Научная статья на тему 'Основные принципы получения воднодисперсионного красителя для хвойной древесины'

Основные принципы получения воднодисперсионного красителя для хвойной древесины Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

CC BY
76
38
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Аннотация научной статьи по химическим технологиям, автор научной работы — Чижова М. А.

In given clause(article) composite principles of reception of water - dispersive dyes for coniferous wood which can form a basis by development of new finishing materials are stated.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Основные принципы получения воднодисперсионного красителя для хвойной древесины»

ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ПОЛУЧЕНИЯ ВОДНОДИСПЕРСИОННОГО КРАСИТЕЛЯ ДЛЯ ХВОЙНОЙ ДРЕВЕСИНЫ

Чижова М.А. (ЛфСибГТУ, г. Лесосибирск, РФ)

In given clause(article) composite principles of reception of water - dispersive dyes for coniferous wood which can form a basis by development of new finishing materials are stated.

Основными направлениями развития технологии лакокрасочных покрытий являются улучшение декоративных и эксплуатационных свойств покрытий за счет разработки новых материалов и методов их нанесения, снижения использования вредных веществ.

В последнее время в оценку качества ЛКП кроме функциональных свойств (обеспечение защитных свойств) включают и внешний вид покрытия - цвет, фактура.

Конечные свойства покрытий не должны зависеть от вида подложки и ее предварительной подготовки.

Сложность физико-химических явлений на границе полимер - твердая поверхность, наряду с использованием гидродинамических характеристик процесса нанесения материалов, требует учета явлений смачивания и кинетики растекания красящих составов по поверхности древесины, так и последующее взаимодействие ЛКМ с окрашенной поверхностью.

В воднодисперсионных красителях водные дисперсии полимерных материалов выполняют функции пленкообразующей системы.

Полимерные дисперсии различаются не только природой пленкообразователя, но и системами стабилизации, лиофильностью, пленкообразующей способностью. Необходимо, чтобы входящие в состав красителя пленкообразователи не набухали и не растворялись, т.е. не коагулировали, но в то же время обладали лиофильными свойствами. К таким пленкообразователям относятся лиофобные дисперсии поливинилацетата, в частицах которых молекулы поливинилацетата, находящиеся на границе с водной фазой, быстро омыляются, поверхность обогащается гидроксильными группами и становится гидрофильной.

Помимо этого в состав лакокрасочных материалов входят пигменты и целевые добавки. Пигменты в лакокрасочных материалах выполняют различные функции. В основном они применяются для придания цвета и повышения защитных свойств покрытиям. При выборе пигментов для воднодисперсионных красителей возникает ряд задач, связанных с обеспечением химической и коллоидной устойчивости в водной среде, а также необходимой дисперстности. Для пигментирования воднодисперсионных красителей подходит ограниченный набор пигментов. Они в первую очередь должны характеризоваться повышенной нерастворимостью и инертностью в водной среде.

Проведение исследования позволяют сделать вывод о том, что в технологическом процессе получения воднодисперсионных красителей пигменты

лучше всего использовать в виде водных пласт. Это облегчает их диспергирование. В состоянии водной пасты пигменты подвергают дополнительной стабилизации поверхностно-активными веществами. В последующем это сказывается на стабильности красителя.

При стабилизации пигментной пасты с водной дисперсией необходимо сохранить дисперстность как пигментной, так и полимерной фазы, иными словами обеспечить устойчивость смешанной суспензии. В связи с разной адсорбцией поверхностно-активных веществ (стабилизаторов) на разнородных межфазных границах, смешанные дисперсные системы менее устойчивы. Агрегативная устойчивость низковязкой системы является основным показтелем качества при практическом использовании и одним из условий образования равномерного покрытия на древесной подложке.

На границе пигмент-вода межфазное натяжение выше, чем на границе полимер-вода. Из этого следует, что любое адсорбирующееся поверхностно-активное вещество обладает большей поверхностной активностью по отношению к границе пигмент-вода. Это также значит, что в водной дисперсии адсорбционное равновесие всегда смещено в сторону большей адсорбционной насыщенности границы пигмент-вода. Поверхностно-активные вещества (эмульгаторы), адсорбируются преимущественно на границе полимер-вода и обеспечивают агрегатную и кинетическую устойчивость водной дисперсии. Группа поверхностно-активных веществ (смачиватели) понижает поверхностное натяжение на границе вода-воздух, а также облегчает и ускоряет смачивание пигментов. От смачивателей не требуется высокая поверхностная активность и прочность адсорбционной связи. В водных дисперсиях применяют низкомолекулярные поверхностно-активные вещества - полиэтиленовые эфиры алкифенола. Чаще всего их применяют для получения дисперсий поливинилацетата.

Поверхностное натяжение и вязкость состава оказывают существенное влияние на технологические свойства, связанные с распылением и растеканием по поверхности древесины красящего состава. Изменение поверхностного натяжения 20% - ного раствора поливинилацетата от количества введенного поверхностно-активного вещества показана на рисунке 1.

Анализируя полученные данные можно заключить, что поверхностное натяжение снижается с увеличением количества поверхностно-активных веществ. При этом следует отметить их влияние на структуру и свойства пленок.

Избыток поверхностно-активных веществ приводит к образованию пленок "открытой" структуры. Получаемые покрытия обладают неудовлетворительными техническими свойствами.

Помимо снижения поверхностного натяжения необходимо обеспечить низкую вязкость воднодисперсионного красителя, при которой нанесение может осуществляться методом пневматического распыления.

Рисунок 1 - Изменение поверхностного натяжения

Важной задачей при использовании поверхностно-активных веществ в качестве модифицирующей добавки, улучшающей смачивание лакокрасочных материалов, является количественная оценка смачивающей способности поверхностно-активных веществ. Минимальная концентрация поверхностно-активных веществ, при которой достигается полное смачивание подложки, представляет количественную характеристику смачивающей способности поверхностно-активных веществ и, следовательно, чем ниже эта концентрация, тем эффективнее данное вещество влияет на смачивание.

Компоненты, входящие в состав воднодисперсионных красителей, достаточно специфичны. Композиционные принципы получения воднодисперсионных красителей для хвойной древесины отличаются от традиционных, пленкообразующие системы которых составляют растворы пленкообразователей в органических растворителях. При выборе составных компонентов необходимо учитывать основные принципы их подбора и применения.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.