Смоли, Виготовлення та виробництво меблів

Смоли є одним із основних складових частин лаків. Від підбору смол значною мірою залежить якість отриманого лаку. Введення смол у лаки підвищує блиск плівки, збільшує твердість та адгезію, тобто здатність плівки прилипати до поверхні.

Смоли поділяються на природні (природні) та штучні (синтетичні). Раніше найкращими смолами для масляних лаків вважали так звані екзотичні смоли (копали та ін), останнім часом вони замінені облагородженою каніфоллю (резинати та ефіри каніфолі) та рядом синтетичних чи штучних смол.

Каніфоль за хімічним складом являє собою суміш смоляних кислот - абієтинової та частково пімарової.

Каніфоль видобувають із хвойних дерев, головним чином із сосни. Стовбури дерев надрізають і сік, що випливає з надрізу, живицю, збирають і переганяють з водяною парою, отримуючи при цьому скипидар і смолу — каніфоль. Крім того каніфоль отримують екстракційним способом з насміливих пнів хвойних дерев. Тріску - осмола завантажують в апарат і обробляють бензином. Бензин відганяють, а в апараті залишається каніфоль. За фізико-хімічними показниками каніфоль має відповідати ГОСТ 797-41.

Каніфоль добре розчиняється в олії та в деяких органічних розчинниках. Каніфоль у чистому вигляді не застосовують у лаках, з-за високого кислотного числа та низької температури плавлення. Для отримання лаків каніфоль ушляхетнюють, переводячи її в плавлені гумати, або ефіри каніфолі.

Гума каніфолі. Каніфоль облагороджують вапном, отримуючи так звані плавлені гумати кальцію, цинку та ін. Для отримання гумату кальцію потрібно від 6,5 до 10% вапна. При введенні 7% вапна температура розм'якшення з 700 підвищується до 135-140 °. Кислотне число з 165-200падає до 70-75.

Дещо кращі результати дає каніфоль, облагороджена цинком. Гум цинку більш водостійкий, він надає плівці твердість.

Резинати свинцю, марганцю та кобальту застосовують як сикативи.

Резинат магнію одержують, обробляючи каніфоль окисом магнію при 150°. При розчиненні гуму магнію спиртом з добавкою 5% скипидару отримують спиртовий лак, що використовується для ґрунтування поверхні виробів.

Ефір гарпіуса. Найкращі результати дає обробка каніфолі гліцерином, які у взаємодії за певної температури утворюють складний ефір каніфолі, так званий «ефір гарпіуса».

Для отримання ефіру гарпіуса в апарат завантажують 88% каніфолі і 12% гліцерину, потім вміст апарату повільно протягом 20 годин нагрівають, доводячи температуру до 260-270°. При цій температурі суміш витримують 1,5-2 години, потім її швидко нагрівають до 290-300 °, після чого охолоджений до 180-200 ° сплав зливають у тару.

Після обробки каніфолі гліцерином та перетворення її в ефір гарпіуса кислотне число знижується з 165-200 до 6-12, а температура розм'якшення дещо підвищується.

Ефір каніфолі більш стійкий до води, ніж резинат та деякі копали; в комбінації з лляною та тунговою олією ефір каніфолі дає хороші високоякісні безкопалові лаки.

Пентаеритритовий ефір каніфолі - продукт облагороджування каніфолі чотирихатомним спиртом пентаеритритом - застосовують для виготовлення лаків.

Шелак — смола тваринного походження, одержувана переробкою гуммілаку, що утворюється внаслідок життєдіяльності особливих комах на гілках деяких тропічних рослин. Шелак після обробки утворює тонкі пластинки від світло-жовтого до темно-коричневого кольору. Він добрерозчиняється у спиртах, бурі, аміаку, у лугах. Шелак застосовують для виготовлення високоякісних спиртових лужних лаків і політур. Температура плавлення шелаку не більше 110—115°. Розчинність у спирті не повна, залишок до 6°/oi є шовковим віском.

