Лаки и их химические свойства

Лаки - это растворы пленкообразующих веществ в органических растворителях, которые после нанесения тонким слоем на металлическую, деревянную или другую поверхность и высыхания образуют твердые блестящие прозрачные пленки, прочно удерживаемые на поверхности силами адгезии ( Адгезия (от лат. adhaesio — прилипание), слипание поверхностей двух разнородных твёрдых или жидких тел.). Назначение этих плёнок – защита изделий от разрушающего действия атмосферных агентов и других агрессивных сред, а также декоративная отделка поверхности. Некоторые лаки используют в качестве электроизоляционных материалов. Например, кремнийорганические лаки, битумные лаки, масляные лаки, эпоксидные лаки. В наибольшем количестве лаки применяют как основу для приготовления пигментированных лакокрасочных материалов – эмалевых красок, грунтовок, шпаклевок. 

Лаки известны с древнейших времен. Так, ещё во 2-м тыс. до н. э. в Китае изготовляли лаки на основе сока лакового дерева. За несколько веков до н. э. в Египте готовили лаки на основе смол природных - янтаря, мастикса и др. В 8 в. н. э. были хорошо известны лаки, изготовляемые на основе высыхающих масел растительных – льняного, конопляного, макового, орехового. До 30-х гг. 20 в. природные смолы и растительные масла были основными плёнкообразующими веществами (плёнкообразователями) для приготовления лаков. В 20-х гг. начался постепенный переход к производству лаков на основе эфиров целлюлозы (эфироцеллюлозные лаки), а в 30-х – к получению лаков из синтетических продуктов – алкидных смол, феноло - альдегидных смол и др.

Лаки готовят растворением плёнкообразователей в органических растворителях - спирте, уайт-спирите, этилацетате, ксилоле и др. В зависимости от типа плёнкообразователей различают масляные лаки, алкидные лаки, полиуретановые лаки, эпоксидные лаки и др. 

Наиболее распространенные лаки и некоторые их свойства

Название лаков

Условия сушки

Материал подложки

Адгезия покрытия к металлу

Условия эксплуатации





t°С

время









Лаки, образующие необратимые плёнки



Масляные

18-20

24

металл

хорошая

Внутри помещения и на открытом воздухе



Битумно-масляные

120-200

0,5-2

То же

То же

То же



Алкидные

80-160

1-4









Полиэфирные 

60-70

0,5-1

дерево



Внутри помещения



Мочевино-формальдегидные*

18-20

2

То же



То же



Мочевино-алкидные

100-130

1-1,5

металл

удовлетворительная





Меламино-алкидные

90-130

0,5-1,5

То же

То же

Внутри помещения и на открытом воздухе

Феноло-формальдегидные (резольные)

18-20

24

То же

То же

Внутри помещения при t° до 160-170 °С, в кислотах

Феноло-масляные

150-180

1-2

То же 

хорошая

Внутри помещения и на открытом воздухе

Эпоксидные*

150-190

1-3

То же

То же

Внутри помещения при t° до 160-170 °С, в щелочах и кислотах

Полиакриловые

80-150

0,5-2

То же

То же

Внутри помещения и на открытом воздухе

Полиуретановые

18-20

2-24

Металл и дерево



То же

Поливинилацета-льные**

18-20

3-5

металл

То же

То же

Кремнийорганические

150-200

1-2

металл

удовлетворительная

При t° от -50 до 250 °С

Лаки, образующие обратимые плёнки

Шеллачные (спиртовые)

18-20

2

Дерево и стекло



Внутри помещения

Битумные (асфальтовые)

18-20

3

металл

хорошая

Внутри помещения

Нитроцеллюлоз-ные ( нитролаки)

18-20

1

Металл и дерево

плохая

Внутри помещения и на открытом воздухе, в бензине

Перхлорвиниловые

18-20

1,5-3

Металл и дерево

плохая

Внутри помещения и на открытом воздухе, непродолжительно в кислотах и щелочах

Полиакриловые***

18-20

1-4

металл

хорошая

Внутри помещения и на открытом воздухе

*Высыхают при введении катализаторов. 

**Высыхают при введении отвердителей.

***Обратимость плёнок обусловлена отсутствием в плёнкообразователе реакционноспособных групп.

Большинство лаков бесцветно. При необходимости получения окрашенных лаков в их состав вводят растворимые органические красители, позволяющие сохранить прозрачность плёнки. Чёрные лаки могут быть изготовлены на основе битумов. Для повышения эластичности плёнок  (прочности при изгибе) в состав лаков вводят пластификаторы, например, невысыхающие растительные масла.

Лаки наносят на поверхность распылением, окунанием, обливанием и другими способами. Высыхание лаков в простейшем случае сводится к улетучиванию растворителя с образованием обратимых (плавких и растворимых) плёнок. Достоинство таких лаков – быстрое высыхание при комнатной температуре. Во многих случаях улетучивание растворителя сопровождается глубокими химическими превращениями плёнкообразователя (полимеризацией или поликонденсацией), что приводит к образованию необратимых (нерастворимых) плёнок, превосходящих обратимые по стойкости к повышенным температурам и действию агрессивных сред. В некоторых случаях для получения необратимых плёнок в состав лаков вводят отвердители. Ускорение высыхания лаков на основе малосодержащих плёнкообразователей достигается введением сиккативов, а также сушкой покрытий при повышенных температурах.

Всё более широкое применение находят лаки, которые содержат реакционноспособные растворители. Примером таких лаков могут служить полиэфирные лаки- растворы ненасыщенных полиэфиров в стироле или в другом растворителе, который сополимеризуется в условиях сушки с плёнкообразователем, образуя при однократном нанесении покрытие толщиной до 300 мкм (при нанесении лаки, содержащих нереакционноспособные растворители, толщина одного слоя покрытия составляет обычно 10-20 мкм).

Свойства лака характеризуются показателями вязкости, содержания сухого остатка, растекаемости по поверхности, скорости высыхания. Важнейшие показатели лаковых плёнок – адгезия к подложке, твёрдость, прочность при изгибе и ударе, атмосферо- и светостойкость (для повышения этого показателя в состав лака вводят светостабилизаторы), стойкость к действию воды, бензина,  минеральных масел, электроизоляционные свойства.

Лаки в искусстве. Различные виды лаков применяют в декоративно – прикладном искусстве, в гравюре – для покрытия металлических досок , в живописи- для образования защитного слоя на красочной поверхности и придания равномерного блеска масляным краскам, для устранения пожухлостей в масляной живописи. Лаки для живописи изготавливают растворением чистых, по возможности бесцветных природных смол – даммары, мастикса, сандарака – в высыхающих растительных маслах, спирте, скипидаре и др.

Лаки художественные, изделия из дерева, папье-маше или металла, покрытые лаком и нередко украшенные декоративно-плоскостной роспистью, рельефной резьбой, инкрустацией, гравировкой. Главные художественные особенности лаков художественных – блеск зеркальной полированной поверхности, контрасты цветов фона, росписи и инкрустации, а у резных лаков – мягкая светотеневая игра и сочность форм.































Лит-ра

Гольдберг М.М., Материалы для лакокрасочных покрытий, М., 1972; Пэйн Г.Ф., Технология органических покрытий, пер. с англ., т. 1, Л., 1959;