Las resinas alquídicas ocupan una de las posiciones de liderazgo como materia prima para la producción de pinturas y barnices modernos. Las composiciones filmógenas basadas en ellas tienen una amplia gama de aplicaciones. Las propiedades del recubrimiento dependen del tipo de resinas y barnices semiacabados. Las más extendidas son las composiciones modificadas, ya que tienen altas cualidades decorativas y protectoras.
Descripción
Las resinas alquídicas (o alquídicos) son ésteres resultantes de la reacción de alcoholes polihídricos con ácidos polibásicos o sus anhídridos. En apariencia, son una masa pegajosa altamente viscosa, cuyo color es de amarillo oscuro a marrón.
Los alquídicos también se combinan con otras resinas y celulosa (copolímeros alquídico-urea-formaldehído, fenol-alquídico, alquídico-acrílico y otros compuestos). Para reducir la tensión superficial, se agrega alcohol butílico a su composición, lo que facilita el vertido del producto terminado.
Composición química y clasificación
Las resinas alquídicas se sistematizan según varios criterios:
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Por la presencia de ácidos grasos en la composición: sin modificar (ftalato) y modificados.
- Por contenido de aceite: graso (>60%), medio graso (40-60%), magro (35-60%), extra magro (<34%). Los alquídicos grasos se preparan principalmente con aceites secantes.
- Según el tipo de alcohol a partir del cual se obtiene la composición: gliftálico, xiftálico, pentaftálico, etriftálico.
- Por capacidad de secado: secado y no secado.
- Según el método de disolución: diluido con disolventes orgánicos o agua.
La composición química de la resina alquídica es una solución al 40-60 % de sustancias no volátiles en disolventes orgánicos.
Características
Las propiedades de los alquídicos dependen del tipo de alcohol polihídrico, su concentración y la presencia de otros componentes. Los componentes aromáticos dan a los recubrimientos basados en estos compuestos dureza y resistencia al desgaste, polioles alifáticos - elasticidad, unidades estructurales cicloalifáticas - un equilibrio de características.
Las soluciones de resinas alquídicas se caracterizan por los siguientes parámetros:
- viscosidad - 35-100 s (según viscosímetro VZ-4);
- peso molecular - 1500-5000 kDa;
- densidad - 0,9-1,05 g/cm3;
- la cantidad de hidróxido de potasio, que es el principal indicador de la calidad de los aceites, no es superior a 20.
A medida que aumenta la temperatura, la viscosidad de los alquídicos disminuye y viceversa. Cuanto menor es el contenido de grasa de una sustancia, peor se disuelve en hidrocarburos alifáticos y nafténicos.
Mejorar propiedades
Los alquídicos no modificados forman películas duras y quebradizas, se disuelven mal. Para mejorar sus cualidades, se introducen componentes adicionales en la composición de la mezcla de reacción, que le dan a los recubrimientos brillo, elasticidad, resistencia al agua, solventes, aceites y a la intemperie, aceleran el secado a temperatura ambiente y aumentan la adherencia con el material base. Las resinas alquídicas modificadas se obtienen a partir de semillas de lino, aceite de resina, aceite de tung, aceite de girasol, aceite de ricino, aceite de semilla de algodón, colofonia, ácidos grasos sintéticos.
Hay 3 métodos principales de modificación:
- introducción de monómeros en la producción de resina;
- haciendo reaccionar alquídicos terminados con agentes modificadores;
- mezcla de resinas con otros formadores de película.
Recibir
Los alquídicos se sintetizan de dos formas: alcohólisis y método de ácidos grasos.
En el primer caso, el proceso se desarrolla en 3 etapas:
- Transesterificación de aceite vegetal o triglicéridos de sus ácidos grasos con alcoholes polihídricos. La reacción química tiene lugar a una temperatura de 240-260 °C y en presencia de un catalizador. Para la producción de resinas gliftálicas a partir de alcoholes, se utiliza glicerina, para resinas etriftálicas - etriol, para resinas pentaftálicas - pentaeritritol.
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Esterificación de ésteres parciales con anhídrido ftálico, lo que da como resultado un éster ácido.
- Poliesterificación con liberación de agua y formación de alquídicos.
El segundo método para producir resinas es la esterificación y poliesterificación de ésteres de ácidos grasos y alcoholes polihídricos.
Diluyentes alquídicos
Los siguientes compuestos de carbono sirven como solventes para resinas alquídicas:
- alifáticos (hexano, heptano, parafinas C6-C12);
- aromáticos (benceno, solvente, tolueno, xileno y otros);
- terpeno (trementina);
- halogenados (tricloroetileno, tetracloroetileno, percloroetileno);
- aceite (nefras, gasolina).
