דהייה מאוד ועמיד בפני מזג אוויר.
- מכיל חומצות 9,12-לינולאיות ו-9,11-לינולאיות - תיקון ציוד.
- Skinny - שכבות בודדות ייבוש מהיר, פריימרים, צבע רדיאטור.
- על שמן פשתן וגליצרין - ציפויים נגד קורוזיה, דיו להדפסה. יכולים לדהות במהירות כאשר הם נחשפים לאור השמש, ולכן הם משמשים לרוב בפריימרים ובתרכובות פילוס.
- ציפוי על בסיס פולי סויה או שמן גבוה עם עמידות טובה בפני מזג אוויר.
- שונה עם שרפים טבעיים (חומצות רוזין) – ייצור פריימרים וחומרי מילוי. תרכובות נוטות לדהות.
- שונה עם סטירן, אקרילט - פריימרים, שפכטל, תרכובות פילוס, ציפויים לצביעת ספינות, ציוד, מתכת, עץ נתון ללחץ מכני חזק (לכות פרקט, אמייל רצפה, רהיטים); אריזת אמייל בצינורות. יש להם עמידות מוגברת בפני שחיקה ואלסטיות.
היבטים סביבתיים
מאחר ששרף אלקיד מכיל ממיסים אורגניים, הם מהווים סכנה מסוימת לבריאות האדם ולסביבה. בעת ביצוע עבודות צבע ולכה באמצעות חומרי צבע המבוססים עליהם, יש צורך להשתמש בציוד מגן אישי (מסיכות גז, אוברול). הצביעה צריכה להיעשות בחדרים עם אוורור אספקה ופליטה.
לפי רמת הרעילות של ממסים, ניתן לחלק את האלקידים ל-3 קבוצות:
- הפחות רעיל (MPC=300-1000 mg/m3) – אתר אתיל, אלכוהול, בנזין;
- רעילות בינונית (MPC=100-200 mg/m3) – אצטון, בוטיל אתר;
- רעיל מאוד (MPC=20-50 mg/m3) – אתילן גליקול, בנזן.
בחו ל ישנן דרישות גבוהות לידידותיות סביבתיות של ייצור ציפויים, לפיכך מתנהלת כעת עבודה ליצירת חומרים בעלי תכולה גבוהה של חומר יבש ותכשירים הנישאים במים. עם זאת, שרפי אלקיד עם ממיסים אורגניים עדיין עולים על שרפים מסיסים במים בתכונות העיבוד.
