Текст
                    В книге приведены сведения и сырье для получения
лаков, олиф и различных красок (масляных, эмалевых,
водоэмульсионных и др.); описаны технология и контроль
производства указанных продуктов, устройство
применяемой при этом аппаратуры, а также основные правила
техники безопасности и противопожарной техники;
сообщаются данные по упаковке, маркировке, транспортированию
и хранению лакокрасочных товаров.
Книга предназначается в качестве пособия для мастеров
и квалифицированных рабочих лакокрасочной
промышленности.
К ЧИТАТЕЛЮ
Издательство просит присылать Ваши замечания
и отзывы об этой книге по адресу:
Москва\ К-12, Новая площадь, 10, подъезд 11
Госхимиздат


СОДЕРЖАНИЕ Предисловие - Общие сведения о лаках и красках Глава I. Масла Масла типа льняного (высыхающие масла) Масла типа макового (полувысыхающие масла) .... Масла типа оливкового (невысыхающие масла) .... Масла типа касторового Рыбьи жиры (ворвани) , Талловое масло Глава II. Естественные смолы 18 Копалы 18 Шеллак . 19 Канифоли (гарпиус) 19 Глава III. Искусственные (синтетические) смолы, применяемые в производстве лаков 24 Основные исходные материалы, применяемые в производстве искусственных лаковых смол Конденсационные смолы 1. Феноло-фарм'альдегидные смолы 2. іМочевиїно-формальдeraдные смолы (карбамидные смолы) 3. Меламиїно-фоірм альдегидная смола . 4. Полиэфирные (алиидныё) смолы 5. Ненасыщенные полиэфирные смолы и лаіии гоа их основе 6. Эпоксидные смолы Полимеризационные смолы 1. Полихлоршннловые смолы 2. Перхлорвигаилавые »смолы 45 3. Сополимеры іхларистого івиїнила 4. Поли акриловые смолы 5. (Полистироловые шолы 6* Кумарсшочинденшые смолы Кремнийорганические (полиорганосилоксаноьые) смолы . Глава IV. Эфяры целлюлозы Нитроцеллюлоза (нитроклетчатка) Ацетилцеллюлоза
Ацетобутиратцеллюлоза 53 Этилцеллюлоза , 53 Бензилцеллюлоза 54 Глава V. Растворители А 55 Бензины 57 Ароматические углеводороды 57 Скипидары 58 Спирты 59 Эфиры . 60 1. Простые эфиры , 61 2. Сложные эфиры уксусной кислоты (ацетаты) ... 61 Кетоны 63 Хлорсодержащие растворители 63 Нитропарафины 64 Глава VII. Пластификаторы (мягчители) 65 Эфиры фталевой кислоты 65 Эфиры фосфорной кислоты 66 Эфиры адипиновой кислоты 66 Кастероль 67 Глава VII. Пигменты (сухие краски) 68 Белые пигменты 69 Желтые пигменты 71 Красные пигменты 71 Синие пигменты , 73 Зеленые пигменты . ...... ... 73 Черные пигменты : . . . . 74 Пигменты на основе органических красителей 75 Алюминиевые и бронзовые краски 76 Глава VIII. Сиккативы 77 Трудно растворимые сиккативы 78 Легко растворимые сиккативы 79 1. Плавленые 'Сиккативы 79 2. Осажденные сиккативы .....•«.«* &2 Жидкие сиккативы « 83 Испытание сиккативов 84 Г л а в а IX. Производство олифы ......... 85 Натуральные олифы ....... .... 85 Заменители олифы . . 93 Эмульсионная олифа . 96 Г л л в а X. Производство масляных лаков . . .08 Полимеризованкые масла 100 Оксидированные масла 103 4
Изготовление масляных лаков fc 104 1. Получение масляных лаков горячим -способом .... 105 2. Постановка лаков на тип, очіистка, вызревание їй розлив . 112 Контроль производства 117 Испытания масляных лаков . 117 Аппаратура для получения масляных лаков ... . . . 119 Лаковарочные котлы 119 Глава XI. Асфальтовые лаки 127 Естественные асфальты . . . 129 Искусственные асфальты 130 Приготовление асфальтовых лаков . ...... 131 Глава XII. Смоляные лаки ...'...... . 134 Спиртовые лаки . . . ' 135 Лаки на основе карбинольной смолы 137 Перхлорвиниловые лаки 138 Полиуретановые лаки 139 Глава XIII. Производство лаков на основе эфиров целлюлозы . 141 Растворители и разбавители 142 Смолы 144 Пластификаторы 145 Производство нитролаков . . . 145 Контроль производства . . ... . 150 Применение нитролаков . . 151 Глава XIV. Производство красок 153 Маслоемкость 154 Загустевание красок 155 Масляные краски (краски, тертые на масле) . . . ... . 156 Эмалевые краски (краски, тертые на лаках) 166 Нитроцеллюлозные краски и эмали 170 Контроль производства нитрокрасок и нитроэмалей .... 174 Нитроэмали на основе сухих вальцованных паст . . . . 175 Казеиновые краски 177 Силикатные, известковые и клеевые краски . . .. . . . 179 Водоэмульсионные краски 180 Глава XV. Контроль производства 183 Определение цвета 184 Определение удельного веса 184 Определение вязкости * в 186 Определение растворимости смол . 190 Определение показателя преломления (коэффициента рефракции) 191 Определение отстоя , 191 5
Определение температуры ллавления и размягчения . . . . 191 Определение кислотного числа , 194 Определение йодного числа 194 Определение числа омыления 195 Глава XVI. Упаковка, маркировка, хранение лакокрасочных материалов 196 Хранение лакокрасочных материалов 196 Упаковка и хранение пигментов 197 Упаковка и хранение лаков . 197 Упаковка густотертых красок 197 Глава XVII. Техника безопасности и противопожарные мероприятия 199 Техника безопасности 199 Противопожарные мероприятия 202 Литература 207
ПРЕДИСЛОВИЕ Лакокрасочные материалы находят широкое применение в народном хозяйстве. Они служат для «получения /покрытий, предохраняющих сооружения и изделия от разрушающего влияния атмосферы — предотвращения коррозии металлов и защиты дерева от гниения, для изоляции электрических проводов. Лакокрасочные материлы применяют для окраски жилых помещений и общественных зданий, для изготовления типографских красок, а также для художественной живописи. Ни одна сельскохозяйственная машина, ни один автомобиль, пароход, самолет, вагон, целый ряд металлических и деревянных изделий не выпускаются предприятиями без окрашивания ил« лакиро- іваіния. Различные (сооружения, оборудование, устройства Aмо- сты, морские и речные суда, машины, крыши домов и т. п.) через определенные промежутки времени окрашиваются заново. С -помощью лакокрасочных /покрытий защищаются от коррозии металлические изделия ори воздействии на них (высокой температуры, а также атмосферных влияний в жестких условиях трапичеокого климата. Эффективность лакокрасочных покрытий в большой степени зависит от качества исходных лакокрасочных материалов. Так, срок службы покрытий, изготовленных на олифе «Оксоль», в среднем составляет 2—3 года, в то івремя как срок службы покрытий на тшифта левой или тіентафталеівой олифе — 3—4 года. Кірасии невысокого (качества растрескиваются и слетают с окрашенной поверхности уже через год. Лакокрасочная промышленность отличается большим разнообразием применяемых исходных веществ и технологических процессов: производство синтетических смол и многочисленных минеральных пигментов, переработка природных смол и органических красителей, получение на основе этих веществ готовых лакокрасочных материалов и др. В последние годы новые виды высококачественных лаков и эмалей изготовляются главным образом на основе синтетических вьісокотюлимеріньїх іматер'иалО'В. Появление іновьм синтетических «материалов (смол, растворителей и т. in.), (пригодных -для получения іплен'кообразующих веществ с большим (разнообразием свойств, дает основание считать, что в ближайшие годы щроизойїдут коренные изменения каїк їв ассортименте, так и в
технологии (Производства лакокрасочных материалов. Однако лакокрасочные .продукты, получаемые «а оганове »природных материалов— растительных масел, «канифоли и битума, все еще »находят большое применение. Майский A958 г.) Пленум ЦК КПСС и XXI съезд Коммунистической партии поставили перед химической промышленностью большие и ответственные задачи широкого развития производства синтетических материалов. Намечено также строительство новых лакокрасочных предприятий, оснащенных новейшей техникой. Решение этих задач требует от работников лакокрасочной промышленности глубоких знаний и большого труда. Настоящая книга призвана помочь работникам лакокрасочного производства повысить уровень своих знаний в области технологии пленкообразующих веществ. Широкое применение в лакокрасочной промышленности новых типов высокополимерных соединений явилось основанием для некоторого расширения главы III о синтетических смолах. В главу XIV «Производство красок» добавлен раздел — водоэмульсионные, силикатные, известковые и клеевые краски. В книге помещена живая глава — «Упаковка, маркировка, хранение лакокрасочных материалов». ' '
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ЛАКАХ И КРАСКАХ Исходными материалами для производства лакокрасочных продуктов (лаков, олиф, красок, эмалей) служат пленкообразующие вещества, растворители и разбавители, пластификаторы (мягчители), пигменты, сиккативы. Пленкообразующие вещества являютоя (основой лакокра- соїчного материала. Это — (природные вещесгва (растительные маша, канифоль, битумы, шаллак, жопалы, продукты 'обработки целлюлозы, белковые вещества) и «синтетические высокомолекулярные »соединения (мочевиїно- фюрмальдегидные, меламино- формальдегадные, эпоксидные, кремиийорга/ничеюмие, полиуретаны, полиэфиры, 'полимеры и сополимеры вшшлхлорида и др.). Растворы пленкообразующих веществ в летучих органических растворителях называются лаками. Эти органические жидкости при нанесении тонким слоем на какую-либо поверхность (іметалл, дерево) через некоторое время высыхают, образуя твердую, блестящую пленку. Различают несколько видов лаков: масляные холодной и горячей сушки, эфироделлюлозные, плавным образом нитроцелшюлозные лами; лаки на основе различных синтетических смол—хлорвиниловых, лерхлорвиниловых. (полиакрилоівьіх и др. Лаки, «ак правило, содержат легко воспламеняющиеся материалы; поэтому они огнеопасны (особенно нитролаки). В связи с этим при перевозке и хранении должны приниматься меры для (предотвращения воспламенения лаков. Тара, ъ которой находится ла:к, должна быть тщательно закупорена. При введении в состав лакокрасочных материалов, кроме пленкообразующих веществ и растворителей, тонко измельченных нерастворимых пигментов получают различные крас- !К(И. Красиш, получаемые путем »введения пигментов в лаки (масляные, нитроцеллюлозные и др.), называются эмалевыми или просто эмалями. Для приготовления масляных красок применяют олифы, представляющие собой высыхающие масла (льняное, конопляное и др.), полученные путем нагревания сырых масел в присутствии сиккативов. Кроме натуральных олиф, широкое применение получили различные заменители шшф. Растворители и разбавители. Растворителями называют легколетучие органические вещества, способные растворять жиры, смолы, воск, битумы, масла, олифы, нитроцеллюлозу и т. п.
В лакокрасочном производстве применяют растворители, обладающие ограниченной скоростью испарения, ,так как при очень быстром улетучивании растворителя в лакокрасочной пленке могут появиться трещины. Разбавители (разжижители) представляют собой летучие органические вещества, в которых растворяется не пленкообразователь, а его раствор в каком-либо растворителе. Большая часть применяемых растворителей и разбавителей представляют опасность в пожарном отношении и вредно действуют на организм человека. Хранение и ;пере- вюзіку этих .продуктов необходимо производить со строгим соблюдением установленных мер предосторожности. Пластификаторы (мягчители) представляют собой нелетучие жидкости, 'которые добавляют к лакам, краскам, смолам для іпридания им пластичностк. (Количество добавляемых (пластификаторов составляет 20—76% оіт веса .пленкообразующего вещества. В лакокрасочных материалах в качестве пластификаторов наиболее часто «применяют касторовое масло, дебутил- фталат, тр-икрезилфосфат. Пигментами называют окрашенные минеральные или органические вещества, нерастворимые в воде, (пленкообразующих (маслах, смолах и т. п.) и растворителях. Минеральные пигменты, имеющие наибольшее применение в лакокрасочном производстве, делятся на природные и искусственные и представляют собой окислы металлов, «комплексные соли или порошкообразные металлы. Пигменты 'применяют для изготовления всех видов красок <и эмалей. Сиккативы представляют собой вещества (катализаторы), ускоряющие сушку лакокрасочных материалов. В качестве сиккативов применяют марганцевые, свинцовые или кобальтовые соли «некоторых кислот. 'Сиккативы шодят ївсегда їв строго определенном (количестве. , В -некоторых случаях применяют смесь сиккативов. Производство красок и эмалей основано на растирании пигментов (красящих веществ) с пленкообразующими веществами. Образующиеся при этом пасты в дальнейшем доводят до ма^- лярной консистенции путем добавления pacтвopиfeлeй и сиккативов.
Глава І МАСЛА В производстве лаков и олиф значительное место занимают растительные масла (жиры). По своему составу масла (животные и растительные) представляют собой слежные эфиры* жирных кислот и трехатомного спирта — глицерина; в технике они называются глицеридами, или триглицеридами (на одну молекулу глицерина приходится три молекулы жирных кислот). іВ »маслах <и жирах «преимущественно содержатся іследующие кислоты: іртеариноівая, лальмитиновая, олеиновая, линолевая, линоленовая и др. Эти кислоты можно разбить на две группы: насыщенные кислоты (,в большинстве случаев твердые, как, например, пальмитиновая, стеариновая, мириотиновая) и ненасыщенные кислоты (в большинстве случаев жидкие, как олеиновая, линолевая, линоленовая). Ненасыщенными "^непредельными) называются соединения, в молекулах которых атомы углерода соединены между собой не одной связью н н н III —С—С—С—, а двумя: —С=С— или тремя: —С=С— III ! I н н н н н В некоторых соединениях встречаются две, три и более двойных связей. Системы двойных связей, разделенных двумя атомами углерода, которые соединены между собой простой связью, называются сопряженными связями: —С=С—С=С—С=С— I I I I I I н н н н н н Вещества с сопряженными двойными связями отличаются большой химической активностью, особенно характерным их свойством является способность к полимеризации. Ненасыщенные соединения сравнительно легко вступают в различные химические реакции. Так, при нанесении на поверхность пленки льняного масла ненасыщенные жирные кислоты * Сложными эфирами в химии называют продукты взаимодействия кислот и спиртов. И
(жидкие), входящие в его состав, присоединяют кислород воздуха и образуют новое эластичное каучукоподобное вещество линоксин. Пленки на основе масел, содержащих ненасыщенные жирные кислоты, хорошо прилипают к поверхности. Удаление таких пленок с поверхности представляет значительные трудности. Если нанести на поверхность пленку говяжьего жира, состоящего главным образом из глицеридов твердых насыщенных жирных кислот, то пленка эта при любой выдержке не подвергается никаким изменениям. Такая пленка может быть легко удалена с поверхности. Жиры и масла отличаются друг от друга тем, что в состав их входят глицериновые эфиры (глицерады) различных жирных кислот. Все масла легче воды и не растворяются в ней. Масла хорошо растворяются в эфире, бензоле, хлороформе, бензине и других растворителях и не растворяются в спирте. Только касторовое масло растворяется в спирте и не растворяется в бензине. Масла для производства лаков и красок не должны содержать примесей, белковых и красящих веществ. Присутствие в масле даже очень небольших количеств красящих и белковых веществ влечет за собой ухудшение качества олиф и лаков, замедление высыхания пленки и уменьшение ее блеска. При нагревании такого масла до температуры выше 200° оно, как правило, значительно темнеет вследствие того, что осевшие на днище котла белки пригорают, в отдельных случаях происходит свертывание імасла. Масла получают из семян растения двумя способами; прессованием и извлечением при помощи растворителей. В СССР масла получают главным образом горячим прессованием. Масло с уменьшенным содержанием белковых веществ можно получить, если семена до прессования поджарить или выдержать в течение нескольких месяцев. Масла, извлеченные из семян растворителями, содержат больше белковых и красящих веществ, чем масла, полученные прессованием. Наиболее простым методом удаления белковых веществ является отстаивание масла в теплом помещении; белковые вещества при этом оседают на дно, после чего прозрачное масло сливают. Одновременно удаление белковых и красящих веществ достигается нагреванием масла при 120—130° в присутствии отбельной глины в количестве 5—10% от веса масла. Существует также химический способ удаления белковых веществ из масел, заключающийся в обработке масел кислотами или щелочами. Однако этот способ применяют редко, так как требуется очень тщательная последующая промывка масел водой для полного удаления следов кислот, которые могут вызвать коррозию окрашенной поверхности. 12
Масло, которое лри 'нагревании до 300 не (выделяет мути, называется лаковым или рафинирован ны м. Сорт, чистоту и качество масла определяют с помощью хи«( мического анализа в лаборатории. Для каждого сорта масла установлены характерные (показатели: удельный, вес, цвет, растворимость, вязкость, показатель преломления (коэффициент рефракции), отстой, кислотное число, чишо омыления, йодное (бромное) число. Понятие об этих 'показателях и методы исследования масел даны в главе XV «Контроль производства». В основу классификации масел положена их способность к высыханию. Масло, нанесенное тонким слоем на поверхность, через несколько дней высыхает, образуя тонкую пленку. По способности к высыханию масла разделяют на пять групп, описанных ниже. Масла типа льняного (высыхающие масла) Для масел этой группы характерно сравнительно быстрое высыхание (в течение 5—6 дней). Высохшая пленка не размягчается, не плавится и почти не растворима в органических растворителях. Масла этого типа содержат значительное количество линоленовой кислоты с высокой степенью ненасыщенности (три двойные связи). Главные представители высыхающих масел Г. льняное, конопляное, перилловое. В эту же группу входит и древесное (тунговое) масло, которое обладает наибольшей скоростью высыхания. Льняное масло является наиболее ріаспростр'аненньїм в про- изівоідстіве лакав їй олиф. Его іподучают из семян льна, содержащих 32—33% масла. Конопляное масло получается из семян конопли, содержащих 28—35% масла. Оно отличается зеленоватым оттенком, применяется для производства олиф и лакоїв; сохнет медленнее, чем льняное." Перилловое масло приготовляют из семян однолетнего растения периллы. По составу'жирных кислот и по качеству пленки это масло стоит близко .к льняному маслу. Сырое (перилло- >вое масло обладает свойством собираться на поверхности, на-« пример, стекла їв капельки, однако после нагревания масла до 200° это свойство исчезает. В .производстве олиф и лаков перилловое масло (кавказское, украинское) может полностью заменить льняное. Древесное, или тунговое масло извлекают из семян тунгового дерева прессованием. Среднее содержание масла в семенах составляет 50%. Родина древесного масла — Япония и Китай. В. последние годы тунговое дерево разводится на Кавказе. Масло тунгового дерева окрашено в желтый цвет (от светло-желтого до темно- 13
желтого), имеет резкий и неприятный эапах, непригодно в пищу (ядовито!). Это масло высыхает значительно быстрее, чем льняное; /пленка его тверже шшнки льняїного масла и отличается от последней міатовостью, напоминающей изморозь на стекле. После адгреда древесного міасліа до 120° матовость исчезает. Масло своеобразно ведет себя при нагревании до высоких температур; если его быстро нагреть до 300—310°, то через 3—5 мим. дао начнет густеть, затвердевая в желатино- обріазиую прозрачную массу, или. шж говорят, свертывается. Поэтому переработку древесного масла їв ироизБОдстве лаков необходимо проводить при более низких температурах нагрева шин применять омеои дршесного масла с льняным или дру- гтш маслами. Масла типа макового (полувысыхающие масла) Эти маїсш высыхают значительно медленнее, чем масла типа льняного. Высохшие племки способны снова размягчаться ш плавиться; они легко растворимы. Главнейшие представители пшувьпсыхающих ма^оел: маковое, ореховое, подсолнечное и соевое. Маковое масло получают ПРМ прессовании семян мажа. Средаее содержание маїсліа в сем он ах составляет от 40 до 50%. ГЪо скорости высыхания маковое масло только немного уступает льняному. На стеклянной шііастшіке оно высыхает в течение 6—9 дней. Вы!оакая стоимость м&яеового масліа затрудняет его широкое применение для приготовления олійф. Благодаря ^бесцветности и способности не изменять (цвета мраісок маковое масло іприменяется /при изготовлении ікрасок для^жи- (ВОПИСИ. Ореховое масло добывают из плодов орехового дерева (грецкого). Вследствие высокой стоимости оню почти не применяется для приготовления олиф, а употребляется только для художественных кріасоїк. * Подсолнечное масло получают «в сешш подсолнечника. Оно применяетсяі для приготовления олиф. Содержание масла в семенах равно 28—35%. Свежее ітодсолінечсное маїсло высыхает на стекліяніной пластинке в течение 8—12 дней. Продолжительность высыхания масла значительно уменьшается при прибавлении к нему сиккативав. Так, при прибавлении к сырому маслу 2% марганцевого резината оно высыхает в течение 20— 24 час. Масло сои (бобовое масло) добывается ш соевых бобов; оно имеет желтотатый или желтовато-коричневый цвет. Нанесенное на поверхность тонким слоем, оно высыхает в течение 8—ІІ2 дней. Пленки олифы из соевого масла склонны к размягчению и отливаются липкостью. Соевое масло лучше применять в смеси с льняным или пеірилловьім маїслаїми. 14
Масла типа оливкового (невысыхающие масла) Эти маїсла высыхают только при добавлении сиккативов, но и в присутствии последних пленки получаются ліиіпйиміи. Представителями этой группы являются оливковое и хлопковое масла. Оливковое масло получают прессованием плодов оливкового дерева, произрастающего іна іберегах Средиземного «моря, їв Австралии и других южньих »странах. Это масло не высыхает. Хлопковое масло добывается из соміяін различных видов хлопчатника. Овежеопреошваниое хлопковое маїсло имеет темно-бурую окраску, нелриятный запах и ©кус. Оно содержит значительное количество свободных жирных кислот, красящих и белковых веществ. После обработки 10—1б°/<иным «раствором щелочи міаіслю приобретает аветло-желтьщ цвет, приятный запах и вкус и в таком виде применяется как пищевой продукт и для технических целей. Хлошшое масло, даже при введении сильных сиккативов, образует при высыхании лиіпкую плен- ку. Чистое хлцщковое масло для производства олиф и іаков применяют органиченню; обычно его добавляют в количестве 10—16% к льняным олифам. Одаако при этом свойства плен-- ки ухудшаются. Она деліается мягкой и медленно высыхает. В настоящее івреім'я хлопковое імаїсло успешно (применяется в (производстве глифталевых и шентафталевых смол. Масла типа касторового Эти масля высыхают только после шециалшой слкжчюй переработки. Касторовое масло получается из семян клещевины. В семенах клещевины содержится вещество (ліипаїз'а), вызывающее расщепление жиров на жирные кислоты и глицерин. При попадании липазы в масло последнее быстро горкнет. Для уничтожения липазы семена перед прессованием длительно прогревают. «Касторовое масло имеет светло-желтый цвет; отличается от других масел высокой вязкостью. Оно хорошо растворяется в этиловом спирте и не растворяется в бензине и петролейном эфире. Касторовое масло относится к невысыхающим маслам и не образует пленки. С. А. Фокин разработал метод переработки касторового масла,, позволяющий применять это масло в лакокрасочной промышленности. Метод основан на реакции отщепления воды ((дегидратация) от жирной кислоты, входящей в состав касторового масла. В результате дегидратации невысыхающее касторовое масло превращается в высыхающее. (В ггабл. 1 привешены технические условия на различные масла. 15
Таблица 1 Название Древесное .... \асторовое .... конопляное . . . Іьшшие Паковое Эливковое .... Черилловое . . . Чодсолнечное . . . Зреховое боевое Хлопковое .... Технические Уд. в. при 15° г/см? 0,934—0,944 0,950—0,974 0,925—0,929 u,yztJ—и ,уо/ 0,924—0 927 0,914—0,9205 0,928—0,933 0,9208—0,926 0,924—0,9265 0,924—0,929 0,918—0/932 условия на масла Показатель преломления при 15° 0,510-1,525 1,477—і,481 1,476—1,4768* 1,477—1,478 1,467—1,471 1 483—1,485 1 467—1,4754 1,469—1,471** 1,471—1,480 1,4737—1,4753 Йодное число*** 150—176 81—90 167—170 i/Z — 1УО 131—160 80,8—81,6 180—204 127—136 132—152 114—138,5 100,9—117 Число омыления*** . 191—197 185-197 188—191,8 і88—19/ 189—198 174—203 187—197 190—194 188—197 188—195 190—199 * При 22° ** При 40° *** См. гл. XV. Здесь и далее йодное число выражено в граммах иода, присоединяющих- :я к 100 граммам вещества; число омыления—в мг КОН на 1 г вещества. Рыбьи жиры (ворвани) Рыбьи жиры не высыхают. В состав рыбьих жиров входит до 40% насыщенных кислот: пальмитиновой, стеариновой. Состав и качество рыбьих жиров зависят от происхождения (тюлений жир, дельфиний и др.), способа добычи, очистки и хранения. Рыбьи жиры имеют неприятный, характерный запах. Они содержат большое количество белковых веществ, быстро горкнут. Технические условия на рыбьи и другие жиры .приведены в табл. 2. Таблица 2 Технические условия на рыбьи жиры и жиры морских животных Название і Уд. в. при 15°, гIсм? Йодное число Число омыления Жир японской сардины . . j Тресковый | Тюлений і Дельфиний 1 Моржовый I 0,926-0,937 0,925—0,928 0,925—0,933 0,926—0,930 0,926 165—185 152—160 122 — 162 90-127 168 190—197 183—186 180—190 197—203 193 Рыбьи жиры и жиры морских животных нашли применение в производстве заменителей олиф. Однако качество таких олиф невысокое.
В лакокрасочной технике применяли главным образом масла типа льняного їй імаїкоівого. В настоящее время в связи с внедрением новых методов переработки остальные группы масел также нашли широкое применение. Талловое масло В последнее время появилась возможность увеличить выпуск различных пленкообразующіиА веществ за счет использования нового вида непищевого сырья — таллового масла. Талловое масло является продуктом отхода при получении целлюлозы сульфатным способом. Древесную щепу при температуре 170—175° подвергают варке в щелочном растворе, содержащем едкий натр и сернистый натрий. Кроме целлюлозы, получается ряд продуктов отхода, в том числе талловое масло, представляющее собой вязкую жидкость темно-бурого цвета с неприятным запахом. Талловое масло состоит из смеси жирных (пальмитиновая, олеиновая, линолевая и др.) и смоляных (абиетиновая и др.) кислот, а также различных нейтральных и окисленных веществ. Только сравнительно недавно талловое масло начали применять в мыловарении (взамен растительных жироїв), в -производстве типографских олиф. По литературным данным, состав таллового масла зависит от сырья и поэтому сильно колеблется; в нем содержатся (в %): Жирные кислоты 30—56 Смоляные кислоты 35—64 Иеомыляемые вещества . . . . 5,5—22,2 Причинами таких колебаний являются условий обработки дре- зесины, а также породы дерева. Жировая часть таллового масла содержит в основном лияолевую кислоту E0—80%), олеиновую A7—45%), линоленовую E—16%), В смоляной части таллового-масла содержится в основном абиетиновая кислота, что приближает ее к канифоли. Состав и свойства таллового масла, а также большие возможности получения позволяют считать его перспективным сырьем для лакокрасочной промышленности.
Гла ва 11 ЕСТЕСТВЕННЫЕ СМОЛЫ Смолы являются важнейшей составной частью лаков. Лакиг содержащие смолы, образуют пленки, обладающие повышенной твердостью, хорошим глянцем и стойкостью к действию влаги, кислот, щелочей. Смолы — сложные химические соединения, в состав которых обычно входят углерод, водород, кислород, а иногда и некоторые другие элементы. От состава и количественных соотношений отдельных элементов зависят свойства и .качество смол. Смолы в воде не растворяются и к различным растворителям (спирту, эфиру, бензолу и др.) относятся по-разному. Растворимость смолы в определенных растворителях часто является отличительной особенностью данной смолы. 'По своему происхождению смолы делятся на естественные и искусственные (синтетические). Естественные смолы представляют собой большей частью продукты, выделяемые растениями. іВ »состав естественных смол входят следующие соединения: 1) спирты, 2) смоляные кислоты, 3) сложные эфиры, представляющие собой соединения смоляных кислот со спиртами, и 4) индиферентные вещества—«резе- ны». От количественного соотношения этих соединений зависят свойства смол. Так, присутствие большого количества смоляных кислот в смоле делает ее малопригодной для изготовления лаков, применяемых для эмалевых красок. При смешении пигмента с таким «кислым» лаком смоляные кислоты вступают в реакцию с металлом или окислом металла, входящего в состав пигмента, с образованием не растворимых в лаковых растворителях солей (мыл). Вследствие этого тертые 'Краски .могут загустевать. К естественным смолам относятся копалы, шеллак и канифоль. Копалы До появления искусственных смол в производстве лаков имели большое значение ископаемые смолы, известные под названием копалов. Копаловые смолы отличаются большой твердостью, высокой температурой плавления, глянцем и слабой растворимостью в обычных растворителях. Копалы, из- 1*
влеченные из земли, покрыты плотной коркой, которую удаляют механическим 'путем или обработкой щелочью. Очищенный копал сортируют по твердости, цвету и величине .кусков. Копалы добываются главным образом в Азии (Индии), Афрїгвд, Южной Америке, Австралии .и прилегающих островах. В торговле копалы известны под именем той местности, откуда они вывозятся. Копалы найдены также в (СССР (на Кавказе м на Дальнем Востоке). Наиболее широкое применение имели копалы: остиндскиь (Манила), новозеландские (Каури), западноафриканские (Сьерра-Леоне, Конго) >и восточноафриканские (Занзибар). Шеллак Шеллак получается из гуммилака, который образуется в результате жизнедеятельности насекомых, перерабатывающих сак лакового дерева, произрастающего в Индии и .прилегающих к ней островах. Гуммилак выпускают в продажу в виде зерен или палочек. Его применяют в (производстве спиртовых лаков, но в основном перерабатывают в шеллак. Переработка заключается в том, что гуммилак кипятят в горячей воде; ліри этом вещество, окрашивающее гуммилак, отмывается- Смола отливается в виде тонких пластинок желтого цвета. Температура плавления шеллака .110—115°. Шеллак применяется для приготовления спиртовых лаков и политур, сургучей и граммофонных пластинок. Пленки шеллачных лаков отличаются хорошей механической прочностью, водостойкостью и способностью полироваться до высокого глянца. Шеллак обладает электроизоляционными свойствами, что обеспечило ему широкое применение в изготовлении .изоляционных лаков. Канифоль (гарпиус) Канифоль (Іга.ріпіиус) іпо 'своему распространению в промышленности и разнообразию применения занимает среди естественных смол первое место. Добывается канифоль из смолы различных хвойных деревьев (сосны, ели, пихты) подсочным или экстракционным способом. При получении канифоли подсочным методом у дерева перерезают кору и несколько сло'ев древесины, после чего из разрезов начинает сочиться бесцветная, пахучая, липкая жидкость, называемая живицей или терпентином. На воздухе жн- вица затвердевает. Затвердевший продукт называется серой или серкой. При нагревании живицы выделяется скипидар, который собирается в специальные приемники. После отгонки скипидара в аппарате остается хрупкая стекловидная смола — канифоль. На качество получаемой канифоли оказывают влияние способ подсочки, время сбора живицы и режим отгонки скипидара. 2* 1»
Получение канифоли экстракционным способом заключает* ся в следующем. Сосновые пни измельчают в щепу, 'которую помещают ,в особые экстракционные аппараты и обрабатывают бензином. Бензин извлекает из щепы канифоль и скипидар. После отгонки бензина и скипидара получают канифоль. Экстр аукционная канифоль мягче (подсочной, так <ка>к їв ней остает- ?я некоторое количество растворителя. ,Канифоль широко применяется в производстве лаков, в мыловарении, в бумажной и друшл отраслях промышленности. До химическому составу канифоль представляет собой смесь смоляных кислот (абиетиновых и лимаровых) и поэтому имеет высокое .кислотное число — от 150 до 180 мг КОН*; «йодное число канифоли также высокое —от 170 до 004 г иода, что указывает на присутствие (соединений, способных легко окисляться їй менять ісівои свойства лсд действием кислорода воздуха. Температура размягчения канифоли 65—75°. При нагревании выше 200° канифоль легко разлагается с выделением так называемых канифольных масел. Канифоль нерастворима в воде, хорошо растворяется в щелочах, этиловом спирте, эфире, бензоле, петролейном эфире, ацетоне, скипидаре, маслах и других растворителях. Лри оценке качества канифоли главное внимание обращают на цвет и прозрачность, которые зависят от методов ее получения «и переработки. Чем светлее канифоль, тем выше ее качество. Масляные лаки, изготовленные на канифоли очень темных »цветов, отличаются замедленным (высыханием. При хранении канифоли на воздухе, особенно в виде порошка, она окисляется. При этом' вес efe увеличивается, кислотное и йодное число понижается, растворимость в петролейном эфире падает. Канифоль в чистом виде, вследствие высокого кислотного числа и сравнительно низкой температуры размягчения, мало применяется в лаках. Пленки чистой канифоли отличаются хрупкостью и липкостью. Кроме того, высокое кислотное число канифольных лаков исключает возможность применения их в эмалевых красках, так как некоторые пигменты способны вступать в соединение с кислотами канифоли с образованием мыл, что приводит к загустеванию красок. Для снижения кислотности канифоль подвергают специальной обработке, в результате которой получают эфиры канифоли и различные соли (резинаты кальция, цинка и др.). Глицериновый эфир канифоли (эфир гарпиуса). Как уже было указано выше, канифоль содержит в основном смоляные кислоты, главным образом абиетиновую кислоту. При обработке .канифоли © определенных условиях спиртами (метиловый спирт, глицерин, пентаэритрит) образуются сложные эфиры. * См. главу XV. 20
Наибольшее применение в производстве лаков нашел гли- |цер.инавый эфир канифоли, образующийся в результате соединения кислот канифоли с глицерином. При этом кислотное число резко падает. Кислотное число глицеринового эфира хорошего качества ,не должно превышать 15—30 мг КОН. Для получения зфіира обычно применяют глицерин с содержанием воды не выше 10%. Однако более целесообразно применять глицерин с содержанием воды, не выше 6%, так ікак с увеличением содержания .воды їв глицеріике удлиняется аі,ро цесс (получения эфира и увели'чаются его потери. Расчет .ведется на 100%-ный глицерин, поэтому при применении 94%-ного глицерина его следует, с учетом воды, взять не 100 кг, а соответственно больше: yj- =106,4 кг. Обычно при получении эфира канифоли берется избыток глицерина от 1 до 2%: на 100 кг канифоли вместо необходимых по теоретическому расчету 9,5— 10 кг берут 11—12 кг глицерина. Процесс получения эфира ведут следующим образом. Канифоль загружают в аппарат, снабженный обратным холодильником (для улавливания паров глицерина), и нагревают до 200—225° до тех пор, пока она не расплавится. Затем добавляют постепенно глицерин и повышают температуру в аппарате до 270—'280°. Через каждые »полчаса берут 'пробу. Готовность продукта проверяют путем определения кислотності эфира канифоли. * По окончании процесса получения эфира канифоли температуру в аппарате повышают до 305° для удаления свободного глицерина, оказывающего вредное влияние ,на качество пленки лака (понижается водостойкость). По достижении указанной температуры нагревание прекращают и берут пробу эфира для определения кислотного числа. Если кислотное числ?) выше 20—25 мг КОН, прибавляют новую порцию глицерина (б— 10% от первоначальной загрузки) и нагревают до 300°. Затем нагрев прекращают и снова проверяют кислотность. Когда кислотное число становится равным 15 мг КОН, аппарат охлаждают и при 200—220° полученный эфир сливают в стальные противни. Для снижения кислотного числа иногда к эфиру .прибавляют 0,6—1% гашеной извести -при температуре процесса 220—240°. При такой обработке снижается иислотное число и 'повышается температура размягчения эфира канифоли. Эфир канифоли широко применяется для приготовления различных лаков; он хорошо растворяется в .масле, скипидаре, бензине, сольвент-інафте и других растворителях. Температура размягчения глицеринового эфира канифоли мало отличается от температуры размягчения исходной канифоли и превышает ее только на 2—5°. Длительность процесса получения эфира (этерификации) •сильно отражается на іцівете їй выходе получаемого продукта" 21
ч&т продолжительнее процесс, тем темнее получаемый эфир и нем больше угар. Часто для получения более светлых эфиров канифоли и для предохранения іканифоли от окисления через аппарат во время реакции пропускают углекислый газ. Пентаэритритовый эфир канифоли. Для іпріиготавления ла- шв применяют пентаэритритовый эфир канифоли, получаемый нагреванием канифоли с пентаэритритом. 100 кг «канифоли нагревают до 160—170°, затем прибавляют II —1:2 кг пентаэритрита и при постоянном помешивании постепенно повышают температуру до 260—B80°; смесь выдерживают при этой температуре 7—8 час; приготовление\ эфира їіедут в токе углекислого газа. Конец процесса образования эфира контролируют определением кислотного числа, которое должно быть не выше 15 мг КОН. Готовый сплав выливают в противни. Пентаэритритовый эфир -канифоли — прозрачная, блестящая смола с температурой размягчения 90—100°; она растворяется на холоду в этилацетате, а при нагревании — в маслах и уайт-спирите. Продукты взаимодействия канифоли и малеинового ангидрида. Для повышения твердости їй блеска лаковых пленок применяют продукты взаимодействия іканифоли или ее эфиров и малеинового ангидрида. 100 кг канифоли нагревают в аппарате до 150° и добавляют прій помешивании 3,5 кг малеинового ангидрида. Эту температуру поддерживают в течение 1,5—3 час. при периодическом перемешивании. В зависимости от соотношения исход- мых материалов 'получаются продукты с различным кислотным «слом (от 20 до ПО мг КОН), с различной 'растворимостью ® ширте їй эфирах їй іс тем.пературой плавления до 100°. Зти смолы нашли применение в производстве спиртовых паков и в лаках на эфирах целлюлозы. Резинат кальция. Для понижения .кислотного числа и для повышения температуры размягчения канифоль подвергают обработке известью Са(ОНJ. При этом абиетиновая кислота, входящая в состав канифоли, реагирует с кальцием, образуя кальциевую соль абиетиновой кислоты, называемую в технике резинатом кальция. Качество получаемого резината зависит от качества канифоли, качества и количества гашеной извести, а также от условий (проведения процесса. Теоретически, если исходить из среднего кислотного числа канифоли 160—165 мг КОН, для полной нейтрализации требуется 10,5—11% гашеной извести; практически удается ввести не более 7—8,5% извести. Наилучшая температура сплавления канифоли с известью 230—240°. Основная реакция при этой температуре проходит за первые полчаса после загрузки извести. Длительное нагревание ведет 1С повышению угара. 22
При прибавлении извести в количестве более 8,5% часто наблюдается свертывание сплава; при 7,5% и менее случаи свертывания наблюдаются редко и при энергичном размешивании свернувшиеся ікуски сплава растворяются. Основными причинами свертывания сіплава являются: 1) быстрая или одновременная засыпка извести; 2) сла'бое перемешивание «массы; 3) быстрое повышение или падение температуры; 4) качество извести (известь, содержащая много магриезых облей, медленно вступает в реакцию и сплав при повышении температуры свертывается). Резинат кальция »получают в переносных или вмазанных котлах. 100 кг манифоли рашлавляют и три 150° и (перемешивании постепенно прибавляют 7,5 кг гашеной извести (.пушонки). Затем температуру «повышают до 240° и выдерживают не менее получаса. По окончании реакции (Ікапля на стекле прозрачная) нагрев прекращают, дают сплаву остынуть и при 160— 160° выливают его на противни. Кальциевый резинат имеет большое применение в лакоікрасочной технике при приготовлении дешевых лаков для неответственных покрасок. Температура размягчения резината кальция 135—145°, т. е. значительно выше, чем чистой канифоли. Кислотное чирло резината 60—75 мг КОН, поэтому лаки, приготовленные на резинате .кальция, загустевают медленнее, чем канифольные лаки. Резинат кальция »не стоек к воде; пр,и действии воды на пленку лака, изготовленного іна резинате, образуются белые пятна вследствие разложения резината. Поэтому для наружных покрасок лаки на резинате кальция мало пригодны. Резинат кальция хорошо растворяется в нагретом масле и плохо растворяется в спирте. Резинат цинка получают сплавлением канифоли с окисью цинка (цинковые белила) при 1в0—200°. Окись цинка берут в количестве не более б% от веса канифоли, предварительно ее хорошо высушивают и растирают с льняным маслом. Сплав свертывается в густую массу, которую охлаждают, размалывают и употребляют в виде порошка, растворяющегося в "льняном масле. Резинат цинка обладает большей твердостью и водостойкостью, чем резинат ікальция. Цинковый резинат получают также в жидком виде в растворе уайт-спирита или сользент-нафты. Для этого в котел загружают 90 кг канифоли и 90 кг растворителя (сольвент- нафта, уайт-спирит) и нагревают до НО—120° до полного растворения канифоли; включают мешалку и 'порциями запружают в,1 кг окиси циніка. Нагревание при 1120—125° веідут «при непрерывном размешивании, 'пока ікаїпля на стекле не іполучится прозрачной. Полученный раствор цинкового резината прибавляют к лакам.
