Алкиды. Свойства и применение.

Алкидные олигомеры или, как раньше их называли, смолы - являются разновидностью большой группы полимеров, называемой - полиэфиры. Полиэфиры, являющиеся продуктами поликонденсации многоатомных спиртов и многоосновных органических кислот, делятся на немодифицированные и модифицированные. Алкиды относятся к группе модифицированных полиэфиров.

Алкиды, в том числе и лак ПФ-060, наряду с масляными и нитроцеллюлозными, являются старейшими пленкообразующими материалами, но и по сей день наиболее популярными. Производство алкидов в нашей стране началось в 1932 году и до настоящего времени играет главенствующую роль в лакокрасочной промышленности. Выпуск алкидов составляет свыше 40% от общего объема производства синтетических пленкообразующих материалов.

В зависимости от используемого исходного многоатомного спирта алкиды бывают: глифталевые (на основе глицерина), пентафталевые (на основе пентаэритрита), этрифталевые (на основе этриола) и ксифталевые (на основе ксилита). В последние годы, в процессе промышленной эволюции, производство алкидных олигомеров свелось к выпуску фактически только одного вида – пентафталевого. В незначительных количествах еще выпускают глифталевые смолы. В свою очередь, производство полуфабрикатных лаков на основе пентафталевых олигомеров фактически сводится к двум маркам это лак ПФ-060 и лак ПФ-053.

Алкидные олигомеры обычно получают двумя способами: жирнокислотным и алкоголизным. При жирнокислотном способе в реактор загружают сразу все компоненты: фталевый ангидрид, многоатомный спирт, многоосновную и одноосновную модифицирующие кислоты. Процесс ведут при температуре 220-250ºС. Жирнокислотным способом можно получать разнообразные по строению алкиды, в зависимости от видов используемых исходных спиртов и кислот. Применение свободных жирных кислот растительных масел ограничено сложностью их получения из растительных масел.

Наиболее применяемым в промышленности является алкоголизный способ. При этом способе модификация алкидов возможна без расщепления масел. Синтез при этом проводится в две стадии. На первой стадии проводят алкоголиз масел многоатомным спиртом в присутствии щелочного катализатора при 220-250ºС. На второй стадии полученные моноглицериды растительных масел этерифицируют фталевым ангидридом при постепенном повышении температуры от 180ºС до 210ºС.

В качестве модификаторов применяют: различные растительные масла – подсолнечное, соевое, рапсовое, дегидратированное касторовое и др., синтетические жирные кислоты (СЖК), жирные кислоты таллового масла (ЖКТМ), дистиллированное талловое масло (ДТМ).

По содержанию масла алкиды подразделяются на сверхтощие (до 34 массовых % масла), тощие (35-45%), средней жирности (46-55%) и жирные (56-70%).

Свойства алкидов зависят также и от типа используемого многоатомного спирта. Благодаря наличию четырех гидроксильных групп у пентаэритрита, пентафталевые алкиды отверждаются быстрее глифталевых и образуют более твердые и высокоглянцевые покрытия, чем глифталевые. Именно поэтому в последнее время лакокрасочная промышленность выпускает в основном пентафталевые алкиды, а на основе их, как уже упоминалось выше, изготавливают наиболее востребованные полуфабрикатные лаки ПФ-060 и ПФ-053, а также смолу 188, применяемую при изготовлении нитроцеллюлозных материалов.

Лаки ПФ-060 и ПФ-053 готовят на основе пентафталевого связующего с добавлением растворителей (ксилол, толуол, уайт-спирит) и сиккативов. Отверждение алкидов на поверхности с образованием «сшитого» трехмерного покрытия происходит за счет окислительной полимеризации по двойным связям ненасыщенных жирных кислот растительных масел в широком интервале температур - от +5 до 110ºС. Именно для облегчения и ускорения процесса отверждения в лаки ПФ-060 и ПФ-053 вводят катализаторы – сиккативы. На основе полуфабрикатных лаков ПФ-060 и ПФ-053 изготавливают наиболее популярные и широко применяемые лакокрасочные материалы. Это лаки ПФ-283 мебельный, ПФ-231 паркетный, эмали ПФ-115, ПФ-266 для пола, ПФ-133, ПФ-1217ВЭ, грунтовки ГФ-021 и ГФ-0119 (несмотря на сохранившееся наименование в этих грунтовках в основном применяется лак ПФ-053) и другие.