LACURI SI VOPSELE PENTRU FINISAREA LEMNULUI

LACURI SI VOPSELE PENTRU FINISAREA LEMNULUI

LACURI SI VOPSELE PENTRU FINISAREA LEMNULUI

Lacurile sînt solutii ale unor substante organice nevolatile capabile sa formeze, dupa aplicarea lor pe un suport, pelicule aderente si compacte. Sunt transparente, incolore sau slab colorate.      

Vopselele sînt suspensii sau dispersii de pigmenti si materiale de um­plere m diferite substante pelicuiogene care, dupa uscare, dau pelicule CQ forate cu aspect mat pîna la semilucios.

Emailurile sînt lacuri colorate cu pigmenti organici cu o mare putere de acoperire care, dupa uscare, dau pelicule opace dure si cu supraiata neteda.            

Grundurile constituie primul strat într-un sistem de lacuire sau vop­sire si iac legaturi între suport si stratul de acoperire. Acestea pot fi transparente sau opace.

Lacuri si vopsele pe baza de derivati celulozici. O categorie iniportainâ de materii prime pentru fabricarea lacurilor o constituie derivatii celulo­zici dintre care cel mai important este nitroceluloza. Acesta este un deri vat'al celulozei naturale, obtinut prin nitrarea ei în conditii determinate cu un amestec sulfonitric.          

Nitroceluloza cu un continut de 10,5—12,5»/o azot este apta pentru producerea lacurilor, iar în functie de marimea moleculei solutiile obsi­nute din nitroceluloza sînt mai mult sau mai putin vascoase. La piepa- rarea lacurilor se prefera nitrocelulozele mai putin vîscoase, cu ajutorul carora se obtin lacuri cu un contnut mai ridicat în nevolatile, la aceeasi vîscozitate. Pentru o mai mare siguranta în manipularea nitrocelulozei la obtinerea lacurilor, aceasta se umecteaza cu alcool, sau se formeaza în placi, granule sau fire în amestec cu un plastifiant (ftalat de dibutil,. Pentru utilizarea mai usoara la fabricarea emailurilor, nitroceluloza se formeaza în placi sau granule cu plastifiant si cu pîna la 40°/o pigment.

Un alt derivat al celulozei, folosit la obtinerea lacurilor pentru fini­sarea lemnului, este acetobutiratul de celuloza. Acesta este preferat dato­rita rezistentei ridicate fara de actiunea apei si mai ales pentru faptul ca formeaza pelicule care nu se îngalbenesc la lumina.

Deoarece pelicula formata numai din derivatul celulozic este prea dura, se zgîrie usor si este casanta, pentru obtinerea lacului se introduc si unul sau mai multi plastifianti (de ex. dibutilftalat) care confera peli­culei elasticitatea necesara.     

Pentru a asigura o mai buna aderenta si o rezistenta mai mare la agentii externi, la formularea lacurilor si emailurilor se folosesc adaosuri de diferite rasini sintetice (rasini alchidice, rasini fenolice, rasini ureice etc.) Pentru pigmentare se utilizeaza pigmentii organici si anorganici.

La alegerea solventilor si diluantilor pentru prepararea lacurilor pe baza de derivati celulozici se are în vedere folosirea unui amestec de solventi usor, mijlociu si greu volatili. Componentul cel mai greu volatil, din amestec, trebuie sa fie neaparat un bun solvent al derivatului celulo­zic si sa se evapore mai greu ca apa, pentru ca pelicula sa nu devina alba în timpul uscarii. Derivatii celulozici se dizolva în cetone, esteri, glicoli.

Formarea peliculelor de lacuri si emailuri pe baza de derivati celu­lozici se obtin prin evaporarea solventului continut.

Fabricile de lacuri si vopsele produc pentru industria de prelucrare a lemnului urmatoarele tipuri de astfel de materiale:

-     grund nitro cu uscare rapida  G002-4;

-     lac nitro cu luciu L002-16;

-     lac nitro cu luciu L002-21;

—•   lac nitro mat L002-70;

—    lac pentru aplicare în cîmp electrostatic, seria 2130;

—•   lac nitro combinat, seria 2134;

      lac nitro pentru imersie, seria 2416;

—•  lac nitro cu luciu si mat L002-40;

grund de texturare, seria 2456; nitroemailuri pentru creioane; grund ABC seria 2800,

Caracteristicile acestor materiale sînt prezentate în tabelul 6.10. Grundul nitro cu uscare rapida se foloseste în sistemele de finisare transparenta cu pori deschisi, permitînd slefuirea mecanizata dupa apli­care si uscare. Peste stratul de grund G002-4 se pot aplica toate lacurile mentionate pe baza de nitroceluloza.

