Сикатіви: властивості та застосування

Що це таке?

• Різновиди складів
• Виробники
• Виготовлення своїми руками
• Сфера застосування
• Поради щодо використання

Готуючись до фарбування, люди вибирають самі емалі, оліфи, розчинники, дізнаються, що і як потрібно застосовувати. Але є ще один дуже важливий момент, який часто упускають, не враховують. Йдеться про застосування сиккативів, тобто спеціальних добавок, які прискорюють висихання будь-якого лакофарбового матеріалу.

Для чого потрібен сикатив у фарбах, види і технічні характеристики

Можливість за допомогою наповнювачів і добавок істотно змінювати характеристики лакофарбових матеріалів, дає виробникам широкий спектр можливостей варіювати рецептуру залежно від умов і сфери застосування.

Кінцевого покупця може і не турбувати склад покриття, яка властивість надає фарбі та чи інша добавка, проте бувають ситуації, коли споживач хоче сам впливати на властивості і в цьому випадку необхідно знати яку складову потрібно використовувати для зміни характеристик.

Для прискорення хімічної відвердження масловмісних плівкоутворювачів застосовують спеціальний каталізатор - сиккатив.

Що таке сикатив

Сиккативи - це солі полівалентних металів і одноосновинних монокарбонових кислот (металеві мила). Вони служать прискорювачами, які каталізують процес висихання лакофарбових матеріалів - оліф, лаків, емалей, фарб, ґрунтовок і шпатлівок.

Спочатку було відкрито, що найдієвіші метали з сикативуючими властивостями - кобальт, марганець, свинець.

Згодом стали поширені солі цирконію та інших металів, а похідні свинцю з часом стали використовувати рідше через їх шкідливий вплив на організм людини.

За типом дії сиккативи ділять на:

• Первинні або справжні.
• Вторинні або допоміжні (промотори).

До першої підгрупи включають солі металів зі змінною валентністю (кобальт, залізо, марганець, свинець), взаємодія яких з альфа-групами жирнокислотного залишку характеризуються спочатку процесом повстання, а потім окислення до стану з більш високою валентністю.

У допоміжну групу входять солі металів з постійною валентністю - кальцій, барій, магній, цинк та інші. Вони не мають самостійних сиккативних властивостей, але підвищують ефективність першої групи, взаємодіючи з карбоксильними групами масляних полонкоутворювачів.

Таким чином, ефект синергії під час поєднання обох груп сприяв використанню комбінованих складів у сиккативах.

Характеристики металів, що входять до складу сиккативів

Сикатив для масляних фарб

Кобальт - вважається найефективнішим, проте дія висихання поширюється на поверхню плівки. Як результат - підплінний рух у товстих шарах покриття, тому рідко використовується поодиноко (для дуже тонких шарів, у деяких фарбах гарячої сушіння).

Свинець - популярний сикатив об'ємної дії, токсичний, може утворювати плями сульфідів на покритті. Самостійно практично не застосовується.

Марганець діє як на поверхні, так і в обсязі. Основним мінусом є темно-коричневий колір тривалентного стану. У виготовленні необхідно суворо дотримуватися рецептури, оскільки збільшення кількості марганцю призводить до зворотного ефекту.

Властивості цинку полягає в тому, що він уповільнює швидкість висихання поверхні покриття, прискорюючи об'ємне і утворюючи тверду плівку.

Кальцій використовується як промотор у багатоскладових сикативах, покращує сушку при низьких температурах.

Церій і ванадій мають об'ємну дію, проте надають плівці жовтуватий відтінок.

Цирконій все більше рекомендують використовувати замість свинцю в сполуках з кобальтом через хорошу об'ємну дію і малу токсичність.

Класифікація сиккативів та їх види

Сикатив для лляної олії

За походженням органокислот, сиккативи поділяють на такі види:

• Нафтенати - солі нафтенових кислот, похідні нафти.
• Лінолеати - солі жирних кислот лляної олії.
• Гумати - солі смоляних кислот (абітієнова кислота каніфолі).
• Таллати - солі жирних кислот талової олії.

За способом виробництва сиккативи бувають:

Плавлені - виходять в ході термічного впливу на масла і смоли з подальшим їх сплавленням з сполуками металів. Основною перевагою є простота виготовлення

Обложені - утворюються за допомогою хімічної взаємодії металевих сполук з милами (солями кислот). Такий сикатив має світлий колір, основною перевагою якого є постійний вміст активного металу.