Гл ава III ИСКУССТВЕННЫЕ (СИНТЕТИЧЕСКИЕ) СМОЛЫ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ В ПРОИЗВОДСТВЕ ЛАКОВ Искусственные 'смолы 'получаются в. результате сложных химических 'процессов, называемых в химии реакциями конденсации и полимеризации. Конденсация представляет собой процесс, при котором частицы (молекулы) различных исходных веществ (например, фталевый адгидрид и глицерин) соединяются при определенных условиях между собой (уплотняются) и образуют .новое соединение — продукт конденсации. Этот продукт конденсации и представляет собой смолу. При реакции конденсации, наряду с образованием смолы, происходит выделение воды или других (побочных продуктов (аммиак, хлористый водород и ,т. п.). Для ускорения процессов конденсации применяют специальные вещества, называемые катализаторами. В качестве катализаторов применяют соли (основные, нейтральные и кислые), щелочи, «»слоты, металлы, окислы металлов и другие вещества. Смолы, получаемые путем конденсации, называются конденсационными. К важнейшим типам конденсационных лаковых смол относятся феноло-фоірмальдегиідіньїе, імочевиїно-фоірмальдегидные, ме- ламино-формальдегидные, полиэфирные, эпоксидные и другие. Полимеризация представляет собой процесс, при котором одинаковые молекулы исходного вещества (\мономера) при определенных условиях соединяются между собой, образуя новое вещество — продукт полимеризации (полимер). В от-* личие от реакции конденсации, при образовании полимера не выделяется никаких побочных продуктов реакции. Например, если для реакции полимеризации в качестве исходного вещества (мономера) взят хлорвинил, то продуктом реакции будет полихлорвинил (полихлорвиниловая смола). Если в реакции участвуют различные исходные вещества (мономеры), например, хлорвинил и винилацетат, то реакция называется сополимеризацией, а образующийся продукт сополимером. В данном случае образуется сополимер хлорвинила я винилацетата. 24
Смолы, получаемые путем реакции полимеризации, называются полимеризационными. К полимеризащионным смолам относятся полихлорвиниловые и перхлорвиниловые, полиакриловые, полистирольньге и др. Наибольшее распространение в производстве лаков получили .поли хлорвиниловые, іперхлорвинилавьіе и 'полиакриловые смолы. Искусственные смолы, применяемые в производстве лаков, весьма разнообразны по физическим свойствам и химическому составу. Встречаются смолы жидкие и твердые, бесцветные и окрашенные, с запахом .и без запаха. Важными (показателями качества искусственных смол, применяемых їв (производстве лаков, являются раїбтвюриімость смолы !В растворителях и маслах, теміпература размягчения їй цвет. Качество смолы характеризуют также химические показатели (числа: оімьілєніия, кислотное, йодное). Искусственные смолы нашли широкое (применение їв (промышленности. Они те только являются заменителями (природных смол (шеллака, копалов), «о в ряде случаев превосходят эти смолы и имеют самостоятельное значение. На основе искусственных смол можно получать весьма разнообразный ассортимент лаков и эмалей. Качество исходных материалов оказывает большое влияние на свойства (получаемой смолы, и поэтому исходные материалы для (производства смол должны строго соответствовать техническим условиям. Основные исходные материалы, применяемые в производстве искусственных лаковых смол Фенол. Фенол представляет собой кристаллическое бесцветное вещество с характерным запахом. Чистый фенол плавится »при 42,3° їй ікіипит іпіріи Is82°. При хранении на воздухе фенол постепенно окрашивается сначала в розовый, а затем в красный цвет. Фенол растворяется в спирте, эфире, глицерине, бензоле и скипидаре; в воде лри низких температурах он растворяется в небольшом количестве. Фенол хорошо растворим в водный растворах едких щелочей. Фенол при соприкосновении с кожей вызывает образование белых пятен їй ее раздражение. (При ожогах кожи фенолом рекомендуется пораженный участок обмыть спиртом. Ввиду значительной ядовитости (токсичности) фенола необходимо при работе с ним соблюдать все меры предосторожности. Руки следует защищать резиновыми перчатками, глаза— предо хранительными очками, одежщу — специальным фартуком. 25
В промышленности фенол получают извлечением из каменноугольного дегтя и (большей частью синтетическим путем из бензола (синтетический фенол). Крезолы. Для получения некоторых феноло-формальдешд- еых смол применяют вместо фенола технический крезол, вещество, близкое по своему составу к фенолу. Технический крезол, называемый трикрезолом, представляет собой смесь трех изомеров (крезола: орго-^кр езол, лсета-крезол и /шра-'крезол. Вещества, имеющие одинаковый химический состав и молекулярный вес, но отличающиеся друг от друга химическим строением и физико-химическими свойствами, называют їв хиімии изомерами. Например, орто-крезол плавится при 30° и кипит при 191,5°, лета-крезол плавится при 11,3° и кипит при 202,3°, napa-кре- зол плавится при 36° и кипит при 202,5°. Трикрезол растворяется в спирте, эфире и растворах едких щелочей; растворимость їв іводе ограниченная B,5 г ікрезола в 1О0 г воды при 25—40°). Чистый трикрезол — бесцветная жидкость со специфическим запахом, іна 'воздухе 'постепенно темнеет; технический трикрезол имеет красноватый цвет. Трикрезол получается одновременно с фенолом из каменноугольной смолы. При работе с крезолом необходимо соблюдать те же предосторожности, <что и при работе с фенолом. Мочевина (карбамид). Мочевина получается при взаимодействии аммиака и углекислого газа в виде крупных, бесцветных, тонких кристаллов; плавится при 132—133°. Мочевина хорошо растворима в воде и спиртах (метиловом и этиловом) и в жидком аммиаке. Растворы мочевины в воде имеют нейтральную реакцию. Формальдегид. Формальдегид в чистом виде представляет собой бесцветный газ с резким и удушливым запахом. Водный раствор формальдегида называется формалином. Формалин — бесцветная жидкость с резким раздражающим запахом, хорошо смешивается с водой и спиртом. В промышленности формальдегид получается окислением метилового (древесного) спирта кислородом воздуха. Образующийся формальдегид поглощается водой и дает формалин с содержанием 39—41% формальдегида. При стоянии формалина выпадает белый порошкообразный осадок, называемый па- раформальдегидом или, сокращенно, параформом. Технический формалин содержит 10—12% метилового спирта, присутствие которого препятствует образованию и выпадению осадка — параформальдегида. При работе с формалином следует соблюдать ряд предосторожностей: растворы формалина, попадая на кожу, вызывают экзему и другие заболевания кожи. 26
Бутиловый спирт (бутанол). Нормальный бутиловый спирт— бутанол— получается брожением крахмалистых веществ при зведений особых микробов. Кроме бутанола, при этом брожении получаются ацетон и этиловый спирт. Уд. в. бутанола 0,809—0,814 г/см* при 20°, т. кип. 114-^-118°. Бутанол ограниченно растворяется в воде (8,3—9,5 г бутанола на 100 г воды). Глицерин. Глицерин — бесцветная, густая жидкость, обладающая сладким, слегка жгутам вкусом. Глицерин хорошо растворим в воде и спирте и нерастворим в маслах, эфирах, углеводородах. Чистый глицерин имеет уд. в. 1,265 г/см3 і(при 15°), г. кип. 290°. В технике глицерин получают расщеплением природных жиров и масел в автоклавах, а также омылением масел при варке мыла. Глицерин получается также биохимическим методом— сбраживанием сахарной мелассы в присутствии серни- стомислого натрия. В (последнее время его іполучают синтетическим путем; исходным сырьем служит 'пропилен из газов крекинга «нефти. В промышленности встречаются следующие сорта глицерина: Содержание Уд. в. чистого г/смЗ при глицерина, 15° %, не менее Химически чистый 94 1,250 Динамитный 98 1,262 Дистиллированный 1 -го сорта 94 1,250 Дистиллированный 2-го сорта 88 1,234 Этиленгликоль. Эпиленгликоль представляет собой бесцветную жидкость сладковатого вкуса. Он хорошо растворяется з воде, глицерине, метиловом и этиловом спиртах; не растворяется їв бензоле, толуоле, эфире. Уд. в. его 1,115 г/см3 іпри 25°; і. кип. 197—197,5°. Этиленгликоль получается из окиси этилена. Основными источниками получения этилена являются газы коксовых печей, газы пиролиза нефти и нефтяных продуктов. Пиролизом называется процесс разложения нефти и других органических продуктов при высокой температуре без доступа зоздуха. При этом выделяются разнообразные продукты распада исходных материалов. Пентаэритрит. Пентаэритрит получают взаимодействием уксусного альдегида с формальдегидом в водной среде^ в 'Присутствии щелочи. Чистый пентаэритрит — бесцветные призматические кристаллы с температурой плавления 253° — хорошо растворяется в воде, спирте и не растворяется в бензоле, толуоле. Фталевая кислота и фталевый ангидрид. Эта соединения получаются в больших количествах окислением паров нафтали- 27
на кислородом воздуха в присутствии катализатора — пяти- окиси ванадия. При інагревании фталевая кислота теряет воду, в результате чего образуется фталевый ангидрид в в.иде белых длинных игл с т. пл. 131,6° и т. кип. 285°. ? холодной воде фталевый ангидрид растворяется плохо, в горячей хорошо, в кипящей воде он постепенно превращается во фталевую кислоту; растворим в эфире, спирте, бензоле, хлороформе. Фталевый ангидрид »получают двух сортов: 1-й сорт — белые иглообразные кристаллы с т. пл. не ниже 130°. Содержание фталевого ангидрида в продукте 99,7%. 2-й сорт — кристаллы серовато-желтого цвета с т. пл. 129°. Содержание фталевого- ангидрида в продукте. 98,5%. Малеиновая кислота и малеиновый ангидрид. Малешшвая кислота получается в технике путам окисления бензола кислородом воздуха в присутствии катализатора (іпятиокиси вана- дия). Уд. в. малеиновой кислоты 1,69 г/см3, т. пл. 130,5°, т. кип. 135° с разложением; хорошо растворима в воде и спирте. При нагревание малеиновая кислота переходит в малеиновый ангидрид (уд. в. 0,93 г/см3, т. пл. 54°, т. кип. 202°), который применяется в производстве полиэфирных омол. Меламин. В ^промышленности меламин получают іиз цианамида кальция или нагреванием дицианаміида с аммиаком под давлением. Меламин представляет собой белые призматические кристаллы с т. пл. менее 250°; уд. в. 1,573 г/смг при 25°; плохо растворим в воде, растворим в щелочах, глицерине, гликоле и нерастворим в органических растворителях. В техническом продукте содержание меламина составляет не менее 92%; з перекристаллизованном — 99 % • Меламин широко применяется для синтеза меламино-форм- альдегидных смол. Стирол. Стирол (івіииилбеїнзол) представляет собой бесцветную жидкость со слабым характерным запахом. Т. кип. 146°, т. замерзания —33°, уд. в. 0,9090 г/см3. Стирол в воде нерастворим; , растворяется в бензоле, этиловом эфире, четыреххлори- стом углероде и т. п. Получается при пиролизе нефти, угля и других органических веществ. В промышленности получается синтетическим путем из бензола и хлористого этила или из. бензола и этилена. Стирол применяется для изготовления ненасыщенных полиэфирных лаков и различных смол. Эпихлоргидрнн глицерина представляет собой бесцветную прозрачную жидкость. Уд. в. 1,175—1,185 г/см3, т. кип. 116— 118°. Содержание эпихлоргидрина должно быть не менее 97%. Применяется для производства эпоксидных смол. Дифенилолпропан представляет собой кристаллический продукт. Для изготовления эпоксидных смол дифенилолпропан должен иметь т. пл. не .менее 139°. 28
Гексаметилендиамин — кристаллическое вещество от бело- то до желтого цвета. Т. пл. технического продукта — не ниже 33,5°, т. іпл. чистого (продукта 412°. Т. »мил. іраівиа 196°. Применяют в качестве отвердителя эпоксидных смол. Хорошо растворяется в воде, спиртах, кетонах. Дибутилфталат — прозрачная маслянистая жидкость. Уд. в. при 20° 1,046—1,046 г/см*у т. «ип. 340°, гг. івшьішки 163±3°. Применяют в качестве ішіастификатора їв производстве лаїков. Конденсационные смолы 1. Ф е н о л о-ф о р м а л ь д е г и д н ы е смолы Основными исходными материалами для получения феноло- формальдегидных смол являются фенол, крезолы, канифоль, жирные кислоты растительных масел, формальдегид. При взаимодействии фенола с формальдегидом, в зависимости от их (количественных 'соотношений и условий реакции (температура, продолжительность, катализатор), образуются смолы различного типа. Различают два основных типа феноло-формальдегидных смол: резольные смолы, получаемые при избытке формальдегида в присутствии щелочного катализатора (едкий натр, сода, аммиак), и иоволачные смолы, (получаемые при избытке фенола в присутствии* (кислого катализатора (соляная кислота, контакт Петрова). Резольные смолы отличаются опособиостью переходить при нагревании в неплавкое и нерастворимое состояние. Установлено, что в зависимости от температуры и длительности нагревания реакция формальдегида с фенолом в щелочном растворе протекает через три определенные стадии. После непродолжительного нагревания (стадия А) образуется бакелит А; эта смола может 0ыть жидкой и полутвердой. Если бакелит А нагревать некоторое время при 100° (стадия В), он (переходит 'В бакелит В; это более твердый продукт, который при нагревании не плавится, но размягчается. Бакелит В нерастворим в спирте, но несколько набухает в ацетоне и других растворителях. При дальнейшем нагревании бакелит В превращается в окончательный продукт реакции — бакелит С, представляющий собой нерастворимую, неплавкую смолу. Бакелит С обладает большой твердостью и хорошей тепло- электроизолирующей способностью. Он находит применение в электротехнике, в производстве телефонных приборов и различных частей для машин. Для лакового производства применяют смолы типа бакелита А. Эти смолы имеют окраску от желтоватой до темно-ко- ч 29
ричневой и представляют собой жидкие или полутвердые прозрачные вещества, хорошо растворимые в этиловом, бутиловом,, амиловом спиртах, в глицерине, ацетоне и эфире; они «ераство- римы в бензоле, бензине, скипидаре. Раствор бакелита А в- спирте представляет собой бакелитовый лак. Если іпіредмегш, покрытые бакелитовым лаком, (подвергнуть осторожному нагреванию три равномерном повышении температуры до 90—95°, то происходит постепенное отверждение бакелита (ібакелизация) с образованием твердой, как стекли,, пленки, очень стойкой к кислотам, щелочам и солям. Недостатком этих пленок является их хрупкость. На химических заводах бакелизацию часто применяют для покрытия внутренних поверхностей аппаратов. Новолачные смолы образуются »при взаимодействии фенола с формальдегидом в « присутствии кислоты и при избытке фенола. Эти смолы, при нагревалии не могут быть переведены, как резольные, в неплавкое и нерастворимое состояние. Примером новолачной смолы является смола идитол, применяемая в производстве спиртовых лаков. Идитол — желтоватая, почти бесцветная смола с запахом фенола, хорошо растворимая їв спирте и ацетоне. Лаковые 'пленжи, полученные на основе идитола, содержащего свободный фенол, обладают склонностью темнеть (Ікраснеть) на свету и хрупкостью. Кроме того, они плохо полируются. Чистые феноло-формальдегидные смолы непригодны для приготовления масляных лаков, так как они нерастворимы в- маслах. Для того чтобы »сделать их растворимыми в маслах и получать из них масляные лаки, феноло-формальдегидные смолы подвергают специальной обработке, вводя в их состав смоляные или жирные кислоты. Этот процесс (переработки фенол о-форм альдегидных смол назыз ается модификацией. Модифидир овіанньїе ф еео л о-ф орм а л ь де гид ные смолы обладают хорошей растворимостью во всех растительных маслах и нашли применение как заменитеЖі естественных смол—копалов. Модифицированные феноло-формальдегидные смолы хорошо совместимы с другими лаковыми смолами (искусственными и. природными) и с эфирами целлюлозы. Введение модифицированных смол в лак способствует увеличению скорости высыхания, повышению твердости и глянца лаковых пленок. Эти смолы применяют для изготовления различных типов масляных лаков (для наружных и внутренних покрытий), а также для получения нитролаков. Альбертоль— модифицированная фенольная смола (искусственный копал) получается (при (нагревании смеси фенола, формальдегида їй «аиифоли. Для уменьшения кислотного числа добавляют глицерин. 30
iB* аппарат запружают 100 кг фенола, 60 кг форімальяешда D0%-ный раствор в йоде) и 50 кг канифоли. Смесь нагревают <пріи 1перемеищв.аШ!и до 105—110° в течение 3—5 час. в атмосфере углекислого таза.Полученіную смолу сушат в іваїкуумеири 50—10?p в течение 5—б час. до полного удаления воды. Затем определяют кислотное число. Если полученная смола имеет высокое кислотное число, ее обрабатывают глицерином при 250—260° (реакция этерификации) до получения продукта с кислотным числом 10—^30 мг КОН. Количество необходимого глицерина рассчитывают по кислотному числу смолы и берут с »избытком в і5—10%. іК концу реакции температуру повышают до 300—305° для удаления следов свободного глицерина. Другой способ получения альбертолей заключается в следующем: готовую новолачную феноло-формальдегидную смолу помещают в аппарат (эфиризатор), прибавляют канифоль и выдерживают при постоянном перемешивании при 280° в атмосфере углекислого газа в течение 10—12 час. В зависимости от технологического режима (температуры, продолжительности нагревания) <и количественных соотношений исходных материалов получаемые альбертоли характеризуются различными показателями (температура плавления, блеск, растворимость). Смолы на основе замещенных фенолов (стопроцентные смолы). Для производства атмосферостойких лаков широкое применение нашли маслорастворимые феноло-формальдегидные смолы, іполученньїе на основе производных фенола (замещенных фенолов). Эти смолы называются стопроцентными, так как они не содержат канифоли и полностью растворяются в маслах. ' Для приготовления этих смол применяют не обычный фенол, а так называемый замещенный фенол {/ш/?#-трет.ичный бутилфенол, /гара-третичный амилфенол и другие). Наибольшее распространение для изготовления стопроцентных смол описываемого типа нашел /шра-третичный бутил- фенол, который получается взаимодействием фенола и изобу- тилового спирта. Процесс получения стопроцентных смол аналогичен процессу приготовления феноло-формальдегидных омол. Конденсацию проводят в кислой и щелочной среде. Пример 1. Получение стопроцентной смолы б кислой среде: 150 кг пара-третичного бутилфенола, 95 кг формальдегида (концентрация 37,5%) и 10 кг концентрированной соляной кислоты нагревают при 100° в аппарате с обратным холодильником в течение 8—10 час. Полученный твердый продукт отделяют от водного слоя, промывают и высушивают в вакууме. Пример 2. Получение стопроцентной смолы в щелочной среде: 100 кг пара- третичного бутилфенола, 100 кг формальдегида (концентрация 37,5%) и 193 кг 10%-ного раствора^ едкого натра нагревают при 100° в течение 10—15 час. Для удаления щелочи полученный продукт обрабатьгоают (нейтрализуют) раствором соляной кислоты, промывают водой и судіат под вакуумом при 120—130°. 21
Стопроцентные смолы растворяются в бензине и бензоле. Они хорошо совместимы ,с растительными маслами (маслорас- творимы), особенно с тунговым. Стопроцентные смолы нашли широкое применение в качестве заменителей копалов при изготовлении масляных лакоз. Лаки и эмали на основе этих смол дают хорошо высыхающие покрытия, обладающие повышенной стойкостью к действию химических реагентов (»кислот, соды), водостойкостью, механической прочностью и атмосферостойкостью. 2. Мочевино-формальдегидные смолы (карбамидные смолы) Мочевино-формальдегидные смолы получаются в результате взаимодействия формальдегида с мочевиной. Эти смолы, как и феноло-формальдегидные, способны при нагревании быстро затвердевать и .переходить >в »неплавкое состояние. Чистые мочевино-формальдегидные смолы применяются для изготовления пластических масс и непригодны для получения масляных лаков, так как они растворимы лишь в специальных растворителях. Смолы, пригодные для получения лаков, готовят нагреванием формальдегида (формалина) и мочевины в присутствии какого-либо спирта, чаще всего бутилового. Полученная в присутствий бутилового спирта смола называется модифицированной Мочевино-формальдегидной смолой. Такая смола представляет собой прозрачную, слегка желтоватую, вязкую жидкость. Модифицированные мочевино-формальдегидные смолы растворяются во всех растворителях, применяемых в производстве лаков (ацетон, этил ацетат, амилацетат), їй не (растворяются їв бензине и скипидаре. Лаковые пленки, полученные >на основе мочевино-формаль- дегидной смолы, отличаются значительной твердостью, но обладают большой хрупкостью .и плохо пристают к поверхности. Для получения эластичных -пленок и улучшения их адгезионных шойспв (іп-ріиліипаеия) імочевино -формалвдешдные смолы (применяют їв смеси с другими смолами, чаще всего с глифталевыми. Модифицированные бутанолом мочевино-формальдегидные смолы также добавляют к нитроцеллюлозным лакам. Лаки, в состав которых входят мочевино-формальдегидные смолы, образуют очень твердые, хорошо высыхающие, блестящие, не желтеющие даже при нагревании пленки. Приготовление модифицированной мочевино-формальдегид- йой (ікарбаміидіной) смолы состоит из двух операций. 1. Предварительно в аппарате из нержавеющей стали с мешалкой приготовляют водный раствор мочевины и фталево- 32
го ангидрида. Для этого в аппарат заливают 120 кг воды и (нагревают ее до 80—85°; затем включают мешалку и небольшими 'порциями загружают 123 кг мочевины и 6,2 кг фталевого ангидрида. Ори 65—00° смесь размешивают до получения однородного раствора. РаЬочий у аппарата должен внимательно наблюдать за температурой и .контролировать процесс растворения — раствор пробы в пробирке должен быть прозрачным. 2. В аппарат из нержавеющей стали, снабженный мешалкой, обратным холодильником и паровым змеевиком, загружают 560 кг бутилового спирта и 508 кг 40%-ного формалина, нагревают смесь до 85—90° при перемешивании и выдерживают при этой температуре 40—46 мин. Затем охлаждают смесь до 80°, «останавливают мешалку и прибавляют ранее приготовленный водный раствор мочевины и фталевого аінгадридіа; включают імешаліку, шовышают темпераггуру до 90° и (выдерживают маюсу при этой температуре їв течение одного 'часа. После этого прекращают нагревание и продолжают перемешивание до' тех лор, іпоіка смесь не охладится до 60°; прибавляют 180 кг буги- лювого спирта и переменїіивают еще 10 мин.; останавливают мешалку и 'дают массе отстояться. При отстаивании масса расслаивается: в нижнем слое остается вода, в верхний — переходит раствор смолы в бутиловом спирте. Через 1—1,5 часа сливают нижний слой в запасной отстойный аппарат, »не допуская перепуска раствора смолы. Аппаратчик должен внимательно следить через смотровые окна за полнотой разделения слоев. Отстоявшийся раствор смолы в бутиловом спирте дважды тщательно промывают водой, нагретой до 45—50°. Для этого к раствору каждый раз прибавляют по 500 л воды и дакуг ему отстояться 1,5—,2 час. Нижний водный слой сливают в отстойник, где улавливают оставшуюся їв воде смолу, а іводу спускают в канализацию. Оставшийся в аппарате раствор смолы подвергают разгонке. Обычно аппарат снабжен приспособлением для вакуума. Воду с бутиловым спиртом отгоняют под вакуумом при 45— 50°. (Пары воды и* бутилового спирта собирают через холодильник в особый приемник, где спирт отделяют от воды. После отгонки 300—360 {кг бутилового ширта їв аппарат прибавляют 300 кг свежего безводного бутилового спирта и отгонку продолжают. Эту операцию повторяют не менее трех раз, пока последний отгон не становится совершенно безводным. Если отгон не содержит воды, проба в пробирке при прибавлении двойного количества ксилола остается прозрачной. Эти проверки делает аппаратчик. После удаления из смеси всей воды пробу посылают в лабораторию, где определяют количество смолы в растворе бутилового спирта. Если смолы меньше 50%, отгоняют излишек 3—1659 33
спирта, чтобы получить 50%-ный раствор смолы. Если смолы больше 60%, добавляют безводный бутиловый спирт. Отогнанный в приемники бутиловый спирт тщательно отстаивают, отделяют от воды, собирают и снова используют. Раствор смолы фильтруют через слой асбестового волокна и сливают в бочки или стеклянные бутыли. 3. Лі еламкн о-ф о р м а л ь д с г к д и а я смола Меламино-формальдегидная смола, модифицированная бу- танолом, представляет собой прозрачную, с незначительным желтым оттенком, сиропообразную жидкость, имеющую вязкость 40—50 сек. по воронке НИИЛК*. Смола имеет кислотное число 2—5 мг iROH: Она выпускается в виде 50%-ного раствора в бутаноле. Раствор смолы разбавляется бутанолом, толуолом и ксилолом и совмещается с касторовым маслом, полиэфирными смолами (раствор в ксилоле или толуоле) и растворами нитроцеллюлозы. Таікіие растворы ісімюльі, нанесенные іна стеклянную или металлическую іпаверхность, высыхают в течение 46—60 мин. при 100—110° или на холоду с применением специальных катализаторов и дают .прозрачные, твердые и блестящие плеши. Меламино-формальдегидная модифицированная бутанолом смола применяется для получения безмасляных лаков (іс пластификаторами), а также в смеси с полиэфирными смолами и в нитроцеллюлозных лаках. Применение меламиновых смол увеличивает 'скорость высыхания, твердость и блеск (полиэфирных (пленок на их основе, а также эластичность, стойкость, блеск и твердость іплеіноїк нитролаков. Процесс получения модифицированной меламино-формаль- дегидной смолы заключается в следующем. В реактор из нержавеющей стали, снабженный мешалкой, вращающейся со скоростью 250—300 об/мин., загружают 6,72 кг формалина (концентрация 40%), нейтрализуют его раствором едкого натра до щелочной реакции и подогревают до $0°. Включают мешалку и порциями загружают 1,43 кг меламина. По окончании загрузки устанавливают в реакторе температуру 80° и при непрерывном перемешивании выдерживают реакционную смесь в течение 1 часа (строго следя за температурным режимом). Не останавливая мешалки и не охлаждая реакционной смеси, постепенно заливают в реактор предварительно подогретый до 70—80° раствор 0,95 кг фталевого ангидрида в 6,8 кг бутанола. Температуру повышают до 85—90° (не допуская кипения!) и выдерживают массу при этой температуре до тех пор, пока проба реакционной смеси не будет четко расслаиваться на два * Смола с большей вязкостью применяется ? специальных случаях, 34
слоя — смоляной и водный (смоляной слои должен иметь вязкость 3—5 сек. по воронке НИИЛК). Обычно это наступает через 1,5—2,5 часа. Затем выключают мешалку и нагреватель и дают реакционной смеси охладиться, после чего она разделяется на два слоя — водный и смоляной. Не ожидая полного осветления (прозрачности) смоляного слоя, от него отделяют 'водный слой и сливают его в канализацию. Смоляной слой помещают в реактор, заливают равным объемом теплой D0°) воды и промывают при перемешивании. Через 15—20 мин. останавливают мешалку и отделяют водный слой. Промытая смола должна іиметь кислотное число .не более 2—5 ме КОН. При (повышенном 'кислотном числе промывку повторяют. Смоляїной слой отфильтровывают от 'механичеаких загрязнений. Промытый смоляной слой загружают в реактор и подвергают сушке под вакуумом. При сушке происходит отгонка воды и частично бутанола. Конец отгонки воды определяется по качественной пробе (прекращение помутнения пробы дистиллята с ксилолом). По окончании отгонки воды температуру в реакторе снижают до Э5°, берут пробу и определяют сухой остаток в растворе смолы <и вязкость раствора. В случае если вязкость и 'процент .сухоте остатка меньше предусмотренных по, техническим условиям, продолжают отгонку бутанола под вакуумом. Если смола слишком вязкая и содержание пленкообразующего выше 50%, готовую смолу разбавляют бутанолом. 4. Полиэфирные (алкидные) смолы Широкое применение в производстве лаков приобрели так называемые полиэфирные (алкидные) смолы, получаемые взаимодействием многоатомных спиртов (глицерин, пентаэрит- рит и др.) и м.ногоосновных кислот (малеиновая, фталевая и др.). Лаковые пленки на основе полиэфирных смол атмосферо- и светоустойчивы, обладают хорошей эластичностью и блеском и хорошо прилипают к поверхности металла. Недостатками этих пленок являются медленное высыхание на воздухе, слабая устойчивость к действию кислот и щелочей и относительно малая водостойкость. Однако эти недостатки почти исчезают, если изделия, покрытые лаком на основе полиэфирных смол, подвергнуть горячей сушке. Глифталевые смолы — наиболее распространенные из группы полиэфирных смол. Чистые глифталевые смолы, получаемые взаимодействием глицерина с фталевой кислотой или фтале- вьщ ангидридом, плохо растворяются в маслах и растворителях, применяемых в производстве лаков, и при изготовлении 3* .. 35
могут легко переходить в студнеобразное состояние (желатинироваться). Для устранения указанных недостатков и улучшения свойств глифталевых смол в их состав, кроме глицерина и фталевого ангидрида, вводят жирные кислоты растительных масел или смесь жирных и смоляных кислот. Введение в состав глифталевых смол жирных кислот называется модифика-, цией и получаемые при этом смолы называются модифицированными. Модификацию смолы осуществляют двумя способами: 1) в состав смолы вводят жирные кислоты, полученные путем .предварительного .расщепления рЦелительных масел, и 2) в состав смолы вводят нерасщепленные масла. По первому способу процесс протекает быстрее, легко контролируется и продукт получается более стандартным. Недостатком способа является необходимость организации вспомогательных цехов по расщеплению масел для получения жирных кислот. При модификации глифталевых смол нерасщепленными маслами технологический процесс труднее поддается контролю и получаемый продукт менее однороден по составу и качеству. Свойства модифицированных глифталевых смол в большой степени зависят от химического состава жирных кислот, вводимых IB ЭТИ СМОЛЫ. При ІВІВедеНИИ, Например, ЖИРНЫХ :КИСЛОГ высыхающих масел (льняїного, древесного) получают смолы, на основе .которых 'изготовляют хорошо высыхающие на воздухе лаки, образующие эластичные и атмосфероустойчивые «пленки. Если вводят жирные кислоты полувысыхающих и невысыхающих масел (подсолнечного, хлопкового), получают смолы, используемые только для приготовления лаков горячей сушки. При введении в глифталевые смолы жирных кислот касторового масла образуются смолы, применяемые в производстве нитро- целлюлозных лаков. Глифталевые смолы, модифицированные жирными кислотами .касторового масла, называются резилозыми смолами. На свойства глифталевых смол влияет также количество вводимых в их состав жирных кислот. При введении жирных кислот до 30% получаются хрупкие смолы, растворимые в ароматических углеводородах. Такие смолы называют тощими. Смолы, содержащие от 30 до 40% жирных кислот (средние), менее хрупки и растворяются в смеси ароматических и бензиновых углеводородов. Смолы с содержанием 50% и более жирных кислот (жирные)— мягки и эластичны и хорошо растворяются в бензиновых углеводородах. Каїк івидао из табл. 3, для (Приготовления глшфталавых смол можно применять смеси жирных кислот высыхающих (льняного, древесного) и іполувьісьіхающіих масел '(іпоідсолнемного, хлопкового, соевого). Частичная замена жирных кислот высыхающих ма- 36
Таблица 3 Рецептуры глифталевых смол, модифицированных жирными кислотами и маслами (% вес.) Компоненты Рецепты смол, содержащих жирные кислоты №1 №2 Рецепты смол, содержащих масла №4 №5 №6 №7 Жирные кислоты льняного и других высыхающих масел Высыхающие масла (льняное и др.) . •• Жирные кислоты древесного масла Древесное масло Жирные кислоты полувысыхающих масел (подсолнечное, конопляное и др.) .... Полувысыхающие масла . . Касторовое масло Фталевый ангидрид .... Глицерин Канифоль 13,2 28,8 17,8 15,0 15,0 15,0 35,3 19,7 16,8 16,8 44,2 22,2 23,8 23,8 35,4 17,0 46,0 28,0 16,0 10,0 46,0 28,0 16,0 10,0 30 43 27 сел жирными ікиїслотаміи полувысыхающих масел не снижает качества юмол їй не ухудшает ісівойстів »получаемых на .их основе лаковых шіенсж. Если в состав глифталевых смол входит 50% -(и более) жирных кислот высыхающих масел (льняного, периллового), то часть .их (до 20%) можно заменить жирными кислотами полувысыхающих масел (подсолнечного, хлопкового). При содержании в смолах около 40% жирных кислот высыхающих масел половину их можно заменить жирными кислотами полувысыхающих масел; в смолах, содержащих менее 30% жирных кислот высыхающих масел, последние можно целиком заменить жирными кислотами полувысыхающих масел. Для изготовления грунтовки на глифталевых лаках применяют смолы с высоким содержанием жирных кислот (жирные смолы), а для изготовления шпаклевок — смолы с более низким содержанием жирных кислот (ітощие смолы). Глифталевые смолы нашли широкое применение при изготовлении глифталевых лаков и эмалевых красок холодной и горячей сушки, а также при изготовлении нитролаков и нитрокрасок. (Пленки, полученные из лаков на основе глифталевых смол, обладают хорошей твердостью, эластичностью и не размягчаются. Приготовление глифталевых смол, модифицированных жирными кислотами. В аппарат, снабженный мешалкой и .термометром, загружают глицерин и жирные кислоты в количествах, 37
соответствующих рецептуре, їй нагревают до ПО—120. Включают мешалку .и загружают отдельными порциями фталевый ангидрид. По окончании загрузки температуру постепенно повышают до 160—170°, выдерживают ее 40—60 мин. и затем повышают до ,220°. Постепенная загрузка фталевого ангидрида и постепенное повышение температуры предусмотрены для того, чтобы вода, образующаяся в результате взаимодействия фталевого ангидрида и жирных кислот с глицерином, выделялась постепенно. При одновременной загрузке всего количества фталевого ангидрида и быстром повышении температуры происходит бурное пенообразование и выброс реакционной смеси из аппарата. Ход процесса контролируют по кислотному числу, установленному для каждого сорта смолы. Далее температуру повышают до 250° и проводят так называемую уварку смолы (реакции конденсации и полимеризации). Этот процесс контролируют по изменению вязкости и растворимости продукта в бензоле. Продолжительность уварки колеблется в зависимости от природы использованных, жирных кислот. :При применении жирных кислот древесного или льняного масел процесс уварки заканчивается быстрее, чем при применении жирных кислот подсолнечного и хлопкового масел, но в этом случае часто происходит желатинизация смолы. Приготовление глифталевых смол, модифицированных нерас- щепленными маслами, состоит из трех стадий: Л) нагревание імасла с глицерином (реакция тереэтерл- фикации); 2) введение фталевого ангидрида (реакция этерификации); 3) уплотнение (уварка) смолы. Процесс получения глифталевой смолы заключается в следующем. В чистый котел, снабженный пропеллерной мешалкой, термометром, отводной трубой для удаления летучих продуктов и трубой для подачи углекислого газа, загружают 365 кг льняного масла, 126 кг глицерина (94%-ного) и 84 кг мелко раздробленной канифоли. Котел нагревают и после того, как вся масса в нем расплавится и температура достигнет 150°, включают мешалку и нагрев продолжают до 250°. При этой температуре и непрерывном перемешивании реакционную смесь выдерживают до окончания реакции переэтерификации. Для определения конца реакции через каждые 15—20 мин. отбирают в іпробирку пробу сплава, охлаждают его до комнатной температуры, прибавляют в десять раз большее (по объему) количество этилового спирта-ректификата и взбалтывают. Если переэтерификация закончилась, сплав полностью растворяется. Контроль окончания реакции переэтерификащш имеет большое значение для дальнейшего проведения процесса. Если реакция переэтерификации не закончена, реакционная смесь содержит большие количества свободного глицерина и неизмененного 38
масла. При прибавлении фталевого ангидрида происходит соединение его со свободным глицерином и образование немоди- фвдированной («чистой») глицерофталатной смолы, нерастворимой в неизмененном масле. Содержимое котла при этом свертывается. После окончания переэтерификации, что обычно происходит через 1—1,5 часа, котел охлаждают до '180—200° и прибавляют небольшими іпоріциям'и отри непрерывном 'перемешивании 227 кг фталевого ангидрида. Затем содержимое «котла нагревают до ,255—260° и «уваривают» массу до установленной вязкости. После этого нагревание прекращают. Вязкость смоляной основы контролируют наиболее распространенным на заводах лакокрасочной промышленности методом «пузырька воздуха». Следует учитывать, что при охлаждении сплава вязкость несколько повышается, поэтому топку нужно гасить, не доводя вязкость данной смолы до нормы, установленной в регламенте. Пентафталевые смолы применяют в производстве лаков и красок благодаря их ценным свойствам. Лаки на основе пента- фталевых смол дают твердые, блестящие, атмосферостойкие и высыхающие на холоду пленки. Приготовление пентафталевой смолы. В котел (подобный принятому для получения глифталевых смол) загружают 93 кг льняного масла, 0,9 кг резината кальция, 0,5 кг линолеата свинца и нагревают $,ту смесь до 120°. Затем включают мешалку и повышают температуру до 230°, после чего постепенно з течение часа вводят 14 кг пентаэритрита. В результате загрузки пентаэритрита температура в котле снижается до 200° и при 200—210° происходит реакция переэтерификации. (Конец реакции определяют по растворимости реакционной смеси (пере- этерификата) в этиловом спирте-ректификате. Соотношение переэтерификата и этилового спирта по объему составляет 1:1. По окончании переэтерификации в течение 45—60 мин. небольшими порциями загружают B6,5 кг фталевого ангидрида, после чего температуру повышают до 250° и смолу «уваривают» до 40%-ной вязкости, которую проверяют по методу «пузырька воздуха». Полученную пентафталевую смолу растворяют в смеси, состоящей из 55 кг уайт-спирита и 45 кг сольвент-нафты. Во избежание потемнения смолы (вследствие окисления ее кислородом воздуха) процесс получения пентафталевой смолы необходимо вести в атмосфере углекислого газа. Чтобы расплавленный пентаэритрит не осел на дно котла, необходимо смолу тщательно перемешивать. Для получения полиэфирных смол применяют аппараты из нержавеющей стали с вогнутыми или выпуклыми днищами. Вогнутые днища обеспечивают более хорошее перемешивание, более полную выгрузку и равномерный обогрев. 39
Пентоли. Для замены тунгового масла в производстве лаков и красок применяю^ продукты, получаемые при нагревании пентазріитріИіта и жирных .кислот или пентаэритрита їй растительного маша. Эти продукты (называются ' лентоляїміи. По первому способу в аппарат загружают 91,5 кг жирных кислот и 13,5 кг пентаэритрита, нагревают смесь до температуры 180—210° в токе углекислого газа и при тщательном перемешивании выдерживают 12—14 час. Затем температуру повышают до 250° и выдерживают массу при этой температуре до получения требуемой вязкости. Готовность смолы определяют по кислотному числу, которое не должно превышать 7—10 мг КОН; по вязкости смола должна быть не ниже 10—15 сек. по воронке НИИ Л К при 20°. Получение пентолей по методу перезтерификации масла заключается в следующем. В аппарат загружают 91,6 кг масла (хлопкового), ^нагревают его,до 100—120° и выдерживают, пока н'е прекратится вспенивание. Затем температуру повышают до 180°, прибавляют порциями 80 г извести-пушонки и медленно (в течение 3 час.) повышают температуру до 225°, после чего загружают порциями 13,9 кг пентаэритрита. По окончании загрузки пентаэритрита повышают температуру до 240—250° и проводят переэтерификацию до полной прозрачности загруженного масла и растворимости его в спирте. Далее при 280— 295° проводят уварку продукта до вязкости 8—10 мин. по воронке НИИЛК. По окончании уварки продукт охлаждают до 170° и прибавляют 15 кг жидкого сиккатива и 45 кг растворителя. Полученный продукт применяют в качестве заменителя тунгового масла для приготовления тертых красок. Алкидно-фенольные смолы получаются іпріи сочетании модифицированных глифталевых смол со стопроцентными феноло- формальдегидными смолами. Лаки, полученные на основе таких продуктов, хорошо и быстро высыхают на воздухе. От пыли эти лаки высыхают в течение 15—30 мин., а полностью через 3—4 часа. При горячей сушке G0—100°) они полностью высыхают в течение 40— 60 мин. Пленки таких лаков стойки к действию бензина, минерального масла и спирта, на свету слегка желтеют. 5. Ненасыщенные полиэфирные смолы и лаки на их основе Новым типом пленкообразующих веществ являются лаки на основе ненасыщенных полиэфирных смол. Ненасыщенные, т. е. содержащие двойные связи, полиэфирные смолы получаются в результате взаимодействия двухосновных ненасыщенных кислот и двухатомных спиртов. В качестве двухосновной кислоты наибольшее применение нашла ма- 40
леиновая кислота, а в качестве спиртовых компонентов этих смол обычно используют глицерин, э,тиленгликоль и диэтилен- гликоль. Для изготовления ненасыщенных полиэфирных смол применяют реакторы из нержавеющей стали или эмалированные. Реактор должен быть снабжен мешалкой, прямым и обратным холодильниками, а также рубашкой, которую используют для быстрого інагрева или охлаждения реакционной массы. •Синтез ненасыщенных полиэфиров осуществляется при температуре 170—220° в токе инертного газа. Для ускорения реакции Зітерификации применяют небольшой вакуум. Синтез проводится обычно до достижения определенного кислотного числа B0—40 мг КОН при использовании малеинового ангидрида) и заданной вязкости раствора смолы в данном растворителе. По окончании -синтеза смолу охлаждают до температуры 50—80°. ;Во избежание полимеризации к смоле добавляют ингибитор (гидрохинон и др.). Для получения полиэфирных лаков ненасыщенную полиэфирную смолу подвергают реакции полимеризации с растворителем-мономером, содержащим двойные связи. В качестве мономера, который вначале снижает вязкость, а затем «сшивает» линейные ненасыщенные полиэфиры, т. е. образует пленку, чаще всего применяют стирол. Последний является относительно дешевым продуктом и образует пленки высокого качества. ч Полиэфирные лаки иногда называют^«лаками без растворителей», так как содержание растворителя в них составляет не более 10%, а содержание пленкообразующего достигает 85— 95%. Это объясняется тем, »что растворитель входит в состав лаковой пленки; применяемые в качестве растворителей вещества (мономеры) не испаряются при высыхании, как в нит- ролаковых или перхлорвиниловых лаках, а вступают в реакцию со смолой. Реакция между полиэфирной смолой и мономером происходит после добавления инициаторов полимеризации — обычно различных перекисей и гидроперекисей (например, перекись бензоила). Для ускорения разложения перекисей (при 20°) в состав лака вводят ускорители /(обычно третичные амины), обладающие восстановительными свойствами. После добавления инициаторов полимеризации к раствору смолы через 20—40 мин. происходит образование неплавкого и нерастворимого продукта (желатинизация); поэтому смешение этих компонентов производится непосредственно перед нанесением их на поверхность. При работе с полиэфирными лаками это их свойство создает некоторые трудности. Кроме указанных составных компонентов, в состав полиэфирных лаков вводят добавки, которые изолируют покрытие от воздействия ікислорода воздуха, тормозящего реакцию «сшив- 41
ки» сополимеров смолы и мономера. В качестве таких добавок применяют обычно воскообразные 'вещества (іпарафин, пчелиный 'воск, -стеариновую кислоту и др.) в количестве 0,1—2%, хорошо растворяющиеся только в лаке; при сополимеризации они теряют растворимость, всплывают на поверхность и образуют защитный слой. В полиэфирные лаки для снижения вязкости иногда вводят растворители или смеси растворителей (ацетон, метанол, этил- ацетат и др.), а для повышения эластичности пленок — пластификаторы (диметилфталат, дибутилфталат и др.). Для получения эмалей и шпатлевок в полиэфирные лаки можно вводить пигменты и наполнители, которые не должны разрушаться перекисями и взаимодействовать с полиэфирными смолами. Пигментами для полиэфирных лаков могут служить двуокись титана, литопон, ультрамарин и др. В качестве наполнителей используют барит, асбестовый порошок, мел, шиферную муку. Благодаря высокому содержанию пленкообразующего при нанесении полиэфирного лака в один слой получаются пленки значительной толщины B00—300 \х). Пленки полиэфирных лаков отличаются хорошим глянцем, твердостью, свето-, водо- и теплостойкостью, высокой прочностью к истиранию, стойкостью к бензину и другим органическим растворителям. Полиэфирные лаки и эмали нашли широкое и разнообразное применение, особенно для отделки древесины. Они используются для получения бесцветных покрытий в, мебельном производстве, для отделки футляров радиоприемников и телевизоров и деревянных поверхностей в железнодорожных вагонах, а также для других целей. 6. Эпоксидные смолы iB последние годы широкое и разнообразное применение в «различных отраслях {промышленности нашли эпоксвдные смолы. На основе этих смол разработаны высококачественные лакокрасочные материалы (лаки, шпаклевки и др.), универсальные клеи для склеивания разнообразных предметов (металлов, керамики, стекла, дерева), компаунды, стеклотекстолит и т. п. Кроме того, эпоксидные смолы используют для изготовления паст, применяемых для заделки на поверхности изделий сварных швов, различных неровностей, углублений, заклепок и т. п. Эпоксидные смолы получаются при взаимодействии многоатомных фенолов, обычно дифенилолпропана с эпихлоргидри- ном глицерина в щелочной среде. В зависимости от соотношения исходных материалов и % условий реакции (температура, длительность нагревания, размешивание ,и др.) можно получать продукты с различным молекулярным весом. 42
Применяемые їв лакокрасочном производстве эпоксидные смолы представляют собой вязкие жидкости от желтого до коричневого цвета. Примерной рецептурой для получения эпоксидной смолы является следующая (їв %): Дифенилолпропан 46 Эпихлоргидрин * 37 Едкий натр 17 Изготовляют смолу следующим образом, В аппарат, снабженный мешалкой и трубчатым холодильником, загружают дифенилолпропан и эпихлоргидрин. Содержимое аппарата при работающей мешалке 'нагревают до 70±5° и затем в аппарат «частям« загружают едкий інатр їв виде 16% водного раствора. 'По окончании реакции перемешивание прекращают. Смолу промывают водой и затем растворяют в толуоле. Избыток щелочи нейтрализуют. Нейтрализованный толуольный раствор ом'Олы отри (стоянии отделяется от подсмолыной* ©оды. Толуол и іводу отгоняют іпріи разрежении 600—650 мм рт. ст. Лаки на основе эпоксидных смол получают путем растворения последних в ацетоне, метилэтилкетоне, толуоле и других растворителях. Лак на основе эпоксидной смолы без отвердителя хранится неопределенно долгое время. Отверждение эпоксидных смол или лака происходит в результате добавления к смоле небольших количеств отвердителя (гексаметилендиамина, полиэтилен- полиамина, 'малеинового ангидрида и др.) как ійїри комнатной температуре (холодное отверждение), так и при нагрере (горячее отверждение). Отвердитель добавляют в кристаллическом виде (гексаметилендиамин, триэтаноламин, малеиновый ангидрид и др.) или їв івиде SO—60%-ного раствора в органическом раСТВОріИТеЛе ((ЭТИЛОВОМ СПИрте, ТОЛуОЛе И Др.). іСмЄШЄНИЄ -КОМ- тюнентов 'производится непосредственно іперед -применением лака (эмали), так как при введении отвердителя в лак последний быстро свертывается. На 100 іч. зіпоіксидной смолы (в зависимости от отвердителя и условий отверждения) следует вводить около 6—8 частей отвердителя. (В качестве отвердителей нашли также применение некоторые полиамидные, феноло-формальдегидные, мочевино-форм- альдегидные, меламино-формальдегидные и другие смолы. Модифицирование эпоксидных смол другими смолами нашло очень широкое (применение ори іпо л учении лакокрасочных покрытий. Эпоксидные смолы хорошо реагируют с жирными кислотами імасел, образуя при высыхании высококачественные пленки. Покрытия на основе эпоксидных смол обладают исключительно высокой адгезией (прилипанием) к металлам, дереву 43
и бетону, сопротивлением истиранию, высокой химической стойкостью, атмосферостойкостью, а также высокой механической прочностью в сочетании с эластичностью и хорошими диэлектрическими Свойствами. Полимеризационные смолы 1. Полихлорвиниловые смолы Исходным материалом для получения полихлорвиниловых смол является хлористый винил (хлорвинил, винилхлорид). Хлористый винил при обыкновенной температуре представляет собой бесцветный газ; при температуре —14° он превращается (конденсируется) в жидкость. іВ жидком состоянии в присутствии катализаторов (например, перекиси бензоила, перекиси водорода) хлористый винил легко 'полимеризуеТ'Ся с образованием нового соединения, называемого іполіивиїнилхлоридом или іпюлихлорівиікиловіой юмшюй. (Полихлорвиниловую смрлу получают также в среде некоторых растворителей (дихлорэтан^ хлорбензол, ацетон) и в водно-эмульсионной среде, для чего приготовляют специальную эмульсию. Наибольшее применение в технике нашел эмульсионный метод полимеризации хлористого винила, так как в эмульсии реакция полимеризации легче регулируется и продукт получается более однородным. Процесс приготовления смолы водно-эмульсионным методом протекает в две стадии: 1. Полимеризация хлористого винила и получение полихлорвиниловой смолы в виде латекса. 2. Выделение смолы в виде порошка из латекса и сушка смолы. Полученная по эмульсионному методу полихлорвиниловая смола представляет собой белый тонкий порошок. Содержание хлора в ней составляет 63—55%. В зависимости от условий полимеризации (катализатор, температура, среда) можно получать различные полихлорвиниловые смолы '(низкополимерные и высокополимерные). , Ниэкополимерные полихлорвиниловые смолы отличаются от высокополимерных различной растворимостью в растворителях. Низкополимерные смолы растворяются в ацетоне, дихлорэтане, хлорбензоле; высокополимерные смолы в ацетоне не растворяются. Полихлорвиниловые смолы нерастворимы в воде, спирте и бензине. Эти смолы хорошо <совмещаются с пластификаторами*, применяемыми в (произіводсше лаков, — прикре- зйлфосфатом, дибутилфталатом, саволом и некоторыми другими. Полихлорвиниловые смолы также совместимы с другими * См. главу VI, 44
смолами (альбертолями, глифталями) и -продуктами переработки канифоли (эфира.ми канифоли, резинатами канифрли). Полихлорвиниловые смолы отличаются высокой химической стойкостью к действию азотной, серной, соляной, уксусной кислот, едкого натра, аммиака, растворов солей (поваренной соли), метилового и этилового спиртов, воды и других веществ. Полихлорвийиловые смолы применяют для приготовления перхлорвиниловых смол, в производстве лаков и для получения различных пластических масс. Для приготовления лаков служат низкополимерные полихлорвиниловые смолы. 2. Перхлорвиниловые смолы - Перхлорвиниловые смолы получают лутем дополнительного хлорирования готовой высокополимерной полихлорвиниловой смолы до содержания 64—65% хлора. Процесс получения перхлорвиниловой смолы проводится по следующей схеме: 1) хлорирование полихлорвиниловой смолы jB іраешоре дихлорзтіаіна или хлорбензола; 2) осаждение іпер- хлорвиниловой смолы из раствора метанолом; 3) сушка смолы. По своим свойствам перхлорвиниловые смолы близки к по- лихлор'виниловым, но отличаются лучшей растворимостью в лаковых раствюрителях и «совмесиймостъю с пластификаторами и другими смолами. По вязкости перхлорвиниловые смолы делятся на 1) высоковязкие E,5—7 сек.), 2) средневязкие D—4,5 сек.) и 3) низковязкие ,C—4 сек.). Пленки перхлорвиниловых лаков отличаются хорошей атмосферо- и химической стойкостью, негорючестью и механической прочностью.* Недостатком, этих пленок является их слабое прилипание к поверхности; поэтому мри использовании перхлорвиниловых смол следует обязательно предусмотреть нанесение грунтовки. На основе 'перхлорвиниловых смол готовят самые разнообразные лаки и эмалевые краски, получившие широкое распространение в СССР вх качестве атмосферостойких и химически стойких покрытий по дереву и металлу. Основное применение перхлорвиниловые смолы получили в производстве антикоррозионных лаков, где применяют непосредственно смолу или смолу в смеси с пластификаторами, глиф- талевыми и другими смолами. Такие пленки отличаются твердостью, эластичностью, хорошей адгезией, кислото- и щелоче- стойкостью, а также стойкостью к бензину. 3. Сополимеры хлористого винила Сополимеры хлористого винила представляют собой продукты совместной полимеризации хлористого винила с другими соединениями (винил ацетатом, винилиденхлоридом, эфирами акриловой и метакриловой кислот). 45
Сополимеры хлорвинила и винилацетата получаются при совместной полимеризации в присутствии катализаторов. По сравнению с полихлорвинилом эти сополимеры обладают лучшей растворимостью в органических растворителях. Сополимеры хлорвинила и винилацетата применяют в производстве лаков, а также для получения искусственного волокна. Лаковые пленки, полученные на основе этих сополимеров, оаладают хорошей атмосферостойкостью, а также стойкостью к влаге, кислотам и щелочам. Сополимеры хлорвинила и винилвденхлорида получаются при совместной полимеризации в присутствии катализаторов.. Эти сополимеры находят все более широкое применение в лакокрасочной промышленности в качестве пленкообразующего вещества. В настоящее время выпускается лаковый сополимер вилилидвнхлорийа и хлорвинила в соотношении 40:60 іпод на- зіваеием «СВХ-40». Этат шпблим-ер лелко «растворяется отри температуре 50—60° в обычных лаковых растворителях (ацетоне,, циклогеїксаноне, бутилацетате, этил ацетате, бензоле, толуоле или в их смесях). В качестве основной смеси растворителей для получения лаковых растворов применяют смесь бути л ацетат а,, ацетона и толуола в соотношении 12:26:62. Концентрация сополимера «ОВХ-40» в растворе достигает 20%.. Лаковые пленки на его основе отличаются высокой эластичностью и поэтому могут применяться без пластификаторов. Пленки сополимера «СВХ-40» при комнатной температуре высыхают в течение 40—60 мин. Полное отверждение заканчивается через 9—10 суток. Покрытия на основе этих сополимеров имеют высокую химическую стойкость и хорошую адгезию. Иопьґгания химической стойкости покрытий на основе сополимера «СВХ-40» показали,, что они выдерживают в течение 3—5 месяцев действие концентрированных минеральных кислот ((ісоляной, серной, азотной), щелочей и солей. Покрытия используются в различных отраслях промышленности (ідля защиты от коррозии аппаратуры, металлоконструкций и сооружений химических заводов, в электропромышленности для покрытия аккумуляторов, в угольной промышленности для покрытия шахтерских ламт И Т. Д.). 4. Полиакриловые смолы Полиакриловые смолы получаются при полимеризации акриловой и метакриловой кислот, а также эфиров этих кислот. В зависимости от условий полимеризации полимеры акриловой и метакриловой кислот обладают различными химическими свойствами. Твердые полимеры 'представляют собой бесцветные прозрачные смолы различной эластичности и растворимости. Пленки полиакриловых смол отличаются хорошим. 46
прилипанием, большой стойкостью ко многим химическим веществам, но малой стойкостью к температурным колебаниям. Они обладают также хорошими электроизолирующими свойствами и поэтому их применяют для изготовления изоляционных лаков. Полиакриловые смолы широко используются для производства «ебьющихся стекол (плексиглас). » 5. Полистирольные смолы Полистирольные смолы получаются при полимеризации стирола. Полистирольные смолы обладают высокими электроизоляционными свойствами. На растворимость и механические свойства полистиролов оказывают влияние условия их получения (температура, катализаторы) и степень полимеризации. Эти смолы растворяются во многих органических растворителях, за исключением спиртов и бензинов. В производстве лаков применяют полистиролы с невысокой степенью полимеризации. Недостатками полистиролов являются малая их теплостойкость и плохое прилипание к поверхности. Полистиролы применяют для изготовления изоляционных лаков. Они устойчивы к химическим воздействиям, совмещаются с маслами, полиэфирными смолами, с эфирами канифоли, но не совмещаются с эфирами целлюлозы и фенюло-формальде- гидными смолами. Широкое применение в производстве лаков получили сополимеры стирола с маслами (масляно-стирольные смолы) и алкидными смолами (алкидно-стирольные смолы). Масля и о-с т и рольная смола представляет собой продукт со полимеризации льняного и тунгового масел <со стиролом. По .внешнему виду это вязкая (Жидкость тем'ненкоричнавото цвета. Она іпріиіме(няет|ся в качестве связующего для типографских юраоок. Для получения масляно-стирольной смолы исходные компоненты берут в следующем соотношении і (в %): Масло льняное оксидированное * 66,5 Масло тунговое 3,5 Стирол 30,0 Сополимеризацию проводят в присутствии катализатора— гидроперекиси кумоліа (J% от количества стирола). Первоначально в реактор загружают стирол и гидроперекись кумола и тщательно их перемешивают в течение 30 мин. Затем загружают льнягаое масло и снова перемешивают в течение 30 мин. Далее, при непрерывном перемешивании, загружают тунговое масло и нагревают массу до температуры 125—130°. 47
Процесе сополимеризации контролируют по содержанию сухого остатка в смоле (не менее 98%) и вязкости смолы (|7б°/о-ный раствор смолы в растворителе должен иметь вязкость 135—160 сек. по вискозиметру ВЗ-4 при температуре 18—20°). По достижении необходимых показателей реакционную смесь охлаждают до температуры 80—100° и непрореагировавший стирол отгоняют под вакуумом. Л л к їй дно- .с т їй ір о л ь и ы є іС м о л ы (получаются їв результате (совместной іпоіліиімеризаціиіи 50 ч. стирола їй 50 ч. алкидной смолы, імодифіи'циіроваінн'Ой «смесью высыхающего или полувысыхающего їй туїнгоівого масел (гаифталевый полуфабрикат) в среде ксилола. Для изготовления смолы в реактор загружают глифталовый полуфабрикат, стирол и іксилол. После залрузлеи .включают холодильник для возврата конденсата. Содержимое реактора нагревают (при (перемешивании до 130° и іподдержи- вают эту температуру в течение 24—30 час. (|до тех іпор, поіка вязкость імассьі не станет іраівіной ЗО—50 сек. при 20° іпо вискозиметру ВЗ-4 и содержание сухого остатка в «смоле не достигнет 40—45%). После достижения требуемой вязкости смолы и сухого остатка в ней содержимое реактора охлаждают до 80—100° и отгоняют не »вошедший в реакцию стирол (імономер) и (каиїлол. Для обеспечения (нормального отгона в реакторе создается вакуум F00—7U0 мм рт. ст.) и поддерживается температура в пределах до ИО0—105°. Глифталевый полуфабрикат для сополимеризации со стиролом готовят обычным способом. В состав его входят следующие /компоненты (їв %): Масло льняное 45,0 Фталевый ангидрид .... 30,0 Масло тунговое 8,0 Свинцовый глет **.... 0,3 Глицерин A00%-ный) т . . 16,7 Алкидно-стирольный лак представляет собой раствор ал- кидно-стирольной смолы в ксилоле или в смеси ксилола со скипидаром. По внешнему виду это жидкость светло-коричневого цвета с характерным запахом входящих в ее состав растворителей. Алкидно-стирольный лак применяют в качестве покрывного лака, а также связующего при изготовлении эмалей и красок для внутреннего покрытия. 6. Кумароно-инденовые смолы Кумароно-инденовые смолы получаются при полимеризации (в присутствии серной кислоты) кумарона и индена, содержащихся в сольвент-нафте. В зависимости от чистоты исходной 48
сольвент-нафты, количества и концентрации серной кислоты, температуры реакции полимеризаций смола получается различной по цвету, растворимости и твердости. Температура плавления кумароновых смол колеблется от 30 до 150°, цвет смолы — от бесцветного до почти черного. Они хорошо растворимы в бензоле, сольвент-нафте, скипидаре, ацетоне, этилацетате, бутилацетате, четыреххлористом углероде и нерастворимы в этиловом спирте. В маслах эти смолы рас- івориюіси при 2G0—280°. При применении погонов сольвент-нафты, близких по температуре кипения к кумарону A73—174°) и индену (|181 —182°), получается светлая смола с т. пл. 100—150°. Кумароно-инденовые смолы применяют для типографских красок, искусственных олиф и дешевых масляных лаков, эти смолы не должны содержать свободной серной кислоты и растворимых в воде сернокислых солей. Кремнийорганические смолы (полиорганосилоксановые смолы) Кремнийорганические .смолы являются высокомолекулярными соединениямл, содержащими атомы кремния, кислорода и органические радикалы*. Благодаря ряду ценных свойств (тепло-, водо-, морозостойкость, электроизоляционные свойства и др.) кремнийорганические смолы нашли широкое применение в производстве различных лаков и эмалей. Исходными продуктами (мономерами) для получения кремнийорганических смол являются соединения, называемые органохлорсила- нами и органоэтоксисиланами. Метод получения кремнийорганических смол сложен. В общем виде он характеризуется следующим: мономеры обрабатывают водой (реакция гидролиза) и полученные промежуточные (продукты (подвергают -конденсации. В зависимости от "условий проведения реакции конденсации (температура, катализаторы и т. (П.), от состава и соотношения 'исходных мономеров образуются кремнийорганические смолы с разнообразными физическими свойствами. Для улучшения свойств этих смол (іадге- зии, твердости, эластичности, способности быстро высыхать и т. п.) их обычно совмещают или модифицируют с другими органическими смолами. При этом используют полиэфирные (алкидные), эпоксидные, фенольно-формальдегидные и др. смолы в количестве до 10% от общего содержания кремнийорганических смол. Растворы кремнийорганической смолы в органических растворителях называют кремнийорганическими лаками. Содер- * Органические радикалы (группы агомов) представляют собой остатки молекул, состоящие из углерода, водорода и других атомов (например, радикалы СНз, С2Н5, СбН5 и др.). 4-1c"Q 49
жание смолы в лаке составляет от 40 до 60%. В качестве растворителей применяют толуол, этилцеллозольв, бензин, смесь бензина со скипидаром (їв соотношении 1:1), смесь эти'лцел- лозольва с хлорбензолом їй дір. Для ускорения іпроц-есса іпленіко- обрадювания и отверждения лаковых пленок в состав кремний- оргайических .даков перед употреблением вводят сиккативы (катализаторы) в количестве 0,1—2% к весу смолы. В качестве сиккативов можно использовать линолеаты или резинаты кобальта, свинца, марганца. Кремнийорганические лаки бывают холодной (высыхание на воздухе) и горячей сушки (высыхание при повышенной температуре). Пленки кремнийррганических лаков, особенно лаков горячей сушки, отличаются высокой устойчивостью к действию воды и тепла, значительно превосходящей все другие пленкообразующие вещества. Поэтому эти лаки в основном предназначаются для использования в» условиях повышенных температуры и влажности. Кремнийорганические лаки широко применяются в электропромышленности в качестве связующего для различных электроизоляционных материалов (для клейки миканита и стекло- миканита, изготовления покровных и пропиточных эмалей, пропитки обмоток электрически^ машин, изготовления электротехнических замазок и т. п.). "Кремнийорганические лаки используют также для получения жаростойких эмалей. При этом их пигментируют либо металлическими порошками (алюминиевый порошок)^ либо окислами или солями металлов (двуокись титана, окись цинка, зеленая окись хрома, окись железа, желтый хромат свинца и др.). При (получении кремнийорганических эмалей могут быть использованы также ісажа, графит. іВ состав жаростойких эмалей наїря-^ ду <с іішпмбнтаїми ©водят наполнители (слюду, асбест). Соотно-^ шение между (пигментом и смолой 'в эмали можно »варьировать в широких (пределах (от НО до 50% «к «весу смолы їв эмали). Пигментированные іплении ((защитные іпокрьгтия) выдерживают высокую температуру (до 050°).
Глава IV ЭФИРЫ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ Нитроцеллюлоза (нитроклетчатка) Нитроцеллюлоза является основным сырьем для приготовления нитролаков. По химическому составу нитроцеллюлоза представляет собой сложный эфир целлюлозы и азотной кислоты. Получается она действием на целлюлозу нитрующей смеси, состоящей из азотной и серной кислот. Целлюлоза встречается** в природе в громадном количестве, образуя главную составную часть растительных клеток дре- веюины, хлопка, юоигамы, камыша їй дір. растений. В «состав растительных »клеток, кроме целлюлозы, івходят: лишил, белковые 'вещества, жиры, »смолистые (вещества и др. Хлопок отличается /наиболее высоким (содержанием целлюлозы «и .минимальным количеством ігиріимесей. Целлюлозу, применяемую для іпроизвопг істіва нитроцеллюлозы, выделяют главным образам из коротко- волокнистого /хлопка или из ідревеоиіньї'іпутем их обработки разбавленными іиислотаїміи или щелочами (при повышенной температуре. Для более тщательного удаления іітриімесей (особенно остатков лишена) и краеящик веществе целлюлозу обрабаты- івают (отбеливают) хлором, а затем растворами солей хлорноватистой кислоты і(ш(гіохлори;том інатрия). Качество нитроцеллюлозы зависит от -чистоты исходной целлюлозы, поэтому для получения нитроцеллюлозы отбеленную іцеллюлозу «облагораживают», т. е. 'подвергают дополнительной обработке слабым раствором щелочи. Лри такой обработке из целлюлозы удаляются вещества (гемицеллюлозы), присутствие которых затрудняет процесс получения нитроцеллюлозы. БоЛьшое влияние на качество нитроцеллюлозы, на ее физико-химические свойства оказывают также состав нитрующей смеси (Соотношение серной и азотной, кислот, содержание воды) и температура процесса этерификации. В зависимости от указанных условий получается нитроцеллюлоза с различным содержанием азота и с различными свойствами. Нитроцеллюлоза с содержанием 12,5—13,9% азота называется пироксилином и применяется в производстве бездымных порохов. Пироксилин нерастворим в спирте, плохо растворим в смеси спирта и эфира, растворяется в ацетоне. 4* 5!