Grundul ABC seria 2800 se foloseste în sistemele de finisare în cazu­rile cînd se urmareste sa nu se modifice culoarea naturala a lemnului prin aplicarea lacurilor. Peste acest grund se pot aplica, de asemenea, toate lacurile pe baza de nitroceluloza. Grundul de texturare este utilizat ca prim strat în sistemele de fini­sare opaca, cu si fara aplicarea unui desen prin imprimare.

Lacurile nitroceluloziee se aplica prin toate procedeele cunoscute, cu formarea unor pelicule care asigura o buna protectie a suprafetei lem­nului.

Lacuri si vopsele pe baza de rasini poliesterice nesaturate. Rasinile poliesterice nesaturate pentru lacuri si vopsele se obtin prin reactia din­tre acid bibazic si un polialcool. Drept acizi bibazici se folosesc anhidrida maleica, itaconica, ftalica, acidul adipic, iar ca polialcooli se utilizeaza propilenglicolul, etilenglicolul, alcoolul etilic etc.

Toate materiile prime utilizate contin cel putin o legatura dubla, în anumite conditii rasina poliesterica poate reactiona cu un monomer vinilic (stiren, viniltoluen), cînd printr-o reactie de copolimerizare se obtine o rasina dura în masa, dar suprafata ramîne lipicioasa. Reacta de copolimerizare este inhibata de oxigenul din aer. Pentru ca reactia sa se desfasoare complet, suprafata lacului se izoleaza de aer printr-un strat de parafina. Se foloseste o parafina cu grad ridicat de puritate si temperatura de topire cuprinsa între 52 si 58°C. Cantitatea de parafina care se adauga în lac este de cel mult 0,1%.

Pentru asigurarea reactiei de întarire a lacurilor poliesterice nesatu­rate se folosesc peroxizi organici, care la temperatura normala se descom­pun lent în radicali liberi, care initiaza reactia de copolimerizare. Re­glarea vitezei de descompunere a peroxizilor organici se face cu ajutorul acceleratorilor, care contin metale grele, în special cobalt.

Cei mai utilizai peroxizi pentru lacurile poliesterice sînt peroxidul de ciciohexazona, de metiletilcetona, de benzoil etc. Acestia se folosesc în forma de solutie 50o/0 în dimetilftalat. Cantitatea de peroxid care se adauga în lac este de 20% raportat la substanta activa.

Acceleratorii folositi pentru lacurile poliesterice sînt octoati sau naftenasi de cobalt.

Cantitatea de cobalt care se adauga în lacul poliesteric este de 0,02% metal fata de rasina polimerizabila. Pentru emailurile poliesterice aceasta cantitate este mai mare cu pîna la 30% din cauza absorbtiei ridicate a pigmentilor. In practica se utilizeaza solutii de 2% cobalt în toluen.

Se mai folosesc acceleratori pe baza de amine teraiare (dimetilanilina, dietilanilina etc.), care au o reactivitate mai ridicata la temperaturi coborîte. Procesul de întarire a lacului poliesteric, dupa aplicarea lui pe supra­fata lemnului, începe datorita reactiilor care se declanseaza dupa ce’ peroxidul vine în contact cu acceleratorul, prin formarea de radicali activi si prin copolimerizare succesiva de tip radicalic.

Lacurile poliesterice care se întaresc sub actiunea radiatiilor ultra­violete contin sensibilizatori fotoreactivi, ca de exemplu diacetilul sau benzbina. Aceste substante contin o dubla legatura între doi atomi de sulf sau azot si sub actiunea unei radiatii cu lungimea de unda cuprinsa între 350 si 370 pun se descompun în radicali activi, care initiaza reaccdia de copolimerizare dintre prepolimerul poliesteric si monomerul vinilin

La formularea lacurilor poliesterice de uscare sub radiatii ultravio­lete se folosesc, în afara de peroxizi, toate materialele utilizate si în ca­zul lacurilor cu uscare la aer.

In practica curenta se întrebuinteaza si lacuri poliesterice neinhibate de oxigenul din aer care, prin uscare, dau filme cu suprafete dure lu­cioase, fara a fi necesara o prelucrare a suprafetei prin slefuire si lus­truire, dupa aplicare si uscare.

In România sînt în fabricatie curenta si se folosesc la finisarea produ­selor finite din lemn urmatoarele materiale peliculogene pe baza de rasini poliesterice ne'saturate:

—  lacuri poliesterice nesaturate cu parafina, seriile 6712 ?i 6743, pen­tru aplicare prin procedeul 4:1;

lac poliesteric nesaturat cu parafina, seria 6713, pentru aplicare . prin procedeul 1:1;

lac poliesteric nesaturat cu parafina, seria 6704, pentru aplicare prin procedeul 1 : 1, pe linii de finisare cu uscare termica;

lac poliesteric seria 6705, cu uscare sub radiatii ultraviolete;

-— masa de spaclu seria 6709, cu uscare sub radiatii ultraviolete; chit poliesteric de cutit si stropit, seria C106-800; grund poliesteric seria G106-800;

•— emailuri poliesterice cu luciu, seria E00-800 în culori pastel si se­ria E9Q6-800 negru.