Сикатив ЖК-1 технічні характеристики

Жирнокислотні сиккативи складаються з розчину солей полівалентних металів в різних жирних кислотах і їх сумішей з нафтенатокислотами в органорастворителі. Крім традиційних алкидних лаків і фарб, може застосовуватися і для лляної олії. Являє собою прозору рідину з такими технічними характеристиками:

• Частка нелетучих речовин - 18-25%;
• активних металів - марганець (0,9-1,5%), свинець (4,5-6,0%);
• З'єднується з лляною олією без помутніння і без осадових домішок;
• Температура спалаху - не нижче 33ºС.

Готові жирнокислотні сиккативи є токсичними і пожежонебезпечними матеріалами через наявність у складі уайт-спіриту і сполук свинцю і марганцю. Термін придатності - від півроку, після закінчення якого, підлягає повторній перевірці на відповідність ТУ.

Сикатив НФ-1: склад і застосування

Застосування сиккативів

Свинцево-марганцевий рідкоподібний нафтенатний сикатив обложеного типу НФ-1 (заміна колишніх 63 і 64) додається в масляні та алкидні фарби, емалі (ПФ-115), лаки та оліфи. Має вигляд прозорої однорідної рідини без осаду і домішок. Може застосовуватися з кобальтовими сиккативами марок НФ-4, НФ-5 (кобальтові нафтенати).

Змішується сикатив з лакофарбовими матеріалами невеликими дозуваннями згідно інструкції щодо застосування, при цьому загальне дозування не повинно бути більше 5% від загальної маси плівкоутворювача.

Марка сиккатива НФ, крім НФ-1, згідно з ДСТУ 1003-73 за змістом нафтенатів може бути:

• НФ-2: свинцевий;
• НФ-3: марганцевий;
• НФ-4 і НФ-5: кобальтовий;
• НФ-6: кальцієвий;
• НФ-7: цинковий;
• НФ-8: залізовмісний.

До складу сиккативу 7640 входить гумат кобальту з висихаючою олією і свинцево-марганцеві солі в уайт-спіриті. Крім традиційного застосування, використовується для відновлення малюнка емалей муар.

При самостійному застосуванні сиккативів особливу увагу потрібно приділяти їх дозуванню, оскільки їх надмірна кількість (пересикативація) погіршує швидкість висихання плівки, а також може впливати на відтінок фарби, особливо білого кольору.

Що це таке?

Сиккативи - активні каталізатори процесу при утворенні плівки матеріалів, в основі яких зв'язуючі компоненти, що висихають при окисленні кисню. Сьогодні ці каталізатори представлені карбоновими милами.

Сиккативи знайшли застосування ще 4500 років тому в Єгипті, коли для швидкого висихання поверхні використовували природні компоненти або метали.

Формування плівки в процесі окислення киснем повітря відбувається в кілька етапів:

• перенасичення пофарбованої поверхні киснем;
• утворення пероксидів;
• розщеплення пероксидів та утворення вільних радикалів;
• утворення полімерів зв'язуючих компонентів.

В окислювально-відновлювальній реакції метали переносять кисень і запускають процеси утворення пероксидів, переміщуючи молекули кисню до подвійних зв'язків плівкоутворювача. Ці ж метали сприяють надалі розщепленню пероксидів та утворення вільних радикалів.

Сучасні виробники виробляють каталізатори по ГОСТ 1003 73 у вигляді розчинів у таких розчинниках, як ізопропілен, легкі парафіни і уайт-спірит, що дозволяє легко змішувати їх з лакофарбовими матеріалами.

Види

За змістом

За вмістом металів буває кілька видів сиккативів.

