Сиккативы — характеристики и сфера применения

Сиккативы (от лат. siccativus — высушивающий) — вспомогательные вещества, которые вводятся в масляные краски для ускорения процесса высыхания. Химически являются катализаторами окислительной полимеризации растительных масел. В качестве сиккативов могут использоваться соли кобальта, марганца, циркония, бария, свинца, кальция и другие.


Блок: 1/9 | Кол-во символов: 339
Источник: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%B8%D0%BA%D0%BA%D0%B0%D1%82%D0%B8%D0%B2%D1%8B

Что это такое?

Сиккативы – активные катализаторы процесса при образовании пленки материалов, в основе которых связующие компоненты, высыхающие при окислении кислорода. Сегодня эти катализаторы представлены карбоновыми мылами.

Сиккативы нашли применение еще 4500 лет назад в Египте, когда для быстрого высыхания поверхности использовали природные компоненты или металлы.

Формирование пленки в процессе окисления кислородом воздуха происходит в несколько этапов:

  • перенасыщение окрашенной поверхности кислородом;
  • образование пероксидов;
  • расщепление пероксидов и образование свободных радикалов;
  • образование полимеров связующих компонентов.

В окислительно-восстановительной реакции металлы переносят кислород и запускают процессы образования пероксидов, перемещая молекулы кислорода к двойным связям пленкообразователя. Эти же металлы способствуют в дальнейшем расщеплению пероксидов и образованию свободных радикалов.

Современные изготовители производят катализаторы по ГОСТ 1003 73 в виде растворов в таких растворителях, как изопропилен, легкие парафины и уайт-спирит, что позволяет легко смешивать их с лакокрасочными материалами.

Блок: 2/6 | Кол-во символов: 1563
Источник: https://dekoriko.ru/lakokrasochnye-materialy/sikkativ/

Классификация


Сиккативы по механизму действия разделяются на два класса: первичные, или истинные сиккативы, и вспомогательные (промоторы), оказывающие активирующее влияние на первичные сиккативы. Промоторы способствуют равномерному высыханию покрытия по толщине и повышают стабильность истинных сиккативов.

Истинные сиккативы представляют собой соли карбоновых кислот переходных металлов, таких как кобальт, марганец, свинец, существующих в двух валентных состояниях.

К промоторам относят соли кальция, бария, цинка, циркония. Механизм действия промоторов состоит в том, что, являясь сильными основаниями, они более активно вступают во взаимодействие с карбоксильными группами алкидных олигоэфиров, исключая взаимодействие с ними солей металлов, входящих в состав сиккативов.

Блок: 2/9 | Кол-во символов: 777
Источник: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%B8%D0%BA%D0%BA%D0%B0%D1%82%D0%B8%D0%B2%D1%8B

Характеристики металлов, входящих в состав сиккативов

Сиккатив для масляных красок

Кобальт – считается самым эффективным, однако действие высыхания распространяется на поверхность пленки. Как результат – подпленочное движение в толстых слоях покрытия, поэтому редко используется одиночно (для очень тонких слоев, в некоторых красках горячей сушки).

Свинец – популярный сиккатив объемного действия, токсичен, может образовывать пятна сульфидов на покрытии. Самостоятельно практически не применяется.

Марганец действует как на поверхности, так и в объеме. Основным минусом является темно-коричневый цвет трехвалентного состояния. В изготовлении необходимо строго придерживаться рецептуры, так как увеличение количества марганца приводит к обратному эффекту.

Свойства цинка состоит в том, что он замедляет скорость высыхания поверхности покрытия, ускоряя объемное и образуя твердую пленку.

Кальций используется в качестве промотора в многосоставных сиккативах, улучшает сушку при низких температурах.

Церий и ванадий имеют объемное действие, однако придают пленке желтоватый оттенок.

Цирконий все больше рекомендуют использовать вместо свинца в соединениях с кобальтом из-за хорошего объемного действия и малой токсичности.

