Лаки

Лаки представляют собой растворы природных или синтетических пленкообразующих веществ в органических растворителях или воде, образующие после высыхания твердые, однородные, прозрачные (кроме асфальтобитумных лаков) и блестящие пленки с хорошей адгезией к отделываемому материалу (за счёт полимеризации плёнкообразующих), защищающие изделия из металла, дерева, кожи и других материалов от коррозии, гниения и придающие им красивый внешний вид.

В масляных лаках пленкообразователем, кроме смолы, является также переработанное растительное масло. Их применяют для лакирования окрашенных и неокрашенных поверхностей изделий.

На основе лаков с различными наполнителями и пигментами приготовляют грунтовки, шпаклевки, эмалевые краски.

В состав лаков входят:

• пленкообразующие вещества;
• растворители;
• разбавители;
• пластификаторы;
• отвердители;
• катализаторы;
• инициаторы;
• органические красители (для окрашенных лаков) и др.

Пленкообразователями являются смолы естественные (шеллак, канифоль, природные битумы) и синтетические, эфиры целлюлозы и термически обработанные масла (олифы).

Растворители – летучие органические жидкости, растворяющие пленкообразователи и пластификаторы.

Разбавители самостоятельно пленкообразователи не растворяют, но после растворения последних ими разбавляют лак до необходимой вязкости. Например, этиловый спирт хорошо растворяет многие смолы, но не растворяет нитроцеллюлозу и по отношению к ней является разбавителем.

Пластификаторы применяют при изготовлении смоляных и нитроцеллюлозных лаков для смягчения пленки, повышения ее эластичности и адгезионной способности.

По назначению лаки подразделяют на следующие группы:

• для наружных работ (атмосферостойкие);
• для внутренней отделки;
• для художественных работ;
• стойкие к агрессивным средам;
• термостойкие;
• электроизоляционные;
• лаки специального назначения (например, лаки для отделки кожи, для покрытия жести консервных банок и др.).

По характеру пленкообразования лаки подразделяют на две группы:

• лаки, образующие твердые пленки исключительно за счет испарения содержащихся в них летучих растворителей (спиртовые, нитро- и асфальтобитумные). Такие лаки иногда называют летучими; их пленки, как правило, термопластичны и растворимы в органических растворителях;
• лаки, образующие пленки не только за счет испарения растворителей, но и в результате химических превращений (сшивания) пленкообразующих веществ; пленки этих лаков имеют трехмерное строение, вследствие чего они не плавятся и не растворяются (все маслосодержащие лаки – масляные, алкидные, а также полиэфирные ненасыщенные, бакелитовые и некоторые эпоксидные.

Классифицируют лаки по природе пленкообразующего вещества на:

1. Масляные (масляно-смоляные), изготовленные на основе растительных масел, естественных и синтетических смол.
2. Смоляные, изготовляемые на основе естественных и синтетических смол.
3. Эфироцеллюлозные, изготовляемые на основе эфиров целлюлозы.
4. Асфальтобитумные, приготовляемые на основе естественных и искусственных асфальтов и битумов.

Смоляные и эфироцеллюлозные лаки не содержат растительных масел.

Асфальтобитумные лаки приготовляют без масел и с добавкой масел.

Масляные лаки (или жирные) – растворы природных или синтетических смол (канифоли, копалов, глифталевых) в высыхающих маслах (льняном, конопляном, тунговом) или полувысыхающих маслах и их растворителях (скипидаре, уайт-спирите, ксилоле и др.) с добавлением сиккативов (7-10% от массы масел). Но даже при добавлении сиккативов сроки сушки масляных лаков в несколько раз превышают сроки сушки спиртовых и нитролаков, что ограничивает их применение при отделке изделий из древесины.

Ассортимент масляных лаков составляют лаки общего потребления и специального назначения. В продажу поступают масляные лаки общего потребления, представляющие собой вязкие прозрачные растворы алкидных или канифольных смол, модифицированных растительными маслами. Цвет их от светло-желтого до коричневого.

Применяют для наружных и внутренних покрытий по окрашенным масляными красками древесине и металлам, а также для разведения густотертых масляных красок.