• Кобальтові каталізатори найбільш відомі та ефективні. Але використання як сиккативів кобальту без добавок призводить до утворення шагрені, формування нещільної плівки, внаслідок чого найчастіше цей компонент використовується тільки в поєднанні з магнієм, свинцем, цирконієм, кальцієм. Але також кобальт має властивість збільшувати свою в'язкість у поєднанні з нерозбавленим зв'язком. Позитивна якість кобальту полягає в тому, що він дозволяє отримати білу поверхню, оскільки його справжній блакитний відтінок усуває жовтизну зв'язуючих компонентів і збільшує белізну плівкоутворюючих.
• Марганцеві каталізатори також є широко застосовуваними сиккативами, але їх дія не настільки ефективна, ніж у кобальту. Але при використанні їх при мінусових температурах виходить кращий результат. І також марганцеві сиккативи утворюють шагрені при підвищеному рівні вологи. Основний недолік марганцю - зміна кольору поверхні після нанесення складу. Тому його використовують у тих місцях, де зміна відтінку не має значення.
• Кальцієві каталізатори вважаються малоефективними, але спільно з активними металами їх користь збільшується в кілька разів. Найбільш ефективний кальцій у поєднанні з кобальтом при високому рівні вологи або мінусовій температурі. Незважаючи на істотний недолік кальцієвий сикатив є найбільш часто застосовуваним.
• Сиккативи на основі свинцю не активні, тому часто застосовуються в поєднанні з активними каталізаторами: це можуть бути октанат заліза, мідний купорос. Найважливішою перевагою свинцю перед іншими сиккативами вважається прискорення формування плівки по всій товщині поверхні покриття. Але є й істотний недолік свинцевих каталізаторів - токсичність, обмежена розчинність, однометальні сполуки погано сумісні з ними, в результаті чого їх застосування в даний час вкрай не рекомендується.
• Цинкові сиккативи в процесі формування плівкоутворюючих підтримують «відкриту плівку», запобігають шагреню, є високоефективними агентами. Цей каталізатор можна вводити в фарбу у великих дозах, оскільки не відбувається зміна відтінку покриття. Під час опису цього каталізатора не варто забувати, що він стабілізує інші каталізатори, збільшує міцність і блиск покриття.
• Цирконієві каталізатори заміщають свинцеві сиккативи. Володіють наступними перевагами перед іншими агентами: низька кольоровість, стійкість до побажання поверхні і великий термін придатності.
• Сиккативи ванадію забезпечують хорошу сушку поверхневого і внутрішнього покриття. Поліпшення сушіння проявляється особливо в поєднанні ванадію з цинком, цирконієм і стронцієм. Однак через високу вартість і темний колір він призначений для поверхонь спеціального призначення.
• Каталізатори заліза краще за всіх забезпечують прискорене висихання покриття по всій товщині покриття. Невисоку активність залізо проявляє при звичайній температурі, а при високій - його ефективність різко підвищується. Оскільки цей сикатив має темний відтінок, що викликає жовтизну покриття, тому він використовується для пофарбованих поверхонь.

За способом отримання

За способом отримання сиккативи поділяються на два види.

Плавлені

Їх отримують в результаті термічної обробки мастил і смол з подальшою їх плавкою з металами. Найпоширеніший плавлений каталізатор - ЖК 1, який складається з декількох металів з різними валентностями у складі жирних кислот. Сикатив застосовується для алкидних матеріалів, а також для масла льону.

РК 1 - прозора рідка суміш з часткою нелетючих компонентів до 25%.

Через наявність у складі різних розчинників, а також марганцю і свинцю готові каталізатори вкрай токсичні і пожежонебезпечні.

Термін придатності становить півроку, після закінчення якого сикатив не рекомендується використовувати.

Обложені

Отримують в результаті хімічної реакції металів з кислотами солей. Такі сиккативи мають одну важливу перевагу перед плавленими - постійний вміст активних металів. Широко застосовуваним обложеним сиккативом є НФ 1, який додають в алкидні і масляні склади, оліфи і лак. Зовні мають вигляд прозорої однорідної суміші без жодних домішок.

Сикатіви

Сиккативи (від лат. Siccativus - висушують) - допоміжні сполуки, які вводяться в масляні фарби для прискорення процесу висихання. Хімічно є каталізаторами оксидної полімеризації рослинних олій. Як сиккативи можуть використовуватися солі кобальту, марганцю, цирконію, барію, свинцю, кальцію тощо.

Класифікація

Сиккативи за механізмом дії діляться на два класи: первинні, або справжні сиккативи, і допоміжні (промотори), які мають активний вплив на первинні сиккативи. Промотори сприяють рівномірному висиханню покриття по товщині і підвищують стабільність істинних сиккативів.

Справжні сиккативи - це солі карбонових кислот перехідних металів, таких як кобальт, марганець, свинець, що існують у двох валентних станах.