Блок: 3/6 | Кол-во символов: 1221
Источник: https://kraskacentr.ru/vopros-ekspertu/sikkativ.html

Механизм действия


Сиккативы способствуют переносу (транспорту) О2 воздуха в пленкообразователь. При этом О2 взаимодействует с метиленовыми группами, находящимися в α-положении к двойным связям ненасыщенных кислот, с образованием гидропероксидов ROOH. В этом процессе активны соли переходных (Со, Мn) и непереходных (Рb, Са) металлов (менее активны Ni и Сu). На стадии инициирования радикальной полимеризации переходные металлы участвуют в распаде гидропероксидов с образованием радикалов.

Помимо каталитического действия сиккативы улучшают механические и защитные свойства покрытия, увеличивают их гидрофобность и коррозионностойкость, являются пластификаторами и модификаторами. Сиккативы на основе Со в сочетании со щелочными мылами обеспечивают отверждение водоразбавляемых лакокрасочных материалов. Некоторые соединения — шиффовы основания, амины, азины, гидразин, NH3 и др. — промотируют действие сиккативов.

Блок: 4/9 | Кол-во символов: 915
Источник: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%B8%D0%BA%D0%BA%D0%B0%D1%82%D0%B8%D0%B2%D1%8B

Разновидности составов

По химическому составу сиккативы представляют собой соли металлов с большой валентностью. Также в эту группу могут входить соли одноосновных кислот (так называемое мыло из металла). Ускоряющие ход подсыхания реактивы применимы к любому существующему типу лакокрасочного материала.

Раньше всего начали применяться кобальтовые и марганцевые реактивы, а также свинец. Чуть позже началось использование солей циркония и некоторых иных элементов. Подавляющее большинство современных смесей делается без свинца, потому что они действуют негативно на здоровье человека. Химики и технологи подразделяют катализаторы на вещества первого ряда (истинные) и соединения второго ряда (промоторы). Действительный ускоритель представляет собой соль металла с меняющейся валентностью, которая при контакте с целевым веществом вступает в восстановительную реакцию, затем окисляется до вещества с повышенной валентностью.

Помогающие составы – это соли металлов, имеющих неизменяемую валентность. К ним относятся цинк, барий, магний и кальциевые составы. Роль их состоит в увеличении результативности обычных смесей путем реакции с карбоксильными группами веществ, образующих пленку. Разработчики учитывают это и все чаще применяют комбинированные составы.

  • Однометальные сиккативы на базе кобальта признаются наиболее эффективными, но их действие сказывается только на поверхностной части пленки ЛКМ. Поэтому такой металл подходит лишь для совсем тонкого слоя или в преддверии горячей сушки может использоваться сам по себе.
  • Свинец действует во всем объеме, он довольно ядовит и способен формировать пятна сульфидов, как самостоятельный препарат редко применяется.
  • Марганец активен и на поверхностях, и в толще. Трехвалентный тип металла темно-коричневый и это может исказить внешний вид покрытия. При работе требуется не отклоняться от штатной рецептуры – избыток марганца только ослабляет эффект, вопреки очевидности.

Методов изготовления два – плавление и осаждение. В первом случае практикуется термическое действие на масла и смолы, которые затем сплавляют с соединениями металлов. Это очень простая и эффективная методика. Осажденные вещества получают, проводя реакцию между металлическими соединениями и солевыми продуктами переработки кислот. Подобные сиккативы отличаются осветленной окраской, содержат стабильную концентрацию интенсивно действующих металлов.

  • Цинк делает высыхание поверхности более медленным, а основного объема – более быстрым, при этом формируется крепкая пленка.
  • Кальций выступает промотором в сложных смесях, благодаря ему сушка становится легче на холоде.
  • Ванадий и церий действуют в объеме краски, но их недостатком оказывается желтизна, которая появляется у нанесенного покрытия.
  • Заменой свинца в современных препаратах оказываются сочетания циркония и кобальта.

Что касается органических кислот, то есть четыре основных группы сиккативов:

  • нафтенатная (производится из нефти);
  • линолеатная (получается из льняного масла);
  • резинатная (делается из канифоли);
  • таллатная (на базе талового масла).