В их производстве преобладает применение синтетических смол (алкидных, маслорастворимых фенолоформальдегидных и др.). Из естественных смол наибольшее значение сохранили продукты переработки канифоли (резинаты кальция и цинка, эфиры канифоли). В процессе сплавления смолы с маслом происходит их химическое модифицирование (переэтерификация и др.).

Назначение масляных лаков определяется их составом и свойствами лаковых пленок, которые в зависимости от состава имеют большую или меньшую твердость и эластичность. Степень твёрдости пленок обусловлена природой смолы и ее количеством, а эластичность связана с наличием в них масла.

Чем больше содержится в лаке масла (жира), тем более жирным считается этот лак, тем более эластична и атмосфероустойчива его пленка. Вязкость лаков регулируют добавлением растворителей и разбавителей, скорость высыхания – сиккативами, твердость и блеск – подбором соответствующих смол. Высыхают они продолжительное время – от 1 до 4 суток.

В зависимости от выбранного соотношения масла и смолы лаки подразделяются на:

• жирные;
• средние;
• тощие.

Жирные масляные лаки содержат большое количество масла (75% пленкообразующей основы), в результате чего образуют более декоративные, долговечные (сопротивление к истиранию), эластичные и морозо-, водо- и атмосферостойкие пленки. Благодаря этому их применяют для наружных работ и для окраски изделий, подверженных изгибанию и другим деформациям.

Однако пленки жирных лаков имеют недостаточную твердость, плохо шлифуются и полируются, а поэтому их стараются применять в основном для тех поверхностей, которые не подвержены трению, удару и т.п.

Тощие масляные лаки содержат меньше масла (30%). Они высыхают быстрее, образуя более блестящие и твердые, но менее эластичные пленки. Такие пленки хорошо шлифуются, но менее атмосферостойки. Эти свойства обусловили применение тощих масляных лаков для различных внутренних работ (лакирование мебели и др.).

Средние масляные лаки (55% масла) по своим свойствам занимают промежуточное место между жирными и тощими лаками. Пленки их достаточно влагостойки, тверды и сравнительно хорошо шлифуются. Применяются преимущественно для внутренних (покрытие полов) и в меньшей степени для наружных работ.

В зависимости от назначения делят на лаки:

• общего назначения;
• специальные.

Асфальтобитумные лаки – вязкие растворы (черного цвета) нефтяных битумов, а также каменноугольных пеков в бензине-растворителе, скипидаре, сольвент-нафте и их смесях. Обычно используют твердые битумы с высокой температурой размягчения (110-135°С).

Достоинства: получают из дешевого сырья; способны образовывать блестящие черные пленки, отличающиеся высокой влагостойкостью, химической стойкостью и электроизоляционными свойствами; применяют для предохранения черных металлов от коррозии, древесину – от гниения.

Недостатки: пониженная теплостойкость пленок и слабая стойкость их к действию прямых солнечных лучей, которые вызывают через некоторое время разрушение (растрескивание) лакового покрытия. Эти недостатки устраняются введением в асфальтобитумные лаки полимеризованных масел и производных канифоли.

Применение: безмасляные асфальтобитумные лаки применяют для покрытия скобяных изделий, предметов домашнего инвентаря и других изделий из черных металлов для предохранения их от коррозии, в частности в течение времени хранения их на складах. Масляные асфальтобитумные лаки применяют для покрытия многих металлических изделий, в частности велосипедов, деталей автомашин (шасси, рамы и др.). Они известны в основном как влагозащитные, электроизоляционные и кислотоустойчивые лаки.

Асфальтобитумные масляные лаки получают сплавлением битумов и пеков с растительным маслом и продуктами переработки канифоли при температуре до 280°С с последующим добавлением сиккативов и охлаждением, а затем растворением в растворителях. Введение канифоли и ее производных в состав асфальтобитумных лаков улучшает свойства пленок, а также совместимость асфальтов и битумов с растительными маслами (содержание масел в лаках можно повысить).

Смоляные лаки представляют собой растворы синтетических или естественных смол в органических растворителях. В отдельные лаки для повышения эластичности их пленок добавляют пластификаторы.

