Лаки на основе простых эфиров целлюлозы

Категория:
Целлюлозные лаки


Лаки на основе простых эфиров целлюлозы

Из изготовляемых в промышленных количествах простых эфи-пов целлюлозы в качестве полноценного лакового сырья могут быть использованы этил- и бензилцеллюлозы.

Метилцеллюлоза и аналогичные ей эфиры целлюлозы, напри-мер карбоксиметилцеллюлоза и другие, в качестве лакового сырья не могут быть использованы вследствие их растворимости в воде; их иногда применяют только в качестве добавок.

Выше уже было указано, что в настоящее время бензилцеллюлозы на рынке нет и появится ли она в ближайшее время—неизвестно. Этилцеллюлоза в Германии не производится, а изготовляется рядом предприятий в различных странах. Вследствие такого положения имеются только очень скудные сведения о свойствах этих производных целлюлозы и областях применения лаков на их основе.

Производство лаков на основе этилцеллюлозы базируется на тех же принципах, что и производство нитроцеллюлозных лаков. Этилцеллюлоза изготовляется таких же вязкостей, как и нитроцеллюлоза. Марки этилцеллюлозы, изготовляемые Hercules Powder Co., приведены в табл. 13 (стр. 36). Для этилцеллюлозы существует такая же зависимость между вязкостью и качеством, как и для нитроцеллюлозы. Качество лаков с большим сухим остатком, получаемых из низковязкой этилцеллюлозы, ниже качества лаков, получаемых из высоковязких марок. Эта основная зависимость может в широких пределах изменяться вследствие добавок смол и пластификаторов.

При изготовлении лаков на основе этилцеллюлозы, естественно, следует стремиться к полному использованию ее выгодных свойств. Поэтому применяемые вместе с этилцеллюлозой смолы и пластификаторы следует выбирать с таким расчетом, чтобы полностью проявились выгодные свойства этилцеллюлозы. К достоинствам этилцеллюлозы относятся: очень высокая светостойкость, хорошая водостойкость (почти такая же, как и у нитроцеллюлозы), хорошая растворимость, хорошая совместимость с многочисленными видами лакового сырья и незначительная воспламеняемость.

Этилцеллюлозные лаки применяют преимущественно в тех случаях, когда светостойкость нитроцеллюлозного лака оказывается недостаточной или она становится удовлетворительной только после комбинирования его с добавками, которые по каким-либо причинам не могут быть допущены.

Ацетилцеллюлоза обладает такой же светостойкостью как этилцеллюлоза, но ее водостойкость значительно ниже, чем этилцеллюлозы. Кроме того, горючесть этилцеллюлозы значительно ниже, чем нитроцеллюлозы. Меньшая горючесть по сравнению с нитроцеллюлозой характерна и для ацетилцеллюлозы, но ее растворимость и совместимость с другими видами сырья ниже, чем у этилцеллюлозы.

Эти свойства этилцеллюлозы позволяют во многих случаях рекомендовать применение этилцеллюлозного лака. Но при этом следует учитывать его высокую чувствительность к действию кислот.

Из подробных данных о растворителях или. смесях растворителей, пригодных для растворения этилцеллюлозы, можно сделать вывод, что для растворения этилцеллюлозы имеется большой выбор растворителей, причем и дешевых и обладающих различной скоростью испарения. Поэтому получение лака с заданной скоростью высыхания не представляет особых трудностей. Из табл. 40 видно также, что этилцеллюлоза’растворяется так же хорошо, как нитроцеллюлоза и значительно лучше, чем большинство марок ацетилцеллюлозы.

