Автор: Пользователь скрыл имя, 12 Марта 2012 в 13:51, курсовая работа
К лакокрасочным материалам относятся жидкие составы на различной основе, способные при нанесении на твёрдую поверхность высыхать с образованием плёнок – покрытий.
Лакокрасочные товары предназначены для получения защитных и декоративных покрытий на металлах, древесине и строительных композиционных конструкциях. Такие покрытия обладают водоотталкивающими свойствами, предохраняя материалы от разрушения (гниения древесины, коррозии металлов и др.), а также играют активную роль в формировании цветовой гармонии интерьеров.
Режим растворения устанавливают в зависимости от типа пленкообразующего материала. При изготовлении нитролаков коллоксилин растворяют при температуре 18—25° С, но в некоторых случаях допускается обогрев смесителя с помощью водяной рубашки до температуры не выше 30—40° С. Для конденсации паров растворителей в этом случае необходимо включать обратный холодильник, так как при подогреве больших количеств легколетучих растворителей происходит сильное их испарение, что приводит к насыщению рабочего помещения вредными парами. Также надо тщательно следить за герметичностью аппаратуры.
В смеситель при подогреве сначала загружают разбавитель, затем при работающей мешалке через загрузочный люк добавляют коллоксилин. После этого в образовавшуюся густую неоднородную массу вводят активные растворители; набухший коллоксилин быстро растворяется.
При таком способе загрузки в смесителях емкостью 5—6 м3 растворение происходит за 6—7 ч.
Для ускорения растворения иногда применяют циркуляционные насосы, засасывающие жидкость из нижней части смесителя и возвращающие ее через верх.
Полимеризационные смолы (перхлорвиниловые, винилацетатные, акриловые и др.) растворяют при температуре 60—70° С. В смеситель сначала загружают растворители, кипящие выше 80° С. Низкокипящие растворители, например ацетон (температура кипения 56,3° С), добавляют после окончания процесса,
когда лак охладится до 45—50° С.
Фенольные смолы, бакелит, крезолоформальдегидную смолу растворяют при температуре не выше 35—45° С, так как при более высокой температуре они могут загустеть. Процесс растворения длится от 2 до 24 ч. в зависимости от типа смолы и рецептуры лака.
Полноту растворения проверяют, определяя прозрачность (в проходящем свете) пробы лака, а также вязкость, которая по трем последним пробам, отбираемым через каждые 30 мин, должна отличаться не более чем на 2—5 сек. После полного растворения всех составных частей приступают к постановке лака на тип.
Одними из главных показателей являются вязкость и сухой остаток лака. Из смесителя отбирают пробу (150—200 г), определяют указанные показатели и, если они выше, добавляют к пробе взвешенные количества растворителя, определяя после каждой добавки вязкость лака, до тех пор, пока не будет достигнуто требуемое качество. Затем рассчитывают, сколько надо добавить растворителя в смеситель. Добавляют твердые смолы для повышения вязкости крайне редко.
Рис. 5. Схема производства лаков:
1 — цистерны с растворителем, 2 — смеситель, 3 — обратный холодильник, 4 — баки или мерники для растворителей, 5 — жидкостный счетчик, 6 — бак для пластификаторов, 7 — загрузочный люк, 8 — напорный бак или смеситель, 9 — центрифуга или фильтр, 10 — отстойник, // — тара для готовой продукции, 12 — насос
Готовые лаки подвергают центрифугированию или фильтрации. Очищенный от примесей лак поступает в отстойник 10, а затем после проверки сливается в тару 11.
Высокое качество лакокрасочных материалов может быть обеспечено только при условии строгого соблюдения технологического режима, предусмотренного регламентом, и тщательного контроля температуры, давления, разрежения, расхода сырья, заданной продолжительности процессов и других, параметров. Количество подаваемой жидкости измеряется объемными счетчиками СВШС (силуминовый), СВШ-5-16/40 и ДБ-40. Принцип их работы заключается в том, что протекающая по трубопроводу жидкость систематически заполняет камеру определенного объема, заключенную в корпусе счетчика. Кратность заполнения камеры отмечается счетчиком, по показаниям которого и судят о количестве жидкости, прошедшей через прибор. Счетчики СВШС и СВШ-5-16/40 работают под напором не менее 0,5 атм, счетчик ДБ-40 может работать на самотечных линиях.