До промоторів відносять солі кальцію, барія, цинка, цирконію. Механізм дії промоторів полягає в тому, що, будучи сильними підставами, вони активніше вступають у взаємодію з карбоксильними групами алкидних ОЛІГОЕФІР, виключаючи взаємодію з ними солей металів, що входять до складу сиккативів.

Механізм дії

Сиккативи сприяють перенесенню (транспорту) Про 2 повітря в плівкоутворювач.

При цьому О2 взаємодіє з метиленовими групами, які знаходяться в лід-положенні до подвійних зв'язків ненасичених кислот, з утворенням гідропероксидів ROOH.

У цьому процесі активні солі перехідних (Со, Mn) і неперехідних (Pb, Са) металів (менш активні Ni і Cu). На стадії ініціювання радикальної полімеризації перехідні метали беруть участь у розпаді гідропероксидів з утворенням радикалів.

Крім каталітичної дії сиккативи покращують механічні та захисні властивості покриття, збільшують їх гідрофобність і корозійностійкість, є пластифікаторами і модифікаторами.

Сиккативи на основі Со у поєднанні з лужними милами забезпечують відторгнення водорозчинних лакофарбових матеріалів. Деякі сполуки - шифові основи, аміни, Азін, гідразин, NH 3 та ін.

- Промотують дію сиккативів.

Отримання

У промисловості сиккативи отримують двома способами. Найпоширеніший спосіб облоги, заснований на обмінній реакції, що протікає у водному розчині між сіллю металу (сульфат, нітрат, ацетат, карбонат) і лужним милом відповідної кислоти.

Спосіб не вимагає нагрівання до високої температури і призводить до утворення сиккативу високої якості. Інший спосіб виробництва - сплавлення оксидів, гідроксидів або солей (карбонатів, ацетатів) металу з кислотами при 320-360 ° С, іноді в присутності розчинника для видалення реакційної води.

Сиккативи отримують також завдяки безпосередньому розчиненню тонкоподрібнених металів у нагрітих кислотах або ж використовують електрохімічні методи.

Токсичність

Важкі метали, що містяться в більшості сиккативів (катіони свинцю, марганцю, кобальту, цинку тощо) є токсичними. Надмірний контакт з такими речовинами може мати шкідливий вплив на організм людини.

Сикатив

• Застосування
• Склад
• Особливості застосування
  • Важкорозчинні
  • Легкорозчинні
• Виробництво

Малярні роботи потребують того, щоб масла, які наносяться, відповідали умовам технологій.

Зокрема, це стосується термінів, в які відбувається висихання складів, що наносяться. Наприклад, нанесення чистої лляної олії призводить до її висихання протягом тривалого часу. На це потрібно в середньому до восьми днів.

Тільки після закінчення цього терміну на поверхні утворюється плівка достатньої міцності.

Тривалий термін висихання загрожує занадто великою кількістю неприємних наслідків. Якщо олія не висохла, фарба легко змивається дощем, пофарбована поверхня набуває непрезентабельного зовнішнього вигляду.

Застосування сиккативів

Було помічено, що деякі речовини при їх додаванні до складу покриття здатні значно прискорити висихання. Це пов'язано з протіканням в олії процесів полімеризації прискореними темпами.

Дані добавки називають сиккативами. Вони можуть зменшити час висихання олії, яка висохне всього за десять годин. Сиккативи виступають у ролі каталізаторів, які прискорюють хімічні реакції.

У їх складуть входити деякі метали. Це - метали різного виду.

Склад сиккативу

Комбінації металів в сиккативі - якщо в складі сиккативів присутні два метали, то ця обставина ще більш прискорює процеси висихання. Склад сиккативу можна легко підібрати.

Якщо чисте масло може висохнути без присутності в його складі добавок протягом ста двадцяти годин, то введення марганцю забезпечить його висихання всього за дванадцять годин. Добавка свинцю призводить до висихання покриття за двадцять шість годин.

Якщо одночасно ввести свинець і марганець, висихання покриття відбувається за більш короткий час. Для цього потрібно всього сім годин. Чи це не диво?!

Але легко продовжувати цей ряд нескінченно довго. Достатньо додати в олію, свинець, марганець і кальцій одночасно, щоб скоротити час утворення стійкої плівки до шести чесів.

На практиці прийнято використовувати сиккативи, у вигляді суміші декількох металів. Вживають певні метали.