Состав смеСи растворителей оказывает очень большое влияние на растяжимость и гибкость пленки этилцеллюлозы. Так, например, пленка, полученная из раствора этилцеллюлозы в смеси бутанола и ксилола, обладает наибольшей растяжимостью на аппарате Шоппера при соотношении количеств бутанола и ксилола равном 25 : 75, а у пленок, полученных из раствора этилцеллюлозы в смеси этанола и толуола, максимальная растяжимость наблюдается при отношении количеств этанола и толуола равном 50 : 50. При изменении этого соотношения значение растяжимости внезапно сильно падает и достигает минимума при содержании в смеси растворителей 60 ч. этанола и 40 ч. толуола-

Пленки, получаемые из раствора этилцеллюлозы в смеси этанола с ацетоном, вообще не обладают хорошей растяжимостью. Максимальное значение растяжимости пленка приобретает при получении ее из раствора только в этаноле. Можно считать, что лучшей растяжимостью обладает пленка, полученная из раствора этилцеллюлозы в смеси бутанола и ксилола.

Такая же зависимость существует и для сопротивления на разрыв. Наилучшие результаты и в этом случае получаются при применении в качестве растворителя смеси бутанола и ксилола; минимум получается при применении смеси этанола с толуолом в соотношении 60 : 40.

Смолы в этилцеллюлозные лаки вводят для повышения твердости пленки, ее блеска, водостойкости и адгезии.

Этилцеллюлозы марки N. Hercules Powder Со. хорошо совмещаются с эфиром канифоли, фенольными смолами (маслораство-Римыми и маслореактивными), фенольными смолами, модифицированными канифолью, сульфонамидными смолами и большим числом природных смол.

Ограничено совмещается этилцеллюлоза с малеиновыми, ку-мароновыми, формальдегидными и алкидными смолами.

Стойкость пленок этилцеллюлозных лаков может естественно изменяться в зависимости от состава смолы. Совместимость этил-целлюлозы со смолами можно повысить применением третьих компонентов, например желатинирующих пластификаторов. Для этой цели может быть использована также и нитроцеллюлоза.

Этилцеллюлоза N-22 представляет собой продукт, содержащий 46,8—48,5% этоксильных групп. Вязкость ее 5%-ного раствора в смеси толуола и этанола (95% -ного) в отношении 80 : 20 равна 22 сп.

Ацетилцеллюлоза LL-1 представляет собою продукт, содержащий 55,0—56,0% уксусной кислоты. Ее вязкость 2-—4 секунды. Это значит, что стальной шарик диаметром 7,93 мм (5/16”) проходит за 2—4 сек. в 20%-ном растворе ацетилцеллюлозы в смеси ацетона и этанола, взятых в отношении 90 : 10, расстояние 254 мм (10”).

Из пластификаторов, пригодных для этилцеллюлозных лаков, можно назвать следующие:

Фосфаты (трикрезилфосфат, трифенилфосфат, трихлорэтил-фосфат и т. п.), фталаты, эфиры адипиновой, себациновой, винной, лимонной, бензойной, стеариновой, олеиновой и других кислот, амиды, жирные кислоты, растительные масла (касторовое, соевое, хлопковое и др.), минеральные масла и различные другие вещества (дифенилоксид, камфора, хлорированный дифенил и т. п.).

Пластификатор или смесь пластификаторов можно, конечно, выбрать так, чтобы этилцеллюлозный лак обладал нужными свойствами.

Так как жирные и минеральные масла являются дешевым сырьем, то применение их в производстве этилцеллюлозных лаков в качестве пластификаторов представляет особый интерес.

Большой интерес представляет также хорошая совместимость этилцеллюлозы с воскообразными веществами и, в частности, с естественным воском, пеками и т. п. веществами. Наряду с этим, этилцеллюлоза не совмещается с производными нефти, молекулы которых представляют преимущественно прямолинейные углеводородные цепочки, как парафины. Часть воскообразных веществ является растворителями этилцеллюлозы, т. е. желатинируют ее. Исключительная совместимость этилцеллюлозы с воскообразными веществами при любых их соотношениях может быть использована для улучшения ее совместимости с другими компонентами, которые сами без добавок не совмещаются с этилцел-люлозой. При добавке этилцеллюлозы к воскообразным веществам точка их плавления повышается; чем выше вязкость этилцеллюлозы, тем сильнее повышение температуры плавления смеси.