Жирнокислотные смеси (такие, как ЖК) образуются растворением соли многовалентного металла в жирной кислоте либо смешиванием таких растворов с нафтенатокислотами. Использование подобных веществ возможно как вместе с лаками, красками алкидного типа, так и в комбинациях с маслом изо льна. Внешне это прозрачная для света жидкость, в которой присутствует от 18 до 25% нелетучего вещества. Концентрация марганца колеблется от 0.9 до 1.5%, а свинца может содержаться больше, минимум 4.5%.

Жирнокислотные сиккативы взаимодействуют со льняным маслом, не давая помутнения и осадка. Минимальная температура вспышки составляет 33 градуса тепла. Важно: готовые к употреблению сиккативы этой группы ядовиты и могут стать причиной пожара. Если прошло 6 месяцев после даты выпуска, нужно тщательно проверить вещество, не потеряло ли оно своих качеств.

Препарат НФ1 представляет собой сочетание «свинец-марганец». Это жидкое вещество, получаемое методом осаждения. Более ранние аналоги этой смеси – НФ-63 и НФ-64. Добавлять ускоритель высыхания нужно в красители масляной и алкидной природы, в эмалевые и лаковые материалы, олифы. НФ1 идеально прозрачен и гомогенен, не имеет ни малейшего осадка или примеси. Допустимо совместное применение в связке с катализаторами на базе Co. Среди них лучше всего НФ-4 и НФ-5. При смешении с ЛКМ химикат вводят незначительными порциями, выдерживая концентрацию максимум 5% от количества пленкообразователя. Цифровой индекс после букв НФ обозначает химический состав препарата. Так, цифра 2 показывает наличие свинца, цифра 3 – присутствие марганца, 6 – кальция, 7 – цинка, 8 – железа. Индекс 7640 показывает, что препарат образован сочетанием резината кобальта с маслом и раствором солей свинца, марганца в уайт-спирите. Подобное средство может быть применено и при реставрации утраченного рисунка муаровых эмалей.

Важно: применяя какой угодно сиккатив, нужно обращать внимание на дозировку. Чрезмерное введение реагента резко понижает темп высыхания пленок и способно даже изменить оттенок красящего состава, особенно если он белый изначально. Октанат кобальта, растворенный в уайт-спирите, может иметь эффект опалесценции. Наибольшая доля нелетучих веществ составляет 60%, концентрация металлов колеблется от 7.5 до 8.5%. Медных сиккативов не бывает, на основе этого металла выпускаются только пигменты.

Блок: 3/7 | Кол-во символов: 6568
Источник: https://stroy-podskazka.ru/lakokrasochnye-materialy/sikkativ/

Особенности применения сиккативов


Сиккатив в составе масла приводит к ускоренному высыханию последнего. На практике было установлено правило, согласно которому уменьшение времени на высыхание находится в прямой зависимости от количества добавленного сиккатива до некоторого предела. Если прибавить сиккатив сверх этого уровня, то скорость процесса будет заметно понижаться. Каждый сиккативы имеет в этом отношении свои особенности, свой верхний предел концентрации, при котором скорость процесса образования устойчивой пленки покрытия достигает максимальных значений.

Сиккативы, используемые в выпуске покрытий, делят условно на три большие группы:

  • Труднорастворимые сиккативы. Они требуют нагрева до 200-300 градусов для лучшего растворения. К этой категории веществ принадлежит масса веществ, сурик свинцовый, к примеру.
  • Легкорастворимые вещества можно вводить в состав, если нагреть его до 150 градусов. Среди них присутствуют соли жирных и смоляных кислот.

Легче всего в масле растворяются жидкие сиккативы. Для этого достаточно иметь нагреть состав до 20 градусов. К подобным веществам принадлежат некоторые соли уже перечисленных кислот. Они прекрасно растворяются в скипидаре и прочих растворителях.

Блок: 4/7 | Кол-во символов: 1213
Источник: http://lkmprom.ru/analitika/sostav-sikkativa—primenenie-i-ispolzovanie-/

Способ изготовления

Промышленный

В промышленности применяются две технологии получения катализаторов: «сухая» и «мокрая». Изготовление вторым методом – процесс трудоемкий, но полученные катализаторы качественнее сиккативов, полученных «сухим» методом.

Сущность сухого метода: оксиды металлов добавляют в канифоль, в нафтеновые кислоты или в растительные масла. Причем любая основа должна быть нагрета или расплавлена. В итоге образуются соли металлов – мыла.

