As resinas alquídicas ocupam uma das posições de liderança como matéria-prima para a produção de tintas e vernizes modernos. As composições formadoras de filme baseadas neles têm uma ampla gama de aplicações. As propriedades do revestimento dependem do tipo de resinas e vernizes semi-acabados. As mais difundidas são as composições modificadas, pois possuem altas qualidades decorativas e protetoras.
Descrição
Resinas alquídicas (ou alquídicas) são ésteres resultantes da reação de álcoois polihídricos com ácidos polibásicos ou seus anidridos. Na aparência, eles são uma massa pegajosa altamente viscosa, cuja cor é de amarelo escuro a marrom.
Os alquídicos também são combinados com outras resinas e celulose (alquídica-ureia-formaldeído, fenol-alquídica, copolímeros alquídicos-acrílicos e outros compostos). Para reduzir a tensão superficial, adiciona-se álcool butílico à sua composição, o que facilita o vazamento do produto acabado.
Composição e classificação química
As resinas alquídicas são sistematizadas de acordo com vários critérios:
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Pela presença de ácidos graxos na composição: não modificado (ftalato) e modificado.
- Por teor de óleo: gordo (>60%), gordura média (40-60%), magro (35-60%), extra-magro (<34%). Os alquídicos gordurosos são preparados principalmente com óleos de secagem.
- De acordo com o tipo de álcool com base no qual a composição é obtida: gliftálico, xiftálico, pentaftálico, etriftálico.
- Por capacidade de secagem: secagem e não secagem.
- De acordo com o método de dissolução: diluído com solventes orgânicos ou água.
A composição química da resina alquídica é uma solução de 40-60% de substâncias não voláteis em solventes orgânicos.
Recursos
As propriedades dos alquídicos dependem do tipo de álcool polihídrico, sua concentração e a presença de outros componentes. Os componentes aromáticos conferem aos revestimentos baseados nestes compostos dureza e resistência ao desgaste, polióis alifáticos - elasticidade, unidades estruturais cicloalifáticas - um equilíbrio de características.
As soluções de resina alquídica são caracterizadas pelos seguintes parâmetros:
- viscosidade - 35-100 s (de acordo com o viscosímetro VZ-4);
- peso molecular - 1500-5000 kDa;
- densidade - 0,9-1,05 g/cm3;
- a quantidade de hidróxido de potássio, que é o principal indicador da qualidade dos óleos, não é superior a 20.
À medida que a temperatura aumenta, a viscosidade dos alquídicos diminui e vice-versa. Quanto menor o teor de gordura de uma substância, pior ela se dissolve em hidrocarbonetos alifáticos e naftênicos.
Melhorar propriedades
Alquídicos não modificados formam filmes duros e quebradiços, dissolvem-se mal. Para melhorar suas qualidades, componentes adicionais são introduzidos na composição da mistura de reação, que conferem aos revestimentos brilho, elasticidade, resistência à água, solventes, óleos e intempéries, aceleram a secagem à temperatura ambiente e aumentam a adesão com o material base. As resinas alquídicas modificadas são obtidas usando linhaça, tall oil, óleo de tungue, óleo de girassol, óleo de mamona, óleo de semente de algodão, colofónia, ácidos gordos sintéticos.
Existem 3 métodos principais de modificação:
- introdução de monômeros na produção de resina;
- reagindo alquídicos acabados com agentes modificadores;
- mistura de resinas com outros formadores de filme.
Receber
Os alquídicos são sintetizados de duas maneiras: alcoólise e método de ácidos graxos.
No primeiro caso, o processo ocorre em 3 etapas:
- Transesterificação de óleo vegetal ou triglicerídeos de seus ácidos graxos com álcoois polihídricos. A reação química ocorre a uma temperatura de 240-260 °C e na presença de um catalisador. Para a produção de resinas gliftálicas a partir de álcoois, é utilizada glicerina, para resinas etriftálicas - etriol, para resinas pentaftálicas - pentaeritritol.
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Esterificação de ésteres parciais com anidrido ftálico, resultando em um éster ácido.
- Poliesterificação com liberação de água e formação alquídica.
O segundo método de produção de resinas é a esterificação e poliesterificação de ésteres de ácidos graxos e álcoois polihídricos.
Diluentes alquídicos
Os seguintes compostos de carbono servem como solventes para resinas alquídicas:
- alifático (hexano, heptano, parafinas C6-C12);
- aromático (benzeno, solvente, tolueno, xileno e outros);
- terpeno (terebintina);
- halogenados (tricloroetileno, tetracloroetileno, percloroetileno);
- óleo (nefras, gasolina).