Нитроцеллюлоза .с содержанием 10,5—12% азота называется .коллоксилином; їв отліичіие от пироксилина о'н хорошо растворяется їв большинстве органических растворителей, © частности в ацетоне и в смеси спирта с эфиром. Коллоксилин нашел широкое применение в производстве нитролаков, кинопленок, целлулоида. При нагревании нитроцеллюлоза разлагается со взрывом; она очень легко воспламеняется. Поэтому транспортировать и хранить ее, а также работать с ней нужно при строгом соблюдении особых мер предосторожности. Для предохранения от взрыва при транспортировании нитроцеллюлозу увлажняют спиртом. Нитроцеллюлоза способна разлагаться при хранении, особенно если в ней остались следы неотмытых кислот. При разложении нитроцеллюлозы в процессе хранения в ней уменьшается содержание азота. Лаковая пленка, получен^ ная из такой нитроцеллюлозы, быстро разрушается, в особенности при повышенной температуре. В связи с этим каждую партию нитроцеллюлозы необходимо, согласно техническим условиям, проверять на стабильность. Проверка заключается в следующем. Сухую нитроцеллюлозу помещают в лабораторный шкаф с обогревом (термостат) и нагревают при 106,5° в продолжение нескольких часов. Над нитроцеллюлозой помещают синюю лакмусовую бумажку, которая при разложении нитроцеллюлозы опрашивается їв ікраоньїй цвет (выделяющимися окислами азота. При таком нагревании в течение 7 час. нитроцеллюлоза не должна разлагаться. По .внешнему виду нитроцеллюлоза представляет собой волокнистое вещество белого цвета; в воде она не набухает и не растворяется; хорошо растворяется в ацетоне и сложных эфи- рах. Важными показателями качества нитроцеллюлозы являются растворимость ее в отдельных растворителях и вязкость полученных растворов. В ацетоне должно раствориться не менее 99,5 % нитроцеллюлозы. Для производства нитролаков желательно, чтобы вязкость растворов нитроцеллюлозы была возможно меньшей; это позволяет ввести в лак большее количество нитроцеллюлозы. Однако низковязкая нитроцеллюлоза дает лаковую пленку с меньшей механической прочностью. Для производства лаков вязкость нитроцеллюлозы специально снижают в процессе ее приготовления. Для снижения вязкости нитроцеллюлозы применяют метод варки промытой нитроцеллюлозы в автоклаве при давлении б—8 ат\ *при этом вязкость снижается пропорционально времени обработки нитроцеллюлозы в автоклаве. Вязкость нитроцеллюлозы снижают также путем нагревания ее в слабом растворе аммиака. Этот способ уступает автоклавному, так как пленки, полученные из нитроцеллюлозы, обработанной ам- 52
миаїком, менее прочны и юклонны « желтению. Согласно ГОСТ, по (вязкости 2%-іньіх растворов їв ацетоне (в градусах Энглера) различают /следующие виды (нитроцеллюлозы (»или лакового коллоксилина) : выеакшязкая (II ,9—2,3°), юр едн ев дакая A,5— 1,6°), низіковязікая (її,2—1,4°), весьма «низкоівязікая A —1,2°), »полусекундной вязкости @,95—1,02°). Ацетилцеллюлоза Ацетилцеллюлоза представляет собой уксуснокислый эфир целлюлозы. Она получается при действии на целлюлозу смеси уксусной кислоты и уксусного ангидрида в присутствии катализатора. Сначала получается триацетат целлюлозы, содержащий около 62,5% связанной уксусной кислоты и растворимый только їв хлорированных углеводородах. Из триацетата (получают ацетилцеллюлозу, в которой содержится меньше уксусной кислоты E0,9—62,6%). Ацетилцеллюлоза легко растворяется в ацетоне, этилацетате и других растворителях и хорошо смешивается с пластификаторами. Ацетилцеллюлоза, в противоположность нитроцеллюлозе, трудно загорается и выдерживает, без разложения, нагревание до 190°. Она нерастворима в воде, маслах, бензине, .бензоле, спирте. Слабые кислоты и щелочи на нее не действуют. К недостаткам ацетилцеллюлозы для производства лаков следует отнести плохую совместимость со многими натуральными и .синтетическими смолами и ограниченную растворимость. Ацетилцеллюлозу применяют для изготовления аэролаков и изоляционных лаков. Ацетобутиратцеллюлоза ' Ацетобутиратцеллюлоза — смешанный эфир., получаемый обработкой целлюлозы смесью масляной и уксусной кислот. Ацетобутиратцеллюлоза растворяется во многих растворителях и, в отличие от ацетилцеллюлозы, хорошо совмещается с искусственными .смолами и пластификаторами. Она применяется для приготовления водостойких лаков и эмалевых красок. Этилцеллюлоза Этилцеллюлоза получается обработкой целлюлозы хлористым этилом или диэтилсульфатом в присутствии щелочи. Для производства лаков ее начали применять сравнительно недавно. Этилцеллюлоза не растворяется в воде, хорошо растворяется в толуоле, в смеси спирта и бензола, этилацетате, бутил- ацетате и дихлорэтане. Пленка, полученная из растворов этилцеллюлозы, обладает рядом ценных свойств: малой горючестью, стойкостью к дей- 53
ствию кислот и щелочей, морозостойкостью, механической прочностью и светостойкостью. Зтилцеллюлозу применяют і производстве изоляционных лаков и лаков для покрытия металлов и дерева. Бензилцеллюлоза Бензилцеллюлоза образуется при действиии хлористого бензила на целлюлозу в присутствии щелочи. По внешнему виду она представляет собой белый порошок, хорошо растворимый в бензине, смеси спирта с бензолом или толуолом, ацетоне, этишацетате и других растворителях. Пленш лакоіз еа оанове бензилцеллюлозы отличаются высокой водостойкостью и хорошо прилипают к лакируемой поверхности. В сравнении с лаковыми пленками на основе других эфиров целлюлозы лаковые пленки из бензилцеллюлозы обладают меньшей водо- гл паро- проницаемостью. Бензилцеллюлозу применяют в производстве электроизоляционных лаков, обоев, для пропитки тканей, водо- и жиронепроницаемой бумаги.
Глава V РАСТВОРИТЕЛИ Растворители являются одной из важнейших составных частей лаков. Главное их назначение — перевести лаковую основу, т. е. смолу или другое пленкообразующее вещество, в такое состояние, чтобы можно было кистью, пульверизатором или окунанием легко нанести лак тонким слоем на окрашиваемую поверхность. Растворитель должен испаряться с большей или меньшей скоростью, ^а растворенное в нем вещество образовывать твердую 'блестящую или матовую 'пленку. Всліи ів «состав лаїка входят только смолы или эфиры »целлюлозы, іпленка образуется 'сразу іпосле улетучивания »растворителя. Вели їв со- стаїв лака входят высылающие масла, то после улетучивания растворителя они інаїчиїнают высыхать и іпріи этом образуется блестящая твердая эластичная пленка. После улетучивания растворитель не должен оставлять нелетучего остатка, который может отрицательно повлиять на пленку, придав ей липкость. Растворитель прежде всего должен обладать хорошими растворяющими 'свойств а ми. Это особенно іважло для литроцеллю- лозіньїх лаков. Кроме того, от химического .состава растворителя заівїишт вязкость лаков. Например, (при .растворении одной и той же смолы 'в различных растворителях (получаются различные іпо вязкости лаїкіи. Поэтому -правильный подбор растворителей для получения лаїков їй лленш является важнейшей задачей. Растворитель должен обладать определенной скоростью испарения. Слишком быстрое испарение растворителя нежелательно, таїк .как это приводит ік загустешнию лака .при его нанесший на окрашиваемую (поверхность .идагью. (Кроме того, .на поверхности пленки образуются различные дефекты (гусиная кожа, іпобеление, «апельсиновая коріка»). Медленное испарение •растворителя задерживает высыхание лаїка. Поэтому »при' оценке растворителей их (проверяют (на скорость испарения. Наиболее простой способ испытания растворителя на скорость испарения состоит в следующем: на кусок фильтровальной бумаги наносят ,2—3 капли испытуемого растворителя, а на другой кусок столько же ксилола и сравнивают по секундомеру скорость испарения растворителя и ксилола. При этом следует также обращать внимание на нелетучий остаток, присутствие которого нежелательно. 55
При оценке качества растворителей необходимо принимать во внимание содержание в них воды, а также органических и в особенности свободных минеральных кислот. Почти все растворители огнеопасны. Большинство из них не только легко воспламеняются, но способны также взрываться при смешении их паров с воздухом. Следует различать температуру вспышки и температуру воспламенения растворителя. Температурой вспышки называется температура, при которой пары, выделяемые растворителем, способны загораться от огня. Температурной воспламенения называется температура, до которой нужно' нагреть растворитель, ¦чтобы от огня загорелась сама жидкость. Температура воспламенения всегда выше температуры вспышки. Лаковарам следует учитывать, что при высоких * температурах растворители способны самовоспламеняться. Температурой самовоспламенения называется температура воспламеняющейся смеси пароїв растворителя и воздуха", лри которой -вспышка происходит без приближения огня или искры (например, температура самовоспламенения бензола —'580°, ацетона ~500°, этилового спирта ~ 404°). Пары некоторых растворителей, например бензина, тяжелее воздуха, поэтому при прибавлении бензина в горячу^ лаковую массу выделяющиеся шары его стелятся :по земле. Если такие пары достигнут топок, может произойти взрыв. Взрыв происходит только при определенных соотношениях паров растворителя с воздухом. Если паров растворителя в воздухе больше высшего предела или меньше низшей границы, взрыв не происходит. У различных растворителей эти границы колеблются. Ниже приводятся пределы тарьяваемостчи (.в % объем«.): Нижний Верхний предел предел взрыва взрыва Эфир ЭТИЛОВЫЙ 1,0 40 Ацетон 2,0 * 13 Бензол 1,4 9,5 Іолуол 1,3 7 Бензин / 1,2 7 При выливании некоторых растворителей (бензин, эфир) с большой скоростью из узкой трубки могут появиться электрические искры в результате образования статического электричества. Это может вызвать взрыв и пожар. Во избежание этого все металлические части, служащие ддя переливания эфира, бензола, бензина, следует заземлять. Кроме того, в помещении, где могут образоваться пары растворителей, запрещается применять ременные передачи, так как вследствие их трения могут образоваться искры. Для отвода статического электриче- 56
ства ремни рекомендуется пропитывать электропроводящим составом, інаїпример смесью графита іс глицерином. Растворители вредно действуют іна здоровье работающих. Вдыхание паров растворителя может привести к отравлению, при котором наблюдается одышка, головокружение, тошнота и даже рвота. Растворители, содержащие хлор, оказывают наркотическое действие. Пары бензола отравляют кровь. Продолжительное вдыхание метилового спирта, особенно прием его внутрь, приводят к слепоте и к отравлению со смертельным исходом. Во избежание отравлений помещение, в котором находятся пары растворителей, должно быть оборудовано хорошей івентиля'цией; работать следует в респираторах. При непосредственном действии на кожные покровы растворители вызывают экзему и другие кожные ззболевания. Нельзя мыть руки растворителями. При исследовании растворителей прежде всего следует обращать внимание на их внешний вид и запах. Так, например, интенсивно желтая окраска скипидара указывает на процесс оомоления и на ііеіизбежеасть появления на окрашиваемой поверхности иосле его испарения я-еисчезающего іпятна. Применяемые в лакокрасочном производстве растворители разделяются на следующие группы: 1) углеводороды, 2) спирты, 3) эфиры простые и сложные, 4) кетоны и 5) прочие. Бензины Бензин — продукт перегонки нефти при температуре до 200°. Этот (погон разделяется на несколько ілруїпіп (фракций), различных по удельному весу и температуре ки'пения: Удельный вес Температура г/смР кипения, °С Легкий бензин 0,650—0,700 не выше 125 Средний бензин 0,701—0,730 не выше 140 Уайт-спирит 0,731—0,750 в пределах 140—200 Химический состаз бензинов весьма различен и зависит от природы нефти, из которой оц получен. В бензинах хорошо растворяются все масла, за исключением касторового. В производстве лаков применяют уайт-спирит, являющийся основным растворителем масляных лаков и олиф. Реже ис- іпользуется лигроин їй иногда ікер-ошн. Ароматические углеводороды Ароматические углеводороды (бензол, толуол, ксилол) получаются ори »сухой іперегонке каменного угля, из нефти, а также синтетическим путем. 57
Бензол — бесцветная, прозрачная жидкость, нерастворимая в івюіде; хорошо растворяет імасла и многие смолы. Бензол плавится при 5,5°, кипит при 80,2°, его уд. в. 0,884—0,885 г/см* при 15°. Он широко применяется в производстве нитролаков Как разбавитель. Бензол очень огнеопасен и пары его ядовиты. Толуол — бесцветная жидкость с уд. в. 0,872 г/см* при 15Р; т. кип. 110,6°. Толуол — хороший растворитель для масел, смол, аофальтов; применяется, в нитролаках как разбавитель; менее ядовит, чем бензол. Ксилол—'бесцветная жидкость с уд. в. 0,-861—0,881 г/см* при 20°; jr. кип. 138—144°. І^силол — хороший растворитель для цасел и асфал^тов. Сольвент-нафта представляет собой смесь ікоилола с толуолом и другими углеводородами, 'получаемыми при (перегонке каменнругольного дегтя. Солывент-нафта первого сорта (уд. в. 0,865—0,875 г/см^, т. кип. 120—170°) перегоняется при температуре до 160° не менее чем на 90%. Сольвент-нафта второго сорта (уд. в. 0,88—0,91 г/см3) перегоняется при 135—200°. Сольвент-нафта — хороший растворитель для масляных и асфальтовых лаков. Пиробензол получается при особой ^обработке нефти (пиролиз). Он состоит из смеси бензола, ксилола и других углеводородов, выкипающих при іциршше інефти в пределах 80—175°; если налить інесікольїко каїпель іпіиробенаола на 'бумагу, он должен полностью напариться, не оставляя масляных пятен. Тетралин — продукт специальной обработки (пидриірованіия) нафталина; уд. в. 0,971—0,976 г/см* при 20°; т. кип. 205—207°. Он медленно испаряется, неядовит, в воде не растворим, смешивается с органическими растворителями и хорошо растворяет жиры, смолы и битумы. В производстве лаков пірименяет- ся в виде небольших добавок для улучшения розлива. Декалин — іпрюдукт специальной обработки (гидрирования) «нафталина; уд. їв. 0;894 г/см* .при 20°; т. «и»п. 1S8—19Г. Он не ядовит и является хорошим растворителем для смол, масел, восков. Скипидары Скипидар является одним из важнейших растворителей в производстве масляных лаков. Различают следующие сорта скипидаров: живичный, экстракционный и пневый. Живичный скипидар получается при производстве канифоли перегонкой живицы с водяным паром •(см. стр. 19). Экстракционный скипидар образуется іггри получении экстракционіной »канифоли (ом. стр. 20). іПневьій скипидар получается в процессе сухой 'перегонки (нагрев без до- 58
ступа воздуха) сучьев хівои, а главным образом корней хвойных деревьев. Для получения пневого скипидара пни размельчают р щепу, которую загружают в особые печи, реторты или котлы для сухой перегонки. В Зависимости от рода сырья, способа нагрева и оборудования пневые скипидары получаются различного качества и цвета — от бесцветных до красно-коричневых. Повторной перегонкой, а также обработкой щелочами получают почти бесцветную жидкость. В состав скипидара входят терпены (природные углеводороды состава СюНі6). Качество скипидаров зависит от содержания и свойств вхо- дйщих в них терпенов. Хорошо * приготовленные живичные и экстракционные скипидары лучше растворяют смолы и масла, чем пневые скипидары. Пневый скипидар испаряется медленнее живичного. Живичный и экстракционный скипидары кипят при 153—180°; пневый —при 160—190°. Окитадар — хороший растворитель для «масел <и многих смол. Он ускоряет высыхание масел. В воде скипидар не растворяется. Спирты Метиловый спирт, называемый также древесным спиртом, или метанолом, (получается три сухой іцерегонке дерева. Химическим способом (синтетически) он образуется из окиси углерода и водорода при высоких давлениях и температурах в присутствии катализаторов. В продажу древесный спирт поступает разной чистоты и концентрации. f Чистый метанол — бесцветная жидкость (уд. в. 0,791 г/с!м3, т. кип. 64,7°), с водой смешивается в любых соотношениях; смешивается также с этиловым спиртом ,и эфиром; хорошо растворяет некоторые смолы, масла; в смеси с ацетоном растворяет нитроцеллюлозу. Метанол ресьма ядовит — прием его внутрь приводит к рлепоте и даже смерти. При работе с метанолом необходимо принимать все меры предосторожности. Этиловый спирт, или этанол, получается в результате брожения ікрахмалсодержащих или сахаристых веществ (каїрто- тофель, пшеница). В настоящее время значительные количества этилового спирта синтезируют из этилена, получаемого из природных газов и газов нефтепереработки; в промышленности этот способ имеет наибольшие преимущества по сравнению со всеми другими способами. В сырце обычно содержится 90—94%, а в ректификатег 95—97% этилового спирта. Чистый спирт—бесцветная жидкость (уд. в. 0,7893 г/см3, т. кип. 78,3°). Он чрезвычайно гигроскопичен, смешивается с водой во всех отношениях, выделяя при этом много тепла; при смешении с водой происходит уменьшение объема смеси. 59
Этиловый сцирт хорошо растворяет некоторые смолы: шеллак, сандарак, канифоль, йдитол. Он широко используется для приготовления спиртовых лаков и как разбавитель для нитролаков. Для технических целей применяют денатурированный спирт, т. е. спирт, в который добавлены вредные вещества (іпиридин). Нормальный бутиловый спирт, называемый бутанолом, получается в больших количествах брожением крахмала под действием особых бактерий. Одновременно с ним получается до 30% ацетона и 10% этилового спирта (ацетон-бутиловое брожение). Бутанол — бесцветная жидкость с острым запахом (уд. в. 0,509—0,814 г/см* при 20°, т. кип. 114—118°), растворяется в воде в соотношении 8,3—9,5 г бутанола на 100 г воды. Бутанол широко применяется в лакокрасочной промышленности как растворитель (хорошо растворяет масла и многие искусственные смюлы), для 'получения бутилацетати (растворителя нитроцеллюлозы), дибутилфталата (пластификатора) и как разбавитель для нитролаков. Бутанол, введенный з качестве растворителя в лак, способствует лучшему розливу лака на "окрашиваемой поверхности, улучшает блеск пленки, препятствует помутнению и побелению пленки. Амиловый, спирт получается из сивушного масла*, ,в котором содержится в количестве до 70%. Очищенный перегонкой амиловый спирт имеет уд. в. 0,814 г/см? и т. кип. 137,8°. Он бесцветен, имеет острый запах, является хорошим растворителем для многих смол, улучшает способность лаков разливаться на поверхности, применяется для приготовления' амилацетата (грушевый эфир). Гексалин получается обработкой фенола водородом (гидрированием). Он представляет собой бесцветную, нейтральную жидкость со слабым запахом, плохо растворимую в воде. Гексалин неядовит, хорошо растворяет смолы и масла; не растворяя нитроцеллюлозы, он содействует растворению ее другими растворителями. Уд. в. его 0,949 г/см? при 20°; т. кип. технического гексалина 155—162°. Метилгексалин получается обработкой крезолов водородом (гидрированием). По своим свойствам он похож на гексалин, но значительно менее растворим в воде й медленнее испаряется из лаковых пленок; уд. в. его 0,922 г/см? при 20°, т. кип. 170— 180°. Эфиры Простые и сложные эфиры являются выжнейшими растворителями в производстве лаков іна основе эфиров целлюлозы. Они * Оиівудіінюе масло — отход при разгонке этилового спирта, полученного брожением. В состав сивушного масла входят амиловые спирты и другие вещества. 60
хорошо растворяют многие смолы, жиры и масла. Основными походными материалами для их получения служат соответствующие спирты и кислоты. 1. Простые э'фи-ры Серный, или этиловый эфир, получается действием концентрированной серной .кислоты на этиловый спирт. Серная кислота действует в данном случае как водоотнимающее средство. Этот эфир— бесцветная, легкоподвижнай, чрезвычайно летучая жидкость с характерным запахом. Серный эфир очень огнеопасен, шары его с воздухом взрываются; т. жил. 34,5°; уд. в. 0,714 г/см3. Серный эфрр является прекрасным растворителем для многих смол и жиров; в смеси со спиртом он растворяет некоторые сорта нитроцеллюлозы. Однако вследствие низкой температуры кипения применяется в лакокрасочном производстве в основном для анализа. Метил-, этил- и бутилгликоли — це л л озо львы — прозрачные, легкоподвиж;ные жидкости со слабым запахом; уд. в. метилгли- коля 0,9712 г/смг лри 15°, т. -кип. 1,20—130°. Он растворяет нитро- и ацетил-целлюлозы. Уд. в. этилгликоля 0,9382 г/смг при 15°, т. 'кип. 130—138°; он ,не растворяет ацетил целлюлозы, но хорошо растворяет смолы. Уд. в. бутилгликоля 0,9188 г/смг при 15°, т. кип. 164—176°. Он хорошо растворяет смолы, масла, нитроцеллюлозу. Эти растворители смешиваются с другими растворителями и разбавителями, а также с водой. Вследствие их медленной испаряемости они применяются для приготовления лаков, наносимых кистью. Этилцеллозольв (моноэтиловый спирт этиленгликоля) — жидкость уд. їв. 0,931 г/смг іпри і20°; т. кип. химически чистого продукта 130,1°, техничесікого 130—,138°. Этилцеллозольв —слаболетучий растворитель, по активности (превосходящий бутил- ацетат. Введение больших /количеств этилцелло'золыва в смесь растворителей для нитролаков нежелательно, так »как повышается чувствительность пленоїк іпіри их высыхании к действию влажной атмосферы. Максимальное содержание этилцеллозольва в смесях летучих растворителей составляет 12%. Недостатком смесей летучих растворителей, содержащих зтилцеллозольв, является их сравнительно 'плохая растворяющая способность смол —-производных канифоли. 2. Сложные эфиры уксусной кислоты (ацетаты) Ацетаты являются основными растворителями, применяемыми в производстве нитролаков. Обычно они получаются взаимодействием уксусной кислоты и соответствующего спирта в присутствии водоотнимающих средств. Пары ацетатов вызывают раздражение горла, кашель, головокружение. Метилацетат (уксуснометиловый эфир) — бесцветная, прозрачная жидкость со слабым запахом, смешивается с водой в 61
соотношении 1 : 3; уд. в. 0,934 г/см3 при 20 ; т. кип. 57,3°; хорошо растворяет нитроцеллюлозу, ацетил целлюлозу и простые эфиры целлюлозы; применяется часто вместо ацетона в качестве растворителя в производстве нитролаков. Эти^лацетат (уксусноэтиловый* эфир)—светлая, прозрачная жидкость с слабым запахом, плохо растворимая в воде A ч. эфира в 17 ч. воды). Этилацетат — один из лучших низкокипя- щих растворителей. Он широко применяется в производстве нитролаков и имеет то преимущество перед ацетоном, что, благодаря более высокой температуре кипения, скорость испарения его меньше (т. кип. 77,15°, уд, в. 0,901 г/смг при 20°). Нормальный бутилацетат (уксуснобутиловый эфир) — бесцветная прозрачная жидкость с характерным запахом. С водой он не смешивается, хорошо смешивается с углеводородами и другими растворителями; является широко распространенным растворителем для нитролаков,, приближающимся по качеству к амилацетату. Применение бутилацетата в нитролаках устраняет побелёние нитропленок. Бутилацетат имеет менее резкий и менее стойкий запах, чем амилацетат. Химически чистый бутилацетат (имеет уд. в. 0,8817 г/смг при 20°; т. -кшт. 125—126°. Технический 'бутилацетат имеет следующие^ показатели: кислотность в пересчете на уксусную кислоту не более 0,01%, УД- в. 0,865—0,880 г/смг при 20°; начало кипения не ниже 116°, конец — не выше 135°; в пределах 120—135° должно перегоняться не іменее 85%. Нормальному бутил ацетату ло активности (практически 'не уступает изабутила'цетат, отличающийся от бутилацетата не- околыко большей летучестью и меньшей способностью предотвращать іпобеление 'плеіноік. Амилацетат (уксусноамиловый эфир, грушевый эфир)—распространенный растворитель для нитролаков; в последнее время вытесняется бутилацетатом. В продаже встречаются два сорта амилацетата; химически чистый и технический. Уд. в. первого 0,875 г/смг, т. кип. 138—152°, содержание эфира 98— 100%. Уд. в. второго 0,870—0,875 г/смгу т. кип. 100—145°, содержание эфира не менее 90%. Амилацетат — хороший растворитель для нитроцеллюлозы, с іводой не смешивается, обладает сильным запахом.. Циклогексанолацетаты — уксусные эфиры циклогексанола и метилциклогексанола. Уд. в. циклогексанолацетата 0,965— 0,970 г/смг при 20°, т. кип. 170—177°. Удельный вес метилцикло- гексанолацетата 0,94 г/см3 при 20°, т. кип. 175—195°. Оба эти эфира — бесцветные или слабо-желтого цвета жидкости с эфирным запахом. С водой они не смешиваются, /хорошо смешиваются с легкокипящими растворителями, хорошо растворяют нитроцеллюлозу, испаряются медленнее амилацетата (прибавление ацетона ускоряет испарение). Растворы нитроцеллюлозы в этих эфирах значительно более вязкие, чем в амилацетате. Они при- 62
меняются їв інитролаках їв »комбинации <с высыхающими маїслами, в 'частности в лажах для кожи. Кетоны Ацетон получается синтетически (совместно с фенолом), а также путем сухой перегонки дерева и брожением крахмала при производстве бутилового спирта. Продажный ацетон содержит большее или меньшее количество /метилового (древесного) спирта. Чистый ацетон — бесцветная жидкость; уд. в, 0,792 г/см3 при 20°; т. киїп. 56°. Он смешивается с водой во всех отношениях, растворяется в метиловой спирте, этиловом спирте, хлороформе. Ацетон хороший растворитель эфирав целлюлозы, многих смол и масел. Ацетон огнеопасен; пары его прщ вдыхании раздражают слизистую оболочку. При легких,отравлениях ацетоном появляются головные боли, а при тяжелых — одышка, потеря сознания и 'сердечное расстройство. Метилэтилкетон получается совместно с ацетоном при сухой перегонке дерева. Он ^представляет собой бесцветную жидкость с запахом ацетона, уд. в. 0,8058 г/см3, т. кип. 79,6°; хорошо растворяет эфиры целлюлозы; применяется в производстве целлюлозных лаков, заменяя ацетон (главным образом в ацетил- целлюлозных лаках); отличается от ацетона меньшей летучестью. Циклогексанон (анон)—жидкость с т. кип. 150—156°, уд. в. 0,9543 г/см3 при 15°; смешивается почти со ївсеми растворителями; хорошо растворяет нитро- и ацетилцеллюлозу и ряд искусственных смол (полихлорвиниловые, іперхлорвинилоівьіе). Особенно широкое применение он нашел в производстве лаков для кож; улучшает розлив їй прилипание лака. Метилциклогексанон (метиланон) —бесцветная жидкость уд. в. 0,9266 г/см3 при 15° с т. кип. 165—171°; не смешивается с водой; хорошо растворяет эфиры целлюлозы, искусственные смолы и применяется главным образом при изготовлении лаков для кожи, так как улучшается их розлив и прилипание. Диоксан — бесцветная жидкость со слабым запахом; хорошо смешивается с водой; уд. в. 1,0353 г/см3 при 20°; т. кип. 95—105°. Диоксан — хороший растворитель для эфиров целлюлозы и искусственных смол, применяется в производстве нитроцеллюлоз- ных їй ацетилцеллюлозных лаков. Пары диоксана вредны для зд о роїв ь я. Хлорсодержащие растворители Хлорбензол (монохлорбензол) — бесцветная жидкость со слабым миндальным запахом; менее ядовит, чем бензол;.уд. в. 1,і107 г/см3 при 20°; т. ікиіп. 132°; трудно воспламеняется; смешивается со многими растворителями и маслами; растворяет 63
этилцеллюлозу и многие смолы. Хлорбензол применяется для приготовления лаков на основе полихлорвиниловых и перхлор- виниловых смол*. Дихлорэтан получается действием хлора на этилен. Дихлорэтан—бесцветная жидкость с запахом хлороформа, трудно воспламеняется; уд. вес 1,250 г/см3 при 20°; т. кип. 83,7°; хорошо растворяет полихлорвиниловые и другие искусственные смолы, жиры, воска. Он применяется в смеси со спиртом как разбави- тель^нитролаіках, а таїкже в (качестве растворителя при производстве мерхлорвиниловых, масляных и глифталевых лаков; обязательным является іполное отсутствие в нем (свободных кислот. Пары дихлорэтана очень вредны для здоровья. Нитропарафины v В последние годы появились новые растворители — нитропарафины, представляющие собой смеси продуктов обработки природных газов (метана, этана, пропана, бутана) азотной кислотой. По своей растворяющей способности нитропарафины приближается к бутил- и амилацетатам. По сравнению с амилацетатами они значительно дешевле и менее воопламенимы. В омеси со спиртом они являются хорошими растворителями для нитро- и ацетшщеллюлозы. По скорости испарения нитропарафины занимают среднее »место -между толуолом и бутил- ацетатом. Они менее вредны, чем бензол, но более вредны, чем бутилацетат. Удельный вес применяемого погона 0,967 — 0,997 г/сж3, т. кип. 101—151°.
Глава VI ПЛАСТИФИКАТОРЫ (МЯГЧИТЕЛИ) Лаковые пленки, полученные из растворов нитроцеллюлозы, обладают рядом недостатков: отскакивают от поверхности, растрескиваются, іморщатся. Для устранения этих недостатков в .нитролаки вводят вещества, сообщающие плеткам -мягкость и эластичность. Такие (вещества получили .название (пластификаторов (імягчителей). Кроме (мягкости, пластификаторы способны сообщать пленке другие ценные «свойства (увеличивают «свето-, тепло- и морозостойкость или іпонижают горючесть). Пластификаторы должны обладать следующими свойствами: 1) незначительной летучестью даже при повышенной температуре; 2) хорошей растворяющей способностью в отношении нитроцеллюлозы и смол, а также способностью смешиваться с растворителями в любых соотношениях; 3) бесцветностью и отсутствием запаха; 4) нейтральностью, т. е. «не должны содержать свободных кислот и выделять кислот даже при длительном (хранении; 5)' способностью хорошо смешиваться с пигментами; 6) устойчивостью1 к действию света; 7) не должны поглощать воду; 8) не быть горючими. В зависимости от растворяющей способности (по отношению к эфирам целлюлозы) пластификаторы делятся на две группы: 1. Пластификаторы, обладающие способностью растворять эфиры целлюлозы при обыкновенной или повышенной температурах. К ним относятся эфиры фталевой и фосфорной «кислот. 2. Пластификаторы, не растворяющие эфиров целлюлозы. К ним относятся касторовое, льняное и другие масла. Эфиры фталевой кислоты Дибутилфталйт получается взаимодействием бутилового спирта и фталевого ангидрида. Дибутилфггалат — бесцветная маслянистая жидкость; уд. в. 1,046 г/смг при 20°; т. кип. 340°; в воде не растворяется; іхорошо растворяет нитроцеллюлозу; широко 5—1659 65
применяется в производстве нитролаков. Пленки, содержащие дибутилфталат, обладают (хорошей эластичностью, твердостью, устойчивы к многократньщ изгибам (что очень важно в лаках для кожи). Диамилфталат получается взаимодействием амилового спирта и фталевой кислоты, обладает большой стойкостью и еще меньшей летучестью, чем дибутилфталат; хорошо растворяет нитроцеллюлозу; уд. в. 1,015 г/см* при 20°, т. кип. 336—342°. Диэтилфталат— этиловый эфир ортофталевой кислоты; бесцветная жидкость; уд. вес 1,118 г/см* при 20°, т. кип. 290—300°. Диэтилфталат более летуч, чем дибутилфталат. Обычно он применяется в смеси с другими пластификаторами для ацетил- и бензилцеллюлозных лаков. Диметилгликольфталат — слегка желтоватая жидкость почти без запаха. Диметилгликольфталат менее летуч, чем дибутилфталат; (нерастворим в веде. Он является лучшим пластификатором для ацетилцеллюлозы, придает пленкам высокую эластичность и прочность. Уд. в. его 1,170 г/см* при 20°; т. кип. 220— 232° при 20 мм. Эфиры фосфорной кислоты Трикрезилфосфат—один "из самих распространенных пластификаторов— бесцветная жидкость без запаха. Трикрезилфосфат в воде не растворим, хорошо смешивается со всеми растворителями, применяемыми в іпроизводсте лаков; на свету быстро разлагается, пленка желтеет; уд. в. 1,179 г/см3 при 25°; т. кип. 275° при 20 мм; почти нелетуч; ядовит; понижает горючесть нитролаковой пленки. В смеси с касторовым маслом используется їв (производстве 'нитрокрасок. Трифенилфосфат — белый кристаллический порошок без запаха, растворяется в растворителях для нитролаков; понижает горючесть нитропленок; обладает шшхой светостойкостью. Трифенилфосфат применяется главным образом в ацетилцеллюлоз- ных лаках; уд. в. 1,185 г/см* при 20°; т. кип. 245° при 11 мм. Трибутилфосфат — бесцветная жидкость почти без запаха, мало горючая; уд. в. 0,979 г/см3; т. кип. 180°; дает светостойкие пленки; применяется в нитролаках, особенно в смеси с касторовым маслам для лаков, наносимых на /кожу, їй других лаков; хорошо смешивается 'с 'большинством /растворителей. Эфиры адипиновой кислоты Эфиры адипиновой кислоты (сипалины) —бесцветные жидкости, почти нерастворимые в воде; хорошо растворяют нитроцеллюлозу, малолетучи, устойчивы к колебанию температуры и к действию света. Они нашли широкое применение в производстве искусственной кожи. Лаковые пленки с сипалинаміи обладают хорошей светостойкостью, эластичностью, растяжимостью и высокой прилипаемостью. 66
Кастероль Кастероль — пластификатор для нитроцеллюлозных лаков; получается из касторового масла, окисленного кислородом воздуха при 115—130°. Кастероль хорошо смешивается с растворителями нитроцеллюлозы; уд. в. его 0,95—0,965 г/см3\ вязкость ¦при 20° іпо івдюкозіиіметру ФЭ-36 составляет 12—20 сек; -кислотное число — не более 5 мг едкого кали на 1 г вещества при кислотности исходного сырого масла не более 3 мг едкого кали; йодное число 75—88 мг J2 на 100 г вещертва. Содержание водьь и летучих веществ — не более 0,5%.
Глава VII ПИГМЕНТЫ (СУХИЕ КРАСКИ) Пигменты являются важной составной частью «различных кржрк и эмалей. Пигментом называется сухая краска, нерастворимая в маслах, лаках и лаковых растворителях. От выбора пигмента їй его свойств зависят не только условия выработки, но їй качество эмалевых и тертых на масле окрасок. Пигмент лридает нужную окраску іпредмету или изделию, а также оказывает «влияние іна свойства лакокрасочного шжрыпия: повышает его апмосфероустой'чиївость и прочность, улучшает антикоррозионные свойства. При выборе пигмента следует обращать внимание на следующие показатели: кроющую способность (укрывистость), красящую силу (интенсивность), содержание іггримесей, степень разчмола (дисперсность) и содержание кислот и щелочей. Пигменты обычно анализируют в лаборатории, но часто мастеру непосредственно в цехе приходится производить ускоренные их испытания. Кроющая способность (укрывистость). Кроющей способностью, или укрывистостью, называют способность краски, растертой с маслом, аїри нанесений ее ровным слоем на (поверхность, окрашенную в другой цвет, закрывать эту поверхность так, чтобы нижележащий слой не іпроавечиївал. Чем лучше укрыви'стость сухой ікракзюи, тем более тонкий слой тертой ікраоки нужен для покрытия нижележащего слоя. Укрывистость данной краски зависит от степени ее измельчения (дисперсности) и от количества присутствующих в ней примесей (тяжелый шпат, мел, глина). Для определения укрывистости применяют стеклянную пластинку, окрашенную в белый цвет с нанесенной по середине черной полосой шириной около 5 см (грунтовка). После высыхания грунтовки на 'пластинку наносят три слоя испытуемой краски с промежуточной сушкой каждого слоя. Окраску "производят с таким расчетом, чтобы первый слой закрашивал всю пластинку, второй — примерно две трети, а третий — одну треть пластинки. Таким образом, грунт пластинки покрывается одним, двумя и тремя слоями испытуемой краски. Если грунтовка с черной полосой не просвечивает сквозь один слой, кроющая 68
способность испытуемой краски является хорошей. Если грунтовка іпроовечивает через один слой и не просвечивает через два слоя, кроющая способность краски считается удовлетворительной. Если грунтовка просвечивает через два слоя и не просвечивает через третий слой, кроющая способность краски ниже среднего качества. Если и третий слой не закрывает грунтовки, кроющая способность краски неудовлетворительная. Красящая сила (интенсивность). За красящую силу, или интенсивность, сухой краскіи принимают ее (Способность при смешивании с другими красками придавать им свой оттенок. Если, например, хотят сравнить красящую силу (интенсивность) двух образцов ультрамарина, отвешивают по 1 г каждого образца и обе наївески .поочередно смешивают с 20 г цинковых белил. Затем 'каждую смесь распирают с маслом, накрашивают и сравнивают цвета окрашенных поверхностей. Краска на поверхности, окрашенной їв более синий »цвет, содержит ультрамарин с большей красящей силой (интенсивностью). Степень размола пигмента оказывает большое влияние на качество краски, в частности на укрыв исто сть и красящую силу. Простейшее исіпьгта'ШІе степени разімола состоит в следующем. На лист белой бумага насылают немного 'пигмента їй тонким шпателем или іперочинньїм рожом проводят \по (ней так, чтобы кра'ска распределилась іпо рдаерхности бумаги тонким слоем. Если размол грубый, крупные частицы хрустят. Чем больше круп-ных частиц, тем хуже размол. Степень размола іпигмента можно также испытать взбалты- ранием его в стакане с водой. Чем лучше размолота краска, тем медленнее она оседает в виде однородного слоя. При плохом размоле сначала осаждаются более тяжелые крупные частицы, а затем 'более легаие їй мелікие частицы. Качество размола определяют также путем просеивания. Для этого 100 г краски просеивают через шелковое или бронзовое аито с определенным числом отверстий на 1 см2 и определяют процент не прошедшего через сіитр остаткачПеред использованием в производстве лло- хо размолотой краски ее дополнительно (просеивают или »пропускают через вальцы краскотерки. Маслоемкость. Сухие краски при получении тертых красок затирают с маслом. Количество масла в граммах, которое требуется для получения красочной пасты из 100 г сухой краски, йа- зывается маслоемкостью данной сухой краски. Масл(?емкость является важным техническим свойствам краски. Чем ниже маслоемкость краски, тем меньше масла требуется для приготовления тертой краски на ее основе. Белые пигменты Свинцовые белила по своему составу представляют собой ос* новной углекислый свинец 2РЬСОз • РЬ(ОНJ. Укрывистость 69-
свиндовых белил является хорошей и зависит от содержания углекислого /газа и воды. Свинцовые белила лепко растворяются в разбавленной азотной и уксусной кислотаіх с выделением углекислого газа; нерастворимым остатком являются примеси (тяжелый шпат, глина їй др.)- От действия сероводорода свинцовые белила чернеют. Сцинцовые белила ядовиты, tособенно при вдыхании в виде мелкой пыли, что возможно в процессе их изготоіВлєния. Поэтому потребление свинцовых белил ограничено. Режим производства этих белил (предусматривает ряд мероприятий, обеспечивающих безопасность рабочих. Цинковые белила представляют собой порошок белого цвета, состоящий из окиси цинка. Их получают в особых печах окислением паров металлического цинка кислородом воздуха. Существуют два промышленных способа получения цинковых белил: 'муфельный и способ Витериля. Для изготовления белил муфельным способам применяют металлический цинк, а способом Витериля — цинксодержащие руды. Качество муфельных белил более высокое, чем беліил Витериля. Цинковые белила должны растворяться в слабые кислотаіх полностью и без выделения газа. Нерастворимый в кислотах остаток указывает на содержание примесей. Литопон — смесь сернистого цинка и сернокислого бария. Процесс получения литопона сложен; в зависимости от сорта лїитопон должен содержать от 26 до 32% сернистого цинка. При взаимодействии литопона с кислотами происходит частичное его растворение їй 'выделяется сероводород. По своим качествам дито'пш уступает давковьгм белилам, покрытия, содержащие ліитагіон, іна -свету быстро желтеют, сереют. Литопон 'применяется главным образом для внутренних окрасок. Титановые белила содержат 97—98% двуокиси титана. По сравнению с другими белыми красками они обладают наибольшей укрывистостью и стойкостью. Для малярньїіх целей двуокись титана в чистом виде йе применяется, а обычно смешивается с тяжелым шпатом и цинковыми белилами. Недостатком покрытий на основе титановых белил является их склонность к іМелен-ию под действием солнечного света. Некоторые добавки уменьшают меление краски. Тяжелый ціпат (сернокислый барий, бланфикс) представляет собой порошок белого цвета, получаемый измельчением естественного сернокислого бария. Высший сорт, называемый бланфиксом їй отличающийся большей белизіной и тонкостью помола, получается искусственным путем при обработке бариевых солей серной кислотой. Тяжелый шпат и бланфикс малоукрывисты и поэтому применяются только в виде добавок к другим краскам. Они обладают положительным свойствам не изменять цвет основной краски, а лишь несколько ослабляют ее кроющую способность. 70
Прій ишьгтаїніиіи следует обращать ївшшавие на белизну, размол и наличие примесей. Тяжелый шпат в отличие от мела и пипса, часто добавляемых ж нему, іне растворяется © слабой азотной кислоте даже при кипячении. Желтые пигменты •& Охра. Под названием охра известен ряд природных красок, состоящих из глины, окрашенной окислами железа. Чем больше окислов железа в охре, тем она укрьюистее. Содержание окислов железа в охре колеблется от 1й до 25%. Охра должна быть хорошо отмучена, высушена їй размолота и не должна содержать пеака и імела. Присутствие мела легко обнаружить при нагреве охры с кислотой. Охра в воде не растворима, в кислотах растворяется только частично; при прокаливании меняет свой цвет, принимая красноватый оттенок. Охра широко применяется в производстве масляных красок, шпаклевок, замазок. СвИнцовый крон. Под общим названием свинцовый крон известны краски, получаемые искусственным іпутем и обладающие оттенками от светло-лимонного до красного. г Крон представляет собой соединение окиси свинца с хромовой кислотой; кроме того, їв светлых кронах присутствует сернокислый свинец. В зависимости.от условий получения (темпера^ тура, концентрация, юоопношение <оо>стаівньгх частей, размешивание), а также от некоторых добавок (щелочь, сернокислый свинец и др.) изменяются оттенок, укрьгвіистость їй интенсивность крона. Яркость >и большая кроющая способность кронов дает возможность добавлять к іним в большом количестве тяжелый шпат, гипс, мел, глинку и т. п. Чистый крон должен полностью растворяться в. 10%-ном растворе едкого натра или едкого кали. Под действием сероводорода крон темнеет. Крон широко »применяется в ироизводетве масляных и эмалевых красок, їв смеси € лазурью—для изготовления красок зеленого цвета. Цинковый крон получается при взаимодействии цинкового купороса и хромпика. В1 зависимости от соотношения исходных материалов и условий проведения технологического процесса можно получить цинковый крон различных желтьпх оттенков. Цинковый крон должен растворяться во всех минеральных кислотаїх; наличие нерастворимого остатка указывает на присутствие примесей. Цинковый крон не темнеет при действии сероводорода. Он хорошо защищает металлы от коррозии и поэтому нашел широкое применение в производстве различных противокоррозионных красок и эмалей. Красные пигменты Железный сурик—природная краска ииртшчно-красиого цвета (различных оттенков, состоящая из окиод железа и глины. Он 71
(получается переработкой иирдородных железных руд и ваінием ісолей железа. Содержание окиси железа їв сурике колеблется от 60 до 95%. Оттенок его заівисит от температуры прокаливания и других условий получения. Железный сурик не должен содержать песка, мела и гипса, свободных кислот и растворимых в воде солей. При (кипячении сурика с водой реакция должна быть нейтральной. Железный сурик должен быть хорошо размолот и при 'просеиівании его через сито с 49О0 отв/см2 остаток не должен превышать 3—5%. Железный сурик применяется яри изготовлении .'противокоррозионных красок для металла. Марс — искусственная краска с хорошей укрывистостью, состоящая из окиси железа и окиси алюминия* Оттенок марса может колебаться от желтого до коричнево-красного. Мумия — краска различных оттенков (от желто-красного' до темно-фиолетового), представляющая собой смесь окиси железа с гипсом, глиной и т. п. Мумия получается обжиганием железного купороса или, как и железный сурик, переработкой цстест- венной железной руды (размол и шімучиївание). Красящим веществом, как и в железном сурике, является окись железа, содержание которой в мумии оветлых сортов составляет не менее 2Ї)%, а їв теміньїх — не 'менее 35%. 'При испытании мумии следует обращать внимание на то, 'чтобы после інапревания ее с іводой последняя оставалась нейтральной и со-' держала не более 2% солей. Свинцовый сурик—порошок красного цвета, состоящий из окиси и перекиси свинца. Он получается в особых печах окислением свинца івоздухом. Чистый свинцовый сурик должен содержать 67—71% окиси свинца и 20—33% перекиси свинца. В азотной кислоте растворяется только окись свинца, а перекись свинца остается нерастворенной в виде коричіневатого осадка. Если к этому раствору прибавить немного сахара и вскипятить, то перекись свинца растворяется. Нерастворимый остаток содержит примеси тяжелого.шпата, глинки и т. п. Свинцовый сурик, в виде тертой на масле краски, применяется как лучшее противокоррозионное покрытие по железу, особенно для нанесения первых слоев при окраске морских и речных судов, железнодорожных мостов. Киноварь искусственная — краска красного цвета различных оттенков, состоящая из тяжелого шпата, таите а, глинки, подкрашенных различными красными органическими красителями (азокрасители, ализарин). Способ {приготовления, оттенок и светостойкость этих красок меняются в зависимости от природы применяемого органического красителя. * Существуют два способа изготовления искусственной ки»но- івар'и: 1) простое смешение -красителя с наполнителем (тяжелый шпат и др.) и 2) осаждение ікрасителя на иатюлнителе из растворов при помощи различных солей. При прокаливании 72
искусственной киновари органический краситель сгорает и остается вещество, »на 'котором он был осажден (тяжелый шпат и др.). Синие пигменты Ультрамарин — порошок от темно-синего до светло-голубого Цвета, в состав которого входят в различных соотношениях кремнезем, глинозем, окись натрия и сера. .В зависимости от количества и качества исходных материалов, условий проведения технологического •процесса (температур ів іпечах, условия окисления івоздухом) и степени измельчения получают ультрамарин различных оттенков. Цвет ультрамарина тем бледнее, чем мельче он размолот; поэтому особое внимание обращают на степень разхмола. Технические условия предусматривают для каждого сорта ультрамарина определенную величину частиц. Чистый ультраімарин в воде и спирте не растворяется, ири действии слабых кислот обесцвечивается с выделением сероводорода; при прокаливании ультрамарин не должен менять цвета. Лазурь железная берлинская (милари) —синяя краска, получаемая при смешивании растворов солей окиси железа с желе- зистосинеродистым калием (желтое синькаліи). Качество краски заеиісит от 'качества исходных материалов и способа их обработки. Высшие,(наиболее темвые сорта известны под названием милори, более светлые — под названием лазури. Лазурь нерастворима в воде, спирте, слабых кислотах; в щелочных растворах лазурь разлагается с выделением окиси железа; при прокаливании лазури также образуется окись железа. Лазурь нельзя применять для окраски штукатурки ір цемента, имеющих щелочную реакцию. Лазурь — укрывистая и светостойкая краска. Зеленые пигменты Окись хрома (хромовая зелень) — краска зеленого цвета, состоящая из окиси хрома; отличается большой светостойкостью, а также стойкостью к кислотам и щелочам; от действия сероводорода не меняет цвета, не ядовита. Обладает недостаточной укрывистостью. Медянка (ярь-медянка) представляет собой соединение меди с уксусной кислотой. Средний состав медянки: 40—44% окиси меди, 26—29% уксусного ангидрида и 28—31% воды. Медянка растворяется в кислотах и щелочах; при растворении в аммиаке образуется раствор темно-голубого цве^а. Медянка ядовита, обладает хорошими противокоррозионными свойствами, применяется для окраски крыш. Зеленый крон, киноварь зеленая, хромовая зеленая — под этими названиями лзвестна красивая и разнообразная по оттенку 73
зеленая краска, представляющая собой смесь желтого свинцового или цинкового крона с железной лазурью, иногда с добавкой наполнителей (сернокислого свинца, тяжелого шпата, гипса и т. п.), количество которых колеблется от 20 до 90%. Свойства зеленого крона определяются свойствами входящих в их состав желтых кронов и лазурей. При действии щелочей на зеленый кроїн лазурь разрушается, а желтый ікран іперехо'дит в раствор. Поэтому зеленый крон не применяется для окраски штукатурки и цемента, имеющих щелочную реакцию. При испытании зеленюго щюна нужіно обращать внимание на -количество наполнителей и на наличие подкраски органическими красителями. Черные пигменты Сажа — наиболее распространенный черный пигмент — яв: ляется продуктом неполного сгорания или термического разложения самых различных углеродсодержащих веществ (каменноугольного дегтя, нефтяных остатков, масел и др.) и представляет собой почти чистый углерод. Сажа в основном классифицируется по методам производства, которые обусловливают ее свойства. Проіцесс получения сажи зависит от различных технологических (факторов (сырье, температура и пр.). Поэтому сажи, получаемые даже одним методом, могут значительно отличаться по своим физико-химическим показателям. , Сажа обладает исключительно высокими техническими свойствами. Она 'не стареет, не подвергается действию кислот и щелочей, не отражает инфракрасные лучи, обладает малой теплопроводностью й весьма устойчива к температурным колебаниям. Физико-химические свойства сажи обусловливаются размером сажевой частицы или так называемой степенью дисперсности, характером поверхности частицы и ее структурой. Размеры сажевых частиц лежат в пределах от нескольких сотен до о нескольких тысяч ангстрем (А)*. В ассортименте отечественных углеродных саж имеются следующие типы: канальная газовая; печная газовая; активная, получаемая из жидкого и 'газообразного сырья методом карбю- іри'рсхвания (так называемая антраценовая); форсуночная из жидкого сырья; ламповая из жидкого сырья. Ассортимент саж за последнее время расширился в результате улучшения качества ухтинской канальной сажи и получения новых саж с высокими физиіко-імеханическими и технологическими свойствами (ацетиленовая и др.). Основньим потребителем сажи является резиновая промышленность, использующая свыше 80% всей вырабатываемой са- •1 А=0,000001 мм. 74
жіи. Сажа інаходит значительное применение также їв электротехнической, лакокрасочной, полиграфической и др. отраслях промышленности. В лакокрасочном ^производстве наибольшее применение получили газовая, печная и ламповая сажи. Газовая сажа отличается от печной более высоким качеством и обладает более интенсивным черным цветом. Содержание золы в ней не должно превышать 0,06%, влаги — 3%. При взбалтывании газовой сажи с бензином последний не должен окрашиваться. Печная сажа (получается сжиганием различных участей дерева (бересты, осмола и др.) в особо устроенных печах. Эта сажа уступает іпо качеству газовой; она содержит продукты неполного сгорания, придающие печной саже буроватый оттенок. Присутствие (продуктов неполного сгорания можно обнаружить по бурой окраске спирта или щелочи после взбалтывания их с сажей в .пробирке. Значительное «содержание этих примесей не только придает -саже бурый оттенок, но и задерживает высыхание олифы, на которой была приготовлена тертая сажа. Жженая кость — черный пигмент высокого качества — получается обжитом ібез доступа (воздуха обезжиренных, тонко »размолотых костей. Отличается большой оветопрочностью и укры- вистостью. Высший сорт, известный под названием «слоновая кость», получается обжигом специально обработанной слоновой кости; отличается большой светоустойчивостью и стойкостью 1к действию кислот и щелочей. Пигменты на основе органических красителей (Кроме .пигментов, (представляющих 'собой соли, окислы металлов іиліи углерод (сажа), (существуют «пигменты, їв «состав .которых -входит органический інракзитель. Эти (пигменты (получаются їв результате Смешения нерастворимых в воде органических красителей с минеральным наполнителем (тяжелый шпат, гидрат окиси алюминия, типе, мел и др.) или осаждением растворимых в воде красителей на субстрате. Органическими красителями называют цветные органические соединения, обладающие способностью при взаимодействии с различными материалами (текстильные волокна, бумага, резина, пластмассы и т. п.) закрепляться на этих материалах и окрашивать их. Органические красители отличаются большим разнообразием и сложным химическим составом. Они получаются в результате мимической обработки исходных веществ, извлекаемых из каменноугольного догтя и других продуктов (бензола и его гомологов, 'нафталина, антрацена, хиволина и др.)> |И 'в основном предназначены для применения їв текстильной промышленности. 75
Отдельные красители (алшариновые, кубовые и др.) давно применяют при изготовлении пигментов для малярных красок, полиграфии, живописи и т. п. В настоящее время получены многие светостойкие красители, которые дают пигменты, обладающие красивым цветом и устойчивые к действию солнечного аве- та, кислот и щелочей. Особенно широко применяют красные пигменты, изготовленные на основе различные органических красителей (іазокраісителіи, ализарин и др.). Есть основание считать, что органические красители найдут широкое применение для изготовления разнообразных (малярных, полиграфических, художественных и других пигментов. Алюминиевые и бронзовые краски Алюминиевая пудра представляет собой мелкие частицы алюминия в виде плоских гладких чешуек. Она отличается высокой укрывистостью и способностью отражать от поверхности световые и тепловые лучи; широко применяется для окраски железнодорожных цистерн, Угонов-холодильников, аэростатов. Для декоративной окраски применяют бронзы — измельченные сплаовы олова с медью (золотая бронза), олова с цинком (серебряная бронза).