Существенным недостатком этого способа является частичное разрушение соединений под воздействием высоких температур, что приводит к образованию растворов оксидов металлов, уменьшению эффективности и оттенка катализатора. А также данный процесс считается пожароопасным вследствие сложности регулирования теплоты и образования пены в больших количествах.

При мокром методе изготовления катализаторов применяют соли металлов, растворяемых в воде и абиетиновых кислот. При смешивании растворенных в воде солей образуется сиккатив – катализатор. Наиболее распространенными сиккативами, полученными таким способом, являются нафтенаты, соли-сиккативы с металлами.

Сравнивая сухой и мокрый способы получения сиккативов, предпочтение все же отдается второму методу. Но благодаря стабильности стехиометрических соотношений и отсутствия высокотемпературных воздействий в их составе больше активных металлов, также они бесцветны, а их производство – безопасно.

В домашних условиях

Рецепт приготовления сиккатива своими руками не представляет собой ничего сложного. Для получения катализатора для добавки к лакокрасочному материалу пользуются резинатом.В металлическую или фарфоровую емкость кладут 50 граммов канифоли, затем плавят при 250 градусах. Необходимо периодически помешивать вещество, после полного плавления добавляют немного негашеной извести. Затем необходимо мешать раствор до получения однородной массы.

Периодически рекомендуется проверять, не стал ли прозрачным состав. Как только удалось получить полностью прозрачную смесь, следует остановить подогрев.

Таким же образом можно изготовить окись марганца, выполнив расчет количество сульфита натрия и перманганата калия. При их смешении получается темный осадок порошкообразный, который необходимо отфильтровать и тщательно высушить на воздухе. Подогревать в данном случае крайне нежелательно, так как при подогреве в воздух выделяться токсичные газы.

Блок: 4/6 | Кол-во символов: 3034
Источник: https://dekoriko.ru/lakokrasochnye-materialy/sikkativ/

Труднорастворимые сиккативы


Уксуснокислый свинец относится к таким сиккативам. Получить его можно в результате элементарной химической реакции при взаимодействии свинца с уксусной кислотой. Его можно приобрести в виде кристаллов. Для введения данного сиккатива в состав масла, свинцовый сахар необходимо нагреть до ста градусов. Это позволяет удалить из вещества воду. Растворяется вещество при температуре 200-220 градусов.

Глетокись свинца представляет желтый порошок. Она для растворения требует нагревания до 210-215 градусов.

Свинцовый сурик – еще один из трудно растворимых сиккативов. Вещество является порошком оранжевого цвета. Его температура растворения составляет 200-220 градусов. Сиккативы на основе свинца ядовиты, они плохо сказываются на состоянии здоровья. Для работы с ними требуются особые меры предосторожности. Нельзя допускать попадания вредных веществ внутрь респираторов, а руки нужно тщательно мыть. Это особенно важно при пересыпании веществ и при их размоле. Нельзя пренебрегать респиратором, требуется, чтобы руки были чистыми.

Еще одним сиккативом, содержащим марганец, является пиролюзит. Он представляет собой продукт естественного происхождения и представляет собой порошок черного цвета. Вещество окажется эффективнее при большем содержании окиси марганца. Пиролюзит растворяется при нагревании до 250 градусов Цельсия.

К трудно растворимым сиккативам относится уксуснокислый кобальт. Он выглядит как порошок красного цвета. В веществе присутствует 30 % кобальта.

Блок: 5/7 | Кол-во символов: 1504
Источник: http://lkmprom.ru/analitika/sostav-sikkativa—primenenie-i-ispolzovanie-/

Получение

В промышленности сиккативы получают двумя способами. Наиболее распространен способ осаждения, основанный на обменной реакции, протекающей в водном растворе между солью металла (сульфат, нитрат, ацетат, карбонат) и щелочным мылом соответствующей кислоты. Способ не требует нагрева до высокой температуры и приводит к образованию сиккатива высокого качества. Другой способ производства — сплавление оксидов, гидроксидов или солей (карбонатов, ацетатов) металла с кислотами при 320—360 °С, иногда в присутствии растворителя для удаления реакционной воды. Сиккативы получают также непосредственным растворением тонкоизмельченных металлов в нагретых кислотах или используют электрохимические методы.