Высыхание лаковой пленки смоляных лаков длится от нескольких минут до 2-4 ч., т.е. значительно быстрее, чем у масляно-смоляных лаков. Полное высыхание их лаковых пленок достигается уже при испарении летучих растворителей и разбавителей. Такие лаки иногда называют летучими (спиртовые лаки).

В зависимости от вида используемых смол смоляные лаки подразделяют на следующие группы:

1. Лаки на основе спирторастворимых смол (спиртовые лаки).
2. Алкидные.
3. Ненасыщенные полиэфирные.
4. Полиакриловые.
5. Полиуретановые.
6. Эпоксидные и др.

Они занимают наибольший удельный вес в производстве и потреблении лаков. Смоляные и масляные лаки содержат больше смолы, чем масла, или равное количество (тощие и средние). “Тощие” лаки быстро высыхают (от 6 до 24 часов), дают твердые, но хрупкие пленки, неатмосферостойкие; отличаются сильным блеском.

Средние лаки высыхают за время до 48 часов, имеют среднюю эластичность и сильный блеск, хорошо шлифуются, но недостаточно атмосферостойки. Лак средней жирности содержит примерно 30% масла, 42% шеллака и 28% растворителя. Такой лак является хорошим покрытием для мебели, сохраняя текстуру древесины. Покрытая им древесина легко полируется спиртом до полного блеска.

Спиртовые лаки – это 30-35%-ные растворы смол, например, шеллака в этиловом спирте (летучих растворителях). Для высыхания спиртовых лаков при комнатной температуре достаточно 15 минут.

Пленки спиртовых лаков образуются в результате испарения растворителя и могут быть снова растворены в нем. Пленка прозрачная, с высоким блеском, но недостаточно водо- и морозостойкая.

Необходимость нанесения нескольких слоев спиртовых лаков и недостаточная прочность лаковых пленок – основные причины их ограниченного применения.

Промышленностью выпускаются следующие спиртовые лаки:

1. Канифольные;
2. Шеллачные;
3. Канифольно-шеллачные;
4. Карбинольные.

Наибольшее применение нашли шеллачные лаки (в мебельной промышленности), которые образуют быстросохнущие, твердые и эластичные покрытия, легко полируются до зеркального блеска. Их недостаток – низкая водо- и морозостойкость.

Канифольный лак – это раствор производных канифоли (хрупкая стекловидная смола желто-коричневого цвета, получаемая из живицы хвойных деревьев) в уайт-спирите. Он бывает безмасляным и маслосодержащим и применяют его для внутренних работ по дереву и металлу, не подвергающихся действию повышенной температуры и влаги.

Спиртовые лаки и политуры раньше были единственными смоляными лаками, применяемыми для отделки мебели, кожи, музыкальных инструментов, изделий из стекла, металлов и т.д. В настоящее время для их приготовления чаще всего применяют шеллак – из природных смол, фенолоформальдегидные смолы – из синтетических.

Спиртовые политуры отличаются меньшим содержанием смолы (10-25%), чем спиртовые лаки (не менее 30%). Они лучше впитываются в древесину, обеспечивая лучшее заполнение пор и прочное прилипание. Ими полируют нелакированные и лакированные поверхности деревянных изделий. В некоторых случаях спиртовые лаки и политуры подкрашивают органическими красителями.

Шеллачные лаки. Шеллак образуется в результате жизнедеятельности насекомых, питающихся соком лакового дерева. Ввозится главным образом из Индии. Шеллачный лак получают растворением шеллака в этиловом спирте с добавлением канифоли. В отличие от идитольных лаков пленки более светостойки. Лак предназначен для отделки мебели, не подвергающейся воздействию влаги.

Эфироцеллюлозные лаки – раствор эфиров целлюлозы с добавкой смол и пластификаторов в органических растворителях.

Ацетобутиратцеллюлозные лаки готовятся на основе ацетобутирата целлюлозы – смешанного сложного эфира целлюлозы с уксусной и масляной кислотами.

Лаки на основе хлорсодержащих полимеров. Основной частью их является перхлорвиниловая смола ПСХ, которую получают хлорированием поливинилхлоридной смолы до содержания хлора 62-65%.