Глава VIII СИККАТИВЫ Льняное 'маоло, нанесенное на какую-либо поверхность тоншім «слоем, высыхает в течение 6—в дней с образованием пленки. Такой /продолжительный срок »высыхания масла не отвечает техническим требованиям на проведение малярных работ, так как пока масло, находящееся в краске, высохнет, последняя іможет быть смыта дождем, загрязнена пылью. Давіно-замечено, что sup« прибавлении к маслу очень небольшого количества некоторых веществ можно довести скорость еьпсыхания масла до 6—10 час. Эти вещества, ускоряющие высыхание 'масла, называют сиккативами. В химии вещества, ускоряющие определенные химические 'процессы, называются «катализаторами. Такими катализаторами являются и сиккативы. Установ л єно, что лучшими сиккативами являются вещества, в состав которых входят, металлы: кобальт, марганец, свинец, цинк, »кальций. При введении двух металлов в состав сиккатива его действие усиливается. Масла, содержащие такие сиккативы, высыхают быстрее, чем масла с сиккативами, в «состав которых входит каждый4 'металл шорознь. Еще быстрее протекает процесс высыхания масла при одновременном введении в сиккатив трех металлов. Например, чистое масло без добами сиккатива высыхает в течение 120— •1*25 час. Если в «масло (ввести один марганец, то оно высохнет за 12 час; если ввести один свинец, оно (высохнет за 26 час. При введении в масло смеси марганца и свинца «продолжительность высыхания его сокращается до 7,6 час, а іпри введении в масло смеси марганца, свинца и »кальция — до 6 час. Поэтому ,на іітра'ктиіке обычно употребляют смешанные свиінцово-,маріган- цевьге, кобальтомаргаїнцевьіе, овинцово-марганцевочкальциевые сиккативы. По скорости высыхания масла сиккативы можно расположить в следующий убывающий ряд: кобальтовые, марганцевые, свинцовые. При введении сиккатива в масло следует учитывать установленное «практикой травило: скорость «высыхания масла пропорциональна количеству введенного сиккатива только до определенного предела. Введение сиккатива выше этого предела (максимума) вызывает падение скорости высыхания. Для отдельных 77
сиккативов пределы »введения в масло, обеспечивающие наибольшую скорость его высыхания, характеризуются следующими данными >(в % металла к маслу): Кобальта 0,13 Цинка 0,15 Марганца 0,12 Кальция 0,09 Свинца .0,45 Сиккативы, используемые в производстве лаков и олиф, імож- но разделить на три группы: 1. Трудно растворимые сиккативы—растворяют- «ся в масле при температуре от '200 до 300°. К ним относятся уксуснокислый свинец (сівшіцавьш icaxa/p), глет, сурик свинцовый» іпиролюзит, уксуснокислый кобальт. 2. Легко растворимые »сиккативы — растворяются їв масле (при теміпературе 120—-150°. іК ним относятся соли жирных, смоляных и нафтбновькх кислот марганца, кобальта, свинца и др. металлов. Соли смоляных кислот канифоли называются резинатами, соли нафтеновых кислот—нафтенатами, соли жирных «кислот льняного імаїсла — лиіноілеатаїми. 3. Жидкие сиккативы — растворяются їв масле при температуре 18—20°. К ним относятся растворы солей жирных, смоляных и нафтеновых кислот марганца, кобальта, свинца и других металлов ? уайт-спирите или другом растворителе. Трудно растворимые сиккативы Свинцовый сахар (сахар-сатурн, уксуснокислый свинец). По- іучается при растворении свинца или глета в уксусной кислоте. В продаже .встречается в виде 'прозрачных кристаллов. Перед введением в імасло его предварительно нагревают до 100° для удаления кристаллизационной воды. Растворяется в масл'е при температуре 200—225°. Глет.— окись свинца. Выпускается в виде порошка или чешуек желтого цвета. Растворяется в масле при температуре 200—225°. Сурик свинцовый — "порошок от красноватого до оранжевого цвета. В імаше растворяется три температуре 200—225°. Все свинцовые сиккативы вредны для здоровья, поэтому при рабо- іте с (Ними следует »принимать 'меры предосторожности: следить за чистотой рук, при размоле и пересыпании надевать респираторы. Пиролюзит — природный продукт, содержащий, перекись марганца. Представляет собой порошок »черного цвета. Качество пиролюзита тем выше, чем больше в нем содержится перекиси марганца. В масле растворяется при температуре 250°. Уксуснокислый кобальт — порошок красноватого цвета с содержанием кобальта около 30%. Растворяется в масле при температуре 200°. 78
Легко растворимые сиккативы Легко растворимые сиккативы получают двумя способами: плавлением и осаждением. Плавленые сиккативы Резинат марганца — марганцевая соль абиетиновой кислоты (главная составная часть канифоли) получается следующим образом. В л аішв арочный »котел запружают 200 кг -канифоли, нагревают до 170°, затем включают мешалку и постепенно, отдельными шірціиями, «прибавляют 16—30 кг пиролюзита (в зависимости от «содержаний маргавда) чв виде масляной ласты. Для приготовления пасты порошок пиролюзита предварительно высушивают при 100—120°, хорошо размалывают и перетирают с маслом. Очередную порцию «пасты »прибавляют после оседания іпеньї от предыдущей добавки. После введения всего количества пиролюзита повышают температуру до 230—240° и поддерживают ее до окончания реакции (іпроба на стекле должна быть прозрачной). При правильном проведении процесса на дне котла не должно быть остатка пиролюзита; может остаться небольшое количество песка, находящегося в пиролюзите. Готовый марганцевый резинат темного цвета, прозрачный в изломе, не должен содержать крупный 'частиц порошка пиролюзита. После окончания реакции сплав охлаждают до 120—130° и выливают в ящики или бочки. Плавленый резинат содержит 3—7% марганца; легко растворяется в скипидаре, бензине и других растворителях; в масле растворяется при нагревании *до 120—150°. Резинат свинца—свинцовая соль абиетиновой кислоты. Для получения резината овиица їв ікотел загружают 200 кг каш- фоли и нагревают до 150°; после расплавления канифоли включают мешалку и повышают температуру до 220—250°. При этой температуре отдельными порциями вводят 30 кг глета в виде масляной пасты и выдерживают массу при перемешивании до получения прозрачной капли на стекле. После окончания реакции сиккатив охлаждают и сливают в тару. Резинат свинца желтого цвета, прозрачный в изломе и содержит 16—20% свинца. Растворяется в скипидаре, бензине; в масле растворяется при температуре 130—150°. Резинат кобальта — кобальтовая соль абиетиновой кислоты. Получается следующим образом. іВ котел загружают 200 кг канифоли, расплавляют ее и включают мешалку; при температуре 190° прибавляют 16—20 кг уксуснокислого кобальта или 10—12 кг окиси кобальта. Затем температуру повышают до 220—230° и выдерживают массу до получения прозрачной капли на стекле. По окончании реакции сиккатив охлаждают и сливают в тару. 79
Резинат кобальта темно-голубого цвета, прозрачный в изломе, содержит от 2 до 6% кобальта. Легко [растворяется & сшпидаре, бензине и других растворителях; *в масле растворяется три 120—150°. Линолеат марганца — марганцевая соль жирных кислот льня- 1ного масла. Получается »следующим образом. В котел загружают 2О0 кг льняного маша и нагревают при ililO—115° до (полного удаления воды. После этого температуру (постепенно доводят до 270—280°, включают мешалку и отдельными порциями загружают 20—30 кг пиролюзита в виде масляной пасты. Реакция протекает бурно; в случае образования пены ее следует сбивать ручной мешалкой. Каждую новую порцию пиролюзита добавляют только после оседания <пены. Окончание реакции устанавливают по получению прозрачной капли на стекле. Готовый продукт охлаждают и сливают в тару. Плавленый линолеат марганца получается в виде густой липкой массы темного цвета; он содержит 7—8% марганца, легко растворяется в скипидаре, бензине и других растворителях; в імасле растворяется при 120—150°. Линолеат свинца — свинцовая соль жирнйх кислот льняного масла. Получается (следующим образом. В котел запружают 200 кг льняного масла и нагревают при ПО—115° до прекращения выделения пены. Затем включают мешалку, повышают температуру до 220—230° и отдельными ;порциями загружают 30 кг глета в виде масляной пасты. Нагрев и перемешивание продолжают до получения прозрачной кашли <на стекле. Готовый сиккатив .выливают в специальную тару. Плавленый линолеат свинца содержит 30—32% свинца, легко -растворяется в скипидаре, бензине и других растворителях; в масле растворяется при 120°. Линолеат кобальта — крбальтовая соль жирных кислот льняного імасла. Получается сплавлением 15—20 кг уксуснокислого кобальта со 100 кг льняного масла при температуре 250—280°. Этот сиккатив получается в виде липкой маосы коричневато- красного цвета с содержанием кобальта от 2,2 до 2,5%. Легко растворим в скипидаре, бензине; їв масле растворяется при 130—150° Свинцово-марганцевый линолеат — смесь линолеатов свинца їй марганца. Получается следующим образом. В котел загружают 160 кг льняного масла, нагревают до 260°, включают мешалку и постепенно вводят 15 кг пиролюзита в виде масляной пасты (на 1 кг пиролюзита 0,3 кг масла). После загрузки каждой .порции пасты іпиролюзита іпроисходит обильное (выделение пены, которую следует сбивать ручной мешалкой. Если сплав начинает выливаться из котла, необходимо .прибавить холодного обезвоженного масла. Нагрев и перемешивание производят до получения прозрачной капли на стекле. Затем температуру снижают до 230—235°, отдельными порциями загружают 27 кг
іглета, смешанного с маслом (іна 1 ч. глета 1 ч. масла), и выдерживают массу до получения прозрачной капли на стекле. Мешалка должна вое время работать, чтобы глет не осел на дно котла. После окончания реакции сплав охлаждают и перекачивают в смеситель. Из смесителя сиккатив направляется непосредственно на производство лаков или. растворяется в ски- •пидаре или уайт-спирите и »выгружается в виде жидкого сиккатива. Свинцово-марганцево-кальциевый резинат — смесь резинатов свинца, марганца и кальция—.получается »аледующим образом. ,В 'котел загружают 200 кг каїнифоли, нагревают до 150° и после расплавления включают мешалку. Затем температуру поівьі- шают до 270° и отдельными порциями прибавляют 10 кг пиролюзита, смешанного с маслом. После получения (прозрачной капли на стекле прибавляют сначала 16 кг смешанного с маслом глета, затем 3 кг негашеной извести. Реакционную массу выдерживают при 240° в условиях непрерывного перемешивания до получения прозрачной капли на стекле. После охлаждения сплаів выливают в тару или переводят в раствор. Резинатно-линолеатно-свинцово-марганцевый сиккатив—смесь резинатов и линолеатов свинца и імаріґанца. Получается следующим образом. В котел загружают 350 кг льняного масла, нагревают до 270—280° и включают мешалку. Постепенно, порциями, прибавляют 50 кг пиролюзита, смешанного с маслом; после прекращения образования пены нагрев продолжают до получения прозрачной капли на стекле. Затем температуру снижают, (прибавляют 180 кг ка'нифоли и после ее расплавления при температуре 230° добавляют порциями 90 кг глета, смешанного с (маслом. Нагрев и перемешивание проводят до получения прозрачной »ка'пли на стекле. Готовый »продукт охлаждают и перекачивают в хранилище или растворяют в скипидаре или уайт-спирите и ^получают в виде жидкого сиккатива. Нафтенаты свинца и марганца — смесь свинцовых и марганцевых солей »нафтеновых иислот. Смесь .получают оплавлением эких ікислот с ошолами металлов три температуре не выше 230°. При более высокой температуре-нафтеновые кислоты разлагаются, получается большой угар и сиккативы загрязняются нежелательными примесями. Такие сиккативы очень темного <цвета и их .применяют в неответственных лаках (и олифах. Для приготовления нафтенатов применяют мылонафт или асидол. Мылонафт получается в результате очистки погонов нефти едким інатром и (Представляет со(бой інатриевую соль нафтеновых кислот. Амидол получается разложением мылонафта» серной кислотой и представляет собой смесь нафтеновых кислот. 6—1659 81
Осажденные сиккативы Осажденные сиккативы, как и плавленные, представляют собой соли металлов '('кобальта, марганца, овшща) и жирных (линолеаты), смолянціх (резинаты) или нафтеновых (.нафтена- ты) кислот. Осажденные сиккативы .получаются взаимодействием вод- ных растворов солей кобальта, свинца или марганца с натриевыми мылами соответствующих .кислот. Изготовление осажденных сиккативов протекает более сложно, чем .плавленых, но •качество осажденных сиккативов значительно -выше, так как они содержат большее .количество активного металла и «почти бесцветны. Процесс изготовления осажденных сиккативов состоит из следующих »последовательно1 'проводимых операций: 1) получение водорастворимых натриевых мыл соответствующих кислот; 2) приготовление раствора солей металлов (свинца, маїргаїнца); 3) смешение полученных 'растворов; 4) промывка выпавших сиккативов; б) сушка сиккатива. Свинцово-марганцевый нафтенат получается следующим образом. 1. Омыление асидола. В бак, снабженный паровой рубашкой, заливают 140 кг асидола и 150 кг воды; затем прибавляют 14 кг едкого натра, растворенного в 20—22 л воды; пускают в бак острый пар и смесь кипятят в течение 1,6—2 час. За это вре- шя едкий натр вступает в реакцию с асидолом с образованием натриевого мыла нафтеновых ікислот. Реакция омыле/ния считается законченной, если проба реакционной смеси полностью растворится в воде и полученный раствор мыла покраснеет при прибавлении к нему нескольких капель * фенолфталеина. Если при прибавлении фенольфталеина раствор мыла не окрасится, следует прибавить еще 1 кг едкого натра, прокипятить раствор и снова его проконтролировать описанным выше путем. 2. Приготовление растворов свинцового сахара (сахара-са- турна) и сернокислого марганщі. В отдельных бачках приготовляют раствор 28—30 кг уксуснокислого свинца в 40—50 л воды и раствор 14—15 кг сернокислого марганца в 25—30 л воды. 3. Получение свинцово-марганцевого нафтената. Раствор омыленного асидола переливают в бак, снабженный паровой рубашкой и мешалкой; туда же приливают из мерника 350— 360 кг уайт-спирита; смесь подогревают глухим паром до 75— 85° іпри непрерывном перемешивании, затем приливают постепенно струей при .перемешивании раствор сахар-сатурна и сернокислого марганца. Образующиеся при этом нафтенаты марганцу и свинца растворяются в уайт-спирите. После окончания приливання растворов марганца и свинца содержимое бака «перемешивают при 70—75° в течение получаса, затем останавли- 82
вают мешалку и дают сиккативу отстояться; три этом образуются два слоя: верхний — раствор нафтенатного сиккатива в уайт-спирите; 'нижний — водный раствор солей. Для проверки полноты осаждения к 20—25 мл пробы, взятой из нижнего слоя в пробирку, приливают 3—5 мл раствора сернокислого марганца и кипятят. Если процесс прошел правильно и весь асидол использован для получения свиїнцоївочмарганцевого мафтената, в іпробир-ке не появится осадок. При появлении осадка необходимо в общий бак добавить растворы імаріганца и свинца, нагреть до 75° и тщательно размешать. Если осадка не получилось, нижний водный слой сливают в канализацию. В оставшийся раствор нафтенатов в уайт-спирите добавляют равное іпо объему количество воды для удаления водорастворимых солей (нафтенаты свинца и марганца в воде не растворяются), смесь размешивают, дают отстояться и водный слой сливают в канализацию. Такую промывку повторяют 2—3 раза. Промытый и остоявший- ся в уайт-спирите раствор свинцово-марганцевого нафтената сливают їв тару. Прибавление к сиккативу растворителя позволяет исключить операцию сушки, так как раствор сиккатива, например в уайт-спирите, можно полностью отделить от воды. Резинат марганца получается омылением 100 кг канифоли •растворам едкого натра A5 кг едкого інатра в 40—50 л »воды) с -последующим прибавлением (раствора кристаллического хлористого маргая-ца A22—23 кг соли їв 220—230 л ©оды). В остальном процесс проходит, как уїказаіно (выше. Резинат свинца получается омылением 100 кг канифоли раствором едкого натра A5 кг едкого натра в 40—50 л воды) с последующим прибавлением раствора свинцового сахара A00 кг соли в 500 л воды). Для получения линолеатов вместо асидола и канифоли берут льняное масло. Жидкие сиккативы Кроме твердых сиккативов, на практике широко применяют жидкие сиккативы, представляющие раствор линолеата, резината, нафтената или смеси их в каком-нибудь растворителе (скипидар, уайт-спирит, реже -бензин). Жидше сиккативы легко смешиваются при комнатной температуре с маслами, лаками и тертыми красками. Изготовление жидких сиккативов очень простой 'процесс. Определенное количество сухото сиккатива смешивают с растворителем в котле с мешалкой до /полного растворения сиккатива. Часто жидкий сиккатив изготовляют непосредственно' в лаковарочном котле или смесителе путем .приливання к охлажденному до 160—1170° сиккативу растворителя. Раствору оикка- 83
пива дают отстояться, чтобы он стал прозрачным и ;не содержал мути. Жидкие сиккативы изготовляют различной концентрации. Обычно .пользуются раствором из 40—50% сухого сиккатива и 60—60% растворителя. Жидкие сиккативы, особенно свинцовые, іпри стоянии (выделяют осадок; (поэтому (перед употреблением их нужно перемешивать. Испытание сиккативов Практические испытания сиккативов 'включают проверку растворимости сиккатива їв различных растворителях и определение времени (высыхания масла, к которому добавлен испытуемый 'сиккатив. Растворимость сиккатива определяют следующим образом. К 1 части сухого сиккатива прибавляют 2 части растворителя (уайт-спирит, скипидар) и нагревают на ©одяной бане (в горячей воде). Затем проверяют полноту растворения сиккатива, цвет полученного раствора и его вязкость. Наблюдают также, через сколько івремени при хранении сиккатив выпадает из раствора. Для определения растворимости сиккатива в масле к 100 г льняного масла добавляют 5 г сухого сиккатива и нагревают до 110—130° при (перемешивании. Затем проверяют полноту растворения сиккатива и цвет полученного раствора. В случае несоблюдения технологического режима »при изготовлении сиккативов они пло(хо растворяются їв масле даже при нагревании до 150°. Для определения скорости высьгхания масла с испытуемым сиккативом в 100 г льняного масла растворяют 5 г сухого сиккатива (при нагревании до температуры ПО—1130°) или 10 а жидкого сиккатива (при комнатной температуре). Масло с растворенным в нем сиккативом наносят тонким слоем на стекло. Сиккатив хорошего качества обеспечивает высыхание льняного масла :не более чем через 24 часа. В заводской лаборатории сиккативы проверяют также на содержание активного металла.
Глава IX ПРОИЗВОДСТВО ОЛИФЫ Как уже указывалось, основным назначением лакокрасочных покрытий (в 'частности, тертых на олифе красок) является защита окрашиваемых поверхностей от разрушающего влияния атмосферы. Продолжительность службы покрытий определяется главным образом качеством олифы, использованной для приготовления краски. Частое возобновление покраски вызывает, затраты на рабочую аилу, во много раз превосходящие стоимость олифы. Олифа, как пленкообразующее вещество, должна выдерживать 'колебания температуры, механический воздействия, переменное действие дождя, соїлнца, холода, газов. Продолжительность службы защитных (покрытий (на основе различных олиф) в различных климатических условиях установлена (практикой. По истечении срока службы обьпчно (производят новую локраску изщелия. Наиболее на'дежньпм способом оценки срока службы олиф, (применяемых в покрытиях, является испытание их в атмосферных условиях. Каждый вид олифы должен соответствовать определенным техническим требованиям. Олифы не должны выделять летучих веществ, вредно действующих на здоровье рабочего, производящего малярные работы, не должны резко менять оттенки красок, особенно аветлых. Предварительное тщательное испытание олиф является обязательным. Натуральные олифы Тертые краски, приготовленные на сырых растительных маслах,, непригодны для малярных работ, потому что они слишком долго высыхают (несколько суток). Для устранения этого недостатка растительные масла подвергают специальной обработке и к ним добавляют сиккативы. Полученные при этом продукты называются натуральными олифами. Натуральная олифа имеет широкое применение и вырабатывается в большие количествах. Основным сырьем для ее производства являются высыхающие масла типа льняного. Натуральную олифу применяют для изготовления и разведе-ния густотертых красок, а также в качестве самостоятельного ма- 85
териала для малярных работ. Особенное значение имеет натуральная олифа при проведении-ответственных наружных покрасок (железных крыш и т. п.). Краски на натуральной олифе хорошо высыхают, не дают отлила и отличаются длительным сроком службы в покрытиях. В зависимости -от режима обработки масла натуральную льняную олифу выпускают двух видоїв: лолимеризованную и окисленную. Натуральная льняная полимеризованная олифа представляет собой уплотненное путем нагревания до 275° льняное масло, содержащее сиккатив. В качестве сырья для изготовления этой олифы применяют льняное масло (ГОСТ 5791—51) зольностью де более 0,06% и сиккативы: свинцовый, марганцевый и кобальтовый. Для получения олифы в варочный котел загружают предварительно нагретое до 100—120° льняное масло в количестве 65—75% от общего объема котла. Чтобы избежать перегрева и пригорання масла ко дну, его необходимо все время перемешивать. К загруженному маслу при работающей мешалке добавляют свинцовый и марганцевый сиккативы (сначала одну четвертую часть от общего содержания их в олифе). Сиккатив должен быть предварительно хорошо высушен, так как при наличии в нем влаги .может произойти выброс и разбрызгивание масла. После загрузки сиккатива масло нагревают со скоростью 30—40° в час при непрерывном перемешивании. Нагреїв масла ведут до 275° и выдерживают его при этой температуре в течение всего процесса полимеризации*. Когда масло приобретает вязкость 25—30 сек. по вискозиметру ВЗ-4 при 20° и удельный (вес его достигает 0,936 г/сж3**, нагрев котла /прекращают и в масло дополнительно вводят сиккатив из расчета содержания в готовой олифе 0,10% свинца, 0,06% марганца и 0,01% кобальта. Масло с сиккативом перемешивают 30 мин. и полученную олифу сливают из котла в приемный бак при температуре «є выше ,250°. Охлажденную ниже 120° олифу (передают из приемника в отстойный бак или .подвергают центрифугированию для удаления осадков. После отстаивания или центрифугирования олифу передают >на склад готовой продукции. Расход материалов на 1 т олифы составляет (в кг): Масло высыхающее . . 985 Сиккатив 40 Контроль производства олифы осуществляется путем определения ее веса и вязкости, а также путем проверки полноты растворимости сиккатива (прозрачная капля на стекле). * Технологические инструкции масложировой промышленности, т. II, Пищепромиздат, 1956, стр. 198. ** Аппаратчик через каждые 30—40 мин. берет из котла пробу масла и проверяет удельный ©ее. 86
Так как производство олифы сопряжено с опасностью по- жаіра, изготовлять ее необходимо їв отдельном помещении, построенном s из негорючего материала: кирпича, железа, железобетона. Кроме того, всегда должны быть нагатове средства тушения іпіожара: 'войлок, »песок, пенные огнетушители и т. п. Олифу получают в стационарных варочных котлах, снабженных мешалками. Нужно .следить, чтобы в це^е не было промасленных тряпок, которые при лежании могут самовозгораться, а также опилок и стружек. Для .предупреждения ожогов в процессе производства олифы рабочий должен носить предохранительные очки и кожаные рукавицы. Помещения, в которых вырабатывается олифа, должны быть оборудованы хорошей вентиляцией. #Натуральная льняйая полимеризованная олифа применяется для разведения густотертых красок при проведении наружных и внутренних работ. Получаемые пленки отличаются блеском, твердостью и стойкостью к воде. По данным ВНИИЖ*, срок службы этой олифы в покрытиях составляет около 3—4 лет. / Технические ^условия іна натуральную льняную олифу характеризуются следующими данными (ГОСТ 7931—56): 1. Полное высыхание без отлипа в течение 24 час. Для проверки времени высыхания наливают 10—12 капель олифы на чистое сухое стекло и ставят его в наклонном положении на прямом солнечном свету іпри температуре помещения 18—22°. Время от времени пробуют пленку пальцем. Если' при нажатии пальцем на пленку не поручается отлипа, олифу считают высохшей и отмечают, сколько прошло-времени. 2. Цвет по иодометрическор шкале — не темнее 300. 3. Удельный вес т2 —не ниже 0,935 г/смг. 4. Кислотное число — не более 7 мг КОН. 5. Отстой за 24 часа при 20° — не более 1% объемн. Натуральная льняная окисленная олифа представляет собой уплотненное путем /нагревания и іпродувания вюздухом льняное масло с добавлением «сиккатива**. Для получения олифы їв варочный котел загружают льняное масло с таким расчетом, чтобы оно занимало 70—75% общего объема котла. Масло в котле нагревают до 100—120°, одновременно включают мешалку и начинают продувать воздух. Продувание воздухом продолжается в течение 4—4,5 час; за это время масло в котле нагревается до температуры 150— 160°. * Пути улучшения качества и расширения ассортимента продукции масложировой промышленности, Пищепромиздат, 1959, стр. 688. ** Технологические инструкции масложировой промышленности, т. II, Пищепромиздат, 1956, стр. 201. 87
На поверхности масла при его нагревании появляется пена. Если масло сырое, выделяется столько пены, что она может (вылиться из котла. Поэтому до полного прекращения выделения пены нагрев и продувание ведут очень медленно и осторожно. Если котел открытый, пену снимают черпалкой с решетчатым дном или применяют іпеносбиватель. После исчезновения пены на поверхности міасла из котла отбирают 'пробу .масла и определяют его удельный вес. По, достижении уд. в. 0,939— 0,945 г/смг и вязкости, соответствующей техвдичеаким условиям, нагрев масла и продувание воздухом прекращают. В препарированное імасло загружают свинцово-марганцевый и кобальтовый сиккативы из расчета содержания в олифе 0,10% свинца, 0,06% марганца и 0,01 % -кобальта и размешивают 20—30 мин. до полного растворения сиккатива. Продувать воздух в присутствии сиккатива не следует, так как олифа получается более темной. Для удаления «механических .примесей готовую олифу перекачивают в отстойники (где отстаивание продолжается 2 — 3 суток) или «пропускают через центрифугу. После центрифугирования или отстаивания олифу передают на склад готовой продукции. , Расход материалов на 1 т оліифьі составляет (кг): Масло высыхающее . 977,5 Сиккатив 25,0 Олифа натуральная льняная окисленная должна соответствовать техническим требованиям, предусмотренным ГОСТ 7931—56. Натуральная окисленная олифа применяется для перетира и разведения густотертых красок и в качестве самостоятельного материала для малярных работ. По данным ВНИИЖ*, сроїк службы этой олифы ,в .покрытиях 2,5—3 года. По ГОСТ 7931—56, к натуральньш олифам относят также продукты термической обработки конопляного масла. В настоящее время олифу натуральную льняную »и кошпля- (ную окислен/ную производят 'периодическим 'И непрерывным способами. Олифа «Оксоль» представляет собой продукт окисления высыхающих масел (льняного или конопляного) и получается путем продувания через них воздуха с последующим добавлением растворителя и сиккатива**. Предварительно нагретое до температуры не ниже 120° льняное или конопляное імасло загружают в специальный »когел * Пути улучшения качества и расширения ассортимента продукции масложировой промышленности, Пищепромиздат, 1959, стр. 688. ** Технологические инструкции масложиравой промышленности, т. II, Пищепромиздат, 1959, стр. 208—209. 88
(оксидатор) и из воздуходувок в /масло продувают воздух. В результате окисления масла кислородом воздуха выделяется большое 'количество тепла и температура начинает быстро повышаться. Для регулирования температуры окисляемое масло охлаждают водой, '.подведенной в рубашку орендатора, или холодным, предварительно отстоенньш маслом, которое пропускают в подогреватели через установленный в оксидаторе змеевик; последний соединен с подогревателями маслопроводом. Процесс окисления масла должен протекать при температуре не выше 160°. Через 4 часа после загрузки масла в окси- датор отбирают первую пробу для определения вязкости окисленного імасла; вторую и последующие пробы отбирают через каждые 30 мин. до тех пор, пока вязкость окисленного масла в виде 55%-ного раствора в уайт-спирите не достигнет 19— 21 сек. іпо вискозиметру ВЗ-4. По окончании процесса окисления масло перекачивают в холодильник, где оно охлаждается водой ідо 120—110° при .перемешивании мешалкой или циркуляционным насосом. Охлаждение окисленного масла с 160 до 120° следует проводить быстро, так как в горячем состоянии оно проявляет большую склонность к повышению вязкости. Олифу «Оксоль» приготовляют следующим образом. В смеситель загружают две третьих потреб'ного ,по весу количества уайт-спирита, іпооїе чего >при перемешивании загружают окисленное масло, охлажденное до теміпературьи ниже 120°, и сиккатив (обычно свлнцово-марганцевый). Затем вводят остальную треть уайт-опирита и всю смесь перемешивают до -получения однородного прозрачного продукта. Расход материалов на 1 т олифы составляет (кг): Масло высыхающее . 520 Сиккатив 30 * Уайт-спирит .... 453 Олифа «Оксоль» должна удовлетворять требованиям QCT 7474/581. Олифа «Окооль» на высыхающем масле применяется только для разведения густотертых красок. По данным ВНИИЖ*, срок службы этой олифы в покрытиях составляет 2— 3 года. Касторовая олифа. Касторовое масло — это невысыхающее масло. Чтобы оно стало высыхающий, его подвергают переработке, а для ускорения 'процесса добавляют катализаторы. При переработке происходит сложный химический (процесс отнятия молекулы воды (дегидратация) от рицинолевой кислоты, входящей в состав касторового масла, а затем (при уварке про- * Пути улучшения качества и расширения ассортимента продукции масложировой промышленности, Піищепромиздат, 1959, стр. 688. \ 89
исходит полимеризация. Процесс этот* сложен, и 'получение стандартного продукта требует точного соблюдения технологического режима. Приготовление касторовой олифы ведется в обыкновенных котлах' из нержавеющей стали. В котел загружают 100 кг касторового масла, (нагревают до 120—130° дори -непрерывной работе мешалки, выдерживают (при этой теміпературе до полного обезвоживания імаюла (іпока .не прекратится вспенивание). Затем (прибавляют 'катализаторы: ЗО і/сг металлического циніка (в виде стружек, лепестков или лраінул) и 16 кг окиси алюминия. іВ качестве растворимых катализаторов .(Применяют 4 кг шпета и 2,6 кг пиролюзита (»с (содержанием 50% марганца) или 5 кг іовйнцово-імарганцевого лішюлеата. После добавиш катализаторов температуру постепенно при непрерывном 'перемешивании поднимают ідо 270—280°. Продолжительность уваїрива-ния («обычно 7—8 час) (контролируют определением вязкости и показателя (преломления. Показатель іпреломления -полученного масла три 20° равен 1,489—1,491, вязкость іпо (воронке НИИЛК ра'вда 20 'сек. (при 20°. ~ По достижении указанных показателей масло охлаждают до 230—240° и для понижения кислотности 'прибавляют 30— 40 кг 98% -ного глицерина. Количество глицерина устанавливают по кислотному числу масла. Глицерин прибавляется постепенно, в течение часа, при Постоянном 'помешивании. Затем температуру 'повышают до 250—260° и выдерживают масло при этой температуре до тех пор, пока его кислотное число не станет равным 16. После этого ко.тел охлаждают до 200°> масло перекачивают в смеситель, <R- который прибавляют 500—600 кг уайт-спирита, и тщательно размешивают. Для удаления механических примесей раствор масла центрифугируют или дают ему отстоятся в течение 4—5 дней, К 'полученному раствору прибавляют 7—8% жидкого свинцово-марганцевого сиккатива, хорошо'размешивают и разливают в тару. Ниже приводятся технические условия на касторовую олифу- (ОСТ НШП 538): 1. Цвет по иодометрической шкале — не выше .300. 2. Вязкость при 20° іпо вискозиметру ВЗ-4 — 20—25 сек. 3. Содержание растворителя — не более 50%. 4. Кислотность — не ©ыше 16 мг КОН: 5. Отстой за 24 часа — не больше 1% объемн. 6. Высыхание от пыли^— не более 12 час, полное — 24 часа. Содержание масла в олифе должно составлять 52—E7%. Касторовая олифа применяется для разведения густотертых красок. Глифталевая олифа. В настоящее время наиболее перспективными являются глифталевая и лентафталевая олифы. Эти олифы, по сравнению с другими, при меньшем расходе масла на их изготовление обеспечивают более длительный срок службы 90
в покрытиях и обладают более зысощши малярно-технически- м'и »свойствами*. Глифталевая олифа представляет собой 50%-ный раствор в уайт-апирите уплотненных смешанных глицеридов жирных кислот полувьгсыхающих и высыхающих масел >и фталевой кислоты (глифталевой смолы средней жирности) с добавлением сиккатива. В качестве сырья для изготовления глифталевой олифы могут быть использованы 'предварительно очищенные высыхающие и шолувысыхающие масла: льняное, конопляное, тунговое, рыжиковое, соевое, подсолнечное и др. Для приготовления глифталевой олифы в котел загружают 300 кг полувысыхающего масла (подсолнечное, рафинированное хлопковое, соевое й др.), 72 кг 98%-ного глицерина и 0,2 кг глета, выключают мешалку и нагревают массу до 230—240° в течение 3—3,6 часа. В результате сложного химического про,- цесса—'переэтерификац'ии масла глицерином получаются, не-" полные глицериды (переэтерификат). Окончание реакции пере- этерификации определяют іпо растворимости полученных неполных глицеридой в этиловом спирте. Сначала через каждый час, а к концу через каждые 20—30 мин. из котла отбирают пробу, охлаждают до 20° и испытывают на растворимость в спирте. После растворения пробы в спирте A ч. »переэтерификата на 3 ч.-спирта) в котел постепенно добавляют 140 кг фталевого ангидрида и при энергичном перемешивании доводят температуру смеси до 240—250°. При этой температуре этерифика- цию 'проводят до тех 'пор, іпока ікислотное число не снизится до 20 мг КОН и вязкость 50%-чюго ^раствора основы в уайт-спирите не достигнет 20—25 сек. по вискозиметру ВЗ-4. Затем глифталь перекачивают в смеситель, куда добавляют необходимое количество сижкатива и около 480—600 кг уайт-спирита; содержимое смесителя хорошо размешивают, пропускают через центрифугу для удаления мути и разливают в тару. Исследования, выполненные то ВНИИЖ**, показали, что предварительная термическая обработка полувысыхающих ма* сел (нагревание до 275—285°), взятых для приготовления глифталевой олифы, или добавление к ним 10—J6% тунгового масла повышают качество глифталевой олифы. Покрытия на такой олифе высыхают быстрее, повышается их 'прочность к истиранию, стойкость к влаге, улучшаются защитные свойства. Кроме того, сокращается процесс іпроизводства глифталя и на 3—4% уменьшаются 'потери фталевого ангидрида. •Материалы к Всесоюзной научно-технической конференции (работников масложировой промышленности, ч. 2, Пищепромиздат, 1958, стр. 61. Пути улучшения качества и расширения ассортимента продукции мыложировой промышленности, Пищепромиздат, 1959, стр. 675-^680. ** Пути улучшения качества и расширения ассортимента продукции масложировой промышленности, Пищетгромиздат, 1959, стр. 675. 91
Глифталевая олифа должна удовлетворять следующим основным требованиям. Олифа должна быть светлой (іне темнее 200 в мг иода), прозрачной и при 20±2° и относительной влажности воздуха 60—70% высыхать в течение 20 час. с образованием прочной 'водостойкой и эластичной пленки. Содержание пленкообразующего вещества с сиккативом должно составлять 50%, содержание растворителя — не более 50%. Олифа должна иметь кислотное число не более 12 мг КОН. В олифе не должно содержаться смоляных кислот, так как эти кислоты уменьшают срак службы олифы в атмосферных условиях. Глифталевая олифа обладает высокими пленкообразующими свойствами; ее применяют для разведения густотертых красок при проведении наружных и внутренних работ. Покрытия на глифталевой олифе служат значительно дольше C—4 года), чем покрытия на олифе «Оксоль». В последнее время разработан непрерывный спосо.б изготовления глифталевой олифы. По этому способу растительное масло с растворенным в нем сиккативом и глицерин с содержанием воды не (более 2% через дозаторы поступают непрерывно в два последовательно соединенных аппарата—переэгерифи- катора, где смесь компонентов интенсивно перемешивается турбинными мешалками. В первом переэтерификаторе смесь подогревается до 220—225°, во втором — до 238—240°.. Полученные їв перезтеріификаторах неполные глицерины поступают в смеситель для смешения с фіталевьім ангидридом, который подается в расплавленном или сухом виде. Температура в смесителе поддерживается в пределах 145—150°. Кислые эфиры, получаемые в смесителе, перекачиваются насосом в первый из трех последовательно соединенных этерификаторов; в следующее аппараты эфиры при перемешивании поступают самотеком. В первом этерификаторб поддерживается температура 220—225°, во втором и в третьем — 248—250°. В третьем этерификаторе получается глифталь, который передается при непрерывном перемешивании в один из двух приемников. Предварительно в каждый приемник загружают уайт-спирит с растворенными в нем сиккативами. При растворении глифталя в уайт-спирите получается олифа. Когда в олифе содержание уайт-спирита достигает 50%, приемник отключают и глифталь начинает поступать в другой приемник. Все аппараты, применяемые для получения глифталевсй олифы непрерывным способом, оборудованы нагревательным устройством особой конструкции, обеспечивающим необходимые условия нагрева, пониженную пожароопасность и автоматическое регулирование температуры. Пентафталевая (пентолевая) олифа представляет собой 50%-ный раствор в уайт-апирите жирной пентафталевой смолы (пентафталя) с добавлением сиккатива. 92
Для «приготовления пентафталевой олифы применяют полувысыхающие масла (соевое, подсолнечное, рыжиковое) или смеси полувысыхающих и высыхающих масел с хлопковым маслом. Масла для приготовления этой олифы должны быть тщательно очищены и соответствовать техническим требованиям, предусмотренным государственными стандартами. Процесс получения пентафталевой олифы аналогичен процессу 'получения глифталевой олифы и отличается в основном- пр'именением пентаэритрита вместо глицерина. Пентафталевая олифа, полученная из полувысыхающих масел, применяется для разведения густотертых масляных .красок при (внутренних и наружных работах. Покрытия на основе пентафталевой олифы отличаются высокими качествами и по ряду показателей (твердость, водостойкость, защитные свойства в атмосферных условиях) превосходят покрытия, полученные на основе глифталевой олифы. Срок службы пентафталевой олифы — 3—4 года. Заменители олифы При выборе заменителей олифы следует всегда учитывать срок службы пленки данного заменителя. Заменители не должны выделять летучих веществ, вредно действующих на здоровье работающих. Густые 'пасты, изготовленные на заменителях олиф, должны выдерживать длительный срок хранения, не затвердевать. Заменители олифы не должны резко менять оттенки красок, особенно светлых. Заменители олифы можно разбить на следующие основные группы: 1. Растворы канифоли или солей іканифоли (кальция, железа, алюминия, свинца и др.) в нефтяных или каменноугольных растворителях в чистом виде или в смеси с льняным мае-, лом, минеральными маслами и т. п. Эти заменители, как 'показали многочисленные испытания, представляют собой низкосортный масляный лак, .плохо защищающий от коррозии и быстро изнашивающийся. Получающиеся пленки в большинстве случаев остаются липкими и при атмосферных влияниях быстро растрескиваются. Краски, растертые с такими составами, загустевают. 2. Смеси минеральных масел, преимущественно, с высыхающими імамами. Эти заменители обьгчіню низкого качества. Плении из таких олиф /получаются імяіпкиіми и плохо высыхают. Если 'при введении юиккатавов или других вещесцр іпленка вы- сыхяет, то, (как 'правило, через (некоторое время онова появляется ютлип. От ржавления эти составы ллохю іпредохраіняют. 3. Растворы различных гудронов и іпеков. Эти составы ? отдельных случаях дают хорошие покраски, стойкие к атмосферным влияниям и защищающие окрашенный предмет от 93
ржавления. Однако они обладают хрупкостью и имеют черный цвет, что ограничивает их применение. 4. Составы, приготовленные растворением различных солей нафтеновых или нефтяных кислот, полученных окислением солярового и других минеральных масел. Эти составы еще детально не изучены, но уже известно, что они значительно уступают по качеству натуральной олифе. 5. Составы на основе продуктов обработки угля, сланцев, окисления керосина, отходов производства синтетического каучука :и (переработки (нефти. * Олифа нафтеноль — раствор алюминиевых и кальциевых солей природных нафтеновых кислот (асидола) в уайт-спирите с добавлением скипидара или сольвент-нафты. Эту олифу 'применяют для (Приготовления густотертых паст, которые »в дальнейшем разводят этой же олифой. Густотертые краски, тертые на олифе нафтеноль, могут применяться для малярных работ -внутри помещения ло дереву, железу и штукатурке; исключение составляют полы, мебель, ван- ны, ведра и другие .предметы, подвергающиеся воздействию воды и температуры выше 50°. Этими красками нельзя окрашивать крыши, мосты, вагоны и другие, предметы, подвергающиеся воздействию наружной атмосферы. Применение этой олифы без сухих красоїк не допускается; прибавление к .пигменту до 25% асбеста повышает стойкость пленок при наружных окрасках. Изготовление олифы нафтеноль на асидоле. В стальной котел с паровой .рубашкой, снабженный мешалкой, загружают асидол (нафтеновые кислоты) и 10%-ный раствор едкого натра. Предварительно в лаборатории определяют кислотное число асидола и по кислотному числу вычисляют потребное количество едкого натра (на 100 кг асидола требуется 14,5— 15 кг безводного едкого натра). В отдельном чане растворяют 10—15 кг едкого натра в 85—90 кг воды. Практически щелочь берут в избытке (до 5%). Затем в котел прибавляют воду в таком количестве, чтобы суммарный объем воды и водной щелочи равнялся объему взятого асидола. Смесь при помешивании нагревают до кипения и кипятят в течение 1 часа. За это время должно произойти омыление асидола, т. е. образование натриевых солей нафтеновых кислот (мыла нафтеновых кислот). Проверка на полноту омыления заключается в том, что проба реакционной смеси должна полностью растворяться в воде. * После этого приступают к изготовлению алюминиевых солей нафтеновых кислот. В отдельном чане готовят 15%-ный раствор сернокислого глинозема или смесь алюминиевых квасцов с хлористым кальцием. При смешении раствора .натриевых солей нафтенавых кис- 94
лот (мыла) с раствором сернокислого глинозема происходит сложный химический процесс, іпри котором алюминий и .каль- іций (вытесняют натрий и образуют алюминиевые или кальциевые соли нафтеновых кислот. Эти соли нерастворимы в воде, и как только к раствору мыла 'прибавляют раствор глинозема, сейчас же появляется нерастворимый осадок алюминиевой соли нафтеновых кислот. "'Количество прибавляемого раствора глинозема или раствора квасцов устанавливают предварительно по расчету. На практике приливание осаждающих растворов к мылу ведут до тех пор, пока проба реакционной'смеси при смешении с осаждающим раствором не перестанет выделять творожистый осадок. Смесь кипятят 1—1,5 часа. По окончании реакции водный слой становится прозрачным. Полученные алюминиевые соли" нафтеновых кислот растворяют в уайт-спирите A00 кг уайт-спирита на 100 кг взятого асидола) и перемешивают в течение 15—30 мин. до полного растворения. Затем содержимому котла дают отстояться; в результате образуется два слоя: верхний — раствор алюминиевой соли в уайт-спирите и нижний — разбавленный водный раствор інатриевьіх солей. Водный раствор натриевых солей сливают в ікаїнализацию, а раствор алюминиевых солей итри (перемешивании «промывают два-три раза, горячей водой (температура воды ,80—90°). Промытую олифу после слива вЪды подвергают окончательному обезвоживанию нагреванием до 105° при работе мешалки. Затем температуру постепенно повышают до 130—135° и прекращают /нагрев. (При этом с водяными парами уносится часть уайт-спирита. К оставшейся олифе іпри 80—90° добавляют необходимое количество растворителя, тщательно «перемешивают и готовую олифу «перекачивают в отстойники. Таким же способом получают олифу карбоноль на синтетических кислотах, которые получают окислением погона нефти — солярового масла. Олифу лакойль изготовляют из отходов, получаемых при •переработке нефти (.пиролизе). Эта олифа представляет собой раствор сгущенных (полимеризованных) углеводородов в соль- івент-нафте. Лакойль высыхает от .пыли в течение 6—8 час., полное высыхание длится не более 24 час; уд. вес при 18° 0,900—0,945 г/см3; цвет — темно-коричневый, почти черный; вязкость при 20° 6—8 сек. по воронке НИИЛК. Олифа лакойль .применяется для неответственных работ, главным образом внутри .помещения. Олифа на основе окисленного керосина. В результате работ советских химиков появился ряд олиф, полученных на основе окисленного керосина: «синтол», «лактоль», «синтоксин». Все эти заменители олиф не атмосферостойки и их можно приме- 95
нять только для внутренних окрасок. Методы производства их окончательно не установлены. Эти олифы представляют собой соли или эфиры кислот, полученных окислением керосина. В зависимости от методов окисления и технологического режима получаются крайне разнообразные продукты окисления как по составу, так и по свойствам. Применение этих олиф можно допускать только для неответственных работ внутри помещений. Эмульсионная олифа Эмульсионная олифа 'представляет собой двухкоміпонентную эмульсию: одиим из (компонентов является пленкообразующее ¦вещество, другим—івода. Эмульсию образуют две не смешіи- івающиеся между юобой жидкости, из которых одна (дисперсная, »или внутренняя фаза) распределена їв «другой (діиспеїрсионная среда іиліи внешняя фаза) їв виде мельчайших -капелек. Ра'спва- римюсть эмульсия определяется (внешней фазой. В зависимости от способа получения эмульсии внешней средой может быть вода или масло, и соответственно этому эмульсия будет іводоїр астворимой или їм а с л юр а ют в о рим о й. Вязкость эмульсионной олифы зависит от вязкости жидкости, (находящейся іво внешней (фазе. При напрльзованим готовых юліиф (інаітуральіньїх, гаифталевых и др.) лолучают об^ыч- »о маслораств'Оримые эмульсионные оліиіфьі, которые более стабильны три изготовлении краосхк; ікіроме того, вязкость внешней фазы іобеапечиїЕает получение эмульсионной олифы малярной консистенции. Смешение компонентов при изготовлении эмульсионных олиф іпроизводят іпріи температуре 20—26°. Для получения эмульсионной олифы на основе натуральной льняной олифы с водной фазой вводится €,5% окиси кальция. Эмульсионную олифу используют для разведения густотертых паст и для непосредственного приготовления красок малярной консистенции. Для внутренних покрытий помещений можно использовать эмульсионные олифы на основе олиф «Оксоль» и натуральной олифы из полувысыхающих масел (подсолнечного, соевого и др.). . Эмульсионные олифы по сравнению с другими олифами имеют следующие преимущества: при их производстве достигается значительная экономия маоел и 'органических растворителей; іпри их 'применении уменьшается івредность малярных ра'бот, так как исключается действие «паров растворителя. К эмульсионным олифам (предъявляются следующие требования. Цвет олифы должен быть молочно-белым (ідапускается кремоватый оттенок). Содержание натуральной олифы должно 96
составлять 50% и воды 49,5%. Кислотное число олифы должно быть не выще 8 мг КОН.; Продолжительность высыхания олифы при 18—2f2° должно составлять не более 20 час. Эмульсионную олифу рекомендуется использовать пю мере приготовления. Срок ее хранения не должен быть более 10—15 дней. Перед употреблением необходимо производить перемешивание олифы в течение 2—3 мин. , \
Глава X ПРОИЗВОДСТВО МАСЛЯНЫХ ЛАКОВ Пленкообразующие вещества на основе масел при нанесении тонким слоем на какую-нибудь поверхность (металл, дерево и т. (п.) высыхают ;под действием воздуха, света, тепла, образуя сплошную пленку. К ^масляным лакам относятся продукты, содержащие масла, естественные или искусственные смолы, сиккативы и растворители. Масляные лаки образуют пленки в результате испарения растворителей и сложных физико-химических процессов. Каждая составная часть масляного лака имеет определен^ ное назначение в лаковой пленке. Смола увеличивает твердость пленки, масло сообщает ей эластичность, сиккатив сокращает время высыхания, растворитель дает возможность нанести лак тонким слоем на поверхность. Классификация масляных лаков основана на соотношении между маслом и смолой (жирность), которое определяет их целевое применение: для наружных или внутренних работ. В соответствии «с этим масляные лаки разделяются на следующие гругипы. Лаки жирные, содержащие масла в 2—5 раз больше, чем смолы. Жирные лаки сохнут сравнительно медленно — полное их высыхание заканчивается через 1—3 дня, от .пыли они высыхают за 6—8 час. Они плохо шлифуются и непригодны для покрытия полов и мебели. Жирнь/е лаки применяют для наружных работ и для окраски изделий, к которым предъявляются особые требования в отношении эластичности. К этой группе относятся лаки для окраски вагонов, паровозов, судов, сельскохозяйственных машин, трамваев и автомобилей. Лаки тощие, в которых содержание масла колеблется от 0,5 ч. до 1,25 ч. на 1 ч. смолы. Эти лаки применяются главным образом для работ внутри помещений, где пленки их не подвергаются резким колебаниям температуры и влияниям внешней атмосферы. Пленки этих лаков отличаются хорошим блеском, /твердостью и хорошо шлифуются. Полное высыхание их заканчивается в течение 8—24 час, высыхание от пыли происходит в течение 2—6 час. К этим лакам относятся: лаки для полов, лаки для окраски различных машин, лаки мебельные, декоративные лаки. 98
Лаки средние, занимающие промежуточное положение между тощими и жирными. Содержание масла в них колеблется от 1,25 до 2 ч. на 1 ч. смолы. Они применяются как для внутренних, так и для наружных работ. На качество лаїка оказывает большое влияние тип применяемой смолы. Пленки лаков обладают различной твердостью, блеокоїм -и (Другими свойствами їв зависимости от івзятой для изготовления лака смолы. В описании лаков следует всегда указывать тип смолы (например, тощий глифталевый лак, жирный альбертолевый лак и т. п.), для того чтобы потребитель мог, учитывая целевое назначение, выбрать соответствующий сорт лака. Отдельные специальные требования (например, большая или меньшая вязкость, скорость высыхания и т. п.) могут быть легко удовлетворены заводом-производителем при постановке лаїка <на тип (см. стр. 112) введением большего или .меньшего количества сиккатива, (различных іраствоірїителей и т. in. На качество лака, кроме входящих в его состав смол, большое влияние оказывает способ обработки масла ^например, масла полимеризованные или оксидированные). Важным показателем качества лака является также вязкость лаковой основы (сплав смолы с -маслом), которая зависит от степени уваріки масла, 'процентного содержания смолы в лаковой основе и степени уварки сплава. Вязкость готового лака должна соответствовать техническим условиям. Слишком вязкий лак трудно наносить пульверизатором или кистью, а жидкий лак образует на 'поверхности іпотеки. Если лаковая основа дает аїри пробе недостаточно вязкий лак, ее продолжают уваривать, а слишком переваренную вязкую основу используют на другие сорта лаковхили разбавляют менее вязким лаком. Цех масляных лаков состоит из двух основных отделений: 1. Отделение для приготовления полуфабрикатов, которое разделяется на варочное отделение (лаковарка) и смесительное отделение, в котором производится растворение лаковой основы. 2. Отделение для очистки лаков, где производят отстаивание и вызревание лаков, фильтрацию, постановку лаков на тип, роз-, лив и упаковку. Жидкое сырье (масла, растворители, глицерин) поступает из хранилища іпо труболроводам и загружается в аппараты через счетчики-мерники. Мерники и трубопроводы, предназначенные для различных жидкостей, окрашивают в соответствующие цвета. Твердое свірье доставляется в цех на электрокарах и взвешивается на весах. В целях противопожарной безопасности отделение приготовления полуфабрикатов и отделение для очистки лаков помещают в отдельных зданиях (обычно здание отделения приготов- 7* 99
ления полуфабрикатов одноэтажное). Хранилища для растворителей и масел располагают отдельно. Полуфабрикаты, полученные в первом отделении (например, иолимерйзованные или оксидированные масла, лаковые основы и др.), перекачивают при помощи вакуума, давления и насосами в специальные аппараты-смесители для смешения с растворителем. На некоторых заводах смешение с растворителями осуществляют в том же варочном аппарате; в таких случаях необходима особая осторожность и точное соблюдение всех противопожарных мер. В отделение для очистки лаков (отстойное отделение) различные полуфабрикаты для лаков и растворители поступают в смесители также через систему мерников. В этом отделении лак ставят на тип и оставляют в отстойниках для отстаивания и вызревания. Продолжительность отстаивания различна — от 2— 5 дней до 6 месяцев. Для тщательной очистки лаки шосле отстаивания пропускают через центрифугу. Очищенные лаки поступают в баки для готовой продукции, где окончательно устанавливаются на тип, после чего их направляют в различное отделение для розлива в мелкую тару. При цехе имеются следующие подсобные помещения: 1) ре- монтно-механическая мастерская для производства текущего и среднего ремонта, ухода и наблюдения за оборудованием, аппаратурой и контрольно-измерительными приборами; 2) цеховая лаборатория для проведения пофазного контроля, проверки качества полуфабрикатов и установки лаков на тип; 3) складское помещение для небольшого (на одни сутки) запаса твердого сырья (извести, глета, смол и др.); 4) помещение для гашения ¦извести; 5) іпоімещеніи/е для дробления смол; 6) тодообные помещения (красный уголок, место для курения и т. п.). В отщелении для /приготовления полуфабрикатов (лакова- рочное отделение) можно также изготовлять синтетические смолы, перерабатывая их непосредственно на лак. Однако обычно синтетические смолы производят на специальных заводах или в специальных цехах, а в цех масляных лаков поступают стандартные смолы для переработки их на лак. Для получения масляных лаков растительные масл*а подвергаются предварительной переработке путем полимеризации или оксидации. Полимеризованные масла Льняное или другое высыхающее масло, нагреваемое при высокой температуре B60—320°) без доступа воздуха, претерпевает глубокие изменения; масло постепенно загустевает, повышается его вязкость, удельный вес, кислотное число и уменьшается йодное число. При длительном нагревании масло загу- 100
стевает до такой степени, что может наступить момент, когда оно начнет желатинироваться, (превращаясь в резинообразную массу. Изменения в масле происходят вследствие соединения частиц (молекул) масла между собой с образованием более крупных частиц без выделения побочных продуктов, т. е. в резульг тате процесса полимеризации. (Процесс полимеризации объясняется .присутствием в масле ненасыщенных жирных кислот, которые способны реагировать друг с другом. Чем больше их содержится.в масле, тем скорее такое масло поли'меризуется (загустевает). Количество таїких жирных кислот в маслах устанавливается при определении годного числа. іПолИіМеризованньїе масла їв зависимости от температуры »и времени .выдержки характеризуются различной вязкостью. При прибавлении сиккативов и растворителей и 'при нанесении на поверхность тонким слоем 'масло высыхает и образует пленку. Полимеризованное масло высыхает медленнее, чем сырое, но пленки его более твердые и блестящие, обладают большей водостойкостью, атмосферостойкостью, меньшей газопроницаемостью и большой прочностью. Полимеризованные масла широко применяют для приготовления масляных лаков горячей сушки, изоляционных лаков, л"итографских олиф, экономической олифы «ИМС» и др. Полимеризация імасел проводится предварительно или непосредственно в процессе приготовления лаковой основы. v (Полимеризацию масел ведут в специальных аппаратах (см. рис. 12, стр. 124) или в обычных котлах для производства лаков. Последние заполняют (маслом на две трети; котлы со шлемом можно заполнять до шлема, так как избыток масла в случае перегрева перейдет по отводной трубке в приемник. При полимеризации масел различают три стадии: подготовку масла, нагревание и охлаждение. Большое количество белковых веществ в масле отрицателъив сказывается на качестве пленки, получаемой из полимеризо- ванного масла. Во время полимеризации они могут вызвать свертывание масла, а при оседании на дно котла пригореть. Поэтому лучше всего (проводить полимеризацию рафинированных ('очищенных) масел, не содержащих белковых веществ. ГЇред- іварительно определяют содержание белковых веществ в масле путем быстрого нагревания ело в пробирке ідо 300°. При вьипа- дении большого количества хлопьев масло малопригодно для полимеризации и работать с ним следует с особой осторожностью. Во избежание свертывания масла и выпадения белковых веществ в него добавляют 1—1,5% специальных веществ., так называемых стабилизаторов. Такими стабилизаторами яв- шяются резинаты кальция и цинка (см. стр. 22 и 23). Стабилиза- 10!