Caracteristicile lacurilor pe baza de rasini poliesterice nesaturate pen­tru finisare transparenta a produselor finite din lemn sînt prezentate în tabelul 6.11, iar pentru finisarea opaca în tabelul 6.12.

Aplicarea lacurilor pe baza de rasini poliesterice pentru finisare trans­parenta a produselor finite din lemn se face, în general, prin turnare urmata de slefuire si lustruire dupa uscare. Masa de spaclu se aplica cu masini de spacluit cu role, iar uscarea se face în tunel echipat cu lampi cu radiatii ultraviolete. Chitul de cutit si stropit se foloseste pentru co­rectarea locala sau generala a suprafetelor, iar emailurile din seria 800 servesc pentru finisarea opaca cu aplicare prin turnare sau pulverizare, obtinîndu-se suprafete cu luciu fara prelucrare ulterioara.

Lacuri si vopsele pe baza de rasini aîchidice. Rasinile alchidice con­stituie, în prezent, cele mai importante rasini pentru lacuri. Sub denumi­rea de rasini alchidice se Înteleg rasinile obtinute prin reactia dintre polialcooli ’ (glicerina, pentaeritrita) si poliacizi (anhidrida ftalica, male- ica), cînd exista posibilitatea formarii de retele tridimensionale. Numai variaita celor doua componente nu ar fi condus la o dezvoltare mare a rasinilor alchidice, mai importanta fiind întreruperea catenelor prin ocu­parea pozitiilor terminale a moleculelor mari cu un acid monocarboxilic. Acesta este un acid gras producînd si o solubilitate gradata dupa do­rinta, în benzina. Cea mai importanta modificare se obtine însa cu adau­garea de uleiuri sicative, ceea ce mareste posibilitatea de formare de pelicule.

Rasinile alchidice modificate cu uleiuri se deosebesc de lacurile ti­pice pe baz? de uleiuri, datorita faptului ca acestea din urma nu sînt amestecuri între rasina si ulei, ci au si legaturi chimice între  ele.

Dupa continutul în ulei, rasinile alchidice se împart în rasini grase, cu mai mult ’de 60o/0 ulei, rasini medii cu un continut de 45—60% ulei si rasini slabe cu un continut mic de 45% ulei. Cele mai des folosite sînt: uleiul de in, de ricin, de soia, de cocos etc.

Rasinile alchidice grase servesc mai ales pentru prepararea de lacuri si emailuri cu uscare la aer, care au o elasticitate ridicata si rezistenta ridicata la intemperii. Rasinile alchidice medii se utilizeaza pentru pre­pararea de lacuri si emailuri cu uscare la aer, care au o elasticitate ri­dicata si rezistenta ridicata la intemperii. Rasinile alchidice medii  se utilizeaza pentru prepararea de lacuri si emailuri cu uscare la aer si la cuptor. Au o buna rezistenta si un luciu deosebit. Rasinile alchidice slabe au o utilizare mai restrînsa, folosindu-se pentru producerea lacurilor  si emailurilor cu uscare la cuptor. Cei mai uzuali solventi pentru lacurile alchidice sînt: testbenzina, solventul, nafta, toluenul si xilenul.

Pentru grabirea uscarii lacurilor si emailurilor alchidice se folosesc sicativi de cobalt, plumb, mangan etc.

Prin amestecarea rasinilor alchidice slabe cu rasini melaminice se obtin lacuri si emailuri cu uscare la cuptor la 150—200°C. în industria lemnului din România se folosesc urmatoarele materiale pelieulogene pe baza de rasini alchido-melaminice:

grund seria 5220;

vopsele intermediare, seria 5220;

emailuri seria 5242;

lac cu luciu si mat, seria 5241.

Caracteristicile acestor materiale sînt prezentate în tabelul 6.13. Acestea se folosesc pentru înnobilarea placilor fibrolemnoase prin emai- lare. Prin amestecarea rasinilor alchidice cu rasini carbamidice eterificate se obtin lacuri care reticuleaza prin adaugarea unui component acid. Cele care se usuca la temperaturi ridicate (tabelul 6.14) se folosesc pentru finisarea transparenta a foilor de usi, în sistemul de finisare prin apli­care cu ajutorul masinilor cu valuri si cu uscare prin radiatii infrarosii.