Комбинации, в состав которых входит этилцеллюлоза, могут быть, разумеется, использованы и для получения плавящихся лаков. В этом отношении этилцеллюлоза сходна с ацетобутира-Том целлюлозы. При производстве плавящихся лаков на основе этилцеллюлозы следует иметь в виду, что область их плавления может быть установлена в нужных пределах соотношением количеств этилцеллюлозы и воска. Поэтому количество этилцеллюлозы в плавящихся лаках не должно выходить за определенные границы, а именно, не должно превышать 50%, но обычно оно колеблется в пределах 25—40%.

Плавящийся этилцеллюлозный лак готовят по следующему способу.

Воск нагревают до 180—200° и затем прибавляют к нему при размешивании предварительно высушенную в течение 1 часа при 100° этилцеллюлозу. Этилцеллюлозу нужно вводить очень быстро, чтобы расплавленный воск сразу же смочил ее. Смесь размешивают до полного растворения этилцеллюлозы. Выделение газа, наблюдаемое в начале растворения этилцеллюлозы, к концу процесса прекращается. Растворение этилцеллюлозы продолжается 15—20 минут. Расплавленная масса должна иметь температуру, при которой производится лакировка изделий. Плавление массы следует производить или в эмалированном котле или в котле из легированной стали; в котлах из обычной стали масса окрашивается в темный цвет.

Другой способ изготовления плавящегося лака заключается в превращении смеси этилцеллюлозы и воска в коллоидную массу. Для этого смесь этилцеллюлозы и воска перерабатывают в меша-телях Бенбери или других сильных размешивающих машинах; затем массу пропускают через нагретые валки и образующиеся после охлаждения тонкие листки измельчают. Полученный таким образом твердый продукт перед лакировкой расплавляют.

Очень интересные продукты получаются в результате комбинирования этилцеллюлозы с нитроцеллюлозой. В результате такого комбинирования эластичность нитроцеллюлозы повышается. Такие комбинации выдерживают испытания резкими колебаниями температур.

С ацетилцеллюлозой, ацетобутиратом целлюлозы, бензилцел-люлозой и хлоркаучуком этилцеллюлоза не совмещается. Она не совмещается также с сополимерами хлористого винила и винил-ацетата, с полихлорвинилом, поливинилацеталем, полиакрила-тами и полиметакрилатами, полистиролом и полиизобутиленом. И все же эти вещества можно комбинировать с этилцеллюлозой, если их хорошо замешать с ней. Для этого их нужно вводить в этилцеллюлозу медленно и по частям. Регулируя температуру, можно этим методом получить гомогенную смесь. Для лакокрасочных целей этот метод не представляет интереса.

При изготовлении этилцеллюлозных лаков следует учитывать следующие соображения.

Добавка к лаку твердой смолы улучшает адгезию его пленки, а добавка более мягких смол—ухудшает. Добавка пластификатора, по-видимому, не влияет заметно на адгезию; чем больше содержание пластификатора, тем сильнее тенденция к уменьшению адгезии.

Светостойкость пленки вызывается введением в лак светостойких смол, например малеиновых. Но чувствительность всех смол к действию ультрафиолетовых лучей выше, чем у самой этилцел-люлозы. Добавка к лаку пластификаторов снижает стойкость пленки к пожелтению, но недостаточно светостойкие комбинации на основе этилцеллюлозы все же более светостойки, чем лаки на основе нитроцеллюлозы.

Твердость пленки мало зависит от добавки к лаку смол. Такие добавки вызывают только тенденцию к появлению хрупкости.

Пластифицирующее действие на этилцеллюлозу оказывает, прежде всего, дибутилфталат. Хорошими пластификаторами являются также касторовое масло и трикрезилфосфат. Повышенное количество пластификатора вызывает снижение твердости пленки. В общем можно считать, что для получения пленок с одинаковой растяжимостью и сопротивлением на разрыв к этилцел-люлозному лаку нужно добавить меньше пластификатора, чем к нитроцеллюлозному.


Читать далее:



Статьи по теме:


Реклама:




Главная → Справочник → Статьи → БлогФорум