горы прибавляют, при ^постоянном перемешивании, в начале нагревания масла (при температуре до 200°). Следует избегать перегрева масла, так как при быстром его нагреве оно поднимается в котле и может вылиться через край. В таких случаях необходимо уменьшить температуру нагрева и добавить в котел холодное полимеризованное или сырое льняное масло, предварительно освобожденное от воды. Некоторые мастера в начале нагрева и в дальнейшем уже при температуре 200° сильно размешивают масло мешалкой. Этого не следует делать, так как ма^ло, соприкасаясь с воздухом, сильно окисляется. Для предохранения масел от окисления необходимо при размешивании пропускать в котел ток углекислого газа. Для испарения содержащейся в масле влаги нагревание до 105—110° ведут при открытом котле. Когда испарение воды закончено, котел закрывают и массу равномерно нагревают до требуемой температуры, внимательно наблюдая за термометром. При работе с углекислым газом Последний пропускают по трубке, проходящей до дна котла через масло (в этом случае газ также перемешивает масло), или над маслом для изоляции его от воздуха. Углекислый газ пропускают через масло с самого начала варки, вначале довольно быстро, пока не вытее- нится весь воздух, а затем медленно, слегка перемешивая масло. При работе с Маслом, содержащим белковые вещества и стабилизатор, перемешивание должно быть энергичным, пока не удалится вся вода (примерно до 130—150°). При этих температурах, особенно в свежих маслах, вследствие интенсивного испарения воды образуется 'наибольшее количество <пены. Полимеризацию масел проводят при 270—300° до определенной, требуемой регламентом вязкости. При этом строго следят за соблюдением температурного режима, не допуская его колебаний. Всякое изменение температурного режима влечет за собой изменение іфизико-хиімичеаких свойств масла, а следовательно, 'и изменение малярно-технических свойств получаемой пленки. Полимеризованные масла для лаков обычно приготовляют различной вязкости (іслабой, средней и большой »вязкости). Поэтому длительность нагревания при 270—280° колеблется от 5 до 18 час. и более. Периодически из котла берут пробу масла и определяют его вязкость (метод пузырька в'оздуха, падение щариіка^в цилиндре, см. «стр. 187 и 188). На »практике .пользуются следующим методом: берут »каплю остывшего масла между-пальцами и разводят их; длина образующейся между пальцами нити характеризует вязкость масла. При проведении полимеризации' необходимо учитывать, что загустевание не приостанавливается с прекращением нагревания. Оно продолжается и во время остывания масла, причем тем значительнее, чем больше емкость котла и чем больше было 102
загружено масла. Поэтому нагревание масла следует прекращать при более низкой вязкости, чем требуется. В отличие от других масел полимеризацию древесного масла производят редко, так как оно обладает* большой склонностью к желатинизации. При полимеризации древесное масло быстро нагревают до температуры не выше 200—210° и, как толькр вязкость начнет повышаться, нагревание прекращают и масло охлаждают. Древесное масло обычно полимеризуют в смеси с другими маслами (льняным, подсолнечным, соевым) в соотношении 1 ч. древесного на. 2 ч. другого масла. Полимеризацию смеси масел проводят так же, как полимеризацию льняного масла, но при температуре не выше 265—270°. Так как полимеризация длится долго A8—28 час), для ее ускорения прибавляют к маслу 1—5% катализаторов — веществ, ускоряющих реакцию. Такими веществами являются окись свинца, окись кальция, окись цинка, а также полимеризованное льняное или другое масло, добавляемое в полимеризуемое масло в количестве 3—5%. Производство полимеризованных масел чрезвычайно огнеопасно. Поэтому необходимо принимать все меры предосторожности; особенно внимательно надо следить за повышением температуры, опасаясь выброса масла из котла. Оксидированные масла Улучшение пленки высыхающих масел достигается также оксидацией імасел. 'Если (масло подвергать нагреванию (іпріи 100—150°) и одновременно продувать через него воздух, то к маслу присоединяется кислород воздуха. Этот процесс 'Называется оксидацией, а (получаемые гори этом маісла оксиди- ір о їв а н л ы їм іи. В результате «процесса оксидации (меняются сбойслва -масла: повышаются вязкость, удельный вес, показатель преломления, .кислотное число и уменьшается'йодное число. Изменения в маслах при оксидации как будто напоминают изменения, происходящие при полимеризации масел. Однако при оксидации возникают совершенно другие процессы. Анализ оксидированных масел показывает, что содержание кислорода в них увеличивается, тогда как в полимеризованных маслах оно уменьшается; кроме того, в оксидированных маслах в результате прсздувания воздуха происходит образование новых кислот, называемых оксикислотами. Эти кислоты нерастворимы в петролейном эфире и бензине, причем, чем сильнее протекает окисление, тем больше нерастворимых оксикислот содержится в петролейном эфире. При оксидации масел наряду с процессом окисления частично протекает процесс полимеризации. Окаидиіроваїніньге маша «постепенно загустевают іпри хранении (даже без доступа воздуха) и вязкость их повышается тем 103
больше, чем сильнее они были продуты. Густотертые краски,, приготовленные на оксидированных маслах, особенно склонны к загустеванию. Поэтому для приготовления густотертых красок эти масла не рекомендуются. Глубоко оксидированные масла отличаются также склонностью вьіпадать из растворов в бензине. Оксидированное масло высыхает быстрее, чем сырое: Пленки его обладают больши-м іблекзкам. и твердостью, чем «пленки сырого масла, но при старении блеск быстро исчезает. Кроме того, пленки оксидированного масла обладают слабой водостойкостью и во влажной атмосфере разрушаются быстрее, чем пленки полимеризованного и сырого масел. Оксидированные масла с высокой вязкостью применяют в производстве лаков и линолеума. . f Оксидацию масла проводят в аппарате, на дне которого установлен змеевик с отверстиями для подачи воздуха. Обогрев котла производится паром. Так как при нагревании масла может выделяться много пены, котел следует снабжать пеносби- вателем и загрузку масла производить не более чем на две третьих высоты котла. f Реакция окисления масла сопровождается выделением тепла, поэтому нужно внимательно следить за температурой. Продувание масла воздухом производится до вязкости и удельного веса, соответствующих техническим условиям. Качество оксидированного масла зависит от температуры нагрева масла и количества продуваемого воздуха. Поэтому для получения однородных по свойствам оксидированных масел нужно соблюдать одинаковые условия нагрева и продувки. Изготовление масляных лаков Основными материалами для производства масляных лаков являются: 1) продукты .переработай -масел (іполимеризоіваніньїе или оксидированные адсла), B) продукты (переработки канифоли (эфиры кашфоли, ре- аинат цинка, резинагг кальция), 3) искусственные и естественные смолы. Масляные лаки на основе искусственных смол вытеснили лаки на основе естественных смол (копалов). Глифталевые и* пентафталевые лаки по своему качеству даже превосходят копаловые лаки. Масляные лаки іполучают двумя способами: холодным смешением составных частей и сплавлением (горячий способ). Способ холодного смешения заключается в том, что растворы заранее приготовленных полуфабрикатов (эфира гарпиуса, по- лимеризованных или оксидированных масел различной вязкости, искусственных смол и сиккативов) смешивают в определенных соотношениях. 104
При горячем способе масла сплавляют со смолами при 200—- 270°. При этом масло предварительно полимеризуют или полимеризацию его ведут совместно со смолой, выдерживая сплав, при 260—280° до достижения определенной вязкости. Оба способа имеют свои положительные и отрицательные стороны. Способ холодного смешения более простой и экономичный, он позволяет из немногих стандартных полуфабрикатов, приготовлять разнообразные лаки для любых целей и условий; применения. По способу горячего сплавления получаются лаки? лучшего качества. Получение масляных лаков горячим способом Изготовление лака на эфире гарпиуса. В котел с пропеллерной мешалкой загружают 1300 кг тунгового масла и затем по тому же трубопроводу 1300 кг льняного масла. Котел перед загрузкой хорошо очищают от пленок и осадков предыдущей варки; тщательно проверяют исправность корпуса котла, мешалки, загрузочных и разгрузочных трубопроводов, вытяжной вентиляции, контрольно-измерительных приборов. Загрузка котла производится в последовательности, установленной инструкцией (регламентом), и в строгом соответствии с рецептурой. Отвешивание твердого и отмеривание жидкого сырья нужно проводить с особой тщательностью. Жидкое сырье загружается* в аппарат через мерники по трубам, твердое — через люк вручную. При загрузке сырья необходимо следить за его чистотой,, внутрь котла не должны попадать посторонние предметы (щепки, песок). После масел в аппарат Загружают 360 кг мелко раздробленного эфира канифоли. Уровень масел и смолы в котле должен быть выше верхней грани боковой поверхности нагрева. После загрузки наружные части котла очищают от мусора и протирают тряпкой. Содержимое котла нагревают до 140—150° и после расплавления эфира канифоли включают мешалку. Если пена не выделяется (пена образуется в случае присутствия влаги в •маслах), нагрев .продолжают до 220—240°, отодінимая температуру на 25—30° в час. При 240—250° массу уваривают до определенной вязкости. Следует помнить, что процесс уварки идет с выделением тепла и температура сплава может резко .повыситься. Поэтому необходимо внимательно следить за термометром и регулировать топку. При быстром повышений температуры может произойти сильный подъем пены и выброс ее из котла, причем не исключено ее самовозгорание. Если вязкость сплава слишком высокая, возможно свертывание масла в котле, т. е. превращение- сплава в резиноподобную массу. 105
При резком повышении температуры необходимо принять ряд мер. Прежде всего прекращают нагрев котла и удаляют съемную изоляцию, чтобы котел охлаждался воздухом. Если подъем температуры продолжается, необходимо добавить холодное масло, в котором не должно быть даже следов воды, так как 'Бода, шопадая в перегретое маїсло, может вызвать Сильное пенообразование и выброс массы из котла. В цехе в запасе всегда должно быть обезвоженное масло. Если, несмотря на принятые меры, температура в котле повысится до 300—305°, следует подготовить огнетушители и другие противопожарные средства. Необходимо внимательно наблюдать за температурой и время от времени брать пробу для испытания на вязкость. Перемешивание ведется до определенной температуры, установленной (регламентом, »после чего мешалку останавливают и дальнейшее нагревание ведут без размешивания. При образовании пены ее рекомендуется обивать ручіной мешалкой. Достигнув требуемой вязкости, нагрев 'прекращают и котлу дают охладиться. Температура, до которой необходимо охладить котел, указана в регламенте для каждого сорта лака и зависит как от состава основы, так и от принятого в цехе способа выгрузки пррдукта из котла в смеситель. Выгрузку лаковой основы в смеситель можно производить двумя способами: 1. Холодная выкачка. Котел охлаждают до 150—170° (в зависимости от применяемого растворителя) и непосредственно заливают в него часть растворителя; тщательно размешивают лаковую основу с растворителем и при помощи шестеренчатого насоса іперекачивают раствор в смеситель, находящийся в соседнем помещении. Смеситель «представляет собой цилиндрический бак из нержавеющей стали, снабженный .прЛіеллерной мешалкой. После перекачки лаковой основы из котла в смеситель в последний добавляют остальное, полагающееся по рецепту, количество растворителя. Прибавление растворителя непосредственно в варочный котел пожароопасно и требует особой предосторожности. К этому способу следует прибегать только в исключительных случаях. 2- Горячая выкачка. Горячую лаковую основу насосом перекачивают в смеситель, в который предварцтельно заливают растворитель в количестве 1600—2000 кг. Горячую выкачку можно производить при помощи вакуум- насоса, создающего в герметически закрытом смесителе разрежение (вакуум). Из смесителя раствор перекачивается в отстойное отделение, где производят постановку лака на тип и очистку его от механических примесей. Изготовление глифталевого лака. Процесс изготовления гли- фталевого лака состоит из следующих стадий: 106
1) получение неполных эфиров глицерина путем обработки масла глицерийом (переэтерификация масел); 2) обработка полученных неполных эфиров фталевым ангидридом (получение полных смешанных эфиров — этерификация); 3) уварка полученных эфиров; 4) растворение основы лака; 5) постановка лака на тип; 6) очистка лака (фильтрация, зднтрифушраваиие, (отстаивание) ; 7) вызревание лака. Схема процесса изображена на рис. 1. \ В котел 1 загружают 360 кг льняного масла из мерника 3 и 120 кг 98%-ного глицерина из мерника 2. Затем через люк в Глицерин Уайт-спирит Масло Сольвент-нафта Рис. 1. Схема производства глифталевого лака:^ /—котел; 2—-мерник для глицерина; 3—мерник для масла; 4—смеситель; 5—мерник для уайт- спирита; ?—-мерник для сольвент-нафты; 7—коловратный насос; 8—отстойный бак; 9—-напорный бак; 10—центрифуга; 11—сливной бак. крышке бака добавляют 90 кг мелко раздробленного эфира канифоли и 0,25 кг глета. Глет следует загружать в виде пасты с маслом в соотношении 1:1. Котел нагревают до 140—160° и после расплавления всей канифоли включают мешалку; при температуре 180° загружают глет, температуру поднимают до 240—250° їй проводят переэте- рификацию. Окончание процесса переэтерификации контролируют определением растворимости пробы в этиловом спирте; для определения растворимости берут 1 ч. сплава и 10 ч. спирта*. По окончании процесса переэтерификации проба должна раствориться полностью. Затем, снизив температуру в котле до 160—170°, загружают в него 240 кг фталевого ангидрида. Во * V г сплава растворяют в 10 г -спирта или 1 смг сплаїва їв 10 смъ спирта при комнатной температуре. 107
избежание сильного пенообразования фталевый ангидрид вес- дят отдельными порциями примерно в течение часа при непрерывно работающей меиіалке(. Загрузка фталевого ангидрида производится »в респираторе. JB случае обильного »выделения пе- |ны загрузку приостанавливают до оседания пены, которую рекомендуется сбивать ручной мешалкой. Котлы для глифталевых смол снабжаются специальным аппаратом (скруббером) для улавливания паров фталевого ангид- рида. На хоботе скруббера имеется задвижка, которая во время переэтерификации закрыта (чтобы не улетучивался глицерин); после загрузки фталевого ангидрида она открывается. Сплав в котле нагревают до 240—250° и уваривают до требуемой по регламенту вязкости. В начале уварки отоирают /пробу для определения вязкости через (каждый час, а затем через каждые полчаса. Нагрев прекращают в «тот момент, когда вязкость смолы достигнет .величины несколько ниже требуемой регламентом. Это делают потому, что при остывании топки котла вязкость смолы увеличивается. Температура и длительность нагрева устанавливаются регламентом. На практике наблюдаются случаи свертывания (желатини- зация) сплава и образования резиноподобной массы, которую трудно удалить из котла. В этом случае получается брак. Основной причиной свертывания сплава является нарушение режима технологического процесса (более длительная уварка», чем указано по регламенту, перегрев, неправильное проведение реакции переэтерификации). По окончании процесса уварки нагрев прекращают, котел охлаждают и сплав перекачивают при помощи вакуум-насоса в вакуум-смеситель 4 (см. рис. 1). Содержимое смесителя охлаждают до определенной температуры A50—170°); затем через мерники 5 и 6 заливают 600 кг растворителя, состоящего из смеси уайт-спирита и сольвент-нафты*. Для растворения сплава может быть использован обычный смеситель. В этом случае їв інего (предварительно заливают чають растворителя, а затем перекачивают основу. Содержимое смесителя тщательно* размешивают и загружают остальное, соответствующее рецептуре, количество растворителя. Хорошо размешанную массу перекачивают из смесителя насосом 7 в отстойный бак 8, из которого она подается насосом в напорный бак 9, откуда самотеком поступает на центрифугу 10 и в сливіной бак И. Через кажцые 2—3 варки котел необходимо тщательна очищать от загрязнений. Скруббер следует чистить после каждой варки. При чистке лаковарочных котлов требуется соблюдать следующие правила по технике безопасности: * Если в качестве растворителя применяют ксилол, температуру снижают до 130°. . 108
ї. Чистку и ремонт котла производить после снятия ремня <со шкива мешалки. 2. Во время нагрева котла не производить никаких работ по его ремонту и чистке; к чистке котла приступить только по охлаждении его до 40°. 3. Чистку вну,три котла производить только под наблюдением мастера, при этом один рабочий должен находиться внутри котла, другой снаружи. Работать в спецодежде, респираторе, очках и подвязанным за пояс на специальной веревке; опускаться в >котел то лестнице. 4. Для освещения (при работе внутри котла пользоваться только безопасной электролампочкой напряжением не выше 12 в. Изготовление пентафталевого лака. В котел загружают 930 кг льняного масла, 9,9 кг резината >кальция и 4,6 кг линолеата свинца. Содержимое котла нагревают до 120°, включают мешалку, нагревают до 230° и їв течение часа 'постепенно добавляют 140 кг іпентазріитрита. После введения шентаэритри- та температура в котле падает до 200—210° и ее снова повышают от 210 до 240°. При этой теміпературе происходит реакция между маслом и пентаэритритом (переэтерификация масла). Окончание реакции определяется полной растворимостью пробы в этиловом спирте (ректификате) при соотношении 1 :10 по объему. По окончании переэтерификации включают паровую эжек- цию (для усиления тяги.из котла) и небольшими 'порциями, в течение 45 мин.— 1 часа, .пр;и непрерывном (Перемешивании, загружают в котел 265 кг фталевого ангидрида, предварительно снизив температуру до 160—170°. При очень быстрой загрузке может произойти сильное вспенивание и выбрасывание массы из котла. После введения фталевого ангидрида температуру повышают до 250° и содержимое котла уваривают до заданной вязкости. Определение вязкости проводят через каждые 2 часа в начале процесса, а к концу процесса не реже чем через 1 час. Нагрев прекращают немного раньше, чем вязкость достигнет указанного предела; так как во время остывания сплава в котле и смесителе вязкость несколько увеличивается/ Растворение сплава пентафталевого полуфабриката производят в вакуум-смесителе. После перекачивания в смеситель основы доводят давление до атмосферного, включают мешалку и дают основе остыть до температуры, допустимой для заливки растворителя (для уайт-спирита и скипидара — не выше 170°, для сольвент-нафты — не выше 140°, для ксилола — не выше 130°, для литроена— не выше 100°). Затем лри работающей мешалке заливают в смеситель 550 кг уайт-спирита и 450 кг сольвент-нафты. Массу хорошо перемешивают до полной однородности и .перекачивают «в отстойное отделение (см. рис. 2 на стр. 113). Ва'куумсмеситель и трубопровод промывают с помо- 109
щью 100 кг растворителя (їв стет рецептурного »количества), который ;пр'исоеди(няю,т ко всейнмассе полуфабриката. Пробу 'полуфабриката направляют в цеховую лабораторию и проверяю! ее 'по всем .показателям технических условий. Далее ставят лак на тип, прибавляя к полуфабрикату растворитель и сиккатив согласно указаниям лаборатории. Растворитель добавляют (не более 15%) для подгонки вязкости. Лак в смесителе перемешивают не менее 30 мин. до полной однородности. Вязкость по техническим условиям должна быть 8—12 сек. по воронке НИИЛК при 18—20°. Готовый лак перекачивают в напорные баки 5 для (подачи .на центрифуги 6 (ом. ірис. 2). Постановка лака на тип может быть проведена также путем смешения нескольких партий лака для выравнивания качественных показателей (вязкости, цвета, скорости высыхания) и приведения их в соответствие с техническими условиями. Из напорных баков пентафталевый лак поступает на суперцентрифугу 6 самотеком со скоростью 200 кг в час, где под действием центробежной силы механические примеси отделяются. Очищенный лак стекает в приемный бак 7, откуда его перекачивают в отстойные баки 8; после проверки ОТК он поступает на розлив. Во избежание испарения растворителя температура очищаемого лака должна быть не выше 40°. Через каждые 30 мин. ^контролируют чистоту выходящего из центрифуги лака путем пробы на стекле. В случае плохой очистки центрифугирование повторяют. Пентафталавые лаки на льняном масле высыхают при 18— 20° за 4 часа, ,на ікасторовом— за 24 ча-са; при 100° за 25— •80 мин. По твердости, блеску и водостойкости пленок пентафталевый лак выше глифталевого. Пентафталевый лак готовится на высыхающем масле (В), на подсолнечном (ГД) или на смеси высыхающего и подсолнечного ()ВД). Рецептуры лентафталевых лаков приведены в табл. 4. Рецептуры пентафталевых лаков Составные части Масло льняное .... . . . Масло подсолнечное . Резинат кальция .... Линолеат свинца Пентаэритрит . . Фталевый ангидрид Уайт-спирит . . Г Тяжелый растворитель I на основу 69 0 0 10 19 — ,00 69 ,34 37 60 на раствор 38,02 0,38 0,19 5,70 10,81 22,45 22,45 (в %) Т Масла гд на основу 69 0 0 10 19 ,00 69 34 37 60 на раствор 38,02 0,38 0,19 5,70 10,81 22,45 22,45 а блица 4 вд на | основу 1 34 34 0 0 10 19 50 ,50 69 34 37 60 на эаствор 19,01 19,01 0,38 0,19 5,70 10,81 22,45 22,45 ПО
Изготовление копалового лака. Копалы в высыхающих маслах нерастворимы без предварительной плавки. Процесс плавки состоит в том, что колал назревают без достуіпа воздуха до определенной температуры, зависящей от вида копала. Чем тверже копал, тем выше температура, при которой приходится его плавить. В процессе плавки копал разлагается с выделением газообразных и жидких п огонов, в остатке получается твердая, растворимая в маслах и растворителях смола. В зависимости от вида копала, его твердости и чистоты количество выделяющихся при плавке отходов колеблется от 10 до 30% и более. Процесс сплавления копала с маслом нельзя затягивать. Его необходимо прекращать в тот момент, когда после отгонки некоторого количества продуктов смола начинает растворяться в масле и растворителях. Однако определение этого момента требует большого опыта. Копалы необходимо плавить отдельно по сортам, не смешивая их, так как температуры плаївления и градус растворимости различных копалов в масле различны. Градусом растворимости копала называют низшую температуру, при которой копал соединяется с маслом. Перед плавлением копал нужно разбить на куски размером 0,5-^-2 см, в поперечнике и отсеять мелкую пыль, так как она пригорает на стенках котла и лаки получаются темными. Плавку копалов ведут обычно в переносных котлах, нагреваемых >на горнах. Крышка котла соединяется /изогнутой трубой с вытяжной системой. Копал загружают в таком количестве, чтобы он занимал не более одной десятой котла. Затем при интенсивном огне в горне нагревают только днище котла. Во время плавления не рекомендуется подбрасывать свежее топливо. Плаївіку ведут, помешивая содержимое котла »ручной мешалкой. Когда »копал »начинает іплавіиться їй начинают аыделять- ся 'пары, котел закрывают крышкой и (соединяют с вытяжной системой. При дальнейшем нагревании сплав пенится, поднимается и может вылиться из котла. Через некоторое время пена опадает, содержимое котла становится жидким їй легко стекает с мешалки, что указывает на конец плавки. Копал не следует нагревать выше установленного да лаборатории градуса растворимости. Температуру измеряют термометром, рассчитанным на 400°. Чтобы термометр не разбился, его помещают в медный футляр. Во время плавления снимать котел с горна нельзя, его снимают только при выливании плава. К однородному жидкому плаву копала (капля на стекле прозрачная) при температуре, близкой (К температуре растворимости, »начинают прибавлять порциями їмасло, інатретое до 1&0—200°. Требуемое количество 'масла разделяют на 3—6 порций. После каждого 'прибавления масла температуру плаїв а повышают до 310—320°, выдерживают, пока проба на стекле не даст 111
совершенно прозрачную каплю, и только тогда прибавляют следующую порцию масла. При неправильной варке копал свертывается во время заливки растворителя или при стоянии. Когда процесс соединения копала с маслом заканчивается и капля на стекле получается совершенно "прозрачной, котел -снимают с горна и на тележке увозят в другое помещение, где к полученному сплаву прибавляют сиккатив. К остывшей до ПО—170° основе прибавляют часть растворителя. Остальное количество растворителя прибавляют, в случае необходимости, к холодному лаку. Густой лак рекомендуется разбавлять более жидким. Готовый лак процеживают сквозь сито для удаления крупных механических примесей, сливают в отстойную цистерну и подвергают всем операциям постановки на тип. Копаловые лаки должны выдерживаться для вызревания ^длительное время. Примерные тжювые рецептуры приведены ш табл. 5. Таблица 5 Примерные типовые рецептуры копаловых лаков (в к?) Составные части Копал конго Масло льняное отбеленное . . . Линолеат кобальта (содержание кобальта 0,75%) Свинцово-марганцевый линолеат Скипидар Лак для наружных работ 260 400 50 320 Лак подготовительный 130 150 5 100 Лак для полов 150 100 5 90—100 2.іПостановка лаков на тип, очистка, вызревание * Постановка на тип является одной из важнейших операций в производстве лака. Каждый сорт лака имеет свои технические показатели. При выпуске лака все показатели — вязкость, скорость высыхания, твердость пленки, блеск — подгоняют к установленному образцу (стандарту). Такая подгонка и называется постановкой на тип. Потребитель, применяя определенную марку лака, должен быть уверен, что новая партия этой марки такого же качества, как и прежние партии. Однородность (стандартность) продукции имеет особенно важное значение при массовом конвейер- !ном производстве, где каждая минута замедленного высыхания при горячей или холодной сушке вызывает нарушение работы всего конвейера. Каждый полуфабрикат должен быть тщательно испытан химически и с точки зрения малярной техники. Мастер на основании данных лаборатории и испытательной станции выбирает, например, из полуфабрикатов лак с определенным кислотным числом (минимальным для эмалевых красок или для изоляцион- 112
іньіх лаков), ©водит соответствующие «сиккативы, вносит другие •необходимые попирании. Мастер обязан следить за всеми условиями производства: качеством сырья и полуфабрикатов, теміпературой, правильностью загрузки, еременем нагрева. Bice «нарушения и отступления от регламента мастер обязан заносить в журнал производства. , Журнал следует вести так, чтобы по каждому сорту лака были исчерпывающие данные о процессе его изготовления: подготовке сырья, режиме производства, графике температуры и качестве полученного продукта. При отклонении качества полученного продукта от норм необходимо пересмотреть все стадии процесса и выяснить причины отклонения. Очистку лака, вызревание, (постановку на тип и розлив 'производят в отстойном отделении. Полуфабрикат из лаковарки Рис» 2. Схема прохождения лака в отстойном отделении •' /—бак первичного отстоя; 2—мерник; 3—смеситель; 4—насос; 5—напорный бак; 6—центрифуга; 7—приемный бак; 8—отстойный бак. поступает в бак первичного отстоя У, соединенный со смесителем (рис. 2). Из бака отбирают (пробу в лабораторию. Лаборатория проверяет качество раствора и составляет рецептуру для постановки лака на тип, т. е. устанавливает количество добавки сиккатива, растворителя и других полуфабрикатов. Иногда более вязкие растворы смешивают с менее вязкими. •После ло'лучения данных лаборатории раствор 'перекачивают из бака первичного отстоя в смеситель 5, представляющий собой стальной цилиндрический бак с откидной крышкой, снабженный пропеллерной мешалкой и вытяжной трубой, присоединенной к общей вентиляции. Для лаков различных марок целесообразно окрашивать смесители в разные цвета. В смеситель из імеїрніиіка 2 загружают установленные количества сиккатива, растворителей и других полуфабрикатов и тщательно все пере- 8—1659 113
мешивают. После перемешивания лак должен быть однородным во всей массе. Затем проверяют вязкость; если она соответствует техническим условиям, лак інасотам 4 перекачивают в напорные баки 5 для іпіосіледующей очистки от механических примесей. При вышкой вязкости добавляют (растворитель и віновь перемешивают. Для удаления из лака взвешенных примесей применяют центрифугирование, фильтрацию или отстаивание. Очистка. Для удаления из лаков взвешенных примесей .'применяют аппараты, (называемые центрифугами. Степень очистки' лака в центрифугах зависит от числа оборотов .барабаяа, удельного веса осадка, вязкости лака и скорости его (прохождения через центрифугу. Менее вязкие лаки лучше очищаются. Для увеличения производительности центрифуги лаки рекомендуется подогревать, но не выше 40°, чтобы не было .потери р астворителя вследствие испарения. При подогреве лака перед центрифугированием все трубопроводы проверяют .на герметичность. Накопление грязи на стенках барабана понижает производительность центрифуги. Проверка чистоты лака производится пробой на стекло. Если <на стекле обнаруживается сорность, центрифугирование повторяют. Центрифуги должны находиться в отдельном помещении. Лаки поступают в центрифуги из напорных баков, расположенных выше центрифуг. Это способствует равномерному (без толчков) поступлению лака. Из центрифуги очищенный лак направляется в приємний бак, откуда перекачивается в отстойники для окончательного вызревания. В лакокрасочной промышленности наибольшее применение имеют суперцентрифуги (рис. 3), барабан которых вращается со скоростью 15 000—20 000 об/мин. Вращающийся барабан центрифуги представляет собой полый цилиндр, соединенный муфтой со шпинделем, подвешен- Рис. 3. Центрифуга. 114
ным в подшипнике оерхней половины (станины. Нижней своей частью барабан опирается на шариковый подпятник центрифуги. Внутри барабана имеется тройная перегородка. Вращающийся барабан заключен в предохранительный кожух, отлитый вместе со станиной, на которой укреплен электродвигатель. Шкив электродвигателя соединяется с рабочим шкивом цельнотканым, бесконечным, бесшовным ремнем. Лак подается для очистки в нижнюю часть центрифуги под давлением; он проходит через ниппель, входящий во втулку дна барабана, ударяется о расположенную внутри последнего треугольную пластинку и вследствие этого с силой отбрасывается к стенкам, барабана. При этом твердые частицы взвешенных примесей прижимаются к стенкам барабана, а очищенная жидкость под-, нимается кверху. Достигнув верхней части барабана, жидкость выходит через специальное отверстие, отбрасывается к стенкам верхней части кожуха, попадает на тарелку и стекает по трубе їв приемный бачок. По мере накопления в 'барабане осадка центрифугу останавливают, выключая электродвигатель, вынимают барабан и очищают его. Для очистки лаков, .кроме центрифуг,1 применяют камерные фильтр прессы. При фильтровании через фильтрпреосы 'получается более чистый (продукт; іпри іцентрифугироваши іггріиімеси, имеющие такой же удельный вес, как и лак, не отделяются. Трудной задачей является .подбор фильтрующего іматериала. Производительность фильтрпресса зависит сиг качества фильтровальной ткани, величины рам и их числа, температуры, вязкости и сорности лака, а также от давления, под /которым подается лак. На производительность пресса оказывает также влияние своевременная чистка ткани. В последнее время для фильтрации лака стали іприменять фильтры, где фильтрующей поверхностью является слой асбеста. Отстаивание готовых лаков производится в отстойниках, которые чаще всего представляют собой четырехугольные .стальные 'баки >с (плотно закрывающимися крышками. Баки снабжены поплавками, указывающими уровень лака. Для опоражнивания баии имеют специальные «раны, а для очистки от грязи и отстоя — люки и краны в нижней части. Отстойники »помещаются на некотором расстоянии от .пола, чтобы к нижнему крану можно было .подставить бочку. Краны (применяют (большого диаметра. Отстойное -помещение оборудовано бетонными или каменными .пол а мій, хорошей вентиляцией и освещением. Электролампы и провода следует тщательно изолировать. Температура помещения должна постоянно быть ровной — око- іло 20°; нельзя допускать больших колебаний между дневной їй ночной температурой, так как при этом в отстойниках возникают токи жидкости, .которые замедляют отстаивание лаков. Вызревание лака. При хранении в некоторых сортах лаков появляется осадок и изменяется вязкость. Эти явления вызы- 8* • 115
вают необходимость подвергать некоторые лаки процессу вызревания*. При этом большую роль играют растворители. Установлено, что ароматические'углеводороды (бензол, ксилол, сЬль- #ент-'нафта) и скипидар препятствуют образованию больших ооадшв їй івяз'кость «растворов изменяется незначительно. Наоборот, бензины (не содержащие ароматически^ углеводородов), особенно в лаках, в состав которых входят7 оксидированные масла, содействуют образованию крупных хлопьев. Поэтому »при изготовлении лаков іподбор растворителей играет важную роль. Длительность вызревания лака зависит как от состава лаковой основы, так и от состава растворителей. Недостаточно вызревший лак не дает хорошей блестящей пленки. В настоящее время.нельзя считать сроки вызревания лаков твердо установленными. Практика показала, что ряд лаков не нуждается в отстаивании, так как уже через 3—4 дня в них заканчивается вы- делен'ие нерастворимых солей и механических примесей. Сюда можно отнести, растворы сиккативов, резинатов и растворы эфиров канифоли, не содержащие масла или содержащие слабо уплотненные масла. Некоторые лаки на основе искусственных смол при правильном подборе растворителя уже через 5— 15 дней вызревают и становятся пригодными для употребления. Лаки на основе сильно лол-име.ризованных и сильно оксидированных масел, а также асфальтовые масляные лаки нуждаются в более длительном вызревании.^ Повышение температуры во время вызревания лаков ускоряет процесс выделения осадков. Применение льняного масла, содержащего белковые вещества и полимеризованного в присутствии кальциево-цинковых стабилизаторов, содействует большому образованию мути и осадков. Однако при соблюдении правильного режима изготовления лаков и іпод'бора растворителей такие лаки .полностью вызревают за 15—20 дней. В лаковарочном и в отстойном отделениях необходимо вести производственные журналы, в которые мастер должен вносить данные об анализе сырья, технологическом режиме производства, анализе полуфабриката и готового продукта. Отступление от технологического режима, отсутствие* правильного контроля, нарушение существующих инструкций приводят к браку, авариям и пожарам. Правильная организация технологического процесса, жесткий график работы, непрерывный контроль за процессом совершенно необходимы. Каждый рабочий на своем месте должен уметь разбираться в основных условиях процесса, хорошо знать рабочую инструкцию для каждого аппарата, по- пимать значение качества употребляемого сырья, »влияние температуры, знать причины брака. Каждая авария должна тщательно изучаться и причины ее должны быть выявлены. * Если лак вполне вызрел, в нем не образуется новый осадок^ лак остается прозрачным и на пленке этого лака не появляется «мусор». 116
Контроль производства Контроль производства при изготовлении лаков осуществляется на разных стадиях технологического процесса. В регламенте и в специальных инструкциях предусмотрены требования к сырью и полуфабрикатам и методы контроля, показатели готового 'продукта и .испытания, каким он подвергается, места замера температуры, отбора проб и т. п. При получении, например, эфира канифоли проводятся следующие определения: 1. Анализ сырья (канифоли, глицерина) до начала загрузки для расчета потребного количества глицерина. 2. Определение кислотности реакционной .массы. Для этого из котла отбирается проба через 2—3 часа после нагрева до 260°. Если кислотность продукта соответствует техническим условиям, варку прекращают; если кислотность выше требуемой по техническим условиям, інагрев котла продолжают и через 0,5—1 час снова отбирают пробу 'продукта для анализа,— и так до тех пор, пока кислотность не будет соответствовать техническим условиям. 3. Анализ готового продукта >по всем показателям (температура плавления, кислотность, цвет). Ори .получении 'глифталевого лака проводятся следующие определения: її. Анализ исходного сырья (масла, глицерина, фталевого ангидрида и т. д.). 2. Замеры температуры через каждые 30—60 мин. 3. Определение степени переэтерификации. Через каждые 30—40 мин. отбирается проба продукта и растворяется в этиловом спирте. При полной растворимости продукта переэтери- фикация считается законченной. 4. Определение вязкости (степень уварки) через каждые 30 мин. 5. Определение чистоты лака после центрифуги (периодически) .по пробе ;на стекле. Испытания масляных лаков Все лаки подвергаются испытаниям на соответствие требованиям технических условий или ГОСТ на готовый продукт. При этом определяют: 1. Цвет, прозрачность и чистоту лака. Чем светлее лак, тем более юн пригоден для изготовления белых эмалевых красок. Мутный лак непригоден для работы. 2. Вязкость. Лак должен легко сходить с кисти и ровно разливаться по лакируемой поверхности. Однако юн не должен быть жидким, чтобы не стекать с наклонной поверхности; после высыхания пленка, полученная из жидкого лака, имеет слабый глянец. Лак не должен быть также излишне густым, так как 117
при нанесении на поверхность густого лака на пленке после его выеыхания остаются следы от кисти. 3. Время высыхания и отвердевания лаковой пленки. Во время »высыхания ла,ка «различают при стадии: а) «затягивание»— растворитель из пленки улетучился, но поверхность ее еще липкая, начинается высыхание масла; б) высыхание от пыли — лак высох настолько, что при сдувании с его поверхности кусочка ваты отдельные ворсинки ваты не задерживаются на поверхности; однако при надавливании на пленку пальцем остается отпечаток; в) полное высыхание — пленка лака настолько высохла, что при надавливании пальцем на ней не остается отпечатка пальца и пленку можно шлифовать. Лаки, предназначенные для внутренних работ (мебельные, для 'полов), содержат меньше масла 'и высыхают от іпьіли за 3—8 час, а полностью за 16—18 час. Лаки, применяемые для наружных работ, высыхают медленнее. Полное их высыхание достигается через 1—4 дня. Лаки следует испытывать в условиях их применения. Так, лак для наружных работ, кроме обычных испытаний (цвет, блеск, твердость, скорость высыхания, розлив), (проверяется на стойкость к атмосферным івлияниям. Для этого лакированные доски выставляют на крышу и наблюдают, какие изменения происходят в лаке под влиянием тепла, холода, различных газов и других атмосферных явлений. При этом обращают внимание на потерю блеска, появление трещин и другие изменения в лаковой пленке. Техника применения масляных лаков весьма разнообразна и сложна. Применяемые методы лакирования можно разбить на следующие основные группы: 1) лакирование кистью, 2) лакирование окунанием, 3) лакирование пульверизацией. При приготовлении лаков учитывается способ их применения. Лаки для окунания делают более жидкими, чем лаки для кисти и пульверизации. Высушивание лаков производится при обыкновенной температуре в помещении или іпри /повышенной температуре в специальных сушильных печах. Мастерская, в которой производится лакировка, должна быть светлой, чистой и иметь равномерную температуру A5—13°) • Кисти и пульверизаторы следует тщательно промывать. Процесс лакировки нужно производить в точном соответствии с технологической инструкцией. Поверхность лакируемого изделия должна быть очищена от жира и грязи и тщательно высушена. При неправильном лакировании на пленке получается ряд дефектов: при нанесении холодного лака на пленке образуются пятна; при нанесении слишком вязкого лака толстым слоем пленка получается с морщинами; при нанесении лака на невысохший грунт на пленке образуются оспины. 118
Аппаратура для получения масляных лаков Лаковарочные котлы Котлы, применяемые для изготовления масляных лаков, бывают двух типов: 1) съемные (іперенооньїе) для небольших производств и для опытных партий емкостью от 50 до 500 л м 2) (стационарные емкостью от 1000 до 3000 л. Съемные котлы выполняются »из алюминия іиліи стали. Днище обычно изготовляют из мед>и и прикрепляют (к корпусу на винтах таїк, чтобы їв случае 'прогорания его легко можно было сменить. Котел снабжен съемной крышкой со шлемом, аїри 'помощи которого котел присоединяется .к вытяжной трубе для уд-але- Рис. 4. Съемный котел. Рис. 5. Съемный котел на тележке. ния образующихся іпріи ©аірке летучих (продуктов (рис. 4, 5, 6). Для размешивания реакционной массы применяют стальные мешалки (р;иіс. 7). Температуру в ікотлах измеряют специальным термометром, (вставленным в отверстие ікрьішки. Для перевозки котла служат тележки (см. ріиіс. 5). Обогрев съемных котлов производится горновыми топками, футерованными огнеупорным кирпичом и снабженными вытяжной трубой. В качестве топлива применяют кокс, антрацит, нефть или газ. Котел подвозят на тележке к горну, устанавливают в гнездо и закрывают крышкой; отводная труба шлема входит в патрубок вытяжной трубы. В настоящее время переносные котлы используются для изготовления небольших партий копаловых лаков или опытных партий лаковых основ в небольших количествах. Стационарные котлы являются основным оборудованием для производства препарированных масел и лаковых основ в больших количествах. 119
Обычно 'стационарный котел имеет форму цилиндра с выпуклым днищем и крышкой; котел снабжается мешалкой' (чаще пропеллерной) с 200—300 об/мин.; на крышке аппарата имеются: привод для мешалюи; штуцера для загрузки жидких материалов, выкачки готового .полуфабриката, для установки контрольно-измерительных приборов и подводки углекислоты, лаз и люк для загрузки твердых материалов, внутреннего осмотра, ремонта и чистки аппарата. Для отвода образующихся в процессе тепловой обработки пого- нов .служит штуцер диаметром SO см, который -посредством хобота •соединен со скруббером (водоороси- тельная колонна), где возгоняющиеся погоны улавливаются мелко рас- Рис. 6. Съемный котел на горне. Рис. 7. Мешалки. пыленной водой. Для измерения температуры аппараты снабжены термометрами сопротивления с самозаписывающими приборами и приборами ограничения температуры. Материал, из которого изготовлен котел, влияет на качество лака. Например, сталь и медь при действии смоляных и жирных кислот образуют растворимые в масле соли, которые окрашивают лак в темный цвет. Алюминий іне меняет цвета лака, .но недостаточно прочен при высокой тем;пературе; поэтому днища алюминиевых котлюв обычно изготовляют из меди. Существенным недостатком стационарного варочного котла с огневым обогревом является слишком длительное охлаждение сплава, требуемое для обеспечения безопасной перекачки лаковой основы в смесители и для очистки и ремонта котла. Охлаждается котел медленно, так как стенки его обычно тщательно изолированы (обмурованы). 120
6 Для ускорения охлаждения применяют съемную теплоизоляцию; после ее удаления температура «в котле снижается быстрее. Однако этот способ неприменим для котлов с боковым обогревом. В последнем случае охлаждение ведут током холодного воздуха, поступающего по каналам между поверхностью котла и внутренней поверхностью его обмуровки. Значительно целесообразнее нагревание реакционной массы и охлаждение сплава проводить в разных аппаратах. Для этого содержимое варочного котла передают под давлением инертного газа или посредством вакуум-насоса в аппарат для охлаждения, ,который одновременно является аппаратом для растворения (смесителем). Топки для обогрева стационарных котлов в зависимости от конструкции котлов и вида применяемого топлива бывают разных систем. Наиболее целесообразно для нагрева котлов применять перегретую воду, пары высококи-пящих жидкостей (доутерм), электричество и газ. В производстве лаков в отдельных случаях{ применяют также огневой' нагрев путем сжигания твердого топлива (дрова, уголь, кокс). Олневой \нагрев лако- варочных котлов не требует специального оборудования и отличается »простотой. Однако этот способ имеет ряд недостатков: пожароопас- ность, трудность регулирования температуры и незначительное использование тепла. Обогрев может производиться отдельными топками, установленными под каждым ,котлом, или непосредственно от общей топки, обслуживающей несколько котлов. При отдельной тапке «нагревание котла можно вести с обогревом через днище (рис. 8) иди с обогревом через днище и боковую поверхность (рис. 9). Нагрев котла через боковую поверхность и днище обеспечивает »более .полное использование дымовых газов и ускоряет інагревание ^продукта. Кроме того, •прогорание днища котла менее значительно, чем 'при обогреве только через днище. Отдельные топки усложняют обслуживание установки. Для лучшего предохранения днища ікотла от лрого- ра'ния топочное іпространстіво можно отінестіи на некоторое рас- Рис. 8. Установка лаковарочного котла с обогревом через днище: J— лаковарочный котел; 2—шлем; 3—вытяжной- стояк; 4—лаз; 5—привод мешалки; 6—топка; 7—колосниковая решетка; 8—поддувало (золь ник); 9—дымоход; 10—брандмауэрная стенка' 121
План гнезда но тла /О S стояние от .поверхности нагрева. При таком устройстве топочные газы (проходят длинный канал, а нагревание содержимого котла происходит медленно и топливо используется не полностью. Топки и лаковарочные котлы пожароопасны, поэтому их следует располагать в разных 'помещениях, разделенных брандмауэрам*. Централизованные топки все более внедряются в производство. Одна централизованная топка обслуживает от 4 до 8 котлов (рис. 10, 11). Из центральной топки продукты горения поступают в центральны:0! боров и' по ответвлениям направляются к отдельным котлам. Они обогревают сначала боковые поверхности котла, затем днище и поступают в сборный боров, отводящий отработанные газы в дымовую трубу. Нагрев каждого котла регулируется при помощи шиберов. Регулируя шиберы, аппаратчик имеет возможность менять тепловой режим. Система отопления лако- іварочньїх аппаратов с центральной топкой, по сравнению с отоплением отдельны- Рис. 9. Установка лаковарочного котла тгткями имррт nnpnvTO с обогревом через днище и боковую М<И топками> 'имеет Следую поверхность: щие преимущества: 1—котел; 2-шлем; 3-вытяжной стояк; 4— 1. Сжигание ТОПЛИВа СО- труба ДЛЯ Сбора СКОНДеНСИрОВаВШИХСЯ ПОГО- ГПРТТПТПЦРИГ» R ПТТНШМ іМРГТР нов; 5-топка; 5-колосниковая решетка; 7- СрЄДОТОЧЄНО В ОДНОМ МЄСТЄ поддувало (зольник); 5-кольцевой газоход; їй ОСУЩЄСТВЛЯЄТСЯ ОДНИМ КО- 9—рабочий газоход; 10—боров к дымовой тт ^ трубе. ЧеГсірОМ. 2. Режимом варки лаков управляет аппаратчик, который регулирует шиберы, установленные непосредственно у лаковарочного котла. 3. Днище котла служит более длительное время. Отопительную систему можно переводить с одного вида топлива на другой. При изменении вида топлива переоборудуется только центральная топка, обмуровка же котлов остается без изменения. * Брандмауэром называются стены, сложенные из несгораемого материала (кирпича), для отделения 'пожароопасного помещения от соседнего. 122
Недостатком центральной тюпки является наличие длинных каналов, соединяющих топку с котлами; это вызывает лишнюю потерю тепла їй осложняет чистку. Рис. 10. Схема централизованной системы обогрева: 1—топка; 2—центральный боров; 3—ответвления центрального борова; 4— кбтлы; 5—сборный боров; 6—установка шибера на выходном ответвлении борова; 7—установка шибера на входном ответвлении борова; 8—дымосос; 9—дымовая труба; 10—душник; //—брандмауэрная стенка; 12—обмуровка котла. . При переходе на жидкое топливо необходимо следить, чтобы пламя нефтяного факела не касалось днища и боков котла, иначе неизбежно их быстрое прогорание. Рис. 11. Поперечный разрез лаковарочного котла с центральной системой обогрева: /—обмуровка котла; 2—центральный боров; 3—ответвление борова; 4—котел; 5— сборный боров; 6—установка шибера на выходном ответвлении борова; 7—установка шибера на входном ответвлении борова; 8—колонка со штурвалом выходного шибера; ?—колонка со штурвалом входного шибера; 10—душник.
Загрязнение внутренней и наружной поверхностей лакова- рочного котла (днища, стенок), вызываемое частичным разложением перерабатываемых продуктов (масел, смол) »при высокой температуре, влечет за собой ухудшение обогрева. Поэтому необходимо регулярно чистить котлы, чтобы избежать снижения качества изготовляемых продуктов. Нагрев котлов зависит также от скорости движения дымовых газов и чистоты дымоходов. Тщательное перемешивание содержимого котла способствует равномерному распределению тепла по всей массе и препятствует местным перегревам, приводящим иногда к выбросу (особенно это относится к маслам, содержащим много белка). Рис. 12. Аппарат для полимеризации масел'- 1—полимеризационный аппарат; 2—конденсатор летучих продуктов разложения; 3—баллон с углекислотой; 4—прибор для контроля подаваемой в аппарат углекислоты; 5—загрузочная труба; 6—термометр; 7—пробный кран. Обмуровка котла должна быть выполнена весьма тщательно. Совершенно недопустимо наличие трещин и неплотностей, через которые может проходить холодный воздух, снижающий температуру котла. Аппарат для полимеризации масел (рис. 12) имеет форму цилиндра (отношение высоты к диаметру 1:1), к фланцам которого прикреплены на болтах ікоіничесікая крышка и дно. Прокладкой между фланцами служит асбест. В крышке аппарата имеются лаз и отводная труба (шлем). Назначение последи ей— отводить из аппарата излишек масла ери его нагревании в специальный приемник (конденсатор). Эта труба служит также для отвода пены при случайном перегреве масла. Лаз для чистки внутренней поверхности аппарата должен быть таких размеров, чтобы рабочий мог через него свободно пролезать. і 24
На конической поверхности крышки расположены на опе- циальных патрубках: арматура, необходимая для обслуживания аппарата; два термометра (ішариік одного термометра должен находиться у дна, а шарик другого іна середине аппарата, так как .нижние алой імасла, находящиеся у днища, могут иметь более'высокую температуру), предохранительный клапан с манометром, труба для подачи.їв аппарат струи углекислоты іпри .полимеризации и труба для опорожнения аппарата. Такого же типа котлы применяются для получения эфира каїнифоли. Благодаря их герметичности потеря глицерина при этерификации уменьшается. В открытых котлах часть глицерина теряется, улетучиваясь вместе с водой. Котлы для оксидирования масел и олиф обычно делают из стали; они имеют паровой обогрев (паровую рубашку)*. При окислении масло нагревают до температуры не выше 150°. По высоте котлы обычно вдвое больше, чем в диаметре. Это обеспечивает более полное использование продуваемого воздуха. Иногда котел снабжают лопастной мешалкой C0—40 об/мин.). В большинстве случаев массу перемешивают воздухом. В крышке котла имеются: откидная часть для загрузки, выгрузки и чистки котла, патрубок, соединяющийся с вентиляционной трубой, (и отверстие для термометра. Воздух подают по доходящей до дна котла трубе с кольцом (или крестовиной) на конце, снабженным мелкими отверстиями. і Котлы для изготовления лаков и олиф имеют отводные трубы, соединяемые с вентиляцией для удаления продуктов разложения. Эти продукты часто обладают неприятным запахом и, попадая в атмосферу, загрязняют воздух окружающей местности. Лучшим (Методом улавливания продуктов разложения является их орошение распыленной водой. Запах этих продуктов удаляют іпутем обработки их водным раствором хлорной извести в специальных аппаратах (скрубберах). Котлы для изготовления глифталевых лаков снабжаются скрубберами для улавливания фталевого ангидрида. Скруббер представляет собой цилиндр из жести, в который из котла поступают пары фталевого ангидрида. На хоботе, соединяющем скруббер с котлом, имеется задвиж'ка, которую закрывают во время пере- этерифшкации, чтобы не улетучивался глицерин, и открывают после загрузки фталевого ангидрида. Для устранения опасности, возникающей при бурном пено- образованіии, устанавливают специальный сосуд-пеносборник, присоединенный при помощи трубы к шлему. У верхнего края котла подвешивают открытый желоб для улавливания пены и масла в случае их выброса из котла. В желобе имеется отвер- * Т. е. котлы имеют двойные стенки, между которыми пропускается пар. 125
стие іС отводной трубкой для удаления из него попавшего масла в специальный іприемник. Ори заігрузке фталевого ангидрида и других івещестів у котла всегда должна находиться (ручная мешалка для сбивания »пены.. Измерение температуры в котлах ведут п'р'и .помощи термометров іили термопар. Термометры для .предохранения от поломки заключают в металлическую оправу (рис. 13). Целесообразно ставить самопишущие 'приборы для »контроля температуры. Аппараты-смесители служат для смешения лаковой основы с растворителями. Эти аппараты, обычно изготовляемые из стали, имеют цилиндрическую форму и сферические днища. Емкость смесителей— около 4500 л. Они снабжены (водяной рубашкой для охлаждения лаковых основ, .пропеллерной мешалкой и крышкой, на которой расположен герметически закрывающийся люк для .наблюдения за работой, для внутреннего осмотра, -ремонта .и чистки. На »крышке смесителя расположены также штуцера, соединенные с трубопроводами, для ізагрузки растворителей и лаковых основ, подачи углекислоты, создания вакуума, для установки вакуумметра. Через штуцер (диаметром до 20 см) іпосредством хобота осуществляется соединение с естественной вентиляцией. Штуцер в днище соединен с выкачивающим трубопроводом и насосом. Рис. 13. ТермомеТ' ры. Каждый смеситель имеет лоївушку для улавливания во время вакуумирования іпаров фталевого ангидрида (,при чтрлученич ігліифталевьіх лаков). Для измерения температуры смесители •снабжены термометрами сопротивления с самозаписывающими »приборами.