За зростанням часу для утворення стійкої плівки покриття сиккативи розташовані певному порядку: кобальт, потім марганець, і наостанок свинець.

Таблиця. Метали, які використовуються для сиккативів

Кобальт	Свинець	Кальцій
Марганець	Цирконій	Цинк
Залізо	Вісмут	Літій
Церій	Барій	Калій
Ванадій	Алюміній
Стронцій

Первинні Метал  Вторинні Метали Допоміжні метали

Особливості застосування сиккативів

Сикатив у складі масла призводить до прискореного висихання останнього. На практиці було встановлено правило, згідно з яким зменшення часу на висихання знаходиться в прямій залежності від кількості доданого сиккативу до деякої межі.

Якщо додати сикатив понад цей рівень, то швидкість процесу буде помітно знижуватися.

Кожен сиккативи має в цьому відношенні свої особливості, свою верхню межу концентрації, при якій швидкість процесу утворення стійкої плівки покриття досягає максимальних значень.

Сиккативи, що використовуються у випуску покриттів, ділять умовно на три великі групи:

• Важкорозчинні сиккативи. Вони вимагають нагріву до 200-300 градусів для кращого розчинення. До цієї категорії речовин належить маса речовин, сурік свинцевий, наприклад.
• Легкорозчинні речовини можна вводити до складу, якщо нагріти його до 150 градусів. Серед них присутні солі жирних і смоляних кислот.

Найлегше в маслі розчиняються рідкі сиккативи. Для цього достатньо мати нагріти склад до 20 градусів. До подібних речовин належать деякі солі вже перерахованих кислот. Вони чудово розчиняються в скипидарі та інших розчинниках.

Важкорозчинні сиккативи

Оцнокислий свинець належить до таких сиккативів. Отримати його можна в результаті елементарної хімічної реакції при взаємодії свинцю з оцтовою кислотою.

Його можна придбати у вигляді кристалів. Для введення даного сиккативу до складу масла, свинцевий цукор необхідно нагріти до ста градусів. Це дозволяє видалити з речовини воду.

Розчиняється речовина при температурі 200-220 градусів.

Глетокис свинцю представляє жовтий порошок. Вона для розчинення вимагає нагрівання до 210-215 градусів.

Свинцевий сурік - ще один з важко розчинних сиккативів. Речовина є порошком помаранчевого кольору. Його температура розчинення становить 200-220 градусів. Сиккативи на основі свинцю отруйні, вони погано позначаються на стані здоров'я.

Для роботи з ними потрібні особливі запобіжні заходи. Не можна допускати потрапляння шкідливих речовин всередину респіраторів, а руки потрібно ретельно мити. Це особливо важливо при пересипанні речовин і при їх розмолі.

Не можна нехтувати респіратором, потрібно, щоб руки були чистими.

Ще одним сиккативом, що містить марганець, є піролюзит. Він являє собою продукт природного походження і являє собою порошок чорного кольору. Речовина виявиться ефективнішою при більшому вмісті окису марганцю. Піролюзит розчиняється при нагріванні до 250 градусів Цельсія.

До важко розчинних сиккативів відноситься оцнокислий кобальт. Він виглядає як порошок червоного кольору. У речовині присутні 30% кобальту.

Легкорозчинні сиккативи

Сиккативи цього плану отримують двома різними способами. Для цього може знадобитися плавлення або облога.

Отримати сиккативи плавленням можна в котлі. У нього завантажують каніфоль і нагрівають її до 170 градусів. Потім у котел додається піролюзит. У результаті процесу на виході утворюється марганцева сіль. Абієтинова кислота є основною складовою каніфолі і дозволяє отримати відповідну сіль

Піролюзит надходить у котел у консистенції пасти маслянистого виду. Паста виходить з піролюзиту при його висушуванні при температурі 100 градусів. Після цього його перемелюють і розтирають з маслом.

Після того, як у котел надійшла вся необхідна порція піролюзиту, температура доводиться до 250 градусів. Додають піролюзит частинами, коли піна осідає від чергової добавки. Температура підтримується до закінчення процесу. Для визначення завершення реакції періодично беруться проби. При прозорій пробі реакцію слід вважати завершеною.

При дотриманні технології в котлі не залишається нерозчиненої добавки. Як осад може бути трохи піску, який у вигляді домішки перебуває в речовині.

Готовий сикатив володіє темним кольором і прозорим зломом. У ньому не повинно бути круп