Éteres de baixo ponto de ebulição (álcool etílico, acetato de etila), éteres glicólicos, cetonas (acetona) também podem ser usados como diluentes. O butanol é inadequado para esses fins, pois suas moléculas atraem para si uma grande quantidade do solvente contido nas resinas alquídicas. Os alquídicos magros se dissolvem apenas nos hidrocarbonetos aromáticos, enquanto os alquídicos graxos se dissolvem nos alifáticos.
Há também resinas solúveis em água, com base nas quais são produzidos revestimentos à base de água (esm altes e primers de secagem a quente).
Aplicativo
A principal finalidade das resinas alquídicas é a produção de tintas e vernizes (LKM). Compostos não modificados são usados para a fabricação de vernizes e adesivos isolantes elétricos.
Desoluções de resina fazem vernizes semi-acabados e acabados usados na indústria e na vida cotidiana.
Materiais de pintura
Revestimentos alquídicos são os mais utilizados de todos os materiais baseados em resinas de policondensação. Como o álcool pentaeritritol possui 4 grupos hidroxila, os alquídicos contendo pentaeritritol curam mais rapidamente e produzem revestimentos mais brilhantes. Nesse sentido, a indústria produz principalmente materiais de pintura à base de resinas alquídicas do tipo pentaftálico. A utilização de um grande número de componentes aromáticos garante a dureza e resistência dos revestimentos ao estresse mecânico.
Revestimentos pigmentados à base de alquídicos são divididos nos seguintes grupos:
- esm altes gliftálicos (GF), pentaftálicos (EF), etriftálicos (ET);
- solos;
- putty.
As resinas alquídicas secantes são utilizadas como formadoras de filme independentes para tintas e vernizes, e as não secantes são utilizadas em formulações com resinas de carbamida, nitratos de celulose (para melhorar a elasticidade e adesão dos revestimentos ao material base).
As propriedades dos revestimentos dependem de sua composição química. Assim, as resinas alquídicas mais gordas em solventes orgânicos são mais fáceis de aplicar com pincel, possuem maior elasticidade e resistência às intempéries, mas secam mais lentamente e são menos resistentes aos óleos minerais. A taxa máxima de secagem é típica para resinas modificadas com tungue ou linhaça.óleo. O tempo médio de secagem para adesão de esm altes alquídicos é de 24 horas.
Pintura específica
As resinas alquídicas, dependendo da composição do componente, são utilizadas para as seguintes finalidades:
- Com base em ácido benzóico (teor de óleo 38-50% em peso) - esm altes para pintura de máquinas agrícolas, radiadores, reparos de automóveis. Altamente resistente ao desbotamento e às intempéries.
- Contendo ácidos 9,12-linoleico e 9,11-linoleico - reparação de equipamentos.
- Skinny - demãos simples de secagem rápida, primers, tinta para radiador.
- Sobre óleo de linhaça e glicerina - revestimentos anticorrosivos, tintas de impressão. Podem desbotar rapidamente quando expostos à luz solar, por isso são mais usados em primers e compostos de nivelamento.
- Acabamentos à base de soja ou tall oil com boa resistência às intempéries.
- Modificado com resinas naturais (resina ácidos) – produção de primers e cargas. Os compostos são propensos ao desbotamento.
- Modificado com estireno, acrilato - primers, betumes, massas niveladoras, revestimentos para pintura de navios, equipamentos, chapas metálicas, madeiras submetidas a fortes esforços mecânicos (vernizes para parquet, esm altes para pisos, móveis); embalagem de esm altes em bisnagas. Têm maior resistência à abrasão e elasticidade.
Aspectos ambientais
Como as resinas alquídicas contêm solventes orgânicos, elas representam um certo perigo para a saúde humana e para o meio ambiente. Ao realizar trabalhos de pintura e verniz usando materiais de pintura baseados neles, é necessário usar equipamentos de proteção individual (máscaras de gás, macacões). A pintura deve ser feita em ambientes com ventilação de insuflação e exaustão.
De acordo com o nível de toxicidade dos solventes, os alquídicos podem ser divididos em 3 grupos:
- o menos tóxico (MPC=300-1000 mg/m3) – éter etílico, álcool, gasolina;
- toxicidade média (MPC=100-200 mg/m3) – acetona, éter butílico;
- altamente tóxico (MPC=20-50 mg/m3) – etilenoglicol, benzeno.
No exterior, existem altos requisitos para a compatibilidade ambiental da produção de revestimentos, portanto, atualmente está em andamento o trabalho para criar materiais com alto teor de matéria seca e composições à base de água. No entanto, as resinas alquídicas com solventes orgânicos ainda superam as resinas solúveis em água nas propriedades de processamento.