Полуавтоматическое взвешивание проводится на обычных рычажных или циферблатных весах.
Для регулирования подачи лака на фильтр в некоторых случаях устанавливают контактный манометр. Если сетка или фильтрующая ткани забиты, давление в фильтре увеличивается, и по достижении определенной его величины отключается насос, подающий лак.
Измеряют температуру в аппаратах при помощи ртутных и Манометрических, записывающих термометров.
2.3. Классификация и ассортимент лаков
В зависимости от природы пленкообразующего вещества лаки подразделяют на следующие группы:
1. масляные или масляно-смоляные, изготовляемые на основе растительных масел и различных естественных и синтетических смол;
2. смоляные лаки – на основе естественных и синтетических смол;
3. эфироцеллюлозные – на основе эфиров целлюлозы;
4. асфальтобитумные – на основе естественных и искусственных асфальтов и битумов.
Смоляные и эфироцеллюлозные лаки являются безмасляными, так как не содержат растительных масел; асфальтобитумные лаки приготовляются как без масел, так и с добавкой масел.
В пределах каждой из групп деление лаков производится по типу содержащейся в них смолы.
В зависимости от характера образования плёнки различают следующие группы лаков:
К первой из этих групп относится большинство чисто смоляных лаков, и в частности спиртовые, нитролаки и асфальтобитумные; ко второй группе – все маслосодержащие лаки и некоторые эпоксидные, не содержащие растворителей, а также лаки на основе термореактивных смол.
Масляные (масляно-смоляные) лаки
Масляные, или масляно-смоляные, лаки представляют собой растворы различных смол и растительных масел с сиккативами в органических растворителях.
В производстве этих лаков, в основном, применяют различные синтетические смолы (маслорастворимые фенолформальдегидные, алкидные и др.). Из естественных смол большое значение имеют продукты переработки канифоли: резинаты кальция и цинка, эфиры канифоли.
Для изготовления масляных лаков используют переработанные (оксидированные, полимеризованные) а также полувысыхающие подсолнечное, хлопковое и другие масла.
В качестве растворителей обычно применяют уайт-спирит, сольвент-нафту и скипидар.
Масляные лаки дают лаковые плёнки с достаточной твёрдостью и эластичностью. Степень твёрдости плёнок обусловлена природой смолы и её количеством, а эластичность плёнок связана с наличием в них масла.
Алкидно-масляные лаки получают модификацией полиэфирных смол растительными маслами, осуществляется путём взаимодействия растительных масел с фталевым ангидридом, глицерином и пентаэритритом при повышенной температуре. При этом происходит переэтерификация растительных масел. Для таких лаков используются переэтерифицированные олифы: глифталевые и пентоли.
Ассортимент масляно-смоляных лаков
Различают масляные (масляно-смоляные) лаки общего потребления и лаки специального назначения (промышленные).
Масляно-смоляные лаки общего потребления представляют собой вязкие прозрачные растворы алкидных и естественных (канифоли) смол, модифицированных растительными маслами. Они бывают от светло-желтого до коричневого цвета и предназначаются для наружных и внутренних покрытий по окрашенным масляными красками дереву и металлам. Ассортимент этих лаков довольно обширен. Различные марки масляно-смоляных лаков отличаются друг от друга по составу и назначению.
Так, светлые лаки (маркируемые цифрой с буквой С) предназначены для покрытий по дереву и масляным краскам светлых тонов. Наоборот, лаки с тёмной окраской (маркируемые цифрой и буквой Т) используются для покрытия тёмных тонов. Различают отдельные марки лаков для наружных работ, покрытий автомашин, отделочных работ внутри помещения и для мебели.
Лаки 4С и 4Т предназначены для внутренних покрытий по дереву и масляным краскам, а также для мебели и отделочных работ.
Лаки 5С и 5Т используются для наружных и внутренних работ по масляной краске и дереву, для покрытий автомашин, мебели и отделочных работ внутри помещения.