Блок: 5/9 | Кол-во символов: 706
Источник: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%B8%D0%BA%D0%BA%D0%B0%D1%82%D0%B8%D0%B2%D1%8B

Советы по использованию


Расчет количества сиккатива, которое нужно добавить к алкидному лаку ПФ-060 для эффективного застывания колеблется от 2 до 7%. При введении такой добавки время сушки ограничивается 24 часами. Такой результат достигается даже при отказе от содержащих свинец препаратов в пользу более современных технологических решений, которые многими встречаются еще с недоверием. Срок годности сиккативов в большинстве случаев составляет полгода.

Важно: к любым готовым смесям рекомендации по введению сиккатива не относятся в принципе. Уже на производстве изначально там ввели нужное количество всех веществ, а если и нет (товар некачественный), все равно оценить проблему и исправить ее в домашних условиях не выйдет. По отношению к пленкообразователю можно вводить от 0.03 до 0.05% кобальта, от 0.022 до 0.04% марганца, от 0.05 до 2% кальция и от 0.08 до 0.15% циркония.

Внимание! Пропорции указаны в пересчете на чистый металл, а не на абсолютный объем смеси, ее количество, разумеется, несколько больше.

При наличии в составе красящего вещества сажи, ультрамарина и некоторых других компонентов, поверхностное действие сиккатива ослабляется. Бороться с этим можно введением повышенных доз препарата (как сразу, так и раздельными порциями, более подробные рекомендации может дать только квалифицированный технолог).

Как применять сиккатив с олифой, смотрите в следующем видео.

Блок: 7/7 | Кол-во символов: 2045
Источник: https://stroy-podskazka.ru/lakokrasochnye-materialy/sikkativ/

Производство сиккативов

Вообще говоря, следует различать два основных способа получения сиккативов. Это – сухой и мокрый способы. Сухой способ позволяет получить плавленые сиккативы, мокрый способ дает возможность выпустить осажденные сиккативы.

Мокрый способ намного сложнее. Тем не менее, он обеспечивает лучшее качество вещества. Это обеспечило ему более широкое применение. На сегодняшний день в основном выпускаются сиккативы способом осаждения.

Сухой способ предполагает введение окислов металлов в расплавленную канифоль, нафтеновые и прочие кислоты. Сиккативы могут вводиться непосредственно в масло. При достаточно высокой температуре образуются соли металлов – мыла.

Недостатком сухих сиккативов считают деструкцию органических веществ в результате технологического процесса. Это может привести к меньшей эффективности вещества и потере цвета. Помимо всего прочего, процесс изготовления плавленого сиккатива связан с существенным риском возгорания. Это обусловлено трудностями в регулировке температурного режима и повышенного пенообразования. 

Блок: 7/7 | Кол-во символов: 1058
Источник: http://lkmprom.ru/analitika/sostav-sikkativa—primenenie-i-ispolzovanie-/
Кол-во блоков: 16 | Общее кол-во символов: 20943
Количество использованных доноров: 5
Информация по каждому донору:

  1. https://dekoriko.ru/lakokrasochnye-materialy/sikkativ/: использовано 2 блоков из 6, кол-во символов 4597 (22%)
  2. https://stroy-podskazka.ru/lakokrasochnye-materialy/sikkativ/: использовано 2 блоков из 7, кол-во символов 8613 (41%)
  3. http://lkmprom.ru/analitika/sostav-sikkativa—primenenie-i-ispolzovanie-/: использовано 3 блоков из 7, кол-во символов 3775 (18%)
  4. https://kraskacentr.ru/vopros-ekspertu/sikkativ.html: использовано 1 блоков из 6, кол-во символов 1221 (6%)
  5. https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%B8%D0%BA%D0%BA%D0%B0%D1%82%D0%B8%D0%B2%D1%8B: использовано 4 блоков из 9, кол-во символов 2737 (13%)



Поделитесь в соц.сетях:

Оцените статью:

1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (Пока оценок нет)
Загрузка...

Добавить комментарий