Сандарак видобувається з надрізів дерев хвойних порід, що ростуть в Африці та Австралії. У продажу сандарак буває у вигляді прозорих зерен трохи жовтуватого кольору. Сандарак розм'якшується при температурі 140-148 ° і розчиняється в спирті, ацетоні, аміловому спирті і частково в скипидарі.

Сандарак застосовують при лакуванні та поліруванні світлих порід дерева та при оздобленні музичних інструментів.

Арча видобувається з гірського ялівцю в Середній Азії шляхом підсочування (як каніфоль) та екстрагуванням кори. На вигляд арча нагадує сандарак. 30-40-відсотковий спиртовий лак, приготований на смолі арча, придатний для лакування меблів зі світлих порід дерева, а також музичних інструментів. Питома вага арчі-1,020-1,035 при 20 °; вона плавиться за нормальної температури 105—110°.

Берестяна смола являє собою продукт взаємодії азотної кислоти з берестяною корою (берестою).

Берестяна смола добре розчиняється в спиртах, ацетоні та інших розчинниках, її можна застосовувати для спиртових лаків та політур, а також як добавку до нітролаків.

Абієтинова смола виходить з ялинової сірки екстракцією з подальшим окисленням. Її застосовують для виготовлення нітролаків та композиційних спиртових меблевих лаків. Температура розм'якшення абієтинової смоли 87-95 °, кислотне число - 81-90.

Ідитол, або «штучний шеллак», являє собою спирторозчинну фенол-альдегідну смолу, продукт обробки фенолу формальдегідомприсутності деяких каталізаторів.

Ідитол - смола від світло-жовтого до темнокоричневого кольору, розчинна в спирті та ацетоні. Температура плавлення 90-95 °.

За фізико-хімічними показниками ідитол має відповідати ОСТ №27/2363. Якість його невисока. Ідитол застосовується виготовлення спиртових лаків.

Алкідні смоли виходять при взаємодії багатоатомних спиртів (гліцерину, пентаеритриту та ін) з багатоосновними кислотами (головним чином, фталевим ангідридом або фталевою кислотою).

Алкідні смоли, що є сполуками гліцерину з фталевим ангідридом, називаються гліфталевими смолами (гліфталями).

Алкідні смоли, отримані з'єднанням пентаеритриту з фталевим ангідридом, називають пентафталевими смолами.

Алкідні смоли можна розділити на такі групи:

а) суто алкідні смоли, що виготовляються з фталевого ангідриду або іншого ангідриду багатоосновної кислоти та багатоатомного спирту; ці смоли називаються також немодифікованими, на відміну від модифікованих, які частково вводяться жирні кислоти масел, або смоляні кислоти. Чисті алкідні (головним чином, гліфталеві) смоли непридатні для виготовлення лаків і фарб через погану розчинність в оліях і розчинниках, здатність до желатинізації та нестійкості до води;
б) алкідно-олійні смоли, отримані при обробці алкідів жирними кислотами висихаючих і напіввисихаючих рослинних олій (або олією);
в) смоли, оброблені жирними кислотами невисихаючої касторової олії, звані також резиловими смолами;
г) смоли, оброблені каніфоллю (її абієтиновими кислотами), які називають каніфольними гліфталями;
д) складні алкідні смоли, комбіновані з природнимисмолами, смоляними кислотами, жирними кислотами та рослинними оліями.

Найбільше застосування у лакофарбовій промисловості отримали гліфталеві смоли.

Властивості гліфталевих та пентафталевих смол украй різноманітні. Смоли, приготовлені з жирними кислотами рицинової олії, добре розчиняються в спирті та інших розчинниках, що застосовуються для нітролаків, але не розчиняються в нафтових вуглеводнях.

Смоли, приготовані з висихаючими та напіввисихаючими оліями та їх жирними кислотами, розчиняються в бензинах, ароматичних вуглеводнях, скипидарі, складних ефірах, але не розчиняються у спиртах.

Смоли, приготовані з каніфоллю (смоляними кислотами), розчиняються у спирті та спирто-бензольній суміші.