Лаки 6С и 6Т применяются для наружных работ по масляной краске, для покрытия автомашин и металлических изделий, подвергающихся атмосферным воздействиям.
Лак 8 используется для неответственных покрытий и отделочных работ внутри помещения.
Полное высыхание масляно-смоляных лаков наступает через 24-48 часов.
Смоляные лаки
Смоляные лаки – это растворы естественных или синтетических смол в органических растворителях. Для повышения эластичности плёнок к смоляным лакам добавляют пластификаторы.
Высыхание сырой лаковой плёнки многих смоляных лаков заканчивается в течение 2-4 часов, т.е. значительно быстрее, чем у масляно-смоляных. Это объясняется тем, что полное высыхание плёнки этих лаков достигается уже при испарении растворителей и разбавителей. В зависимости от состава лака высохшая плёнка может быть блестящей или матовой.
Смоляные лаки бывают:
Лаки на основе алкидных смол
Важнейшими из них являются глифталевые и пентафталевые, получаемые из соответствующих смол путём растворения их в уайт-спирите, сольвент-нафте и др. В лаках применяются преимущественно не чистые, а модифицированные растительными маслами глифталевые и пентафталевые смолы. Следовательно, глифталевые и пентафталевые лаки несколько сходны с масляно-смоляными. Существенное различие состоит, однако, в том, что в обычных масляно-смоляных лаках получается смесь масла со смолой, тогда как в глифталевых и пентафталевых лаках молекулы растительного масла химически связаны с фталевым ангидридом и пентаэритритом.
Их плёнки высыхают 2-3 дня. Плёнки лаков на основе модифицированных алкидных смол атмосферостойкие, эластичны и достаточно твёрды. Поэтому глифталевые и пентафталевые лаки успешно заменяют лаки на основе натуральных олиф.
Для повышения устойчивости плёнок алкидных лаков к действию бензина и минеральных масел модифицированные алкидные смолы сочетают с алкидфенольными, а также мочевино- и меламиноформальдегидными. Лаки на основе получаемых при этом смешанных смол дают быстросохнущие плёнки, стойкие к действию бензина и минеральных масел.
Лаки на основе ненасыщенных полиэфирных смол
Лаки на основе ненасыщенных полиэфирных смол относятся к чисто смоляным лакам, так как не содержат растительных масел. Так, например, полуфабрикатный полиэфирный лак представляет собой стирольный раствор ненасыщенной полиэфирной смолы, получаемой при взаимодействии двухатомного спирта-гликоля с ненасыщенными двухосновными кислотами: малеиновой или фумаровой.
Лак не содержит летучих растворителей и может образовывать уже при однократном нанесении относительно толстые плёнки. Непосредственно перед его нанесением на обрабатываемую поверхность в полуфабрикатный полиэфирный лак вводится гидроперекись кумола и стирольный раствор нафтената кобальта. Гидроперекись кумола инициирует реакцию полимеризации ненасыщенной полиэфирной смолы со стиролом, а нафтенат кобальта ускоряет эту реакцию.
В результате реакции сополимеризации жидкая плёнка целиком (без испарения каких-либо веществ) отверждается, превращаясь в трёхмерный полимер, не размягчающийся при нагревании. Для предотвращения окисляющего действия кислорода воздуха на плёнку, задерживающего процесс сополимеризации, в полуфабрикатный лак вводят немного парафина, образующего на поверхности плёнки тончайший защитный слой.
Спиртовые лаки
Бакелитовые лаки представляют собой спиртовые растворы фенолформальдегидных смол резольного типа. Эти лаки требуют горячей сушки (100-120˚С), после чего их плёнки переходят в необратимое состояние, образуя прочное влаго- и термостойкое покрытие.
Бакелитовые лаки применяются для склеивания, а также для электроизоляционных пропиток и покрытий различных материалов. Плёнки их, однако, отличаются хрупкостью.
Спиртовые лаки обычно содержат не менее 30% смолы. Составы, содержащие меньшее количество смолы (10-25%), называются спиртовыми политурами. Они хорошо впитываются в древесину и обеспечивают лучшее заполнение пор и прочное прилипание.
Перхлорвиниловые лаки