1 лава Xl АСФАЛЬТОВЫЕ ЛАКИ Асфальтовые лаии с давних пор занимают значительное место, в лакокрасочной технике. Благодаря дешевизне и ряду положительных свойств они получили широкое применение. Асфальтовые лаки придают окрашенному ими предмету блестящий, красивый черный цвет и длительное время хорошо предохраняют изделия от ржавления и гниения. Защитные лленки асфальтовых лаков отличаются большой стойкостью к воде, кислотам, щелочам и другим химическим веществам. Асфальтовые ла^ки недостаточно стойки к действию прямого солнечного света, под влиянием которого они быстро разрушаются. Однако прибавление льняного или древесного масла значительно увеличивает светостойкость асфальтовых лаков. Эти лаки широко применяют в электротехнике (для изоляции), для окраски бетонных сооружений, стальных труб, находящихся под землей, и различных изделий їв самых разнообразных отраслях промышленности. Основной частью асфальтовых лаков являются черные смолы, битумы, известные под названием асфальтов. Встречаются діва основных типа этих ом-ол: естественные (собственно асфальты) и искусственные асф альты, 'которые часто называют пеками или гудронами (продукты, получаемые їв виде остатков .при перегонке различных .материалов: нефти, (каменных углей, торфа, .слайда и дерева). Естественные асф альты подразделяются .на следующие группы: а) собственно асф альты; б) асфальта, или блестящие смолы; в) асфальтовые породы. Искусственные асф альты (гуйршы и (паки) подразделяются на следующие группы: а) нефтяные остатки (смолы, гудроны); б) каменноугольные смолы и пеки; в) буроугольные и сланцевые смолы; г) древесная смола и вар; д) стеариновая смола. 127
Собственно асфальты залегают на поверхности земли; они содержат большое количество минеральных примесей (до 60%), которые удаляют специальной обработкой. Асфальты, или блестящие смолы добывают горной разработкой; содержание минеральных веществ в них ничтожно, они состоят в основном из чистого битума їй отличаются хорошим ,блёском и твердостью. Наиболее известны из них печорский асфальт, сирийский асфальт и гильсонит. Асфальтовые породы представляют собой минеральную основу (известняк, іпесчаник), пропитанную битумом G—20%). Химический состав асфальтоїв сложен. Асфальты совершенно нерастворимы в воде и в слабых иислоітах, іпочтіи нерастворимы їв щелочах, частично растворимы в спирте и бензине, хорошо растворимы в бензоле, толуоле и в сольвент-нафте. Раствор асфальта оставляет на поверхности после испарения растворителя блестящую пленку. Пленки асфальтовых лаков хорошо защищают лаковую поверхность от действия воздуха, газов, воды. Состав асфальтоїв колеблется так сильно, что один и тот же сорт может давать различные по качеству пленки. Поэтому нужно анализировать каждую партию асфальта и проверять качество шлученной пленки. При этом следует обращать особое внимание іна характер розлива асфальтового лаїка, на наличие углистых точек, твердость, цвет и блеск. Необходимо (проверять растворимость асфальта в ^применяемом растворителе и івьміаідение части асфальта из раствора при стоянии. В случае плохой растворимости асфальтов в нефтяных рас- тзорителях следует применять смесь нефтяных растворителей с а ром атичесжими. В асфальтах определяют твердость методом кольца и шара іили методом Кремер-Сарнова (см. стр. 192—194), содержание золы и присутствие свободных минеральных кислот. Последнее особенно важно для нефтяных гудронов. Для этого 15—20 г испытуемого асфальта кипятят в течение 30 мин. в 200 мл воды. Реакция воды должна быть нейтральной: лакмусовая бумажка не должна менять цвет. Асфальты плохо соединяются с растительными маслами, многие сорта асфальтов совсем с ними не соединяются. Для достижения хорошей совместимости асфальта с маслом обычно соблюдают определенное соотношение между ними A или 2 ч. асфальта на 1 ч. масла). Увеличение количества масла до 2 ч. на 1 ч. асфальта часто вызывает образование осадкоз. Введение различных смол (канифоли, эфира канифоли, резинатов и др.) дает возможность применять большее количество масла. Большинство асфальтов не совмещается с полимери- зованными маслами. 128
Естественные асфальты Печорский асфальт добывается на Ижме (приток реки Печоры). Породу обогащают на месге обработкой растворами доваренной соли. В продажу печорский асфальт поступает в виде черного порошка или сплавленных кусков; его температура размягчения (по Кремер-Сарнову) составляет 107—145°; содержание золы в нем равно 1—5%. Он хорошо растворяется 'В сольвент-нафте, скипидаре; не растворяется в уайт-спирите, не содержащем ароматических углеводородов. С льняным маслом совмещается хорошо только при соотношении между мае-4 лом и асфальтом 1:1; при избытке масла из раствора выпадает осадок. С полимеризованным маслом соединяется хуже; (предельное соотношение: на 2 ч. асфальта 1 ч. масла. С канифолью соединяется хорошо в любых соотношениях. Садкинский асфальт добывается близ деревни Садки Оренбургской области. Свойства этого асфальта различны для пластов разных глубин. Поэтому перед пуском в производство его следует тщательно проанализировать и рассортировать. Температура размягчения садкинского асфальта колеблется от 144 до 216°. Верхние пласты имеют более высокую температуру размягчения, но обладают худшей растворимостью. Эти асфальты хорошо растворяются в бензоле, дихлорэтане, скипидаре и частично в уайт-спирите. С маслом соединяются только в соотношении 1 ч. масла на 2—3 ч. асфальта. При добавлении к этим асфальтам канифоли или резинатов улучшается растворимость их в скипидаре и уайт-опирите и увеличивается совместимость с маслом. Апшеронские асфальты добываются в районах г. Баку и станций Закавказской железной дороги. Они являются асфальтовыми породами, содержащими до 35% битума. Большой интерес представляют: 1. Аджикабульское месторождение. Эти асфальты имеют температуру размягчения 100—130°, хорошо растворимы їв органических растворителях и дают блестящие пленки. 2. Апшеронские месторождения. Битумы этих месторождений 'представляют собой твердые, хіруіп'иие, блестящие © изломе продукты, с температурой размягчения 100—150°, хо- ірошо растворимые в обычных лаковых растворителях. Они соединяются с маслом и канифолью. 3. Месторождение К и ркишлак (около ст. Хурцелах). Этот асфальт близок по качеству к американскому гильсониту; его температура размягчения 120—130°; он хорошо растворяется в растворителях и соединяется с маслом. Пригоден для ответственных лаков. Сирийский асфальт является асфальтом наиболее высокого ^качества; добывается на берегах и со дна Мертвого моря в Сирии. Он отличается высокой чистотой. В продаже ївстречает- 9—1659 129
ся в виде больших кусков черного іцвета со своеобразным запахом; хрупок, 'почти не содержит золы; его температура размягчения около 140°. Гильсонит—американский асфальт, имеет широкое применение в лаковой технике; по внешнему виду он представляет собой смолу черного цвета с температурой размягчения около 120°. При плавлении гильсонит пучится, частично разлагаясь; при температуре около 300° переходит з жидкое состояние. Он хорошо «смешивается с маслом и из растворов не выпадает. Искусственные асфальты Нефтяные асфальты бывают двух типов: нефтяной гудрон, получаемый после перегонки различных нефтепродуктов, и кислый гудрон, получаемый 'при очистке нефтяных продуктов серной кислотой. По химическому составу и свойствам нефтяные асфальты близки к природным, но уступают им по твердости. Продувание нефтяного асфальта (воздухом и сплавление с серой увеличивают его твердость. Нефтяной гудрон, полученный в результате отгонки нефтяных масел, называется остаточным; гудрон, подвергнутый дополнительной продувке 'воздухом для окисления остатков смазочных масел, называется продувочным. Грозненский и Краснодарский нефтяные гудроны (получаются ів результате перегонки нефтепродуктов) представляют собой твердые (блестящие битумы с температурой размягчения (по Кремер-Сарнову) 90—110°; они хорошо растворимы в скипидаре, уайт-спирите, сольвент-нафте и совмещаются с маслом. Пленки лакоз из искусственных аафальтов отличаются мягкостью и небольшой сальностью. Обычно для 'приготовления лаков эти асфальты сплавляют с естественным битумом, эфиром канифоли 1и другими смолами. Кислые гудроны получаются следующим образом. При очистке различных продуктов перегонки нефти серной кислотой образуется кислая смола, которую нейтрализуют известью или содой и промывают, после чего отгоняют вещества с темпера- турой. кипения ниже 200°. Оставшуюся массу продувают воздухом; при этом получается хрупкая, хорошо растворимая смола. Эти гудроны отличаются от дистилляционных нефтяных гудро- но'в большим содержанием золы, состоящей главным образом из гапса. Они находят большое применение з лаковой промышленности. Кислые гудроны необходимо проверять на содержание минеральных кислот. Каменноугольный-пек представляет собой остаток от перегонки каменноугольного дегтя. Лучшими растворителями каменноугольных пеков являются анилин и пиридин, затем сероуглерод, хлороформ, ксилол и бензол; частично они растворяются з бензине и скипидаре; с растительными маслами пеки не 130
совмещаются. Пр,и растворении пека в сольвент-нафте или в легком .каменноугольном масле (тяжелый бензол) получается лак хорошего качества, который высыхает в течение 0,5—1 часа. Буроугольный пек получается в виде черной смолы при перегонке дегтя бурого угля. Он плавится при 86°, хорошо растворяется в бензоле и скипидаре. Растворы его применяются в качестве дешевых лаков. Стеариновый гудрон (пек) получается в результате перегонки жирных кислот; т. іпл. 60—110°. Этот гудрон сод^ржш 5—10% свободных жирных кислот; его кислотное "Вдслс 5—30 мг КОН; число омыления 40—110 мг КОН; он хорош« растворяется в ароматических углеводородах, скипидаре и бензине. Стеариновый гудрон применяется для приготовления черных печных и изоляционных лаков. Приготовление асфальтовых лаков Для приготовления асфальтовых лаков применяют стационарные /котлы с мешалками (ом. стр. 119 и далее). После каждой варки (их следует тщательно вычищать, так как оседающие на дно примеси задерживают 'передачу тепла и ускоряют (прогорание днища. Существуют два основных типа асфальтовых лаков: 1) лаки асфальтовые, безмасляные и 2) лаки асфальтовые масля'ные. Асфальтовые безмасляные лаки применяют для покрытия в одий слой, без предварительной грунтовки, различных скобяных изделий, а также различных металлических изделий широкого потребления (лопаты, замки, печные дверки и т. п.). Асфальтовые безмасляные лаки готовят следующим образом. В котел загружают одновременно асфальт или пек и ка<ни- фоЛь, эфир канифоли или резинаты канифоли; смесь нагревают до 250—260° и размешивают до получения однородного сплава (проба на стекло). Далее нагрев прекращают, сплав охлаждают до 160—180°, заливают растворитель и массу размешивают; готовый лак перекачивают в отстойник, где о>н несколько дней отстаивается, шока не установится постоянная вязкость. После этого лак центрифугируют, ставят на тип и /разливают. Приводим две типовые рецептуры асфальтовых лаков (в кг): Асфальт садкинский . . . 100 Битум грозненский . . . 140 Люберецкий битум ... 80 Кальциевый резинат ... 7@ Канифоль НО Уайт-спирит 18® Растворитель 200 Сначала расплавляют садкинский асфальт с канифолью при 220°, затем прибавляют люберецкий битум, нагревают массу до 260° и выдерживают ее 1—1,5 часа; после этого гасят топку и при 160—180° заливают растворитель. 9* 131
Битум и резинат расплавляют и (нагревают до 250°, затем массу охлаждают до 180° и заливают растворитель. Асфальтовые масляные лаки применяют для лакировки разнообразных изделий в авиационной, текстильной и электропромышленности и других отраслях. Большинство масляных асфальтовых лаков требует горячей сушки ори ПО—220°. Общий ход процесса приготовления масляных 'асфальтовых лаков заключается в следующем. Асфальты загружают в котел, .который нагревают до 270—280°; к расплавленному асфальту прибавляют нагретое до 200° льняное масло (сырое или слабо- яолимеризованное), температуру сплава снова повышают до 280° и при этой теміпературе уваривают сплав до заданной »вязкости. Затем массу охлаждают до 240—250°, прибавляют смесь пиролюзита с глетом и размешивают до полного растворения; окончание сплавления контролируют по прозрачности «апліи сіп л »в а іна стекле. Следует іпомініить, что з результате реакции между смесью пиролюзита и глета с маслом и асфальтом образуется значительное количество іпеньп; поэтому, во избежание «ухода» масла из котла, смесь іпиролюзита с глетом следует прибавлять частями и лучше предварительна смешанную € маслом. В смеси не должно содержаться даже следов воды. При появлении пены ее сбивают мешалкой. Когда сплавление закончено и заданная вязкость достигнута, нагрев прекращают, содержимое котла охлаждают до 150—180°, прибавляют растворитель, размешивают и перекачивают в отстойники. Лаку дают несколько дней выстоять, пока не установится постоянная вязкость, затем его ставят на тип, фильтруют и разливают. Ниже приведены некоторые рецептуры асфальтовых масляных лаков и их приготовление. Рецептура типового лака горячей сушки (в кг) Асфальт печорский 100 Глет . » 2 Льняное масло, слабополи- Пиролюзит 0,8 меризованное 120 Уайт-спирит 92 Канифоль 1 Скипидар 441 Загружают асфальт, масло, канифоль и массу расплавляют. Затем включают мешалку, повышают температуру до 280° и выдерживают массу до определенной вязкости. После этого выключают топку и при 240—250° засыпают глет и пиролюзит. По их растворении охлаждают сил а в до 150—180° и прибавляют растворитель. Рецептура типового изоляционного лака (в кг) Гудрон нефтяной 294 Уайт-спирит 167 Льняное масло . . . . . . . .147 Сольвент-нафта 435 Резинат марганца 28 Загружают в котел гудрон, масло и резинат; іпосле расплавления гудрона при 160—210° включают мешалку и продолжают нагревание до 240°, затем останавливают мешалку и начинают 132
продувать воздух. Температуру повышают до 2/0—280° и ведут продувание воздуха при этой температуре до получения аплава с температурой размягчения 100—105° по методу кольца и шара. После этого «продувание прекращают, охлаждают спла» до 150—180°, заливают растворитель, перекачивают в смеситель, центрифугируют, ставят на тип и разливают. Рецептура лака кислотоупорного Рецептура зеленого масла (в кг) (в кг) Асфальт печорский 130 Льняное масло 100 Асфальт садкинский 30 Пиролюзит 4,8 Масло зеленое 80 Глет „ 9,1 Растворитель 250 Предварительно готовят зеленое маслЪ. Для этого льняное масло нагревают до 280°, охлаждают его до 250°, включают мешалку и прибавляют »пиролюзит. После соединения пиролюзита с маслом (прозрачная капля на стекле) при 230° прибавляют глет и перемешивают массу до тех пор, пока кайля на стекле не станет прозрачной. Готовое зеленое масло перекачивают в отстойник. Для приготовления кислотоупорного лака в котел загружают зеленое масло и асфальты (печорский и садкинский) и повышают температуру до 280°. После расплавления крупных кусков асфальта включают мешалку и выдерживают массу при 280° до определенной вязкости (около 3 час). 'Затем дают сплаву остыть и заливают растворитель. Рецептура изоляционного лака горячей сушки (в кг) Асфальт печорский 45 Цинко-кальциевый резинат . . .0,3 Льняное масло 56 Скипидар около 12® Процесс .изготовления лака ведут следующим образом. За^ .гружают в котел одновременно асфальт, масло> и резинат. При 100° наблюдается ценообразование. При этой температуре массу выдерживают, пока не «прекратится выделение пены; затем температуру повышают до 200—220° и выдерживают массу д© ее расплавления. После этого массу нагревают до 275—280° и выдерживают при этой температуре 8—9 час, пока проба на стекле не будет давать лишь слабый отлип. По достижении этоге сплав охлаждают до 180° и прибавляют растворитель.
Глава X і і СМОЛЯНЫЕ ЛАКИ Смоляные лаки, как и «нитроцеллюлозные, относятся .к грушіе так называемых летучих лаков. Они состоят из смолы, растворенной в летучем растворителе. Пленкообразователем в этих лаках обычно является твердая смола, которая после улетучивания растворителя образует ровную, блестящую или матовую пленку. Процесс высыхания смоляных лаков заканчивается после полного улетучивания растворителя. Так как в большинстве случаев смолы образуют хрупкую »пленку, трескающуюся лри колебаниях температуры, ударах и сотрясениях, то для придания им эластичности в смоляной лак прибавляют различные пластификаторы. Смоляные лаки или так называемые спиртовые лаки готовили главным образом на основе естественных смол (шеллак, жолалы, канифоль) и в качестве растворителя применяли этиловый спирт. В настоящее время ассортимент смоляных лаков значительно расширился за счет многочисленных новых искусственных (синтетических) смол. Важнейшими смоляными лаками, сравнительно широко приценяющимися в лаковой технике, являются следующие: 1. С in 'и р т о в ы е лаки: а) на основа естественных смол ,|шеллак, коїпал їй другие смолы); б) іна основе феноло-альде- ггицщых смол (бакелит, адитол). 2. Л а'к и -и а основе поливиниловых (перхлорвини- ловые, винилацетатные), полиакриловых, п о л и с ? и р о- л о в ы х и других смол. Схема производства большинства смоляных лаков проста и почти не отличается от схемы производства 'нитролаков. Процесс изготовления смоляных лаков заключается в следующем. В герметически закрытый мешатель (иногда подогреваемый) заливают растворитель, включают мешалку и постепенно через люк загружают необходимое количество мелко раздробленной смолы. Размешивание массы ведут до тех пор, іпока ззятая проба не покажет, что смола полностью растворилась. Раствор смолы перекачивают в отстойник или пропускают через фильтрпресс или центрифугу. После очистки раствор іперекачивают в отстойный бак, проверяют качество лака и производят постановку на тип. 134
Небольшие количества смоляных лаков готовят в шаровых барабанах. Радтворители и пластификаторы прибавляют по рецептам, установленным для данного лака. Производство смоляных лаков считается огне- и взрывоопасным, так как в нем применяют растворители и разбавители, пары которых в смеси с воздухом образуют взрывчатые смеси. Оно является также вредным для здоровья работающих, особенно если' учесть, что для многих смол в качестве растворителей применяют хлорированные углеводороды. Спиртовые лаки В этих лаках растворителем является этиловый спирт. Опир- говые лаки широко (применяли для отделки мебели, различного рода деревянных и металлических изделий, кожи, бумаги, стекла и музыкальных инструментов. В связи с развитием производства нитролаков и лаков на основе ненасьищенных »полиэфирных смол потребление ісоиірто'вьіх лаков інопрерьтда сокращается. Основными смолами для производства спиртовых лаков высокого качества были импортные шеллак, сандарак, гуммилак, акароиды и другие естественные смолы. На основе шеллака и гуммила'ка получаются наиболее высококачественные лаки для отделки дерева и металла. Шеллачные лаки образуют быстросохнущие, твердые и в то же время эластичные покрытия, отличающиеся после »полировки высоким блеском. Недостатком шеллачных лаков является очень низкая водостойкость образуемых ими пленок. В качестве заменителя этих смол »применяют спирторастворимую искусственную фено- ло-альдегидную смолу идитол. Однако эта смола не дает лака, полностью заменяющего шеллачный. Пленка лака, изготовленного на идитоле, менее твердая, чем шеллачная; от вл^ги она разрушается быстрее, плохо полируется, темнеет на свету. Мебель,- покрытая идитольным лаком, со временем -покрывается пятнами и темными полосами. В связи с этим была разработана рецептура спиртового лака на основе новых синтетических смол, который по свойствам не уступает идитольному, но обладает хорошей светостойкостью. Такими синтетическими смолами явились циклогексанонформальдегидная и дифенилол- проіпанальдегидная; для уменьшения хрупкости покрытий эти смолы применяются в сочетании с поливинилацетатом, поли- іви'нилбутиралем іили этилцеллюлозой 'и дибугилфталатом ((пластификатор). Установлено, что лучшей добавкой к перечисленным смолам является этилцеллюлоза. Сочетание дифенилоліпропанальдегид- ной, циклоігексанонформальдегидной смол с этилцеллюлозой дает светло-е, твердое, хорошо высыхающее, с хорошим глянцем светостойкое покрытие. Концентрация »пленкообразующего в 135
лаке составляет 30%. Этот лак по свойствам не уступает иди- толыню-му и вместе с тем обладает хорошей светостойкостью. Спиртовые лаки разделяются по содержанию смолы на собственно лаки (содержание смолы не менее 30%) и политуры (содержание смолы от 10 до 25%). По характеру смол лаки разделяются на шеллачные, сандарачные, идитольные и др. Главное их назначение — лакировка дерева. Для пористых пород дерева применяют в основном шеллачный' мутный лак, не отфильтрованный от воска, так как воск хорошо заклеивает (поры дерева. Для приготовления шеллачных лаков применяют апирт с концентрацией не менее 90—95%, для политур — с концентрацией 80—90%. Применение спирта с меньшей концентрацией для изготовления политур ослабляет их растворяющее действие при нанесении на лакированную поверхность. Спиртовые лаки готовят растворением смол в этиловом спирте при 15—17°. В метателях для изготовления шеллачных лаков не должно быть открытых железны« частей, так как шеллак при соприкосновении с железом образует соединения, загрязняющие лак. Продолжительность растворения зависит от содержания смолы в растворе; шеллач<ный лак готовится в течение 7—9 «час, «политура — в течение 3—5 час. Густые .копаловые .или сандарачные (литографские) лаки получают в течение 24—40 час. Подогревание ідо 35—45° ускоряет растворение смолы. Рецептуры отиртавых лаков !и лолитур »приведены в табл. 6. Чтобы получить лаки определенного типа, изготовляют только несколько основных растворов смол; затем эти растворы смешивают в различных »пропорциях и получают требуемые лаки. Основные растворы смол: 1) Раствор спирторастворимого копала: 60 кг спиртораство- римого копала и 75—90 кг 93—95%-ного этилового спирта. 2) Раствор гуммилака: 40 кг гуммилака и 65 кг 93—95% -ного апирта. 3) Раствор канифоли: 60 кг канифоли и 60 кг 90—95%-ного спирта. 4) Раствор берестовой смолы: 35—40 кг берестовой смолы и 60—65 кг 93—95%-ного спирта. 5) Раствор сандарака: 60 кг сандарака, 100 кг 92—95%-ного спирта. 6) Раствор шеллака: 45 кг листового шеллака и 90 кг 92—95%-ного апирта. 7) Раствор идитола: 30—40 кг идитола и 60—65 кг 92—95%-ного спирта. Растворы копалов и саадарака используют при приготовлении лаков для музыкальных HHCTpyMeHTOBj а также литографских лаков. 136
Таблица 6 Типовые рецептуры спиртовых лаков и политур (в кг) 3 as крас Лак Я ч свет Лак шел муті 5 3 It gg. ¦і TOJ ИЇҐР 5 я 69 4 27 S. feg S S Пол муті 88 12,5 — Is 74 28 8 — 71 3 28 64 8 29 — 67 8 13 13 — 49 — — 17 82 4 Спирт этиловый 74 71 64 67 49 56 69 88 87 Гуммилак Канифоль 8 3 8 8 — 10 Идитол — 28 — 13 — 36 27 — 14 Шеллак светлый Шеллак темный Копал спирторастворимый . . . Сандарак Скипидар Основные требования, предъявляемые к литографским лакам, сводятся к тому, чтобы они не впитывались в бумагу и давали блестящую, красивую поверхность. Лак шеллачный мутный >не фильтруется, а пропускается через редкую медную сетку для удаления механических примесей. Лаки на основе карбинольной смолы Для «производства спиртовых лаков применяют новый вид пленкообразующих веществ — карбинольную смолу. Лаки на ее основе представляют собой 50%-ный раствор карбинольной смолы в смеси этилцеллозольва, этилового спирта и дибутил- фталата и применяется в качестве мебельного спиртового лака. Карбинольная смола получается в результате реакции соїпо- лимеризации диметилэтинилвинилкарбинола с метил- и бутил- метакрилатом в среде растворителя (целлозольва) в присутствии перекиси бензоила. По внешнему виду карбиноль»ная смола представляет собой вязкую жидкость желтоватого цвета. Приводим рецептуру приготовления карбинольной смолы (в %): Диметилэтинилвинилкарбинол 5 Метилметакрилат 22,5 Бутил метакрилат 22,5 Этилцеллозольв 25,0 Спирт этиловый 20,0 Дибутилфталат 5,0 Перекись бензоила добавляется в количестве 1,5% от веса мономеров. Технологический процесс производства карбинольной смолы- осуществляется следующим образом.
В реактор сначала загружают но 80% от всего количества метилметакрилата и бутилметакрилата, участвующих в реакции, 40% от всего количества этилцеллозольва, участвующего в реакции, и все количество перекиси бензоила. Эту смесь перемешивают в реакторе (допускается нагрев до 30°) до получения однородной массы, т. е. до полного растворения перекиси бензоила. После этого в реактор загружают другую часть компонентов: диіметіилзтаніилвіиінилкаїрбіи'нол їй остальное количество метилметакрилата, бутилметакрилата и этилцеллозольва. Загрузка производится постепенно (приблизительно 13% веса смеси в час). Реакция" »полимеризации продолжается 8 час. при температуре 90—92°. По окончании «полимеризации непрореагировав- шую часть мономеров (около 10% смеси) отгоняют под вакуумом D00—600 мм рт. ст.) при температуре 80—100°. После отгонки не вступивших в реакцию мономеров в реактор при работающей мешалке загружают этилцеллозольв (в количестве, равном по весу отогнанным продуктам) и дибутил- фталат E% от общего веса смеси). Сухой остаток в готовой смоле должен составлять 46—50%; 23—25%-'НЫй раствор смолы в смеси этилового спирта и этилцеллозольва по вискозиметру ВЗ-4 при температуре 20° должен иметь вязкость 10—30 сек. Смола должна полностью растворяться в этиловом апирте. Перхлорвиниловые лаки В отечественной лакокрасочной промышленности как для внутренних, так и для наружных покрытий широко применяют летучие лаки на основе перхлорвиниловых смол. Пленки этих лаков отличаются атмосферостойкостью (до 5—7 лет), водостойкостью, стойкостью к различным химическим соединениям (кислотам, щелочам, растворам солей, газам), а также негорючестью. Перхлорвиниловые лаки пластифицируют дибутилфталатом, трикрезилфосфатом, соволом и др. пластификаторами. Для изготовления химически стойких эмалей на основе перхлорвиниловых смол применяют различные 'пигменты: двуокись титана, графит, свинцовый сурик и „тяжелый шпат. К недостаткам перхлорвиниловых лаков следует отнести плохую адгезию (прилипание) к поверхности. Для повышения адгезии к перхлорвиниловым лакам добавляют другие синтетические смолы, главным образом глифталевые, модифицированные жирньши кислотами растительных масел. В последнее время для повышения твердости и адгезии лака в перхлорвиниловые смолы начали вводить также іплавлен'ньїй янтарь. Перхлорвиниловые лаки изготовляют следующим образом. 138
В герметически закрытый метатель, снабженный 'паровой рубашкой, вводят растворитель (бутилацетат, зтилацетат, ацетон, дихлорэтан, толуол или ксилол), который подогревают паром до 50—60°; затем в мешатель засыпают іперхлорвиниловую смолу и содержимое размешивают до полного растворения смолы (обычно в течение часа). После этого в рубашку метателя подают холодную воду и раствор охлаждают до 20—25°; в охлажденный раствор добавляют пластификатор и смолу. Полученный лак перекачивают в бак для отстаивания F—10 час). Перхлорвиниловые лаки изготовляют как из сухих смол, так и из хлорбензольных 'концентратов. Лаки, приготовленные на концентратах, ;нельзя рекомендовать для наїнесеиия на -металл, так как концентраты почти всегда содержат следы соляной кислоты. Полиуретановые лаки Поліиуретано'вьіе лаки являются новым видом пленкообразующих веществ. Для изготовления этих лаков применяют полимерные вещества, известные иод названием полиуретанов. Последние образуются в результате сложной химической реакции между іполифунюциональньши изоцианатами* и соединениями, содержащими свободные гидроксшшные группы. Полиуретановые лаки изготовляют непосредственно перед употреблением іпутем смешения растворов исходных компонентов. Образование полиуретанов происходит в пленке после на- кесения лака на поверхность. В качестве растворителей применяют циклогексаном, ацетон, -метилзтилкетон, этилдцетат, бутилацетат; .использование спирта исключается вследствие ухудшения свойств покрытия. Для удешевления лака в состав растворителей можно вводить в небольших количествах толуол, ксилол, хлорбензол. При введении в состав полиуретановых лаков других синтетических смол лаковые 'пленки приобретают различные специальные свойства. Так, для повышения атмосферостойкости пленок в состав лака рекомендуется вводить алкидные смолы, для повышения химической стойкости (в частности, к щело- чам) — ксилол-формальдегидные или циклогексанонформаль- дегидные. Для пигментирования птолиурета-новых лаков можно применять такие пигменты, как двуокись титана, литопон, окись железа, алюминиевую пудру, сажу, ультрамарин и др. Обязательным требованием при производстве іполиуретановьих лаков и эмалей является отсутствие влаги в применяемых растворителях и пигментах. * Изоцианаты представляют собой соединения, содержащие реакцион- носпособную группу — N = C = O. Если этих ігруїш несколько, изоцианаты называются полифункцио'нальными. 139
Покрытия, полученные при нанесении полиуретановых лаков и эмалей, отличаются высокой адгезией к самым разнообразным материалам, эластичностью, »прочностью на истирание, твердостью и др. свойствами. Полиуретановые покрытия можно эксплуатировать при повышенны« температурах (до 200°). На основе полиуретанов можно получить различные пленкообразующие материалы: антикоррозийные покрытия для разнообразной аппаратуры химических заводов, электроизоляционные покрытия, ла>ки для всевозможных изделий из дерева (лыжи, лодки, »паркетные плиты и др.) и т. «п.
Глава XIII ПРОИЗВОДСТВО ЛАКОВ НА ОСНОВЕ ЭФИРОВ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ Лаки на основе эфиров целлюлозы относятся к группе так называемых летучих лаков, образующих in ленку в результате улетучивания растворителя. Нитролаки представляют собой 'прозрачные, бесцветные или окрашенные органическими 'Красителями растворы нитроцеллюлозы, смол и пластификаторов. Появление этих лакскв дало 'возможность удовлетворить опрос на быстросохнущие ираскя со стороны такой (важной отрасли »промышленности, как автомобильная. Основным преимуществом нитролаков »перед другими является способность их высыхать настолько быстро, что уже через 15—20 мин. іпосле нанесения первого слоя лака можно наносить второй слой. Быстрое высыхание нитролаков связано с улетучиванием растворителей; 'при этом на .поверхности образуется твердая блестящая пленка нитроцеллюлозы, не подверженная химическим' изменениям, происходящим в пленке масляного лака. Лаки на основе эфиров целлюлозы по сравнению с масляными лаками характеризуются следующими положительными свойствами: они быстро высыхают, их можно наносить на поверхность распылением, а также »полировать, они отличаются стойкостью «'действию влаги, высокой механической прочностью. Масляные лаки имеют свои преимущества: ани дешевле, более стойки к атмосферным влияниям, менее огнеопасны» и имеют менее резкий запах растворителей. Свойства нитролака в основном зависят от качества нитроцеллюлозы. Установлено, что вязкость нитроцеллюлозы влияет на механические свойства получаемой лаковой пленки. Высоковязкие нитроцеллюлозы образуют пленки с большой механической »прочностью. Эти пленки лучше выдерживают растяжение и удар, более тверды и труднее разрываются, чем пленки низ'ковязкой нитроцеллюлозы. Кроме того, пленки высоковязких нитроцеллюлоз более светостойки. Однако применение нитроцеллюлозы с высокой вязкостью ограничивается тем, что из нее можно получить лаки с очень небольшим содержанием нитроцеллюлозы. Такие лаки дают 141
при нанесении черзвьичаино тонкую .пленку, и для получения шо- крытия надлежащей толщины приходится наносить много слоев. В результате расходуется мчюго лака и растворителя и стоимость покрытия повышается. Прій применении яизковязких 'Нитроцеллюлоз содержание их в лаке можно значительно увеличить, но механические свойства .пленки резко снижаются. По- этому їв производстве обычно .применяют смесь низко- и высоко© я эких »нитроцеллюлоз. При составлении рецептур следует иметь в виду, что один и тот же лак в зависимости от применяемых методов нанесения на поверхность (окунанием, пульверизацией или кистью) обладает различными свойствами. При пульверизации лак ложится на окрашиваемую поверхность ровным слоем, его не нужда разравнивать. Чем быстрее он высохнет, тем лучше. Лаки для кисти должны содержать более медленно испаряющийся растворитель, ицаче лакировщик не успеет его разровнять и на поверхности останутся штрихи от кисти. Лаки для о'кунания и для кисти имеют большую вязкость, чем лаки для пульверизации. Лаки на основе эфиров целлюлозы нашли широкое применение в автомобилестроении, самолетостроении, при окраске мебели, в производстве искусственной кожи, клеенки, карандашей и других изделий. Лаки состоят из двух основных частей: летучей части (растворители и разбавители) и нелетучей части (эфир целлюлозы, смолы и пластификаторы). Количественный и качественный состав нелетучей и летучей частей оказывает большое влияние на качество получаемой лаковой пленки. Растворители и разбавители Летучая часть нитролака состоит из растворителя и разбавителя. В качестве растворителей нитроцеллюлозы »применяют главным образом ацетон, этила>цетат, бутилацетат и амилацетат. Разбавителями служат такие вещества, как беїнзол, толуол, спирты, которые 'вводят в состав нитролака для его удешевления. Растворитель для нитроцеллюлозы должен хорошо растворять ее, быть нейтральным и неядовитым, не содержать воды и иметь возможно более слабый запах. Разные растворители при одном и том же содержании нитроцеллюлозы в растворе дают растворы различной вязкости. Наибольший интерес представляет растворитель, образующий раствор с меньшей вязкостью. При оценке и выборе растворителя принимаются во внимание скорость и полнота его испарения, а также способность сме- 142
шиваться с другими растворителями. Кроме того, важное значение имеет способность растворителя допускать введение в лак наибольшего количества разбавителя, не вывывая при этом выпадения нитроцеллюлозы из раствора. Правильный подбор растворителей имеет большое значение для «получения высококачественной пленки. Растворители не должны обладать слишком большой летучестью. Слишком быстрое улетучивание из пленки растворителя (например, ацетона) вызывает пябеление пленки, так как происходит охлаждение окрашенной поверхности и влага воздуха оседает на ней в виде росы; при этом из раствора выпадают нерастворимые в воде нитроцеллюлоза и смолы и на пленке образуются іпятна. Поэтому в состав растворителей, наряду с быстроиспаряющимися растворителями (например, ацетон), вводят медленнее испаряющиеся растворители (например, бутил- ацетат). Растворители должны быть так подобраны, чтобы они испарялись постепенно. Как правило, обычно применяется смесь нескольких растворителей. При составлении смеси растворителей и разбавителей крайне важно так подобрать смесь, чтобы растворители испарялись в последнюю очередь. Кроме того, испаряющийся последний по счету растворитель должен хорошо растворять не только нитроцеллюлозу, но также смолы и пластификаторы, входящие в состав лака. Если в последнюю очередь будет улетучиваться не. растворитель, а разбавитель, пленка побелеет, получится неровной, пористой и непрочной вследствие выпадения нитроцеллюлозы и смол из лака. Разбавители должны хорошо смешиваться с растворителями, и чем больше можно прибавить разбавителя к лаку, тем лучше. Однако следует учитывать то обстоятельство, что при прибавлении больших количеств разбавителя к лаку может начаться выпадение нитроцеллюлозы из раствора (коагуляция). Поэтому разбавители можно вводить в состав лака только до известного предела, определяемого числом разбавления. Числом разбавления, или пределом наполнения (число коагуляции), называют то количество разбавителя, которое можно 'прилить к раствору нитроцеллюлозы! до начала ее выпадения. Число коагуляции для каждого разбавителя по отношению к любому растворителю устанавливают опытным путем. Это число выражают в кубических сантиметрах разбавителя, которое -необходимо прибавить, чтобы вызвать выпадение нитроцеллюлозы из одного кубического сантиметра растворителя, содержащего определенное количество нитроцеллюлозы. Для определения числа разбавления в колбу наливают 50 смъ раствора нитроцеллюлозы в растворителе и из бюретки приливают разбавитель до появления неисчезающей мути, что 143
указывает на начавшееся вьшадение нитроцеллюлозы. Замечают, сколько кубических сантиметров разбавителя израсходовано до появления мути, и делят это число на число кубических сантиметров растворителя, взятого для растворения нитроцеллюлозы. Чем выше число коагуляции, тем больше разбавителя можно вводить в раствор лака. Практически необходимо для каждого сорта нитролака проверять количество возможной добавки разбавителя. Следует помнить, что число разбавления сильно колеблется в зависимости от содержания (концентрации) в растворе нитроцеллюлозы и от свойств растворителей я разбавителей. Чем больше содержится в растворе ^нитроцеллюлозы, тем меньше можно ввести разбавителя. Смолы Нитролаки, приготовленные на основе только нитроцеллюлозы, содержат небольшое количество пленкообразователя (всего 7—12% нитроцеллюлозы). Такие лаки образуют »при нанесении на поверхность очень тонкую »пленку, плохо прилипающую к лакируемой поверхности. Для увеличения содержания пленкообразующего вещества в нитролаке, улучшения прили- паемости к поверхности и повышения блеска »пленки в нитролаки вводят смоль». В зависимости от качества и количества добавляемой смолы меняются свойства лаковой пленки. Введение большого количества »смолы вызывает хрупкость пленки — она становится менее растяжимой, однако іприлипаемость пленки увеличивается и блеск повышается. Добавка смол, повышая общее содержание »пленкообразующего в лаке, почти не изменяет вязкости лака, что важно при нанесении его на поверхность. Большое применение в производстве нитролаков имеет глицериновый эфир канифоли (эфир гарпиуса). Эта смола хорошо совмещается с нитроцеллюлозой и растворяется .в растворителях, входящих в состав нитролака. Широко применяют в нитролаках также искусственные смолы, їв частности глифталевые — резиловые смолы, .приготовленные из глицерина, фталевого ангидрида и жирных кислот касторового масла. Эти смолы в нитролаках одновременно играют роль смолы и пластификатора, поэтому их вводят в большем количестве, чем другие смолы. Они придают нитролаковой пленке »прочность, светостойкость и стойкость к атмосферным влияниям. Из феноло-альдегидных смол наибольшее применение в нитролаках нашли альбертоли, которые хорошо растворяются в растворителях нитролаков и совмещаются с нитроцеллюлозой. Недостатком этого типа смол является темная окраска и сильное желтение лаковой пленки. 144
Мочевине- и меламино-формальдегидные смолы» хорошо растворяются в растворителях, применяемых в производстве нитролаков, хорошо совмещаются с нитроцеллюлозой -и улучшают светостойкость пленки. Кроме того, в нитролаках применяются разнообразные комбинации мочевинных смол с глифталями и феноло-альдегидными смолами. Пластификаторы Пленки из чистой нитроцеллюлозы обладают хрупкостью. Для уменьшения хрупкости и увеличения гибкости пленки к раствору нитроцеллюлозы обычно добавляют (пластификаторы. Введение в нитролаки пластификаторов повышает эластичность пленки, увеличивает способность пленки к растяжению, понижает склонность ее к набуханию, улучшает ее светостойкость и стойкость к атмосферным воздейсівиям, снижает ее горючесть. Вместе с тем пластификаторы! понижают твердость нитро'пленки и прочность на разрыв. Некоторые пластификаторы (дибутилфталат и трикрезил- фоофат) хорошо растворяют нитроцеллюлозу и смешиваются с растворителями. Такие пластификаторы, как касторовое масло, не растворяют нитроцеллюлозы, но и не осаждают ее из растворов. Пластификаторы не должны улетучиваться из «пленки. Большинство пластификаторов (касторовое масло, трикре- зилфосфат, дибутилфталат) оказывает незначительное влияние на понижение вязкости нитролака. Только при прибавлении пластификатора в количестве более 50% по отношению к нитроцеллюлозе вязкость начинает значительно снижаться. Количество пластификатора зависит от целевого назначения лака и колеблется от 25 до 150% по отношению к нитроцеллюлозе. Наїприімер, для лаїкоїв ло металлу »и дереву іпри (Нормальном содержании (смолы (не более 50% от нитроцеллюлозы) требуется 25—40% (пластификатора от количества сухой (нитроцеллюлозы. В лаїки для можи и бумага добавляют большее »количество пластификатора (SO—150% на сухую нитроцеллюлозу). При введении іпластифиікатороів в количестве1 более 80% следует применять омесъ их, так как в противном случае пленка' будет иметь слабый отлип. Производство нитролаков Процесс производства нитролаков отличается простотой и для его »проведения «е требуется громозкая .и дорогая ашаїра- тура. Основными операциями являются: а) растворение нитроцеллюлозы и смол и 'б) очистка лаковых растворов. При приготовлении нитролаков »применяют три способа растворения нитроцеллюлозы: 10—1659 ' 145
1. В мешатель заливают смесь растворителей, затем добавляют нитроцеллюлозу. После растворения нитроцеллюлозы добавляют разбавитель, затем смолу и пластификаторы (смолу лучше прибавлять предварительно растворенную в разбавителе). Этот способ может быть применен при большом содержании растворителей в лаке. Недостатком способа является частичное вьипадение нитроцеллюлозы, происходящее при недостаточно сильном размешивании »во время подачи разбавителей. Для полного растворения выпавших комков нитроцеллюлозы требуется добавочное размешивание. 2. В мешатель заливают сначала разбавитель, включают мешалку и засыпают постепенно нитроцеллюлозу. Нитроцеллюлоза набухает в разбавителе. Набухшая нитроцеллюлоза при добавлении растворителей растворяется скорее. Одновременно загружают смолу. Этот способ считается более рациональным и производительным по сравнению с первым и »поэтому »применяется почти на всех предприятиях. 3. Одновременно заливают смесь растворителей и разбавителей, затем при работающей мешалке загружают нитроцеллюлозу и смолу. Этот способ приближается ко второму, но менее 'производителен и его применяют при «получении лаков с большой вязкостью. Повышение температуры до 40—50° ускоряет процесс растворения нитроцеллюлозы и смолы в 2—3 раза. Емкость мешателей колеблется от 1000 до 5000 л. При установке мешателей большего объема для усиления размешивания и выравнивания раствора" нитроцеллюлозы! используют циркуляционные насосы, которые забирают жидкость со дна меша- теля и подают ее наверх. .Средняя продолжительность работы мешателя при растворении нитроцеллюлозы составляет 6—10 час. Для приготовления густых лаков (стабилин, мастика) применяют герметически закрывающиеся горизонтальные мешате- Л!и с двумя івалами и опрокидывающимся корытом (см. стр. 156). Размешивание всех загруженных составных частей ведут да получения однородного по внешнему виду раствора, не содержащего отдельных комков нитроцеллюлозы. Полноту растворения нитроцеллюлозы определяют по вязкости полученного рас- ^ твора. Если вязкость раствора по трем последним пробам, отби- * раемым через каждые 30 мин., отличается не более чем на 3—5 сек., то считается, что растворение закончено и лаковая основа готова. После растворения всех составных частей, когда вязкость больше не меняется, приступают к постановке лака на тиіп. Как указывалось выше, постановка лака на тип имеет целью выпуск стандартной »продукции. Основным показателем, который проверяется в мешателе после растворения «итроцеллюло- 146
зы и других составных частей, является вязкость. Она должна строго соответствовать вязкости, установленной' регламентом для данного сорта лака. N Если вязкость выше требуемой, лак разбавляют смесью растворителей и разбавителей согласно рецепту, тщательно размешивают раствор и снова проверяют вязкость. При (получении вязкости раствора ниже требуемой к лаку добавляют определенное количество тщательно размельченной нитроцеллюлозы, смолы и пластификатора. После добавления указанных материалов содержимое мешателя хорошо размешивают и проверяют вязкость раствора. После получения нужной вязкости лак очищают от механических примесец. Для очистки лака применяют центрифугирование, фильтрацию и отстаивание. Низковязкие лаки »пропускают через, фильтр, где фильтрующим слоем является слой асбеста. Производительность таких фильтров невелика. Отстаивание—наиболее простой способ, но в то же время наименее іпраизвоідїительїньїй, та« как требуется много времени (иногда несколько месяцев) и много места. Этот способ редко применяется в производстве. Наиболее распространенным способом очистки является центрифугирование, при котором применяются суперцентрифуги со скоростью вращения 15000—20 000 об/мин. Центрифуги обычно установлены в отдельном помещении и лак »подается в них непрерывно. Скорость подачи нитролака в центрифугу зависит от его вязкости и температуры. С повышением вязкости лака производительность центрифуги падает; повышение температуры л'ака увеличивает производительность центрифуги. Производительность центрифуги зависит также от ее чистоты. Центрифугу необходимо своевременно очищать от грязи и следить, чтобы на ее частях не оставалось'высохших нитропленок, которые при трении легко могут загореться. Очищенный от примесей ла-к из центрифуги »поступает в отстойники и после проверки отделом технического контроля разливается в тару. В производстве нитролаков особое внимание должно быть обращено на хранение исходных материалов. Хранение нитроцеллюлозы. Нитроцеллюлоза очень огнеопасна и взрывоопасна. Поэтому склад нитроцеллюлозы должен 'быть удален от всех цехов не менее чем на 100 м. Хранилище »нитроцеллюлозы следует строить из железобетона или кирпича, лучше одноэтажным, »причем оно должно состоять из ряда камер, отделенных друг от друга брандмауэрной стеной. Верхнее перекрытие должно быть легким, отопление — паровое или водяное. В каждой камере можно хранить не более чем 1—1,5 т нитроцеллюлозы. Нитроцеллюлоза поступает на завод в одинкованнык ящи- 10* 147
ках или бочках с герметичной упаковкой. Загрузка нитроцеллюлозы в мешатель должна быть рассчитана так, чтобы ни в цехе, ни на складе не осталось остатков4-ее в открытых ящиках. ЯЩИКИ ИЛИ бОЧ;КИ С НИТрО- целлюлозой должны укладывайся в один ряд; складывать их друг ш друга ле разрешается. Ящики нужіцо время от времени переворачивать, чтобы нитроцеллюлоза все ©ремя оставалась смоченной спиртом; хорошо упакованная и увлажненная спиртом нитроцеллюлоза менее опасна при хранении, чем сухая. Освещение рекомендуется естественное, но окна должны быть защищены от прямого солнечного света. Замки на дверях и инструменты следует применять медные или брон- зовые, чтобы іпри ударе не .получалась искра. Хранение и подача растворителей и разбавителей. Многие растворители и разбавители взрыве- и огнеопасны и поэтому Tip ебуется соблюдение специальных мер предосторожности. Склады, где хранятся эти вещества, должны быть' удалены от рабочих помещений. -арУть-У^и п * ё5 Как оравило, растворители ІУ Г^ Д ? °1 и разбавители нужно хранить в подземных хранилищах и передавать в рабочее помещение по трубопроводам через особые мерники. Каждый тип растворителя необходимо хранить в специальной цистерне в атмосфере азота или углекислого газа. Передача растворителя из ци- CDJ її ET Я и стерін в мерники производится вод давлением этих газов. Трубопроводы и резервуары, через которые подаются растворители, следует заземлять.
Бензол нужнее хранить в теплых помещениях, так как на холоду* он замерзает. При отогрева-нии бензола необходимо принимать особые меры предосторожности, так как образующиеся пары бензола могут взорваться. Нитролаки служат в* основном для приготовления нитрокрасок и'нитроэмалей. Общая типовая схема производства этих материалов приводится ниже. Типовая схема производства нитролаков и нитроэмалевых красок (рис. 14). Растворитель или разбавитель из цистерны / давлением инертного газа подается в мерник 2, из которого самотеком поступает їв аппарат 3 »с мешалкой для растворения нитроцеллюлозы. В этот аппарат загружают нитроцеллюлозу и другие материалы, входящие в состав лака. После растворения нитроцеллюлозы лак центрифугируется на суперцентрифуге 4, из которой поступает в приемный бак 5 для готового нитролака, откуда может направляться на розлив. Если jjaK »поступает для 'изготовления нитроэмалевых красой (см. ютр. 170), то из бака 5 насосом 6 он (перекачивается в напорный бак 7. Из напорного бака нитролак самотеком поступает в смеситель 10, где смешивается с красочной пастой, 'поступающей при помощи насоса 9 из соответствующих шаровых мельниц 8. Число шаровых мельниц и смесителей устанавливают по числу колеров (цветов). Из смесителя 10 полученные нитроэмали (одноцветные) после центрифуги 11 через приемный бак 12 насосом 13 перекачиваются в баки 14 для хранения одноколерных нитроэмалей. Подгонка сложного колера нитроэмали 'производится в аіппарате 15 для подгонки сложных колеров. Этот аппарат установлен на весах 16 для дозировки одноцветных нитроэмалей по весу. Готовая нитроэмаль самотеком из аппарата 15 разливается в тару 17. . Шаровая мельница 5 может быть заменена краскотерочной машиной. Вся установка (аппараты и трубопроводы) работает под давлением иінертіного газа (іазота іили углекислого). Ме- шатели (аппараты для размешивания) должны быть герметически закрыты, чтобы летучие растворители не иапарялись. Крышка снабжена лазами для загрузки нитроцеллюлозы и смолы. Аппараты оборудованы мешалками, иногда подогревательными приспособлениями (змеевики, іпаровьпе рубашки). Меша- тели бывают вертикальные и горизонтальные. Последние применяются главным образом для приготовления густых, вязких клеев и мастик. Мешатели делают обычно конусные, снабженные у дна широким краном для выпуска лака. Нитроцеллюлоза и смолы загружаются через отверстия в крышке, а растворители и разбавители заливаются по трубам через мерники. Перед загрузкой реагентов необходимо проверить: 1) чистоту мешателя, 2) исправность всех іподводящих и отводящих трубопроводов, 3) исправность спускньпх и пробных краноэ, 149
4) смазку подшипников и передаточных шестерен. Только после тщательной (проверки мешателя приступают к его загрузке. На трубопроводах у мешателей необходимо устраивать матерчатые фильтры для задержки механических примесей. Смолы вводят в лак в виде растворов или в твердом виде. В последнем случае смолу предварительно разбивают на мелкие куски. При введении раствора смолы соответственно уменьшают количество подаваемого из мерников растворителя, входящего в рецептуру летучей части нитролака. Нитроцеллюлозу, вынимаемую из бочек или ящиков, разрыхляют вручную специальными лопатками из бронзы и постепенно загружают в мешатёль. Контроль производства Контроль производства нитролаков ведется по отдельным операциям. Контроль качества сырья. Все поступающее на загрузку сырье должно (подвергаться анализу и иметь паспорт заводской лаборатории. Мастер или начальник смены обязаньи внимательно просмотреть паспорта анализов и установить, соответствует ли поступившее в цех сырье техническим условиям, изложенным в регламенте. Если присланный анализ показывает, что поступившее сырье не соответствует техническим условиям, мастер обязан (поставить об этом в известность начальника цеха и получить от него соответствующие указания. При анализе сырья определяют: 1) вязкость (высоко- или низковязкая) нитроцеллюлозы, оолноту ее растворимости и стабильность, а также содержание в ней спирта; 2) температуру плавления, растворимость и кислотность смол; 3) летучесть, кислотность и удельный вес пластификаторов; 4) удельный вес, показатель преломления, температуру кипения, скорость испарения, кислотное число и число омыления растворителей и разбавителей. Контроль процесса приготовления нитролака. При растворении нитроцеллюлозы (периодически отбирают из мешателя пробу раствора и мастер проверяет в ней оолноту растворения 'Нитроцеллюлозы и ісмол, а также вязкость полученных растворов. Если две-три последние пробы, взятые через полчаса одна за другой, покажут полное растворение нитроцеллюлозы и вязкость в них будет меняться в пределах не более 3—б сек., то растворение считается законченным и лак поступает на центрифугирование или на отстой. Контроль готового нитролака. После центрифугирования, перёд фасовкой, лак »проверяется в цеховой лаборатории на чисто- 150
ту, вязкость, 'кисл-отноеть и содержание сухого остатка. Полученные данные сравнивают с техническими условиями. В случае несоответствия лак »подвергается исправлению. Применение нитролаков Нйтроцеллюлозньге лаки широко применяются в автомобиле- и самолетостроении, в производстве искусственной кожи, в ка- бельїной (промышленности для лакировки !проіводоіВ, для отделки .мебели, (для лаіииіравіки латунных їй алюминиевых деталей различных іпір'иібороїв їй дір. іиаделий. Цапонлаки и нитролаки, применяемые для металлов, представляют собой раствор 5—10%-ной низковязкой нитроцеллюлозы в растворителях. Цапонлаки наносят тонким слоем на полированные (поверхности металлов (серебро, бронза, латунь), чтобы предохранить их от потускнения. Для имитации цветных металлов применяют окрашенные органическим красителем лрозірач-ньїе цапоналки. Так> иаори'мер, жесть, .покрытая цапонлаком, окрашенным желтым красителем — хризоидином, приобретает вид латуни. Иногда для повышения вязкости к цапонлаку прибавляют вьгсоковязкую нитроцеллюлозу. Пленка лака на металлах должна быть очень тонкая. Если металл подвергается атмосферным и механическим воздействиям (штамгпов- ка), применяют нитролаки, которые содержат смолы и пластификаторы (эфир, канифоли, резиловая смола и др.)- Содержание смол в лаке при этом не должно превышать 20—30% от количества нитроцеллюлозы, т. е. на 1 кг нитроцеллюлозы приходится 0,2—0,3 кг смолы и 0,1—0,25 кг пластификатора. Нитролаки для дерева нашли значительное применение в мебельной промышленности благодаря быстроте высыхания, простоте работы, хорошему блеску. Лаки для дерева используют также для лакировки музыкальных инструментов, внутренней отделми іпомещеніий їй для д'рулих целей. Дерево способно шитывать в себя значительную часть лака. Чтобы предупредить это, для заполнения пор дерева применяют грунтовки, содержащие сухую краску. Щели и трещины, имеющиеся на поверхности дерева, заполняют шпаклевкой. " Лаки для дерева содержат большое количество смолы A—1,5 кг на 1 кг нитроцеллюлозы). Для мебельных лаков рекомендуется следующий состав нелетучей части .(в %): . Низковязкая нитроцеллюлоза 20—50 Смола 40—60 Пластификатор 10—15 Из смол 'применяют эфиры канифоли, -резіилсшьіе смолы, аль- бертоли; їв качестве (пластификаторов—KacTqpoBoe масло, д.ибу- тилфталат, тр.икрез!илфосфат. 151
Лаки для кожи должны обладать высокой эластичностью и, как правило, они вовсе не содержат омол или содержат очень небольшое количество резиловых смол. Для придания эластичности в эти лаки вводят большое количество пластификаторов. іНитролалси, применяемые в «производстве обуви (табл. 7), подразделяются на следующие тіиіпьі: ,1) лаки їй »покрывные краски «для лакировки кожи; 2) /клей для проклейки «подошв и 3) состав для іігроіпїитки ткани в обувном производстве. Таблица 7 Типовые рецептуры нитролаков для кожи (вес. ч.) Масти- Лак №1 15 2 2 43 7 20 10 'і 10 0,5 0,5 Лак JVI2 10 8 7 50 10 < 12 — 3 — Клей 12,5 1,1 1,6 10 14 10 31,8 20 — Z — Стаби- лин №1 12 5 12 ___ 23 22 10 16 . — Стаби- лин №2 18 3 9 18 18 4 13 . 9 8 ' — ' — 12 30 15 15 15 Нитроцеллюлоза 15 10 12,5 12 18 22 Касторовое масло Резиловая смола Дибутилфталат . Канифоль Целлулоид Ацетон Этилацетат Бутилацетат Бензол ....... Толуол . Этиловый спирт Бутиловый спирт Смесь спиртов* Триацетин . . . Сажа газовая Индулин (черный краситель) . . . * Получается при гііршзіво'дстіве ацетона ;из древесины и содержит ацетон. Лаки на основе других эфиров целлюлозы — этилцеллюло- зы, бензилцеллюлозы, ацетилцеллюлозы и ацетобутиратцеллю- лозы имеют сравнительно ограниченное применение. Наибольшее значение из этих лаков -нашля бензил целлюлозные и этилцеллюлознью (аэролаки, изоляционные лаки).