Éteres de bajo punto de ebullición (alcohol etílico, acetato de etilo), éteres de glicol, cetonas (acetona) también se pueden usar como diluyentes. El butanol no es adecuado para estos fines, ya que sus moléculas atraen hacia sí una gran cantidad del disolvente contenido en las resinas alquídicas. Los alquídicos magros se disuelven solo en hidrocarburos aromáticos, mientras que los alquídicos grasos se disuelven en alifáticos.
También existen resinas hidrosolubles, a partir de las cuales se fabrican barnices al agua (esm altes de secado en caliente e imprimaciones).
Solicitud
El objetivo principal de las resinas alquídicas es la producción de pinturas y barnices (LKM). Los compuestos no modificados se utilizan para la fabricación de barnices y adhesivos aislantes eléctricos.
DesdeLas soluciones de resina hacen barnices semiacabados y acabados que se utilizan en la industria y en la vida cotidiana.
Materiales de pintura
Los recubrimientos alquídicos son los más utilizados de todos los materiales basados en resinas de policondensación. Dado que el alcohol de pentaeritritol tiene 4 grupos hidroxilo, los alquidos que contienen pentaeritritol se curan más rápido y producen recubrimientos más brillantes. En este sentido, la industria produce principalmente materiales de pintura a base de resinas alquídicas de tipo pentaftálico. El uso de un gran número de componentes aromáticos asegura la dureza y resistencia de los recubrimientos a los esfuerzos mecánicos.
Los recubrimientos pigmentados a base de alquídicos se dividen en los siguientes grupos:
- esm altes gliftálicos (GF), pentaftálicos (EF), etriftálicos (ET);
- suelos;
- masilla.
Las resinas alquídicas de secado se utilizan como formadores de película independientes para pinturas y barnices, y las que no secan se utilizan en formulaciones con resinas de carbamida, nitratos de celulosa (para mejorar la elasticidad y la adhesión de los recubrimientos al material base).
Las propiedades de los recubrimientos dependen de su composición química. Por lo tanto, las resinas alquídicas más grasas en solventes orgánicos son más fáciles de aplicar con un cepillo, tienen mayor elasticidad y resistencia a la intemperie, pero se secan más lentamente y son menos resistentes a los aceites minerales. La tasa de secado máxima es típica para resinas modificadas con tung o linaza.petróleo. El tiempo medio de secado al tacto para los esm altes alquídicos es de 24 horas.
Pintura específica
Las resinas alquídicas, dependiendo de la composición del componente, se utilizan para los siguientes fines:
- A base de ácido benzoico (contenido de aceite 38-50% en peso) - esm altes para pintar maquinaria agrícola, radiadores, reparación de automóviles. Muy resistente a la decoloración y a la intemperie.
- Contiene ácidos 9,12-linoleico y 9,11-linoleico - reparación de equipos.
- Skinny: capas individuales de secado rápido, imprimaciones, pintura para radiadores.
- Sobre aceite de linaza y glicerina: recubrimientos anticorrosión, tintas de impresión. Pueden desvanecerse rápidamente cuando se exponen a la luz solar, por lo que se utilizan con mayor frecuencia en imprimaciones y compuestos de nivelación.
- Acabados a base de soja o tall oil con buena resistencia a la intemperie.
- Modificado con resinas naturales (ácidos de colofonia) – producción de imprimaciones y masillas. Los compuestos tienden a desvanecerse.
- Modificado con estireno, acrilato: imprimaciones, masillas, compuestos de nivelación, revestimientos para pintar barcos, equipos, chapas, maderas sometidas a fuertes esfuerzos mecánicos (barnices para parquet, esm altes para pisos, muebles); envasado de esm altes en tubos. Tienen mayor resistencia a la abrasión y elasticidad.
Aspectos ambientales
Dado que las resinas alquídicas contienen disolventes orgánicos, representan un cierto peligro para la salud humana y el medio ambiente. Al realizar trabajos de pintura y barniz con materiales de pintura a base de ellos, es necesario utilizar equipos de protección personal (máscaras antigás, monos). La pintura se debe realizar en habitaciones con suministro y ventilación de escape.
Según el nivel de toxicidad de los disolventes, los alquídicos se pueden dividir en 3 grupos:
- el menos tóxico (MPC=300-1000 mg/m3) – éter etílico, alcohol, gasolina;
- toxicidad media (MPC=100-200 mg/m3) – acetona, éter butílico;
- altamente tóxico (MPC=20-50 mg/m3) – etilenglicol, benceno.
En el extranjero, existen altos requisitos para la compatibilidad con el medio ambiente de la producción de recubrimientos, por lo tanto, actualmente se está trabajando para crear materiales con un alto contenido de materia seca y composiciones a base de agua. Sin embargo, las resinas alquídicas con solventes orgánicos aún superan a las resinas solubles en agua en cuanto a propiedades de procesamiento.