Гліфталеві смоли широко застосовують для виготовлення гліфталевих лаків та емалевих (лакових) фарб гарячої та холодної сушіння, а також для нітролаків та нітроемалей, ґрунтовок та шпаклівок.

Пентафталеві смоли, що застосовуються для виготовлення лаків та фарб, відрізняються атмосферостійкістю.

Мочевино-формальдегідні смоли, одержувані в результаті взаємодії сечовини з формальдегідом у присутності бутилового спирту, застосовують у суміші з глі-фталевими смолами для приготування лаків та емалей і як добавку до нітролаків.

Меламіно-формальдегідна смола застосовується для виготовлення безмасляних лаків у поєднанні з пластифікаторами.

Перхлорвінілова смола являє собою продукт повторного хлорування поліхлорвінілової смоли, одержуваної з хлорвінілу - похідного етилену.

Перхлорвінілові смоли мають термопластичність і світлостійкість. Вони стійкі у воді при температурі до 100°, у насиченому розчині кухонної солі та у 60-відсотковому розчині сірчаноїкислоти; при температурі до 70° і 30-процентному розчині соляної кислоти, концентрованої сірчаної кислоти, 40-процентному розчині каустика і в ряді інших хімічних реагентів. Перхлорвінілові смоли стійкі до дії грибкових організмів. Зважаючи на хорошу хімічну стійкість, перхлорвінілові смоли широко застосовують для виготовлення перхлорвінілових лаків і перхлорвінілових емалей, що відрізняються високою стійкістю плівок до стирання, до дії води, атмосфери, хімічних реагентів і вогню.

Бітуми та пеки являють собою тверді або напіврідкі чорні смоли, що застосовуються для отримання безмасляних і масляних чорних лаків холодної та гарячої сушіння.

Природні бітуми називаються асфальтами чи асфальтовими породами. Штучні бітуми, або пеки, отримують при перегонці, піролізі та інших методах переробки органічних речовин (нафти, кам'яного вугілля, деревини та різних жирів).

Асфальти є природні копалини чорні смоли, найбільш цінні з них наведені нижче.

Печорський асфальт є твердою масою. Температура розм'якшення не більше 107—145°.

Шугурівський асфальт містить до 30% сірки. Температура плавлення не вище 100 °.

Бахиловський асфальт за своєю якістю та властивостями рівноцінний Шугуровському.

Садкінський асфальт з'єднується з олією в межах 30-35%. Температура розм'якшення від 140 до 220 °.

Природні асфальти широко застосовуються у лакофарбовій промисловості.

Пеки. При сухій перегонці, піролізі, крекінгу та інших високотемпературних методах переробки різних органічних речовин виходять тверді або напівтверді чорного кольору смоли плавкі, переважно крихкі.

Кам'яновугільні пеки виходять прирізних методах переробки кам'яного вугілля та залежно від методу отримання поділяються на газові, коксові, газогенераторні та низькотемпературні пеки.

Пеки активні антисептики, оскільки у їх складі є фенольно-крезольные сполуки.

Обробкою кам'яновугільного пеку одержують відомий «кузбаський лак».

Деревні пеки виходять при переробці різних порід деревини. Вони поділяються на хвойні, листяні, газогенераторні, хвойно-листяні та інші пеки.

Сланцеві пеки виходять під час переробки сланців. Вони поділяються на газогенераторні та сланцеві - дьогтьові пеки.

Жирові пеки виходять під час переробки різних жирів. До них належить стеариновий пек.

З наведених вище пеків, після відповідної переробки, отримують чорні смоли, які широко застосовують при виготовленні безмасляних і поєднаних з маслами лаків.

Нафтові бітуми виходять з нафти шляхом перегонки, продування повітрям при високих температурах та очищення деяких дистилатів нафти сірчаною кислотою.

У лакофарбовій промисловості широко застосовуються окислені бітуми.

Усі чорні асфальтові лаки здебільшого виготовляються на основі нафтових бітумів.