Глава XIV ПРОИЗВОДСТВО КРАСОК Лакокрасочная продукция в основном .применяется в виде так называемых красок, тертых на масле, и красок, тертых на лаках. Большинство пигментов (сухих красок) подвергается растиранию с пленкообразующими веществами (олифой, маслами). Густые пасты, оолучаемыё путем растирания на краскоте- рочных машинах іпигментов с маслом или ол.ифой, называются м а с л я л ы м и к р а -с к а м и. Перед применением эти густые пасты разводят олифой или заменителями олифы до необходимого для (работы жидкого состояния. Пигменты, тертые на лаках, называются їв практике эмалевыми .красками; их получают растиранием .пигментов со специально приготовленными лаками. Название эмалевых им дано потому, что при высыхании они образуют твердый блестящий слой с высоким глянцем, напоминающим эмаль. В зависимое™ от пленкообразующего вещества получаются: зміалевьіе кзраюии (на масляных лаках), штроэма- ли (на лаках из зфиіров целлюлозы) и ширтоэмали (.на шяр- товьгх лаках). Эмалевые краски выпускают готовыми к употреблению. Пигменты для растира должны быть предварительно хорошо размолоты и не содержать крупных частиц. Тонкость размола пигментов оказывает очень большое влияние на качество лакокрасочных покрытий. Чем тоньше размолот іпигмент, тем лучше его кроющая апособность (укрывистость) и яркость.. Эмали и краски, содержащие тонко измельченные пигменты, дают блестящие покрытия, отличающиеся повышенной механической прочностью. Пигмент не состоит из отдельных частиц с ровной свободной поверхностью, а представляет собой агломерат (комплекс) слипшихся частиц, мельчайшие поры которых іпоглотили воздух и влагу. При ірастиіраінии іпилмєнфоів с іпленікоабразующиім веществом требуется не только тщательное разрушение агломератов — разъединение слипшихся частиц и их равномерное распределение в пленкообразующем веществе, но и хорошее смачивание «последним частиц пигмента. Полиое смачивание частиц іпигмен- 153
та наступает тогда; ікогда івоздух їй 'влага «совершенно вытесняются 'из (пор «пленкообразующим (веществом. Бели ттри »растирании красок (даж-е при применении пигмента высокой степени измельчения) не .получилось (полного смачиїваїния всех 'частиц, то таїкая тертая краска отличается »плохим розливом и плохо защищает металл от 'коррозии. Маслоемкость Большое значение в производстве красок имеет правильное соотношение пигмента и связующего вещества (олифы,#лаки). При іполучении масляных и эмалевых красок было „замечено, что различные пигменты отличаются друг от друга »по количеству пленкообразующего вещества, необходимого для получения эмали или краски. Например, для получения краски, тертой на саже, требуется в 15 раз больше пленкообразующего вещества, чем для получения краски, тертой на свинцовых белилах. Как уже указывалось, маслоемкостью (лакоемкостью) называется количество масла, приходящееся на 100 г сухого пигмента. Различают два рода маслоемкости: Маслоемкость первого рода, характеризующаяся количёством^сырого льняного масла, которое труебуется, чтобы перевести данный »пигмент из сьшучего состояния в тестообразное. Мас? о емкость второго рода, характеризующаяся количеством сырого льняного масла, которое требуется для пе- ревдда краски в таїіїое состояние, чтобы ее можно было наносить кистью на окрашиваемую поверхность. Маслоемкость первого рода служит важным показателем качества и стандартности пигментов и у различны« Пигментов колеблется в очень больших пределах. Для получения, например, густотертых красок (маслоемкость первого рода) маслоемкость колеблется от 9% (белила свинцовые, сурик свинцовый) до 50% (сажа), а для красок, готовых к употреблению (маслоемкость второго рода), — от 22 до 90%. Маслоемкость одного и того же (пипмента 'колеблется в зависимости от степени измельчения пигмента (чем больше величина частиц, тем меньше маслоемкость); удельного веса пигмента (чем больше удельный вес пигмеита, тем меньше маслоем'кость); сіікюоб- ности пленкообразующего смачивать частицы пигмента. Возможные колебания маслоемкости, приводящие к изменению расхода масла, вызывают необходимость предварительного испытания каждой новой партии »пигмента на маслоемкость. Снижение імаслоемкости при одновременном снижении расхода масла можио получить искусственным путем, а именно — 154
введением є пигмент различных веществ, способствующих усилению смачивания пигмента пленікообразователем; к числу таких веществ относится, например, контакт Петрова. Загустевание красок Густотертые масляные !и эмалевые краски при хранении часто сильно загустевают и вязкость их повышается. Загустевание иногда бывает таким значительным, что к'раска tfpe- вращается в желатинообразную массу и становится непригодной к употреблению. Это происходит потому, что пигмент и пленкообразующее вещество вступают между собой в реакцию й образуют новые соединения. Нельзя, например, хранить цй>н- ковые и ^свинцовые белила, растертые .с прогорклой олифой или маслом, а таїкже с лаками, содержащими много свободных кислот (высокое ікислотное число). На загустевание красок большое влияние оказывают способ переработки (полимеризация, оксидация) и вязкость масел. Краски, изготовленные на оксидированных или полимери- зованных маслах с большой вязкостью, загустевают быстрее, чем краски, изготовленные на маслах с малрй вязкостью. Наибольшее загустевавие наблюдается в случае применения поли- меризованного древесного масла с большой вязкостью. Краски, изготовленные на оксидированных маслах, загустевают быстрее, чем краски, изготовленные на полимеризшанных маслах. Особенно быстро идет процесс загустевашя красок, изготовленных на лаках с высоким кислотным числом. * Доступ воздуха к краске (при плохой упаковке) приводит к образованию пленки на поверхности и ускоряет загустевание. Для производства масляных и эмалевых красок применяют естественные (охра, сурик) и искусственные пигменты (белила, крон). При (выборе пигментов для приготовления тертых красок следует учитывать свойства 'пигментов и свойства связующих. Так, например, цинковые белила нельзя растирать с лаками или маслами, имеющими высокое кислотное число (глифталевые лаки), так как при этом образуются цинковые мыла, (вызывающие загустевание краски. Для приготовления эмалевых красок, как правило, следует применять высшие сорта пигментов, обладающие наиболее высокой кроющей способностью, высокой степенью размола и стойкостью к свету. Пигменты не должны растворяться в маслах и лаках и содержать водорастворимые соли (хлористый цинк, сернокислый цинк). Присутствие последних часто вызывает резкое загустевание масляных и эмалевых красок. Степень размола и удельный вес пигмента оказывают влияние на скорость оседания его -в эмалевых красках. Кроме того, имеет значение и вязкость пленкообразователя: в более вязких пленкообразователях оседание идет медленнее. 155
Масляные краски (краски, тертые на масле) Производство масляных красок широко распространено. Процесс приготовления красок, тертых на масле, включает две основные операции: 1) лрубое размешивание іпипмента с маслом или олифой в мешателе; 2) тщательное растирание полученной смеси на краскоте- рочных машинах*. В 'Краскотерочных цехах операции размешивания и перетира производятся в различных помещениях, чтобы пигментная пыль при загрузке в мешатели не попадала в перетираемые краски; кроме этого, мешатели для белых красок отделяют от мешателей для черных и других цветных пигментов. Аппаратура для смешивания связующего с .пигментами довольно разнообразна. Наибольшее распространение получили аппараты, описанные риже. Замесочная машина (мешатель) с двумя валами и опрокидывающимся корытом (рис. 15). Валы с лопастями вращаются в равные стороны с различной скоростью. В некоторых метателях этого типа можно изменять направление вращения, что способствует более быстрому перемешиванию. Для размешивания •красок с лаками, содержащими легколетучие растворители, применяют герметически закрытые смесители, снабженные мешалкой и паровой рубашкой для подогрева краски. Выгрузка пасты из мешателя производится «при работающих лопастях путем опрокидывания «корыта специальным механизмом. Эти мешатели неудобны тем, что при переходе на производство пасты другого цвета приходится очищать лопасти и корыто. Емкость мешателя колеблется от 100 до 1000 л. Длительность перемешивания (включая загрузку и выгрузку), в зависимости от емкости мешателя и типа пасты, колеблется от 1 до 2,5 час. Замесочная машина (мешатель) с поднимающимся валом (рис. 16). Размешивание в этом мешателе производится непосредственно в бачке, в который загружены олифа (итак) и пиг- Рис. 1?ь Замесочная Р машина с двумя валами и опрокидывающимся корытом. * Эта операция в производстве называется пере ти р. [56
мент. При переходе с одного цвета пасты на другой очистка вала и лопастей может быть произведена быстро. Специальное приспособление позволяет поднимать мешалку и менять бачки. Замесочная машина (мешатель) с вращающейся бадейкой (рис. 17). В этом мешателе размешивающий механизм состоит из рычага,N совершающего сложные размешивающие движения. Пигмент с пленкообразующим помещают в бадейку, которая вплотную подвигается к. размешивающему Рис. 16. Мешатель с поднимающимся валом. Рис. 17. Мешатель с вращающейся бадейкой. механизму. В этом »положении шестеренка, находящаяся в нижней части бадейки, сцепляется -с червяком размешивающего механизма. Вследствие этого іпри работе мешателя размешивающие движения рычага совпадают с вращательными движениями бадейки. После замешивания красочная паста поступает для перетира на краскотерочные машины, называемые на практике краскотерками. Краскотерочная машина .состоит из станины, в которой закреплены вращающиеся гранитные или чугунные валки. Количество валков колеблется от 1 до 9. Краскотерки с шестью и девятью валками применяются главным образом для перетира типографских красок. В лакокрасочной промышленности наибольшее распространение получили трехвальные краскотерки (рис. 18), на которых лучше всего перетирать густые и вязкие пасты. Для перетира менее густых и вязких паст для эма- 157
левых красок применяют также двухвалковые и одновалковые краскотерочные машины, снабженные перетирочными брусами. Растирание в трехвалковой краскотерочной машине производится тремя цилиндрическими 'вал'каїміи; <в настоящее івіремя вместо <прашт.ных івалков применяют чугунные. Применение чугунных валков резко повысило производительность ікраскотерок. При трении гранитных валков один о другой поверхность их очень быстро нагревается. Так как мно- гиеу пигменты меняют свои оттенки при нагревании, то приходилось или останаівливать машину4 для охлаждения валков или замедлять ее скорость, что снижало производительность. Рис. 18. Трехвалковая краскотерка. Преимущество чугунных івалкоїв заключается в большей их теплопроводности в сравнении с гранитными. Это позволяет давать чугунным валкам большее число оборотов, не опасаясь разогревания краски. Тепло, образующееся при большем числе Оборотов валков, можно уменьшить, применяя валки с охлаждением. На рис. 19 указан путь движения растираемой красочной пасты от места загрузки до места выхода. Загрузка красочной пасты производится в углубление, образуемое первым и вторым валками, через специальную загрузочную воро.нку, :в которую можно поместить значительное количество красочной пасты. Очень часто вместо загрузочных воронок устанавливают только одни боковые щеки, укрепляемые на специальных планках из полосовой стали. С последнего валка краска снимается ножом, прилегающим к валку плотно по всей длине. Растирание краски обеспечивается тем, что валки вращаются в противоположные 158
Рис. 19. Схема движения краски на валках. ~^. стороны и с разными скоростями: второй івал вращается быстрее первого м третий быстрее второго. Скорость вращения возрастает от заднего валжа к переднему, с которого краска снимается ножом.. Например, если* первый вал делает 10 об/мин., то второй— 18—20 об/мин., а третий 40—43 об/мин. Отношение скоростей валков в краскотерках принимается приблизительно равным 1:2:4. Производительность краскотерочной машины определяется количеством килограммов краски, снимаемым с ножа (машины за 1 час. при однократном іперетире, и зависит от следующих факторов: 1. Размеров валков (длина колеблется в пределах 400— 1000 мм, диаметр — 175— 400 мм). 2.'Числа оборотов іпередне- то валка. Следует иметь в виду, что скорость вращения валіков ограничена, так как пр.и 'Чрезмерном ее увеличении кража с переднего івалка начинает разбрызгиваться и валки сильно разогреваются. Для уменьшения разогревания івалки охлаждают. Предельное чиїсло оборотов обычно колеблется для 'переднего валка (.из чугуна) от 156 до 260 об/мин., для гранитных валков ,от 125 до 130 об/мин. 3. Толщины слоя краски, снимаемой ножом, с переднего івалка. Толщина слоя краски зависит от силы, с которой крайние валки прижаты к среднему валку. Смесь пленкообразующего с пигментом, полученная в мешателе, пропускается через краскотерочную машину несколько раз, причем при каждом последующем пропускании зазор между валками уменьшают. 4. Свойств краски і(удельного веса, размола и т. д.). Ниже приведены данные о влиянии различных пигментов на производительность трехвальцовых краскотерок: Съем краски с переднего валка за 1 час (в кг) Для цинковых белил . . . 5—8 » литопона 3—4 « ультрамарина .... 1,5—2 Для сажи газовой » милори . . 1,0-1,5 0,8—1,2 При изготовлении тертых красок для достижения необходимой степени растра принято следующее число перетиров: для, цинковых белил — 2, для крона — 3, для милори (и сажи — 5—6. Таким образом, наибольшая производительность краско- терочных машин наблюдается при перетире цинковых белил и наименьшая при перетире милори и сажи. В последнем случае, для устранения добавочного обслуживания, применяют многовалковые краскотерочные машины »с б, 6 и 9 валками. 159
Шестивалікоівьіе їй деівятіиіналіковьіе машины представляют собой сдвоенные и строенные трехвалковые машины. Валки расположены в общей станине. Краска, растертая на йервых трех валках, поступает автоматически на следующие три валка и благодаря этому не возникает перегрузки краски. Такое рас- Рис. 20. Шестивалковая краскотерка. положение валков дает экономию места, но затрудняет обслуживание машины, так »как место загрузки расположено высоко (рис. 20 и 21), а место выгрузки — слишком низко. Рис. 21. Девятивалковая краскотерка. 160
В пятивалковых машинах все пять валков представляют одну систему, в которой краска последовательно проходит от одной лары валков к другой. Наиболее удачное расположение валков приведено на рис. 22. В этой краскотерке распределение давлений на валки наиболее благоприятное. Все лятивалшвые машины 'предназначены для леретира полужидких -красок. Одновалковая краскотерочная машина (ріиіс. 23, 24, 25) нашла широкое применение, особенно для изготовления, эмалевых красок. Исггараиие краски -в ^ і од новаліков ой ікр аекотеріке достщ - гается тем, что »краска (перемещается между быстро {вращающимся іваїлішм їй щерешрачньБМ бруском, - Г\Л гу\ іприжатьіім к валку. (/V С/ J Перетирочный брус может быть^ ~^s ' ^ прижат к валку о различной силой (при помощи в-интав. Очень ценным СВОЙСТВОМ ОДНОВаЛКОВОЙ МаШИНЫ Рис* 22- Расположение валков « * в пятивалковои краскотерке. является то, что леретирочныи брус v F задерживает и отделяет разные по- стороінвие іпірїимеои і(ікрупньіе частицы пигмента, волоюнистые (материалы, мусор и т. п.). Одновалковую машину применяют для перетира жидких эмалевых красок и паст для нитрокрасок. В зависимости от назначения машина может работать «как перетирающая или как фильтрующая. Для фильтрации эмалевых красок перетирающий брус устанавливают так, чтобы его рабочая -поверхность образовала с валком щель одинаковой ширины їло всей поверхности. При »прохождении ласты через эту щель частицы пигмента и случайные загрязнения более крупных размеров, чем ширина щели, задерживаются у входа в щель. Чем меньше ширина щели, т. е. чем /плотнее итрижат брус к валку, тем более чистой получается краска. Накопившиеся у входа в щель за- Рис 23. Схема устройства Год- фЯЗНеНИя время ОТ времени ОНИ- мают. Непосредственно за брусом »на- новалковой краскотерочной машины: /-загрузочная воронка; 2-валок; ХОД'ИТСЯ СЪеМОЧНЫЙ »НОЖ И фар- 3—перетирочный брус; 4—штурвал ^ т г винта; 5—-фартук и ножи; 5—станина. ТуК. 11—1659 161
Двухвалковая краскотерочная мащина с перетирачным брусом (рис. 26, 27, 28) имеет следующее устройство. * • Рис. 24. Внешний вид одновалковой краскотерочной машины. Нижний главный валок 3 (Ірис. 26) большого диаметра и верхний валок 1 небольшого диаметра вращаются в противоположных направлениях. Верхний валок вращается внутри загрузочной воронки и все время покрыт перетираемой пастой. К нижнему валку прилегает (перетироч'ный 'брус 4, Паста непрерывно затягивается в зазор между обоими валками и перетирается. Затем она вдавливается «главным нижним валком в щель между 1Н,им и перетирочным брусом 4. Ширина щели между брусом и нижним валком меньше, чем зазор между обоими валками, поэтому не вся паста, іпрошедшая через зазор, Рис. 25. Внешний вид одновалкбвой краско- ^0ЖЄТ ПР0ЙТИ В ЩЄЛЬ П0Д терочной машины с откинутой загрузочной во- -брусом. Часть пасты под- ронкой. нимается верхним вал- 162
ком пот узкому промежутку между ним и поверхностью специального вкладыша 5, изогнутого по форме валка и укрепленного на передней стенке загрузочной воронки, и снова поступает в зазор между Балками для повторного перетира. Частицы пигмента, размеры которых больше ширины щел\я «между брусом и валком, іне »проходят через щель и «возвращаются на повторный перетир jjp тех пор, пока не будет достигнута требуемая степень размельчения. Режим работы на краскотероч- ных машинах.' Перед ч началом работы рабочий-краскотер обязан проверить состояние и исправность всех частей машины: а) чистоту валков и их исправность, б) отсутствие посторонних предметов между валками и величину щели (зазора между валками), в) состояние загрузочной воронкц (если воронка неправильно поставлена и ее боковые края неплотно прижаты к валкам, паста будет сваливаться за торцы валков), г) Ч?правность во- дяїного охлаждения, д) шстояйие •омаэки івсєх частей машины, е) ис- прашойъ устройства для перевода ремля с холостого хода іна рабочий и обратно. После этого рабочий-краскотер пускает в, ход машину и при помощи лопатки (штапеля) начинает накладывать пасту из подвезенного бачка в загрузочную воронку. Регулирование валков одновременно с загрузкой пасты производит специальный регулировщик. Режим работы краскотерки определяется величной щели между валками: чем гуще паста, тем большей должна быть щель. Величину щели регулировщик устанавливает .по опыту (сначала между задним и средним валками). Толщина слоя пасты на валках должна быть равномерной по всей длине валков; неравномерность указывает на неправильность регулирования їй непараллельное расположение валіков. і ' После отрегулирования заднего и среднего валков регулируют передний валок. При этом также необходимо обратить внимание на равномерность расположения пасты по всей длине Рис.|26. Схема устройства двухвалковой краскотерочной машины с перетирочным брусом: /—верхний валок; 2—загрузочная воронка; 5—главный валок; 4—перети- рочный брус; 5—вкЗШдыш; 6-туплот- няющая кромка загрузочной воронки; 7—штурвал винта» регулирующего степень прижима перети- жима ножа к валкам. 163
валков. Иногда неравномерность слоя паоты возникает в результате неравноети .поверхности валіков; в этом случае валки необходимо отремонтировать. Далее, нужно следить за тем, чтобы красочная паста не вываливалась на поддон машины Рис. 27. Внешний вид двухвалковой краскоте- рочной машины с перетирочным брусом. из щелей между валками. Вываливание пасты на .поддон машины указывает на то, что передний валсж прижат к среднему значительно больше, чем к заднему. Хорошо отрегулированная машина покрыта р/ав номерным слоем .краски на всех трех валках, и паста не провіаливает- ся на поддон. После отрегулирования валков регулировщик насаживает съемочный нож, прижиміая I его так, чтобы паста снималась равномерно по всей длине ножа. При сильном разогреве пасты следует отрегулировать подачу воды в валки или ослабить «прижим валков друг к другу. При работе на ікраскотер- Рис. 28. Внешний вид двухвалковой краскотерочной машины с перетирочным брусом и откинутой загрузочной воронкой. ках с перетирочным брусом положение бруаа необходимо регулировать одновременно с валками и следить за равномерностью прижима его -к вал- іку^ При правильно прижатом (брусе и вязкой пасте появляется «валик», т. е. незначительное Скопление пасты; при низковязкой насте образуются «островки». 164
После каждого перетира необходимо зачищать шпателем заднюю стенку бруса и корпус машины; через каждые 6—7 дней брус необходимо снимать с машины и промывать. Краскотер обычно не имеет права регулировать машину. В его обязанности входит загрузка машины пастой, съем пасты шпателем <с ножа и фартука в бочку, съем пасты с краев ножа (на краях ножа обычно паста бывает хуже перетертой и.ее возвращают обратно на перетир). Шпатели для загрузки,пасты и съема пасты с ножа должны, быть разные. Производить обе операции одним и тем же шпателем недопустимо. Для контроля качества перетира< отбирают среднюю пробу пасты и специальным прибором, называемым микрометром, определяют крупность частиц пасты. Испытание готовности перетира можно производить непосредственно у машины. Для этого красочную пасту или пасту, предварительно разведенную олифой, размазьшают тонким слоем на стеклянной пластинке. При хорошо растертой масляной краске не должно быть нерастертых крупинок, а таїкже царапания частиц сухой краски по стеклу. Готовую краску принимает отдел технического контроля (ОТК) согласно техническим условиям. По окончании работы краскотер выключает воду, подаваемую на охлаждение чугунных валков, плавно переводит ремень с рабочего шки^а на холостой, отжимает нож и слегка разводит валки. - - Краскотер обязан сдать машину следующей смене в полной исправности и чистоте. Для- этого он должен очистить ее от пасты, обмыть валки, нож и фартук, тщательно обтереть машину тряпками, смоченными уайт-спиритом, и собрать всю провалившуюся на поддон краску. Приводим примерные рецепты масляных тертых красок (в кг): 1. Белила свинцовые 2. Белила цинковые Белила свинцовые 845 Белила. цинковые 635 Олифа 160 Шпат тяжелый 210 Ультрамарин 1 1005 Олифа 162 1008 3. Литопон 4. Охра Литопон ..." 807 Охра 669 Ультрамарин 1 Олифа 339 Олифа 200 1008 1008 5. Мумия Мумия 775 Олифа . . 230 1005 165
При іработе іна краскотерочных машинах нужно совпадать следующие іпраівиїліа техники безопасности: 1. Все движущиеся части імашиньї і(ішерстерни, іпри«водньіе ремни) долж'ны быть 0-граждены. 2. При -перекла'дьивании, загрузке и снимании пасты шпатель и лапатку 'нужно держать горизонтально, чтобы они не папали между валками. 3. 'При ^ ашпаідіании .в ікраокотеріку посторонних »предметов -нельзя .вынимать (их на ходу, а обязательно следует остановить сначала «машину. 4. Чистку, промывку и ремонт краскотерки производить только после ее остановки. 5. Промасленные тряпки хранить в специальных ящиках. Эмалевые краски (краски, тертые на лаках) Эмалевые краски выпускают различных сортов и они крайне разнообразны по своим свойствам и качеству. Лаки для их изготовления подбирают в зависимости от сорта эмалевой краски и ее целевого назначения. Основными типами эмалевых красрк являются следующие: 1. Эмалевые краски для наружных работ. Эти краски изготовляют обычно на жирных масляных лаках, обладающих стойкостью к атмосферным условиям. Для »производства этого типа эмалевых красок применяют масляные дліки на основе сгущенных масел с эфирами канифоли или другим« смолами, глифталевые, пентафталевые лаки, 'нитролаки. 2. Эмалевые краски для внутренних работ. Эти краски изготовляют <на более тощих масляных лаках, спиртовых и друлих ла;ках. 3. Эмалевые краски различного назначения. Краски этого типа приготовляют на специальных лаках. К ним относятся кислото- и щелочеупорные эмалевые краски, эмалевые краски для изоляции, необрастающие краски (!для окраски подводных частей морских судов) и др. При выпуске эмалевых красок завод должен указывать на их этикетке, для какцх работ они предназначаются. При длительном хранении эмалевых красок часто происходит осаждение пигмента. Это зависит от размола пигмента: чем тоньше его размол, тем медленнее он осаждается. Не следует употреблять пигменты с высоким удельным весом, особенно при составлении смесей и колеров, так как пигмент с более высоким удельным весом оседает быстрее и эмалевая краока иногда так расслаивается, что ее трудно размешать до однородного оттенка. Производство эмалевых красок состоит из следующих операций: 1) размешивание в мешателях пигмента и части пленкообразующего вещества; 166
2) растирание полученной смеои на краскотерочных машинах; 3) разведение полученной смеси лаком или растворителем до требуемой консистенции краски; 4) подгонка колера; 5) очистка от примесей и розлив ;в тару. Для каждого колера хорошо иметь отдельную мешалку. Применение «быстрой етучи'х »растворителей їв лаках, взятых для размешивания їй іперетира, нежелательно. На некоторых заводах для этой цели употребляют шециалыно приготовленные ла;ии, не содержащие легколетучих растворителей. В производстве нитроэмалей размешивание и растирание краски іведут часто вместе с пластификаторами (трикрезилфос- фат, касторовое масло). Замешивание эмалей производят в мешателях, применяемых в производстве тертых масляных красок. При изготовлении замеса в мешатель вводят не весь лак, а только такое количество, которое необходимо для получения густой пасты. Из мешателя замес поступает на краскотерочную машину, работа на которой проводится так же, как при приготовлении тертых масляных красок. В связи с более высокими требованиями к эмалевым краскам, по сравнению с масляными, пере- тир их производится более тщательно (краска пропускается через краскотерочную машину большее число раз). После перетира краска поступает в смеситель. Сюда добавляют лак (в необходимом для разведения количестве) и краску тщательно размешивают. Затем проверяют оттенок и вязкость краски. . . Краски, в состав которых входят два или несколько пигментов, можно приготовлять двумя способами. Первый способ состоит в том, что все пигменты, входящие в состав данной эмалевой краски, замешивают одновременно в мешателях с лаком и перетирают. По второму способу каждый пигмент замешивают и перетирают отдельно, после чего растертые краски смешивают в нужных соотношениях для получения определенного оттенвд. (Второй способ отличается следующими преимуществами: 1) ускоряется время перетира, следовательно повышается производительность; 2) при перетире отдельных- пигментов легче подгоняется оттенок краски. На некоторых заводах (особенно нитролаковых) перетир краски ведут в шаровых мельницах. При работе на этих мельницах растворитель не улетучивается, но возникают очень большие трудности при переводе с одного цвета краски на другой в связи с необходимостью промывать мельницу. Целесообразно поэтому в краскотерочном отделении для каждого цвета краски иметь отдельную мельницу. Шаровая мельница представляет собой полый стальной ци- 167
линдр с загрузочным люком, который плотно закрывается крышкой (с резиновой или асбестовой .прокладкой) с іпомощью лтрижимных болтов. Напротив загрузочного люка находится выпускное отверстие с выпускным краном. Иногда корпус мельницы футеруют керамикой. Мельница заполнена на одіну четвертую объема шарами (стальными или фарфоровыми), размер и вес которых подбирают опытным 'путем. Скррость вращения •мельниц 30—40 об/мин. Обычно мельницы заполняют пигментом и лаїком іна три 'четвертых объема; большее заполнение приводит к замедлению перетира и потому нежелательно. Длительность растирания колеблется от 6 до 40 час, в зависимости от качества перетираемых материалов. После хорошего размешивания, іподгонми оттенка и вязкости краска іпоступает на очистку для удаления мусора и крупный ч астиц іпи гментов. Очистку эмалевых красок можно производить: 1) на центрифугах; ,2) на двухвалкозой или одновалковой краскотероч- ной машине с перетирочным брусом; 3) через многослойный фильтр из марли или из марли с ватой. /. Очистка эмалевой краски на центрифугах. Подвергающаяся очистке краска шестеренчатым насосом из смесителя передается через металлическую сетку в центрифугу для удаления лаковых пленок и загрязнений. В центрифуге под действием центробежной силы все механические загрязнения отделяются и оседают йа стенки барабана, а очищенная краска стекает в приемный бачок. Производительность центрифуги 300—500 кг/час. По мере накопления осадка стенки барабана очищают, обычно о осле лропуекания 300—500 кг краоки. Во время очистки краска в смесителе беспрерывно перемешивается. Время от времени отбирают пробу краски, стекающей из центрифуги, и проверяют цвет, вязкость и чистоту. 2. Очистка эмалевой краски на двухвалковой или одновалковой машине с перетирочным брусом. Если для очистки краски применяют двухвалковую машину с перетирочным брусом, та краску из смесителя, в котором непрерывно работает мешалка,, по трубам шестеренчатым насосом перекачивают в загрузочную воронку краскотерочной машины. Для предварительной очистки от грубых загрязнений краску пропускают в загрузочную воронку через металлическую сетку или марлю. Из воронки краска проходит между валками, подвергаясь дополнительному перетиру, а затем — между валком и перетирочным брусом. Перетирочный брус, прижатый к валку прижимными винтами, задерживает нерастертые крупинки и загрязнения. С нижнего валка краска снимается ножом, прикрепленным к фартуку, и стекает в приемный бачок. Периодически отбирают пробу и проверяют чистоту краски. Частицы пигмента и загрязнения с диаметром большим, чем расстояние (!щель) между главным валком и перетирочным бру- 168
сом, не могут пройти под брусом; они или измельчается или остаются в машине. Регулируя прижимным винтом расстояние (щель) между главным валком и перетирочным брусом, можно изменять тонкость перетира краски. Перед началом работы краскотер очную машину необходимо отрегулировать. Загрузочную воронку регулируют следующим образом: между нижним краем воронки и нижним (валком прокладывают полосы прочной бумаги и винтом создают зазор, через который # бумага с трудом может лроходить. Так же регулируется зазор между нижним и верхним валком. Перетирочный брус до загрузки машины и заполнения пространства между валком и брусом краской не следует плотно закреплять. Регулирование перетирочного бруса винтами производят постепенно до тех пор, пока из-под ножа не начнет выходить равномерный слой краски. Загрузочная воронка должна быть все время заполнена на четыре пятых своец емкости. В случае разогрева валков включают водяное охлаждение*. Производительность машины составляет около 350 кг/час. Через каждые 3—4 часа работы необходимо очистить машину от остатков краски или лака; для этого удаляют перетирочный брус, приподнимают верхний валок и весь остаток пасты снимают с ножа. 3. Очистка эмалевой краски через многослойный фильтр из марли или из марли с ватой. Для очистки краск# через марлю на сливную трубу смесителя 'навязывают мешок из нескольких слоев марли или марли с ватой. Краска подается насосом, проходит через фильтрующий мешок и поступает в приемный бак. Подачу краски в фильтровальный мешок регулирует ра- бочий-'фильтровалыцик 'при помощи крана. Производительность такого фильтра 200—250 кг /час. Очищенная эмалевая краска лодается васосопй из {приемного ібачіка в разливной аппарат; предварительно ее пропускают через слой марли, надетой іна бункер различною аппарата; из разливного аппарата крашу разливают по (весу їв чистую и ис- ираівіную тару. Готовую эмаль предъявляют для анализа в отдел технического .контроля |((ОТ,К). GxetMia производства зімалевой ікраюки приведена на рис. 2,9. В отделении для замешивания краски находится бак /, в котором замешивают пигмент с небольшим количеством лака или олифы. Пленкообразующее подается из бака самотеком в корыто мешателя 2. Затем засыпает пигмент и смесь перемешивают до получения 'Однородной uaoofA ((тесто). Перемешанное густое тесто отвозится она тележке \к 'краскотер очіной міашіине (вальцовке) 3. * Чтобы избежать излишнего испаремия растворителя, особое наблюдение за разогревом валков требуется при перетире пигментов -на лаке. 169
Поступивший в краскотерочное отделение замес пропускают несколько раз через вальцовку, чтобы достигнуть соответствующего nepefnpa. Рис. 29. Схема производства эмалевых красок: /—бак для замешивания пигмента; 2—замесочная машина (мешатель); 3—вальцовка; 4—смеситель; 5—мерник для связующего; 6—насос; 7—центрифуга; 8—приемный бак; 9—разливной аппарат. Однородность замеса и степень перетира проверяет мастер. Хорошо растертая сухая краска с лаком*или олифой в виде густой пасты поступает в смеситель для размешивания. Перед загрузкой проверяют чистоту смесителя. iB смесителе 4 происходит получение эмалей из отдельных красочных паст и лаков, а также подгонка оттенка и івязкости. Смеситель представляет собой стальной цилиндр со сферическим днищем, снабженный пропеллерной мешалкой, вращающейся со скоростью 300—350 об/мин. Сначала їв смеситель заливают 'через мерник (пятую часть лака, включают мешалку, віводят красочные іпастьі и іперемешиївают массу 25—40 іміин. Затем ІВІВОДЯТ остальное количество лака їй сикнатіив. ЧЗюе тщательно размешивается, іпосле чего отбирается проба для .проверки отгадка и .вязкости. ¦В отдельных случаях для подгонки оттенка или вязкости прибавляют'' необходимое количество красми или растворителя, снова все размешивают и отбирают пробу для проверки. После подгонки эмалевой краски под тип по всем показателям (оттенок, вязкость, скорость высыхания) ее очищают от мусора, крупных частиц пигмента и других взвешенных частиц. Очистку производят по одному из указанных выше способов (центрифугированием или на машине с перетирочным брусом). После очистки готовая эмаль поступает в разливной аппарат 9. Ниже приведены типовые рецептуры эмалевых красок (в кг) » Компоненты Белая Желтая Серая Белила цинковые ^ . . . . 500 101 42 Крон — 242 22 Белила литопоновые .... — — 324 Сажа — — 2 Лак для эмали 474 667 575 Олифа 86 50 68 170
Нитроцеллюлозные краски и эмали Нитроцеллюлозные эмали и нитрокраски* представляют собой нитролаки, смешанные с лигментам«. Получение нитроэмалей и ^нитрокрасок (см. типовую схему на істр. і148) состой г из следующих операций: 1) 'перетіиір іпіигмєінтоів «с ^пластификатором (приготовление красочной пасты); 2) -смешение красочной <пасты с нитролаком: іподгонка оттенка и постановка на тип; 3) очистка готовой нитроэмали; 4) розлив. При получении нитроэмалей особенно высокие требования предъявляются к качеству пигментов. При подборе пигментов для этих красок следует иметь в виду, что содержание пленкообразующего вещества в нитролаках сравнительно невелико. Следовательно, лаки могут принять значительно меньшее количество пигмента. Отсюда основным требованием.к пигменту является максимальная красящая его способность. Это необходимо для того, чтобы нитрокраска* несмотря на небольшое содержание пигмента, была достаточно укрывиста и экономична в работе. Пигмент должен обладать следующими показателями: максимальной степенью измельчения, минимальной «маслоемко- стью» (їлакоемкостью), достаточной светостойкостью, отсутствием влаги и быть химически чистым и нейтральніш. Из белых ишгменгюв для нитролаков применяют двуокись титана, литопон, цинковые белила; из желтых — свинцовые и цинковые, крона, а также светостойкие каменноугольные красители;- из зеленых — высокие сорта хромовых зеленей, окись хрома; из» синих —< мил ори, некоторые сорта ультрамарина; из черных — высокие сорта жженой кости; из красньих—(главным образом светостойкие каменноугольные фарблаки. Из земляных красок находят применение высококачественные охры и сурики с незначительным содержанием влаги. Часто применяют бронзовые и алюминиевые краски, придающие покрытиям светостойкость и понижающие водопроницаемость (ПЛЄНКИ. Алюминий должен иметь форму мелких чешуек для того, чтобы он легко всплывал на поверхность лаковой пленки, образуя сплошной защитный слой, хорошо отражающий свет. Пасты для нитроэмалей получают перетиранием смеси пигментов с пластификаторами (касторовым маслом, дибутилфта- латом, трикрезилфосфатом) на краскотерочных машинах. В нитрола-ках содержится .недостаточное количество 'пластификаторов, чтобы непосредственно на них можно было перете- * Нитрокраски іпо своему составу сходны с нитроэмалями; они отличаются друг от друга лишь по характеру применения. 171
рать красочные пасты на краскотерках. Поэтому перетир пигментов с лаком ведут в шаровых мельницах. После леретира красочные пасты поступают в смеситель для «подгонки оттенка и іпостаншіки іна тип. Цвет нитроэмали подгоняют двумя способами: 1) смешиванием отдельных однокрасочных паст и 2) добавлением к готовой эмали отдельных однокрасочных паст. Подгарка вдета — трудная операадия, требующая от работника большого 'опыта. iB смеситель, снабженный пропеллерной мешалкой, заливают ініикролак, загружают іпастьі їй тщательно их размешивают. Затем отбирают пробу краски для проверки оттенка и вязкости. Когда краска достигнет полного соответствия техническим условиям, ее подвергают очистке пропусканием через одновал- ковую или двухвалковую краскотерочную машину. Нитрокраску, как и все краски, сливают в краскотерочную машину при непосредственно работающей мешалке в смесителе, так как в противном случае »краска может расслоиться. Готовую нитрокраску разливают в бидоны, фильтруя ее через воронку с медной сеткой или через слой марли. Нитрокраски и нитроэмали широко применяют для окраски различных деталей самолето©, легковых и грузовых автомобилей, автобусов, сельскохозяйственных машин, в кожевенном производстве; для внешнего покрытия радиоприемников, и радиол; в производстве швейных машин, металлорежущих станков, мебели, карандашей и др. Нитроэмали для автомобилей применяют для оікраоки автомобилей, автобусов и других изделий. Для окраски легкового автомобиля требуются грунтовка, шпаклевка, нитрокраски, нитролаки, полировочные пасты. Эти материалы должны удовлетворять определенным техническим требованиям. # Гр унтов кіи служат для защиты металла от»коррозии. Лучшими грунтовками по металлу считаются масляные и ма- сляносмоляные (особенно глифталевые) лаки, растертые с пигментами. Применяются также нитроцеллюлозные грунтовки, состоящие из растворов нитроцеллюлозы, смолы, пластификаторов и пигментов. Наилучшими пигментами, защищающими металл от коррозии, являются свинцовый сурлк, цинковый крон и железный сурик. Шпаклевки служат для заполнения различных неровностей (пор, выбои«, щелей и углублений) на поверхности. Шпаклевка должна плотно приставать к грунту, легко шлифоваться и .давать после этого ровную поверхность. Шпаклевки содержат большое количество пигмента (в 2—4 раза больше, чем пленкообразующего вещества). В нитрошпаклевках значительную роль играет скорость испарения растворителя; больщое количество медленно испаряющихся растворителей облегчает нанесение шпаклеівми, затрудняет ее шлифовку. Шпаклевки, со- 172
держащие большое количество нитроцеллюлозы, с трудом поддаются шлифовке. Для приготовления нитрошпаклевок в качестве смад чаще всего применяют эфиры канифоли и глифталевые смолы. В качестве пигментов применяют железный сурик и мумию. Приводим средний состав лака для нитрошпаклевки и средний состав нитроийіаікл'ев'Кіи (в %): Средний состав лака для нитрошпаклевки Нитроцеллюлоза 35—40 Смола 12—15 Пластификатор 40—45 (в том числе касторового масла 25—30%) Средний состав нитрошпаклевки Лак 20-25 Пигмент (наполнитель) 45—50 Растворители и разбавители .... 25—30 Обычно вводят большое количество активных растворителей для того, чтобы нижележащий слой мог слегка набухнуть и образовать плотное соединение с еышенаносимым слоем. Шпаклевка должна легко сходить со шпателя (особой формы деревянная лопаточка), хорошо размазываться и не свертываться; нитрошпаклевука после высыхания не должна растрескиваться. После шпаклевки производится окраска поверхности нитро- эмалевыми красками методом пульверизации в 4—10 слоев. • Сушка бывает холодная (на воздухе) или горячая (їв сушильных камерах). При горячей сушке происходит более полное улетучивание растворителя. К нитроэмалям предъявляют высокие требования. Они должны обладать хорошей прилипаемостью, быстрым высыханием, эластичностью, прочностью на удар, хорошим розливом и способностью шлифоваться. Особые требования к нитроэмалевым покрытиям для автомобилей .предъявляются по твердости, эластичности и стойкости к минеральным маслам, бензину и воде. Примерный состав твердой частій мітролака \яля автоэмалей следующий (їв %): Низковязкая нитроцеллюлоза . . 40—60 Смола 20—40 Пигмент 5—15 При этом на 100 кг нитроцеллюлозы следует брать 40— 60 кг пластификатора. Дигменты должны быть очень тонко размолоты. Из смол главным образом применяются резиловые. 173
ТДля нанесения последних слоев применяется краска с меньшим содержанием пигмента или специальные глянцлакн, совсем не содержащие пигмента. Рецептура «нитрошпжлевок и нитроэмаль для автомобилей приведены в табл. 8. Таблица 8 Типовые рецептуры нитрошпаклевок и нитроэмалей для автомобилей (в %) Нитро- шпаклевка № 1 Нитро- шпаклевка № 2 Нитроэмаль Нитроцеллюлоза . Эфир канифоли . Масло касторовое Резиловая смола Этилацетат . . . Амилацетат . . . Этиловый сиирт . Толуол Пигмент . . . . Наполнитель* . . 2,3 4,9 2,3 4,9 ¦ 4,5 0,8 2,3 78,0 2,4 4,8 2 4,8 . 4,2. 1,0 2,4 78,0 16,5 5,2 8.5 18,0 14,6 31,0 1 6,2 ¦ Состав:,20*кг тяжелого шпата, 1,5 кг охры, 5,0 кг железного сурика, 10,8 кг цинковых белил, 0,7 кг сажи и 31 кг мела. Контроль производства нитрокрасок и нитроэмалей В процессе изготовления эмалевых ікрасок на различных стадиях проверяется качество (получаемого продукта. 1. При перетире красочных паст мастер проверяет качество растира и отсутствие засоренности методом «нанесения на стекло. 2. При размешивании готовой красочной пасты с лаком мастер іпроверяет стал ноту (размешивания > (наливая краюку на стекло) через 2 часа после загрузки в смеситель, а затем через, каждые ЗО ім;Шї. (Постоянство вязкости проверяется (при помощи вискозиметра через 2 часа 30 мин. после загрузки. Совпадение значений . пакости проб, взятых из смесителя сверху и снизУ, показывает возможность окончания этой операции. 3. Цвет и оттенок краски (проверяет сменный химик путем сравнения с установленным эталоном. После подгонки оттенка вязкость эмалевой краски доводится согласно техническим условиям. 4. Готовый продукт проверяет цеховая лаборатория или ОТК в соответствии »с требованиями технических условий (внешний вид, скорость высыхания, эластичность, прочность на удар и т. д.). 5. Перед (розливом 'кірасіми імастер проверяет иотравность и чистоту тары. Все материалы (сухие краски, растворители, лаки), поступающие в краскотерочный цех, должны иметь сопроводитель- 174
ный паспорт центральной заводской лаборатории или отдела технического контроля. В паспорте должны быть указаны результаты анализа и соответствие данной партии требованиям ГОСТ или техническим условиям. Прием лака от лакового отделения производится согласно техническим условиям. Кроме того, сменный мастер проверяет лак на цвет и (прозрачность. Нитроэмали на основе сухих вальцованных паст Как уже указывалось, качество лакокрасочных покрытий зависит от степени измельченности пигментов, применяемых для изготовления краски или эмали. Однако даже самая высокая тонкость размола пигментов не всегда достаточна для изготов- леййй эмалей высокого качества. (Пигментные частицы в результате действия поверхностных сил могут быть так .сильно сцеплены (агрегированы) между собой, что разорвать их, т. с. отделить друг от друга и равномерно распределить в связующем веществе с помощью краскотерочных" машин или шаровых мельниц, очень трудно. В особенности это относится к таким пигментам, как сажа и милори. В настоящее время разработана новая технология производства нитроэмалей на основе сухих вальцованных паст. Сухие вальцованные ласты 'получают путем тщательного распределения (диспергирования) пигментных частиц в высоковязкой среде на фрикционных бельцах*. Полученные »пасты растворяют в ш^ролаке. В процессе вальцевания на фрикционных вальцах высоко- вязкой массы, состоящей из нитроцеллюлозы' (желатинированной дибутилфталатом) и пигмента, возникают очень большие давления, а4 также большие усилия сдвига (вследствие разных скоростей Віращения валков). В результате «происходит более полный отрыв пигментные частиц друг от друга и равномерное распределение их в обрабатываемой массе. .Получающиеся при этом сухие окрашенные пдастинки содержат тонкодиспергированные (тщательно распределенные) мельчайшие частицы пигмента в іпленкообразующем веществе. Цвет этих пластинок зависит от цвета взятого пигмента. Такие пластинки лолучили название сухие вальдованные пасты (сокращенно ОВіП). Эмали, изготовленные на основе вальцованных паст, дают блестящие, обладающие глубоким тоном пленки. Однако при растворении ОВП в нитролаке пигментные частицы снова агрегируются (укрупняются), образуя крупные частицы-агломераты. В результате внешний вид пленок (блеск и глубина цветового тона) ухудшается. Для предотвращения этого явления при получении СВП обработку нитроцеллюлозы на фрикционных вальцах ведут з * Фрикция — отношение скоростей вращения валков. 175
присутствии диспергирующих добавок (диспергаторов), которыми служат соли олеиновой кислоты (олеаты меди, бария, кальция), некоторые неотверждающиеся смолы и др. При изготовлении цветных нитроэмалей на основе GBFI добавляют олеат меди, а при изготовлении нитроэмали черного цвета в качестве диспергатора рекомендуется применять парафенилендиамин (вещество черного цвета) совместно с олеатом меди. В технологии производства нитроэмалей на основе сухих вальцованных паст могут быть использованы два метода изготовления СВП: безводный и водный. По безродному методу высоковязкую массу для вальцевания «а фрикционных вальцах приготовляют следующим путем. іВ замесочную машину загружают коллоксилин (оспиртованный) и при перемешивании вводят соответствующий пластификатор. Затем в машину заливают растворители и разбавители, Растворители вводят в количестве 30% от веса всех компонентов. После загрузки растворителей массу перемешивают около 10 мин. и отдельными порциями (в *2—3 приема) вводят пигмент. Одновременно с загрузкой пигмента приливают растворы диспергаторов и •массу тщательно, в течение 0,6—1 часа, (перемешивают. Заме- сочная мащина должна иметь водяное охлаждение, так как при перемешивании вязкая масса разогревается до 40—50°. Из мешателй массу частями передают ща фрикционные вальцы и подвергают вальцеванию. В процессе вальцевания массу несколько раз срезают ножом с рабочего валка и снова загружают в вальцы. Вальцевание продолжается до тех пор, пока лист, образующийся на1 рабочем валке, не станет блестящим. Вальцы должны охлаждаться холодной водой. Полученный после вальцевания лист СВП разрезают на 2—3 куска и раскатывают на раскаточных вальцах до толщины 0,5—0,7 мм. НедЬстатжом этого метода является потеря растворителей ('—30%), испаряющихся при вальцевании, что повышает вредность производства и его пожароопасность. По водному методу массу для вальцевания изготовляют из водной суспензии коллоксилина,^пигмента, пластификатора и диспергатора. В аппарат, снабженный мешалкой, сналала загружают пигмент, затем большое количество воды, нагретой до 50—609. Полученную суспензию (взвесь пигмента в воде) тщательно перемешивают и при работающей мешалке в аппарат вводят диспергирующие, добавки. После интенсивного (в течение 10—15 мин.) перемешивания загружают обводненный коллоксилин. Смесь перемешивают около 10 мин. и тонкой струей в массу вводят дибуталфталат, затем перемешивание продолжают в течение 10—15 мин. , Окончание процесса изготовления массы контролируют пробой капли на стекле. Если »процесс закончился, вода отделится от окрашенной массы в виде совершенно прозрачного слоя. 176
Из готовой массы отжимают воду н,а корзинчатой центрифуге или на нутч-фильтре и вальцуют йа фрикционных вальцах, нагретых до 60—70°. Окончание вальцевания определяют до блеску сухих вальцованных паст, полученных в виде листов. Зти листы затем раскатывают на раскаточных вальцах и измельчают на мелкие кусочки. Водный метод в сравнении с безводным имеет ряд преимуществ: 1) он позволяет применять обводненный коллоксилин вместо спиртовлажного, что дает значительную экономию спирта, расходуемого на обезвоживание коллоксилина при его производстве; 2) для изготовления су/их вальцованных ласт могут быть использованы водные пасты пигментов; 3) исключаются потери растворителей, улучшаются условия труда' и снижается пожароочіасность производства. Кроме того, при производстве нитроэмалей сухие вальцованные пасты, полученные по водному методу, лучше растворяются в нитршаке. Для получения нитроэмалей сухие вальцованные пасты растворяют в нитролаке в обычных смесителях с мешалками- якорного, лопастного или пропеллерного типа. Для более быстрого и полного растворения необходимо пасты загружать равномерно в течение 40—60 міин., чтобы избежать образования комков и сгустков, замедляющих процесс растворения. Нитроэмали, получаемые с применением СВП, отличаются от эмалей, приготовленных по старой технологии, лучшей укры- вистостью и более ярким и устойчивым блеском, глубиной цветового -тона и хорошей свето- и атмосфероустойчивостью покрытий. Эмали на основе СВП широко применяются для окраски легковых автомобилей и других целей. Казеиновые краски Некоторое применение находят краски, в которых пленкообразующим веществом является казеин. Казеин (получается из снятою молока; по «своему химическому »составу он іпіреі^істав- ляет сложное органическое соединение — белок. Казеин в высушенном состоянии представляет собой (порошок белого или слепку желтоватого адвета; не растворяется їв ширте, эфире и других органически« «растворителях; їв воде набухает и практически не растворяется. Казешн растворяется в воде толыко в присутствии таких добавок, ;ка/к бура, сода, едкий (натр, известь-пушонка, аммиак. В зависимости от условий получения, казеин может содержать остатки жира из молока. Чем меньше в казеине жира, тем он более пригоден для приготовления красок. Большое оначение имеет качество f сушки казеина: пересушенный при температурах выше 50° казеин плохо растворяется и обладает меньшей клеящей способностью. 12—1659 177
По техническим условиям казеин должен содержать не более 12% воды, 5% золы, 2,6% жира. Казеин, особенно влажный, легко загнивает; поэтому следует обращать внимание на его запах. Чтобы казеин не загнивал, к нему добавляют вещества, предотвращающие гниение (антисептики). Если раствор казеина в воде (!в присутствии соды, аммиака и других веществ, указанных выше) нанести на поверхность, то после испарения воды образуется твердая эластичная пленка, плотно пристающая к дереву, кирпичу, цементу. При смешении такого раствора казеина с пигментами можно получить, различного цвета краски. При правильном изготовлении и применении этих ікрасо'к можно получить весьма 'прочные покрытия, устойчивые к свету, переменам погоды, трению, со сроком службы до 5 лет. В зависимости от природы добавок, взятых для растворения казеина в воде, пленка после ©ысыхания становится растворимой или нерастворимой в воде. Если, например, в качестве добавки взять аммиак, то после высыхания пленки аммиак улетучивается вместе с водой и образующаяся пленка теряет способность растворяться в воде. Такую краску можно применять для наружных окрасок зданий. Если добавкой при растворении казеина служит гашеная изввсть-пушонка, то нанесенный на поверхность раствор после испарения воды образует пленку, в которой находится гашеная: известь. Эта известь в тонком слое быстро поглощает углекислоту, находящуюся в воздухе, и переходит в углекислую известь* нерастворимую в воде; образующаяся при этом пленка также не способна растворяться в воде. Такие краски можно применять для наружных работ. Таким образом, правильно подбирая добавки для растворения казеина, можно "приготовить красиш, 'пригодные для на- ружных работ. Сухие казеиновые краски получаются в результате тщательного размалывания и перемешивания казеина, специальной добав™ и (пигмента. При разім'алькваїніиіи в шаровых (мелышщах или на 'бегунах загружают одновременно ївсе составные части и размалывают іих до іполученіия однородной смеси, «которую затем іпроееиівают 'через сито 'A600—3500 отверстий на 1 см2). Сухую казеиновую краску перед покраской замешивают в специальном смесителе с 1,5—2-кратным количеством воды и выдерживают при периодическом помешивании до тех пор, пока казеин не перейдет в раствор. Маляры часто делают ошибку, начиная красить сейчас же после прибавления воды, забывая о том, что казеин действует как олифа (как связующее) только после того, как он перейдет в раствор. Если растворение каз-еи'на не произошло, окраска не будет Держаться, будет пачкать и легко смываться водой. Обычно смесь выдерживают от 2 до 3 час. Перед употреблением краску рекомендуется- 178
процедить сквозь сито. Разведенную краску не следует хранить более 2 суток. Для растворения га воде на 100 вес. ч. сухого технического «казеина рекомендуются следующие добавки (із еес. ч.); Сода каустическая . . . 5—8 Аммиак 25%-ный г ... 10 Сода кальцинированная . 10—15 Известь гашеная .... 30—35 Бура кристаллическая . . 15 Фосфорнокислый натрий . 8—1? Большое значение имеет содержание казеина в сухой краске. При недостаточных количествах казеина окраска будет непрочной. При избыточном количестве казеина краска будет наноситься полосами, а плевка растрескиваться и отлетать ^с поверхности. Оптимальное содержание казеина в краске колеблется в пределах 12—18% в Зависимости от природы пигмента и добавки. В качестве дезинфицирующих средств (антисептико®), предотвращающих іплниіва'иие краски, о'бычно 'применяют: фенол — 1%, крезол —2%, буру — 5% и т. п. Если в состав казеиновой краски входят щелочи, употребляют щелочестойкие пигменты, преимущественно земляные краски (мел, охра, сурик, умбра и т. д.), цинковые белила, сажу, ультрамарин и др. Нельзя применять лазури и зеленые краски, приготовленные на лазурях. Из органических красителей применяют наиболее светостойкие: ганзу жёлтую, литоль- шарлах, индантрены и т. д. Ниже приведены типовые (рецептуры казеиновых красок (в %): Компоненты Белая Белая Белая Желтая № 1 № 2 № з Казеин 7,8 19,8 12,0 17,6 Сода кальцинированная . 1,3 3,3 — — Известь гашеная .... — — 14,9 — Аммиак 25%-ный .... — — — 1,8. Мел 87,5 74,0 67,6 38,7 Белила цинковые .... 2,9 2,5 5,0 — Фенол 0,5 0,4 0,5 0,9 Охра — — — 41,0 Силикатные, известковые и клеевые краски Силикатные краски представляют собой смесь жидкош стекла, щелочестойкого пигмента и наполнителя. Их выпускают в ваде густой пасты, которую перед употреблением разводят водой. Жидкое стекло является пленкообразующим. Силикатные краски применяют для омраоки фасадов, внутренней окрас- ш по штукатурке, кирпичу, камню и для окраски дерева с целью уменьшения его горючести. Силикатные краски не стойки к действию атмосферы їй влаги (растрескиваются и осыпаются). 12* . 179
Известковые краски готовят на разведенной їв воде извесш. Затем их смешивают с щелочеустойчивыми пигментами (охра, мумия и т. п.). Эти краскіи применяют прій покраске деревянных и ікир'піичмьіх наружных поверхностей. Клеевые краски представляют собой пигмент, размешанный с 10%-ным раствором животного клея. Их применяют для окраски внутренних стен и потолков, не подвергающихся действию редких колебаний температуры. Клеевые сухие краски представляют собой смесь пигментов с наполнителем. Перед употреблением краски разводят водой и добавляют к ним раствор костяного или мездрового клея. Водоэмульсионные краски Водоэмульсионные пленкообразующие приобрели за последние годы очень широкое применение. Они представляют собой систему двух не смешивающихся между собой жидкостей, характеризующихся тем, что одна из них диспергирована (распределена) в виде мельчайших капелек в другой. Жидкость, образующая капельки, называется дисперсной или внутренней фазой; жидкость, заключающая эти капельки,—дисперсионной средой или внешней фазой. Применение водных эмульсий вьи- звано рядом соображений: значительной экономиейрастворителя и частично масла, улучшением условий труда при окраске и пожаріной безопасностью. Эмульсии должны быть стабильными и выдерживать длительное хранение, изменение температурного режима, многократное замораживание и оттаивание. Применение нашли безмасляные, масляные, асфальтовые и нитролаков ые эмульсионные краски. Стабильность ¦ эмульсии достигают введением в нее эмульгаторов: желатина, казеина, триэта- ноламина, ализаринового масла, мыла и др. Олифы и лаки любого состава могут быть подвергнуты эмульгированию. Эмульсии следует разделить на два типа: 1) масло (лак) в воДе М/В, т. е. эмульсии, которые содержат воду в качестве внешней фазы; это позволяет разбавлять эмульсии водой и таким образом регулировать вязкость; 2) вода в масле (лаке) В/М, т. е. эмульсии, у которых внешней фазой является лак или масло. Вязкость этих эмульсий определяется вязкостью лака или -масла; от прибавления воды вязкость не меняется, так как эмульсия водой не разбавляется. Эмульсионные краски изготовляют как 'путем затирания влажных паст на обыкновенных олифах или лаках, так и путем предварительного эмульгирования олиф или лаков с последующим растиранием их с сухими пигментами. Эмульгирование олифы или лаков производится без нагревания или при температуре 60°. При постоянной работе мешалки в олифу или лак постепенно вводят воду. Эмульгатор в зависимости от растворимости вводят в масло непосредственно или добавляют с водой. 180
Эмульсионные составы на ооноіве асфальтав представляют дисперсии асфальта в воде. Асфальтовые эмульсионные краски обладают высокими защитными свойствами, водо- и газонепроницаемостью. Нитролак їв определенных условиях также образует эмульсию. В этом, случае представляют интерес эмульсии типа лак в воде, так как при этом очень вязкий нитролак с высоким содержанием нелетучих может быть превращен с помощью небольшого количества воды в низко,вязкую эмульсию. Это свойство позволяет значительно повысить содержание коллоксилина в лаке. Эмул ьпи ров а иные нитрол аки яв л яютоя и овым іпр одуктом. Они имеют ряд (преимуществ перед обычными 'нитролаками: а) снижается «пожарная опасность, б) снижается стоимость вследствие замены части растворителя водой, в) появляется возможность применения влажного коллоксилина и введения чв эмульсию больших количеств нитроцеллюлозы. Наряду с указанными эмульсионными лаками и красками в последнее время появились эмульсии на основе различных полимеризационных смол: іполивинил ацетатные эмульсии, эмульсии на основе поливинилхлорида, полистирольные эмульсии и др. Водоэмульсионная краска на основе бутадиен-стирольного латекса представляет собой суспензию пигмента с бутадиен- стирол ьным латексом (связующее) с добавлением диіспергато- роз, эмульгаторов, защитного коллоида, загустителя, фунгицидов и антикоррозийных агентов. Применяется для внутренней окраски помещения по дереву, штукатурке и другим строительным материалам. Краска может наноситься то зашпаклеванным и незадшаклеван'ным поверхностям. Рецептура краски в сырье приведена ниже: Компоненты Бутадиен-стирольный латекс . , Литопон Тальк Цинковые белила Канифольное мыло C0%-ное) « , Гексаметафосфат натрия . . . Карбоксиметилцеллюлоза . . Нитрит натрия Вода Ультрамарин Пентахлорфенолят натрия . . Процесс (получения «'водоэмульсионной краски состоит -в тщательном перемешивании латекса с пигментной диоперісией. В го- тоівой краске определяют однородность и содержание сухога 181 Краска белая 16,65 27,50 5,30 Л ,30/ 0,30/ 0,20 0,90 0,10 47,70 0,05 Краска голубая 16,00 27,50 5,30 1,30 0,30 0,20 0,90 0,10 47,70 0,65 0,05
остатка, который должен составлять 50±2%; если сухого остатка больше, красіку разбавляют водой. Приготовление оигментной дисперсии сводится к следую- щему. В замесочіную машину загружают раствор карбоксиме- тилцеллюлозы, добавляют водный раствор гексаметафосфата матріия, канифольное мыло, раствор інїитріита датірия и другие компоненты, массу тщательно размешивают и затем в нее постепенно добавляют іпилмент. Размешивание продолжают до 'получения однородной массы. Затем іма,ссу (перетирают 1—2 раза на краскотер очной машине. Раствор карбаксиметшщеллюлозы получают путем растворения в воде, нагретой до 50—60°, карбоксиметилцеллюлозы и яентахлорфенолята натрия. Канифольное мыло приготовляют следующим образом. »В аппарат, »снабженный іпаровой рубашкой и мешалкой, загружают канифоль и нагревают до темшературы 80° до полного растворения канифоли. В расплавленную канифоль лостепен- ж), при перемешивании, добавляют раствор едкого натра. Омы- леїгие проводят при температуре 80° їв течение 2 час, до >полу- тен-ия прозрачного раствара. ,Содержание сухого остатка в4 канифольном мыле должно быть 30—31%.
Глава XV КОНТРОЛЬ ПРОИЗВОДСТВА Контроль производства является важнейшим условием правильной организации технологического процесса и играет большую іроль їв »борьбе за высокое качество продукции. Продукцию необходимо контролировать «а различных стадиях производства. В установленное технологическим регламентом время отбирают пробу из аппаратов для соответствующих испытаний. На основании «полученных данных начальник цеха, ^начальник смены или мастер могут закончить .процесс, шести те или другие до- баївіки сырья или изменить режим. Таїк, например, масло в 'процессе полимеризации їв зависимости от режима (температуры, продолжительности нагре- ва.ния) "приобретает различную вязкость, а следовательно, и различные свойства. При проведении процесса полимеризации весьма важно установить момент окончания нагрева ' масла. Для этого через определенные промежутки времени отбирают профы продукта и проверяют его вязкость. На основании полученных результатов мастер определяет, требуется ли прекратить или продолжить нагревание масла. Испытания, в зависимости от их сложности, проводит непосредственно на рабочем месте в цехе рабочий или мастер, или лаборант в цехоївой или заводской лабораториях. Цеховые лаборатории находятся в цехах, подчинены начальнику цеха и проводят главным образом текущий контроль производства. Более сложные (окончательные) испытания проводят ,в центральной '(заводской) лаборатории. Все данные об испытаниях (их характер, время проведения, полученные результаты) заносят в цеховой журнал. По этим записям начальник цеха или амены устанавливает причины отклонения от нормы качества полупродукта или готового продукта. Если продукт, выпущенный с заівода, показал через некоторое время отклонения от технических условий, необходимо внимательно проследить по журналу и анализам лаборатории, как проводился процесс получения этого продукта или полупродукта и найти причину брака. 183
Центральная заводская и цеховые лаборатории наряду с анализами сырья и контролем производства занимаются также разработкой методов улучшения и усовершенствования производственных процессов. На заводах имеется также отдел технического контроля (ОТК), основной задачей которого является наблюдение за качеством выпускаемой продукции. Отдел технического контроля несет ответственность за качество выпускаемой продукции и полупродуктов. Без разрешения ОТК продукция не может быть отправлена потребителю. Ниже приводится описание наиболее употребительных методов исследования сырья и готовой продукции в производстве смол и лаков. Определение цвета Определение цвета масел и лаков производится в лаборатории по иодометр-ической шікале, представляющей ряд растворов кристаллического иода в 10%-ном растворе йодистого калия. В зависимости от содержания иода окраска растворов колеблется^ от светло-желтой до темно-коричневой. Эти растворы разливают в одинаковые пробирки и плотно закупоривают. Для испытания масел, олиф и лаков приготовляют следующий набор пробирок (цифры показывают количество миллиграммов иода, содержащегося в 100 мл раствора): 4000 1076 289 76 21 3076 827 222 58 16 2366 636 170 45 12 1820 489 130 35 9 1400 376 100 27 7 (чистый растворитель) Наружный диаметр пробирки 9,5 мм\ внутренний диаметр — 7,5 мм\ длина — 80 мм. Ход определения. Испытуемый образец лака или масла наливают в пробирку такого же размера и сделанную из такого же стекла, что и запечатанные пробирки с растворами иода. Затем определяют, к какой пробирке иодометрическои шкалы наиболее подходит по цвету испытуемый образец масла или лака. Для каждого сорта лака устанавливается цвет, соответствующий определенному содержанию иода їв пробиріке. Определение удельного Ееса Удельный вес является очень важным показателем свойс.в многих материалов: масел, лаков, смол, растворителей. 184
Удельным весом называется отношение веса тела к его объему (обычно выражают в г/смг). Прежде удельным весом называли отношение веса тела к весу воды в тем же объеме при 4°С (їв отдельных случаях при температуре вады, равной температуре тела); в настоящее время эта величина называется относительным весом. В техническом анализе обычно определяют не удельный вес, а относительный вес, но так как в числовом выражении их величины практически совпадают, в технической литературе термин «относительный вес» часто заменяют терминами «удельный,вес» или' «іплотность». В настоящей книге принят термин «удельный вес». Наиболее точным прибором для определения удельного веса является пикнометр. Для определения удельного веса взвешивают сухой пикнометр, затем наполняют его до метки диетиллированной водой при определенной температуре (обычно 15° или 20°) и снова взвешивают. Вес водьи определяют путем вычитания веса пустого пикнометра из веса іпикнометра с водой. После этого из гшкнометра выливают воду, хорошо его выслушивают и наливают при той же температуре лак, масло или другой испытуемый материал. Определяют вес испытуемого материала и пикнометра. Из этого веса вычитают вес пустого пикнометра и таким образом получают вес испытуемого материала в таком же объеме, в каком был установлен вес воды. Полученный вес испытуемого материала делят на вес водьи и получают удельный вес испытуемого материала при определенной температуре. Для обычных технических определений, когда 'не требуется абсолютной точности, удельный вес определяют при помощи ареометра. , . При * определении удельного веса ареометром в цилиндр емкостью 250 мл наливают испытуемый материал (лак, масло), который должен иметь температуру, соответствующую шкале ареометра (обычно 20°). Ареометр іпри погружении не должен касаться дна и стенок цилиндра. Отсчет производится то делению шкалы, соответствующему уровню масла. Указанная "на делении цифра показывает удельный вес. Для определения удельного веса твердых смол орименяюг •пикнометр с широким горлом, закрывающимся притертой пробной с отверстием диаметром 2—3 мм в центре капилляра. Ход определения. Сначала определяют вес сухого пикнометра (обозначим вес буквой а). Затем пи-кнометр наполняет при 20° дистиллированной, водой, плотно закрывают цритертой пробкой так, чтобы избыток воды вылился через отверстие в пробке. Пикнометр тщательно вытирают и взвешивают (обозначим вес пикнометра с .водой буквой б). Вес воды определим, вычитая из веса пикнометра с водой вес сухого пикнометра, т.Т- вес воды будет б—а. После этого воду из пикнометра выливают, высушивают пикнометр и ,в него насыпают немного- измельчен- 18S
ной смолы. Взвешивают »пикнометр со смолой; обозначим вес пикнометра со смолой буквой в. Вес смолы получим, если вычтем из веса пикнометра со смолой вес сухого пикнометра в—а. Затем в пикнометр с. навеской смолы наливают дистиллированную воду., ' • (Пузырьки воздуха удаляют осторожным встряхиванием пикнометра и нагреванием открытого пикнометра в фарфоровой чашке с горячей водой. После того как все пузырьки воздуха будут удалены, пикнометр охлаждают, доливают дистиллированной водой, плотно закрывают іпробкс^й и помещают на 20 мин. в «чашку с дистиллированной водой, имеющей температуру 20°. Затем пикнометр вьинимают из воды, быстро и тщательно вытирают и взвешивают,* получая вес пикнометра оо смолой и водой. Обозначим этот вес буквой г. Если мы вычтем из веса г вес пикнометра-со смолой в, то получим вес воды и смолы (в—г). Далее нужнр установить вес воды, который соответствует объему насыпанной в пикнометр смолы. Его мы получим, если из веса воды в пикнометре (б—а) вычтем вес воды и смолы в пикнометре *{в—г): (б—а) — (в—г). Это будет вес воды, равный объему насыпанной в пикнометр смолы. Удельный вес смолы определим, разделив вес смолы (в—а) на вес равного объема воды: уд. в.= (б_^ Определение вязкости При установлении качества лакокрасочных материалов (лаков, смол, масел и др.) большое значение имеет вязкость продукта., которая должна строго соответствовать требованиям технических условий. „ Для определения вязкости используют следующие методы: 1. О пр е деление относительной вяз-кости, которое производится сравнением вязкости олифы, лака или уплотненного масла с вязкостью воды или сырого масла при одной и той же температуре. ' 2. Определение условной вязкости, которое заключается в устанорлен-ии времени истечения определенного объема жидкости из данного сосуда через отверстие данного диаметра при данной теміпературе. , 3. Определение абсолютной вязкости, которое производится путем измерения силы трения между отдельными частицами жидкости. Во всех случаях измерения вязкости необходимо строго соблюдать установленную температуру. Приборы для измерения вязкости называют .вискозиметрами. - Для определения относительной вязкости наибольшее распространение получил вискозиметр Энглера (рис. 30). Вязкость по этому прибору определяется по времени (число 186
секунд), в течение которого, »при установленной температуре, из сосуда вытекает через имеющееся в дне отверстие определенный объем жидкости. \ Вязкость выражают в так называемых градусах Энглера, которые получают делением времени вытекания (в секундах) испытуемой жидкости на время вытекания (в секундах) равного объема воды при 20°, (При определении вязкости полимеризованных масел время их истечения часто сравнивают со временем истечения .неполи- меризованного (сырого) масла. і Шариковый метод. В обыкновенный мерный цилиндр наливают 100 мл лака^или масла ? опускают стальной шарик определённого веса и диаметра. Замечают, сколько секунд /падает шарик до дна. Предварительно устанавливают скорость іпадения такого шарика в стандартном лаке или масле/ Обычно испытание проводят -при 20°. їіріи очень темных жидкостях, в которых не видно движения шарика, іна дно цилиндра наливают б—10 мл .насыщенного practBopa поваренной соЛи и отмечают падение шарика от верхнего уров-ня до раствора со^іи. Определение условной вязкости можіно іпроизіводить вискозиметром (воронка) Форда, воронкой НИИЛК и вискозиметром ВЗ-4. Вершка Форда (рщ. 31) состоит из цилиндра с коническим дном, имеющим отверстие, через которое вытекает жидкость. Под этим (прибором мещают стеклянный цилиндр с делениями для .определения объема вытекающей жидкости. При определении вязкости выпускное отверстие воронки закрывают, а испытуемые лак и масло, »подогретые до 20°, наливают в цилиндр іприбора до заполнения желобка, окружающего .верхнюю часть цилиндра (ддя создания постоянного начального уровня жидкости). Затем отверстие открывают и определяют продолжительность истечения жидкости в секундах. Вязкость выражают временем истечения (в секундах) 100 мл испытуемой жидкости. Опыт повторяют 2—3 раза и выводят среднее из нескольких определений. Рис 30. Вискозиметр Энглера: /—резервуар для масла; 2—деревянный стержень; 5—мешалка; 4—лопасть мешалки. 187
При определении вязкости лаков и масел воронкой НИИЛК (рис. 32) лак или другую жидкость, имеющие температуру 20°, наливают в воронку 1 (до краев). Излишек жидкости іпри переливании вытекает в шейку 2, прзтому высота слоя жидкости ъ начале опыта йсегда постоянна. Открывая краном 3 выпускное отверстие, отмечают время истечения (в секундах) 100 мл жидкости ,в мерный цилиндр. Воронка изготовляется из латуни с последующим никелированием или хромированием. Размеры воронки: (высота 140 мм »верхний диаметр 63 мм, диаметр отверстия 7 мм. Определение производят два раза. В случае расхождения показателей больше чем на одну секунду определение повторяют в третий раз. Значение вязкости 'испытуемой жидкости выводят Жак среднее из данных, полученных при всех определениях. Для быстрых определений вязкости »непосредственно в процессе . Рис. 31. Воролка Форда. Рис. 32. х Воронка НИИЛК'- /—воронка; 2—шейка воронки; . 3—кран. •производства уплотненных масел и лаковых основ .пользуются методом «пузырька». Сущность метода состоит в сравнении скорости движения пузырька воздуха в растворе испытуемой смолы (или масла) со скоростью в жидкости, имеющей (заранее обусловленную) стандартную вязкость. Испытуемый раствор и стандартную жидкость помещают в іпробирки одинаковой высоты и одинакового внутреннего диаметра. Для приготовления раствора иапытуемой смолы или масла в фарфоровый стаканчик емкостью 100 мл 1на технических весах отвешивают навеску смолы или масла около 10 г, к которой по весу прибавляют растворитель. Содержимое стакана тщательно перемешивают. 188
Для проведения определения в пробирку наливают предварительно приготовленный раствор испытуемой смольи (или масла) и охлаждают до комнатной температуры. После этого в пробирке оставляют такое количество раствора, чтобы между пробкой и поверхностью раствора остался зазор, равный зазору в стандартном образце. Затем пробирку плотно закрывают пробкой. Пробирки с испытуемым раствором и стандартной жидкостью одновременно перевертывают пробками вниз. Пу- зцръкя воздуха .в обеих пробирках должны подниматься с одинаковой скоростью. Если пузырек воздуха в иапьитуемом растворе движется быстрее, чем в стандартной жидкости, то нужно Рис. 33. Вискозиметр ВЗ-4. уменьшить количество добавляемого к испытуемой смоле растворителя, если медленнее, то увеличить. Вязкость в этом случае выражается -процентным -содержанием растворителя в растворе испытуемой смолы. Так, если пузырек воздуха движется с одинаковой скоростью и в стандартной жидкости, и в испытуемом растворе, содержащем 60% смолы (или масла) и 40% растворителя, то вязкость такой смолы (или масла) считается равной 40%. Определение абсолютной вязкости производится при помощи вискозиметра Оствальда. В шарик вискозиметра наливают (выше метки) испытуемую жидкость и вискозиметр погружают в стакан с водой, подогретой до температуры, установленной для измерения вязкости. 189
Затем отмечается время, необходимое для истечения жидкости от верхней до нижней метки, нанесенной под шариком. Вязкость высчитывается по формуле. В лабораториях діля определения условной вяакости пользуются висікозиіменроїм ВЗ-4 (ірис. 33). Лак или другой испытуемый 'материал доводят до температуры 20°, тщательно перемешивают и наливают їв 'вдливдри'чеокий сосуд, переходящий в »полый ікшус, отверстие которого предварительно закрывают іпальцем. Лаїку дают отстояться для удаления іпузьірь^ов. воздуха, 'пену снимают стеклянной іпалочкой и, отняв (палец от отверстия, включают секундомер, Жидкость сливают в приемный сосуд. (Когда прекращается (непрерывная струя жидкости,, секундомер <заікрьт|ют. Время истечения жидкости (в секундах) из вискозиметра ВЗ-4 является условной вязкостью. Определение производят 2—3 раза. Расхождения не должны превышать 5% (принимая максимальный результат за 100%J. Значение вязкости выводят как среднее из полученных определений. Перед определением и после определения івязікастіи.івискозиметр промывают соответствующим растворителем и вытирают мягким и сухим материалом. Вискозиметр изготовляется из дюралюминия или пластмассы. Определение растворимости смол Некоторые .смолы растворяются в определенных растворителях полностью, другие смолы в этих же растворителях растворяются частично или совсем не растворяются. Пользуясь этим свойством, можно путем применения растворителей различного химического состава определить принадлежность смолы к той или иной групіпе. Растворимость смол определяют в спирте, бензоле, ксилоле,, оетролейном эфире, уайт-спирите, ацетоне-, скипираде, этилаце- тате и других растворителях. При определении растворимости смол требуется соблюдать следующие условия: /1. Смолу необходимо тонко измельчить и 'перемешать. 2. Смолу іследует всегда растворять при одинаковой температуре (например, при 20°). 3. Растворитель должен удовлетворять определенным техническим требованиям или стандарту (например, этиловый спирт различной концентрации обладает неодинаковой растворяющей способностью). Примеси других растворителей очень сильно влияют на растворяющую способность растворителей. Растворяющая способность чистого этилового апирта и этилового апирта, смешанного с метиловым (древесным) спиртом^ различна. 190
4. Содержание смолы в растворителе при определении растворимости должно быть всегда одинаковым. Обычно для определения растворимости берут 1 часть смолы на;10 частей растворителя- ' Определение показателя преломления (коэффициента рефракции) При орапускании луча света через воду можно увидеть, как этот луч, войдя в воду, меняет свое направление (отклоняется). Установлено, что другие жидкости и твердые тела также меняют (отклоняют) направление луча света. Каждой жидкости присуща строго определенная величина отклонения луча, зависящая от химического состава и строения вещества, через которое »пропускают луч света. Так, например, растительные масла отличаются друг от друга химическим составом жирны« кислот, входящих в состав масел; поэтому каждое масло имеет свой характерный для него показатель преломления. Если показатель преломления больше или меньше установленного для данного масла, это значит, что масло не чистое и содержит •примеси друпих веществ. іПо (показателю '.преломления можно судить также о чистоте растворителей. При анализе продуктов переработки масел (полимеризован- ное: u оксидированное масло), смол и растворителей определение »показателя преломления (коэффициента рефракции) имеет большое значение. Это дает возможность во многих случаях быстро и легко установить чистоту и качество испытуемого вещества. Существует ряд приборов для определения показателя іпреломления, »называемые р е ф р а кт ометф а ми. К каждому отрибору приложено оіписаеие работы с ним. Определение отстоя Определение отстоя, т. є. присутствия (посторонних веществ, нерастворимых в масле или лаке, «производят следующим образом. Пробу масла или лака нагревают на водяной бане до 30—40°, »перемешивают, охлаждают до 20° и выливают в мерный цилиндр с притертой пробкой, емкостью 100 мл с делениями по 0,5 мл. Цилиндр выдерживают в шкафу при 15—«20° в течение 48 час. Количество отстоя на дне цилиндра определяют по объему. Определение температуры плавления и размягчения Температура плавления и размягчешя смол »и асфальтов является важной характеристикой качества этих продуктов. Температура ллавления смол всегда несколько выше температуры размягчения. 191
Определение температуры плавления производят в запаянном каїпилляре*. Капилляр плотно заполняют хорошо измельченной смолой слоем 5—6 мм, прикрепляют при помощи резинового кольца к термометру так, чїобьі нижний конец капилляра совпадал с шариком термометра, и помещают в колбу, в которую налит глицерин (рис. 34). Глицерин медленно нагревают так, чтобы температура поднималась на 1—2 градуса за 1 мин. Внимательно наблюдают за веществом в капилляре и отмечают момент полного расплавления смолы. Это и будег температура плавления. Определение температуры размягчения. Метод Креме р- ? ар нов а. Прибор Кремер-Сарнова (рис. 35) состоит из двух стеклянных' стаканов: наружного / диаметром 8 см и высотой 15 см и внутреннего 2 диаметром 6 см и высотой 10 см. Внутренний стакан, на крышке 3 которого имеются пять отверстий, укрепляется в наружном при помощи металлического диска 4. В1 одно отверстие через іпробку вставляют термометр 5, а в остальные четыре — стеклянные трубки 6 диаметром 6 мм. В наружный стакан наливают слой глицерина высотой 5 см. Термометр вставляют таким образом, чтобьи шарик ртути находился на уровне испытуемой'смолы! Ход определения. Отшлифованную с обоих концов, стеклянную трубку диаметром 6 мм и высотой 5 мм ставят на стеклянную пластинку, смоченную водой. В трубку наливают предварительно расплавленную в фарфоровой чашечке смолу таким образом, чтобы сверху образовался небольшой выступ, который после застывания срезают, ножом. Заполненную смолой стеклянную трубку соединяют в стык при помощи резиновой трубки со стеклянной трубкой такого же диаметра, но длиной 10,см и наливают в нее 5 г ртути. После этого трубку вставляют, в аппарат *гак, чтобы смола находилась на одном уровне с шариком термометра. Аппарат ставят на треножник и постепенно нагревают на асбестовой сетке, повышая температуру на 1—2° в минуту до тех пор, пока ртуть іпод давлением собственной тяжести -не опустится через слой размягченной смолы на дно стакана. Определение считается правильным, если расхождение между двумя параллельными испытаниями не превышает 1°. Температуру, при которой капля ртути, »пройдя через слой смолы, падает, считают температурой размягчения смолы. Метод кольца и шара. Прибор для определения температуры, размягчения по методу кольца и шара (рис. 36) со- сгоит из двух латунных колец 2 с внутренним диаметром 15 мм, высотой 6 мм и толщиной обода 2 мм; двух стальных полированных шариков 3 диаметром 9,6 мм \я весом 3,і5 г; толстостенного стакана / с »наружным диаметром їй ом и высотой 15 см * Капилляр—тонкая стеклянная трубочка диаметром 1 мм. 192
и латунного штатива 4, привинченного к латунной круглой крышке 5 шириной 15 см. На штаЪшве укреплены діва латунных кольца на расстоянии 2,5 ом один от другого. В верхней »пластинке имеются три отверстия: среднее для термометра 6 и два боковых для колец, на расстоянии 6,36 мм от среднего. Нижняя поверхность кольца совпадает с отверстием в нижней пластинке. Термометр уіпотребляют с делениями до 0,6° или до 1°. В «стакан наливают слой глицерина высотой 5 см. і \ Рис. 34. Прибор для определения температуры плавления в капилляре. Рис. 35. Прибор Кремер-Сарнова: /—наружный стакан; 2—внутренний стакан; 3—крышка; 4—металлический диск; 5—термометр; в—стеклянные трубки. Рис. 36. Прибор для определения температуры размягчения по методу кольца и шара: /—стакан; J2-—латунные кольца; 3—стальные шарики; 4—штатив; 5—крышка; 5—термометр. Ход определения. Кольца 2, нагретые до 50°, помещают на медйую амальгамированную пластинку и наливают в них предварительно расплавленную в чашечке смолу. После остьпвания избыток смолы аккуратно срезают (нагре- тьгм концом іножа) до уровіня (краев кольца. Кольцо со юмюлой вставляют в отверстие пластинки аппарата, а в центре кольца «помещают шарик 3, слегка вдавливая его в смолу. После этого штатіиїв помещают івінупрь стакана їй івесь ігвріибор устанавливают іна треножник; піри этом необходимо .следить, чтобы (прибор имел строго -горизонтальное положение. 13—1659 193
Собранный прибор оставляют стоять 15 мин. при комнатной теміпеїратуїре, а затем (нагревают так, 'чтобы температура повышалась на 5° їв минуту (отклонения ±0,05°)! За точку размягчения принимают температуру, «при которой смола, провисая из кольца под давлением шара, касается «поверхности нижней пластинки. Проводят два определения и выводят среднее значение. По методу кольца и шара обычно получают температуру размягчения на 8—14° выше^ чем по методу Кремер-Сарнова. Определение кислотного числа іВо всяком масле в зависимости от условий хранения образуются в том или ином количестве свободные жирные кислоты (масло прогоркает). Прогорклое масло с большим содержанием свободных жирных кислот не пригодно для приготовления некоторых імрасок. Например, ікрасіка іна осінове цинковых белил сильно загустевает три хранении вследствие образования густых цинковых мыл—^соединений цинка со свободными жирными кислотами. Поэтому технические условия на масла предусматривают пределы допускаемого содержания свободных жирных кислот. J Содержание свободных жирных кислот характеризуется кислотным числом, которое выражается количеством щелочи (едкого кали) в миллиграмма«, потребным для нейтрализации свободных жирных кислот, находящихся в одном гдамме масла. Определение числа омыления Известно, что масла представляют собой сложные эфиры глицерина и жирных кислот- При нагревании глтщеридов с водой под давлением они расщепляются на составные части: глицерин и жирные кислоты. При кипячении глицеридов с раствором щелочи (едкого кали), они разрушаются, образуя глицерин и калиевые соли жирных кислот, называемые мылами. Эта реакция называется реакцией омыления. Для проведения полного омыления масла данного сорта требуется строго определенное количество щелочи (едкого кали). Содержание всех жирных кислот (свободных и связанных) в масле характеризуется числом омыления, которое выражается количеством едкого кали в миллиграммах, потребным для нейтрализации всех жирных кислот, находящихся в одном грамме масла. По общесоюзным стандартам числа омыления растительных масел должны соответствовать 184—195 мг КОН. Более низкое число омыления указывает на іпримесь в масле посторонних неомыляемых веществ (воды, минерального мас- 194
ла). Наличие воды затрудняет обработку масла вследствие бурного вспенивания при нагревании. Присутствие минерального масла вызывает образование липкой невысыхающей пленки. Определение йодного числа Самым важным показателем, характеризующим скорость высыхания масла, является йодное число. Йодным числом называется количество иода в граммах, присоединяемое к 100 г масла при обработке масла особо приготовленным раствором иода. Все высыхающие масла содержат ненасыщенные жирные кислоты, способные (Присоединять іиод. Чем быстрее высыхает ма'сло, тем Дольше оно содержит не- насыщенньих кислот и, следовательно, тем больше иода оно способно присоединять. Каждое масло характеризуется определенным химическим составом и имеет соответствующее этому составу йодное число. Йодное число высыхающих масел высокое и составляет 160—200; йодное число невысыхающих масел равно 117. Кислотное число, число омыления и йодное число масел определяют в лаборатории.
Глава XVI УПАКОВКА, МАРКИРОВКА, ХРАНЕНИЕ ЛАКОКРАСОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ Лакокрасочные материалы, как правило, огнеопасны, ядовиты и гигроскопичны, поэтому к их упаковке, транспортировке и храдению предъявляются особые требования. Лакокрасочные материалы должны быть правильно маркированы. При маркировке бочек, бидонов, ящиков, мешков указывается (наносят несмываемой краской) название іпродукта, сорт, название завода-изготовителя, дата выпуска, вес брутто и нетто, номер места, партии, ГОСТ, ОСТ или ТУ. На бумажные мешки наклеивают этикетки с такими же обозначениями. Внутрь каждого мешка, барабана, ящика вкладывают паспорт или сертификат с результатами испытаний материала и заключение ОТК завода-изготовителя. Большое значение для сохранения качества материалов имеет упаковка. Вследствие разнообразия лакокрасочных материалов таїра для их упаковки различна как по форме, так и по качеству материала, из которого она изготовлена: металл, де- реіво, стекло, картон, бумага. Металлическая тара (»бочки, барабань», банки, бидоны, жестянки) из белой жести, оцинкованного железа, алюминия ? листах применяется для жидкостей и продуктов, требующих герметической упаковки. Стеклянная тара применяется для жидкостей (бутыли, флаконы, банки),. Для предотвращения боя стеклянная тара при транспортировке «помещается в плетение корзины, деревянные обрешетки, в ящики с соломой и стружкой. Хранение лакокрасочных материалов В зависимости от горючести лакокрасочных материалов требуются различные условия их хранения. Жидкие материалы хранят отдельно от твердых, причем не допускается их укладка в высокие штабеля, так как от тяжести может образоваться течь в шівах и днищах тары. При укладке материалоЁ в складах необходимо их сортировать так, чтобы продукция одного наименования и назначения лежала в одном месте. Хранение лакокрасочных материалов должно производиться с учетом их гигроскопичности, огнеопасности, запаха и других 196
свойств в закрытых складских »помещениях, безопасных в пожарном отношении. Ящики и мешки с материалами располагают на деревянных брусьях штабелями на определенном расстоянии от стен и друг от друга. Бутыли и банки следует помещать на полочио-клеточ- ные стеллажи. Ол.ифы доставляются и сохраняются в цистернах, железных или деревянных -бочка»х весом нетто 250—850 кг, внутри покры- тьих эмалью, а также в железных бидонах весом нетто 36 кг и в стеклянные.бутылях весом нетто по 3 кг. Олифу необходимо хранить в прохладном помещении и в таре, закрытой от доступа воздуха и света. В местах хранения олифы нельзя оставлять омоченные ею стружки, тряпье, так как они могут самовозгораться. Упаковка и хранение пигментов Пигменты упаковывают в плртные деревянные -бочки или фанерные барабаны весом 50, 75, 200 кг, в деревянные ящики весом 10—30 кг, в мешки весом 50 кг. Тара изнутри обкладывается оберточной бумагой, внутрь вкладывают оаспорт с заключением ОТК. Пигменты следует хранить іпод навеїсом или прикрытыми брезентами. Тару маркируют, указывая наименование товара, вес, номер стандарта. Упаковка и хранение лаков Лаки разливают в разнообразную тару: 1) 'Стеклянные флаконы и бутыли емкостью 0,1, 0,5, 1,0, 2,0, 5,0, 10 и 20 л. 12) Жестяные бидоны емкостью 0,5, 1,0, 2,0, 4,0 и 8 л. 3) Сталыные ібаіріабаньї, (проклеенные 'бачки емкостью ЗО, 50, 100 л. Спиртовые лаки и нитролаки упаковывают в стеклянные флаконы (различной дакостіи. Бутыли и жестяные бидЗны /помещают їв деревянные ящики или обрешетиш и внутри прокладываются соломой, даилікаїми, стружкой. На таре делают .надпись «Огнесшасно». Тара емкостью" более 1 л должна иметь подробную этикетку с обозначением даты розлива лака. Хранить лаки -следует їв защищенном от непосредственного воздействия солнечных лучей и іпроіхладном помещении с соблюдением всех противопожарных мер. При хранении необходимо проверять герметичность укупорки посуды. Упаковка густотертых красок Эти краски упаковывают в жестяные банки івесом от 0,5 до 5 і/сг, їв деревянные бочиш нетто не более 2О0 кг, фанерные бара- 197
баїньї »нетто ін-е более 60 кг. Байки упаковывают їв деревянные ящики ішііи обрешетин. (Банки должны быть снабжены этикеткой, пде указывается наименование, одвет, номер, назначение, способ применения ікраоки, ювязующее івещество, »вес, дата изготовления, завод-изготовитель. На таре <с нитрокрасками делают надпись «Огнеопасно». Эмалевые краски упаковывают в жестяные банки весом от 0,26 до 5 кг, которые помещаются в ящики или обрешетки. Краски упаковывают герметически для защиты от попадания воды, грязи и .воздуха и предохранения от испарения.
Глава XVII ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ И ПРОТИВОПОЖАРНЫЕ МЕРОПРИЯТИЯ На лакокрасочных заводах имеется много разнообразных производств, вредных для здоровья и опасных в пожарном отношении. Возможности отправления свинцом (при .производстве сеивдовых 'белил) и растворителями ((ори (производстве нитролаков), опасность (подвергнуться ожюгаїм їв процессе изготовления імасляїньїх лаков, смол и 'препарированных масел, а также •вредное воздействие іпьіліи различных іпилментов требует от работников лакокрасочной (промышленности особого вщшаїния к вопросам техники 'безшашооти. . До Октябрьской революции рабочий день на <свинцово-бе- лильных заводах продолжался до 12 час; рабочий не получал молока, спецодежды, отпусков. Производственные 'помещения были сырые, низкие, без вентиляции в результате чело происходили частые отравления и другие несчастные случаи. Советским законодательством уделено большое внимание вопросам техники безопасности и охраны труда трудящихся. На наших предприятиях созданы условия, облегчающие труд рабочих и дающие возможность полностью ликвидировать производственный травматизм. Техника безопасности Основной задачей техники безопасности является преду- ореждение несчастных случаев во время работы. Соблюдение правил техники безопасности обязательно как для рабочих, так и для технического персонала. Если произошел несчастный случай и выяснилось, что правила, техники безопасности не соблюдались, виновные привлекаются к судебной ответственности. Вновь поступающий на работу рабочий должен быть проинструктирован по основным, вопросам техники безопасности и, кроме того, ему должны даваться на месте указания о мерах предосторожности. Инструкции по технике безопасности с детальными указаниями основных правил должны быть составлены для каждого рабочего участка и вывешены на видном месте. 199
Рабочий допускается к работе только с разрешения инженера то технике безопасности который обязан проверить знание рабочим инструкций по технике безопасности цеха, в котором ои будет работать. Технический руководитель цеха или отделения (іначальник цеха, мастер) должен через определенные промежутки времени проверять знания рабочих <по технике безопасности. Через каждые три-четыре месяца всех рабочих проверяет специальная комиссия по технике безопасности. В цехах лакокрасочного производства должны соблюдаться следующие общие ті р а в и л а по технике безопасности: її. Все ориводы должны иметь ограждения. 2. В цехе должна быть хорошая приточно-вытяжная вентиляция. 3. Раббчие места должны быть тзк освещены, чтобы все аппараты и части их 'были хорошо видны. , 4. Прій чистке аппаратов, загрузке материалов и других работах рабочие должны иметь средства индивидуальной защиты: резиновые перчатки и сапоги, очки и противогазы. 5. Проходы и выходы из помещений, а также рабочие места около котлов, мешателей, краскотерочных машин й другого оборудования - не должны быть загромождены. 6. Движущиеся части мешателей, краскотерочных машин, центрифуг и других механизмов должны иметь ограждения. 7. Ремонт, чистку и смазку механизмов нельзя производить до 'полной остановки аппаратов и механизмов. 8. Приводные ремни нельзя надевать до полной остановки аппаратов и механизмов. 9. Одеваться и раздеваться около движущихся частей механизмов воспрещается. 10. Запрещается мыть руки растворителями (бензолом, ацетоном, уайт-сшритом и другими растворителями), так ка.к это (Приводит к «болезням 'кожи (экзема) и другим заболеваниям. 11. Нельзя принимать пищу в цехе и прикасаться к ней немытыми руками. 12. Во избежание отравления, руки после работ с красками и ла;ками должны 'быть тщательно вымыты теплой водой с -мылам. При работе в смоляных и лаковых цехах опасность представляют: 1. Ожоги при выбрасывании или воспламенении сплавов. 2. Отравление вредными парами. 3. Ожоги глаз и открытых частей тела при разбрызгивании жидкостей из котлов, при приготовлении и пользовании каустиком и т. п. Для защиты глаз при дроблении .канифоли и других смол необходимо надевать очки. 200
Загрузку фталевого ангидрида нужно проводить в противогазе. При отборе проб следует надевать перчатки. При очистке внутренней поверхности котлов нужно соблюдать следующие правила техники безопасности: 1. Рабочий, очищающий котел, должен иметь на поясе веревку, (конец .которой держит другой рабочий, 'стоящий вне котла. 2. Работать в противогазе. 3. Производить очистку при температуре не выше 40°. 4. Начинать работу только при снятом приводе с мешалки. 5. Работать с инструментом, не дающим искры при ударе, так как пары растворителя могут воспламениться. П'р и работе у котлов, а та,к же при гашении извести, разбивании каустика и растворении его рабочий должен работать в предохранительных очках для защиты глаз. При работе с лавками, содержащими бензол и толуол, запрещается размещение этих лаков в открытых сосудах, так как при этом выделяют- сяпары бензола и толуола. Вдыхание паров бензола и толуола крайне вредно для здоровья. При работе с фенолом нужно надевать противогаз и рукавицы и следить за тем, чтобы фенол не попадал на кожу, так как при этом могут образоваться ожоги и язвы. При производстве тертых на масле красок, эмалевых красок и нитрокрасок рабочие на краскотерках должны соблюдать следующие общие правила: 1. Перед началом работы осмотреть машину, проверить исправность ограждений; при отсутствии ограждений или поломке требовать немедленной их установки или исправления. 2. Не мыть машину на ходу, так как пальцы или руки могут попасть между валками. 3. Не вынимать случайно попавшие посторонние предметы, не остановив предварительно машину. 4. Помнить о возможности образования статического электричества и проверять заземление механизмов — это особенно важно при производстве нитрокрасок. 5. Если работа на красіштерочной машине не продолжается в следующей смене, машину необходимо прочистить и вымыть. 6. Загрузіку пастой производить равномерно; при этом лопатку держать в горизонтальном положении, чтобы ее не захватило валікаїми. При работе у мешателей следует: 1. Загрузку олифы, лаков и сухих красок производить только после остановки мешалки. ,2. При загрузке сухих (пигментов обязательно надевать про- тивопылевой респиратор. 201
3. Не переполнять мешатель олифой и сухой краской. 4. Во время работы мешателя не перемешивать и не перекладывать содержимое его лопатой или палкой. Противопожарные мероприятия Тепловая обработка материалов, применяемых в производстве лаков, горючесть материалов и их способность в известных условиях к самовозгоранию создают опасность возникновения пожара. Самовозгорание материалов может произойти под влиянием окислительных (процессов іпри полимеризации масел. Чем больше поверхность соприкосновения этих материалов с воздухом, тем больше опасность их самовозгорания. Наиболее распространенной причиной возникновения пожаров является нарушение 'противопожарного режима: неосторожное обращение с огнем^ нарушение технологического процесса (перегрев), неправильное хранение исходных материалов и готовой іпродукции, халатное отношение отдельных работников к соблюдению правил противопожарной безопасности. Разбрызганная пена, промасленные тряпки, разлитое тонким слоем масло могут явиться причиной возникновения пожаров в лакокрасочных' цехах. Наиболее частой причиной возникновения пожару является перегрев масла. Основные правила противопожарной охраны заключаются в следующем: 1. Каждый рабочий перед допуском на работу должен хорошо знать правила »противопожарной безопасности и меры борьбы с пожаром. 2. В цехе нельзя хранить запасы материалов, кроме тех, которые нужны непосредственно. 3. Проходы должны быть свободны. 4. Каждый цех обязан иметь достаточное количество огнетушителей, баллонов с углекислотой, а также песок, войлок и другие противопожарные средства. б. Баллоны с углекислым газом нужно ежемесячно, а иногда и ежесуточно іпіроверять. 6. Электрическая сеть должна быть хорошо изолирована, а электрооборудование тщательно заземлено. 7. Масляные тряпки и бумагу нельзя разбрасывать по цеху, (их следует собирать в железный ящик и в конце сиены сжигать. 8. Тщательно следить за показаниями термометров и пирометров. Через определенные промежутки времени следует проверять правильность показаний этих приборов. 9. Перед началом варки обязательно проверять состояние днищ котлов, трубопроводов и других частей оборудования. 201
10. Варочные котлы должны быть хорошо очищены от нагара и остатков растворителя. 11. Перед разжиганием топки следует проверить исправность кладки и обмуровки котлов; обнаруженные трещины и щели немедленно заделывать. 12. Не допускать (перекачки и налива растворителей в котел, если под ним не погашен огонь; пары растворителей часто тяжелее воздуха и іпо -полу могут дойти до источника огня. 13. В каждой смене производить очистку приспособлений, улавливающих летучие погоны. 14. Чтобы избежать в-спенивания сплава и выброса его из іртла, необходимо фталевый ангидрид загружать постепенно и небольшими порциями. При аварии или пожаре рабочий должен выполнять следующее: іПри вспьішіке в котле: 1) засасить тапку или отключить котел (при центральной системе обогрева); 2) закрыть люк или крышку котла; 3) направить в ікотел углекислый газ из баллона, примерить огнетушители. При воспламенении выброшенной из котла продукции: 1) загасить топку; 2) выкачать из котла остатки содержимого в смеситель; 3) организовать тушение сухим песком и огнетушителями. .В лаковарке у котла необходимо соблюдать следующие правила: 1) при разжигании тапок не применять керосина, бензина, растворителей и других легко воспламеняющихся веществ; 2) (при загрузке следить, чтобы в котел не попали посторонние предметы (щепа, бумага, веревки и т.#п.); 3) канифоль загружать только в мелкораздробленном виде, во избежание местного перегрева и воспламенения; 4) мешалку пускать только после того, как твердые составные части смолы расплавятся; 5) строго следить за теміпературой, не допуская ее повышения »сверх установленной инструкцией; 6) при «перегреве добавить в котел холодного, обезвоженного масла; 7) следить за образованием пены и при сбивании ее остерегаться выброса массы из котла; 8) (Производственные отходы сжигать в топках, получив предварительно от начальника цеха указание о порядке безопасного обращения с ними; 9) при появлении течи котла выключить топку и перекачать сплав в смеситель. 203
При перекачке из котлов в смесители: 1) проверить исправность насосов и трубопровода; 2) /проверить правильность включения трубопровода; 3) проверить состояние смесителя; 4) растворитель загружать в смеситель при температуре смолы и масла не выше: 170° для скипидара, 160° для уайт- спирита, 140° для сольвент-нафты, 100° для ксилола. Пр.и іполи мериз ации масел опасным моментом в*пожарном отношении является свертывание (желатинизация) масла, так как -при этом температура масла начинает сильно повышаться и быстро достигает температуры самовоспламенения. Для предотвращения свертывания необходимо внимательно следить за температурой масла. Как только температура начинает сильно повышаться и вязкость масла увеличивается, нужно: 1) выключить топку; 2) шрилить холодного обезвоженного масла, если подъем температуры продолжается; 3) заполнить пространство іпод крышкой углекислым газом; 4) если масло загорится, тушить пенными огнетушителями и засыпать песком. Тушить горящее масло водой нельзя. При изготовлении эфир ов канифоли необходимо: 1) следить, чтобы канифоль не содержала скипидара или бензина, так как эти продукты при нагревании в котле могут дать вспышку; 2) нагревать канифоль. медленно для удаления остатков скипидара. При изготовлении глиф талевых смол необходимо помнить, что фталевый ангидрид весьма летуч и забивает трубы, что опасно в пожарном отношении; трубы нужно систематически очищать. При изготовлени и с и к к а т и в о в засыпка окислов металлов часто сопровождается сильным вспдалваїніием, а иногда даже вспышкам^ Мерами предосторожности является медленная засыпка окислов металлов или загрузка предварительно растертых с маслом окислов металлов. Заливка растворителей чрезвычайно огнеопасная операция и должна производиться либо в отдельном помещении, либо по крайней мере в помещении лаковарки, но при обязательном условии, чтобы в помещении в это время не было открытого огня. )В настоящее время заливка растворителей в іпомещении лаковарки почти-не производится. Производство летучих лаков, особенно нитролаков и нитроэмалей, наиболее опнеоіпаоно, взрьивоотіас- но и вредно для здоровья. Поэтому в цехах нужно особенно строго соблюдать все меры предосторожности; меры противопожарной ^безопасности должны быть здесь особенно жесткими. 204
Каждый рабочий должен точно соблюдать установленные правила, помня, что малейшее их нарушение может привести к несчастным случаям. Правила безопасности при этом следующие: її. іКуіріить їв цехах и на территории окоіло цеха категорически запрещается; курение разрешается только в специально отведенных , помещениях. 2. Запрещается приносить с собой спички и зажигалки. 3. Пол в помещении должен быть чистым и не иметь щелей, где могли бы скапливаться нитроцеллюлоза и лак. , 4. Рассыпанный коллоксилин нужно немедленно собрать, сметая его травяными или волосяными щетками, так как при малейшем ударе (даже подбитого железными гвоздями каблука) он может дать вспышку. Носить в цехе обувь с железными гвоздями запрещается. 5. Разлитые лаки и растворители нужно немедленно убирать. Особенно внимательно нужно следить за чистотой аппаратов и рабочих мест. 6. Категорически запрещается работа в цехе с открытым огнем. В исключительных случаях начальник пожарной охраны разрешает сварные работы, при этом должен быть выставлен специальный пост. 7. Категорически запрещается раскладывать одежду или какие-либо вещи на паропроводы в цехе. 8. Все промасленные тряпки нужно складывать в железные ящики € крышками, выставленные возле цеха вне здания. 9. Растворители необходимо подавать по трубам под давлением инертного газа. ilO. Нельзя работать с железными HHerpyMeHtaMH, так как при ударе могут образоваться искры; все металлические инструменты должны быть сделаны из меди или латуни. 11. Вся металлическая аппаратура, оборудование и приводные ремни должны быть тщательно и надежно заземлены. 12. Освещение допускается только наружное. 13. Вентиляция должна постоянно работать. 14. Переносить бидоны, перекатывать бочки, работать со всеми тяжелыми, имеющими железные части предметами нужно аккуратно, без уДаров и ^толчков, во избежание искрения. 1E. Бидоны, »бочки аппараты и т. д. должны быть плотно закрыты. 16. При ремонте мешателей и других агат аратов на дно их нужно подстилать резиновый коврик, чтобы в случае падения железных предметов іне образовалась ,огокра. 17. После окончания работы рабочие замесочного отделения обязаны произвести очистку отделения, в особенности под замесочной машиной. I?. ?o всех (помещениях цеха должны находиться ящики с леском и огнетушители. 205
19) Исправность (противопожарного оборудования нужно ежедневно проверять. іВ цехах ведется круглосуточное дежурство работников по- жарной охраны, но все рабочие должны быть сами подготовлены к тушению пожара. (При возникновении пожара следует: 1) немедленно вызвать пожарную команду; 2) закрыть железные двери в соседние помещения; 3) выключить агрегаты; 4) выключить велтиляцию. »При загорании проводки электродвигателей и других электроприборов необходимо: 1) выключить ток; 2) горящий электродвигатель тушить только песжом; 3) электропроводку и реостаты тушить огнетушителями. (В производстве тертых красок пожар может возникнуть вследствие івошлаїменшия in аров растворителя, іпріи наличии їв цехе открытого огня или искр, возникающих от тре- (ния ю Ш.КИВЫ (приводных ремней краюкотерочных імашин їй меша- телей, а также вследствие «самовозгорания тряіпок, пропитан- іньіх маслом. Кроме того, «пожар может возникнуть при оставлении не- протертых замесов сухих красок на высыхающих маслах (особенно опасны замесы сажи и ми л ори). Приготовленные замесы должны быть хотя бы один раз пропущены через жраскотероч- ную машину. Хранение взрывоопасного сырья должно производиться в специально приспособленных помещениях и в специальной металлической таре.
ЛИТЕРАТУРА А. Ф. Абашкина, В. С. Киселев, Н. П. Аграненко, Способ получения лаковых іоміол, авт. шид. № 84978 от 27/V 1950 г. Н. П. Аграненко. Ю. М. Г у р е в и ч, Бюллетень по обмену опытом в лакокрасочной промышленности № 3, Госхимиздат, 1952. И. (М. Алексеев, Бюллетень ш обмену опытам в лакокрасочной промышленности № 12, Гаахиімиздат, 1957. И. М. Алексеев, «Химическая наука и промышленность», т IV, № 3 A959). К. А. Ан діри аи о в, (Кремнийорганичесюие соединения, Госхіимиздат, 1955. К. А. А н д р и іа н о в, А. И. П е т »р а ш к о, іКреаодийорганичеаиие полимеры в народном хозяйстве, Изд. АН ССОР, 1959. Аннотация научно-исследовательских работ, Сб. 33, Филиал ВИНИТИ, 1959. Е. Ф. Беленький и И. В. Раскин, Химия и технология пигментов, Госхимиздат, 1949. А. А. Беловицкий, Заменители олиф, Гизместпром, 1944. А. А. Беловицкий, Производство олиф, лаков, тертых красок и эмалей, ,КО,ИЗ, 1946. К. П. Беляева, Лакокрасочные материалы для отделки изделий из дерева, Госхимиздат, 1960. Бюллетень по обмену опытом в лакокрасочной промышленности № 5, Госхимиздат, 1953. Бюллетень іію обмену опытом в лакокрасочной промышленности № 6, Госхимиздат, 1954. Бюллетень по обмену опытом в лакокрасочной промышленности № 8, Госхимиздат, 1955. Бюллетень по обмену опытом в лакокрасочной промышленности № 10, Госхимиздат, 1956. Е. Н. Владычина, П. Ю. Колесникова, Промышленное применение пентафталевых эмалей и лаков, Госхимиздат, 1949. А Я Дринберг, Технология пленкообразующих веществ, Госхимиздат, 1955. A. Я- Дринберг, Е. С. Гуревич, А. В. Тихомиров, Технология лакокрасочных покрытий, Госхимиздат, 1957. B. П. Зуев, В. В. Михайлов, Производство сажи, 1958. В. В. Кельцев, П. А. Теснер, Сажа. Свойства, производство и применение, Гостоптехиздат, 1952. В. С. Киселев, Олифа и лаки, Госхимиздат, 1940. 207
В. С. Киселев, Руководство к практическим занятиям по технологии пленкообразующих веществ, Госхимиздат, 1948. Н. А. Кюзулиїн, Памятка для лаковара, Госхимиздат, 1945. Материалы к Всесоюзной научно-технической конференции работников масло- жировой" промышленности по вопросу: «Технический уровень развития маслодобывающей и жироперерабатывающей промышленности на 1959—1965 гг.», ч. 2, Л., 1958. , Б. С. Молчанов, Производство сухих и тертых белых красок, Госхимтех- издат, 1932. В. А. На ум ой, Производство охірьі, Госхіимтешиздаїт, 19Э2. И. Г. П о в а р н и н, Спиртовые мебельные лаки из отечественного сырья, КОИЗ, 1949. Пути улучшения качества и расширения ассортимента продукции масложи- ровой промышленности, Л., 1959. Тех'нологачбсиие инструкции масложирюеой промышленности, т. II, Пшце- промиздат, 1956. Е. С. Фармаковская, В. Г. Новиков, Промышленное применение перхлорвиниловых эмалей и лаков, Госкомиздат, 1950. Василий Степанович Киселев Антонина Федоровна Абашкина ПРОИЗВОДСТВО ЛАКОВ, ОЛИФ И КРАСОК Редактор Я. С. Ратманский Техн. редактор В. В. Коган Т05532 Подписано к печати 3/V 1951 г. Бумага 60х92і/і6=6,5 бум. л.—13 печ. л. Уч-изд. л. 12,87 Тираж 12 000 экз. Цена 42 коп. Зак. 1659 Типография Гххжимиздата. Москва, 88, Угрешская
ОПЕЧАТКИ Напечатано Должно быть 21 сверху 2 снизу 20 снизу 12 сверху 17 снизу примесей, подсолнечного, хлопкового спирт обнаружить вес у2 , Зак. 1659. примесей подсолнечного, эфир (обнаружить по выделении СО3 СО3 вес
[В. G. КИСЕЛЕВІ и А. Ф. АБАШКИНА ПРОИЗВОДСТВО ЛАКОВ, ОЛИФ И КРАСОК 2-е ИЗДАНИЕ, ПЕРЕРАБОТАННОЕ И ДОПОЛНЕННОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ИЗДАТЕЛЬСТВО ХИМИЧЕСКОЙ ЛИТЕРАТУРЫ Москва-1961