Cea mai importanta categorie de lacuri alchido-carbamidice catalizate cil acizi este formata din lacurile carbamidice mate utilizate la finisarea mobilei. Acestea contin, pe linga rasini, amestecul de rasina carbamidica si alchidica si un agent de matisare, de obicei dioxid de siliciu coloidal. Gradul de mat este reglat prin cantitatea de agent de matisare, cunoscînd ca la o proportie a acestuia mai mare de i°/o pot aparea pelicule opales- cente. Catalizatorul este o solutie de acid paratoluen sulfonic, care se adaugaîn lac, în propor?ie de 5—10o/o-

Prin pigmentare se obtin grunduri pentru mobila.             _

Principalele lacuri si emailuri carbamidice mate pentru finisarea mo­bilei, produse si folosite în România, sînt (tabelul 6.15):

grund earbamidic seria 6205;

lac earbamidic mat seria 6205;

—- lac cu întarire acida seria 6206;

.— grund earbamidic alb seria 6207;

email earbamidic seria 6207.

Tabelul 6.15

Caracteristicile materialelor peliculogene pe baza de rasini alclrido carbamidice catalizate cu uscare Ia aer, folosite pentru finisarea produselor din lemn

Denumirea caracteris­ticii

G6205

L6205

L06206

L06207

E6207

Aspect

lichid trans-

lichid opa-

lichid opa-

lichid vîscos

lichid vîscos

Culoare

parent in- incolor

lescent

lescent

alb

colorat

Con?inut în nevolatile

 

 

 

61±2

56 + 2

0/

/o

17±1

50 + 2

47 + 3

Vîscozitate, cupa 04 mm, s

20-24

50-60

55 — 70

190-220

150-170

Formaldehid? liber?, %

0,6

0,4

0,4

Durata de uscare la

 

 

 

 

25

praf, min

20

15

25

25

Durata de uscare to­tal?, ore

2

3

4

2

2

Grad de luciu

 

 

 

 

 

(Gardner)

22-26

22-27

160

Duritate Persoz

200

160

150

Rezisten?a la zgîriere

 

 

3H

 

3H

cu creion Koh. I. Noor

3H

Elasticitate Erikson,

 

 

 

 

 

min., mm

2,5

4

2

3

Rezisten?a la ?oc ter­mic (Cold-ekeck),

 

 

15

 

20

min., cicluri

10

Rezisten?a la ap?,

 

8

 

 

 

min., ore

8

 

Rezistenta la alcool,

 

 

 

 

2

min., ore

2

2

 

Vopselele pe baza de rasini alchidice acrilate au o buna stabilitate fata de apa si de agentii exteriori, fiind destinate finisarii platformelor din lemn ale autovehiculelor si ale placilor din aschii de lemn, pe linii de texturare. în România se produc urmatoarele materiale:

email pentru platforme auto seria 5620;

vopsele acrilice pentru PAL seria 2144.

Caracteristicile vopselelor alcMdo-acrilate pentru finisarea produselor din lenm.Caracteristicile acestor materiale sînt prezentate în tabelul 6.16. Pentru finisarea lemnului folosit în conditii de exterior, au fost rea lizate vopsele pe baza de rasini alchidice, modificate cu monomen vi­ni li ci care asieura o durata redusa de uscare.             

Lacuri si vopsele pe bazA de rasini poiiuretanice. Rasmile poliuKta- nice se obtin din diizocianasi si alcooli bivalenti penon. Dejorma pelicule insensibile la apa, elastice si foarte aderente Ca matern pentru lacuri se folosesc componente cu denumirea de Desmodur (po izocianat) si Desmophen (poliol sau polieter).        

Pentru  prepararea lacurilor, aceste componente se amesteca numai în momentul utilizarii. Se initiaza formarea uretanului care dupa ctieva  trece de la substante gelatinoase la produse solide insolubile. Uin acmasi cauza reactantii se livreaza separat, lacurile fiind din doua com­ponente, care se amesteca numai în cantitatea necesara mamte de utia în ultimul timp au fost realizati poliizocianasi cat-e apa din aer, formînd pelicule dure, pe aceasta baza fund produse si lacuri poiiuretanice într-o singura componenta.          

Capacitatea poliizoeianatilor de a reactiona cu toate substantele ce contin gruparea hidroxil exclude posibilitatea folosirii alcooli dizolvanti si necesita, pentru obtinerea emailurilor, pigmenti lipsiti de apa. Ca dizolvanti se folosesc esteri, cetone si hidrocarburi clorurate, ia ca diluanti benzen, toluen si xilen fara apa. Prin alegerea potrivita a materiilor componente si prin variatia ra­portului cantitatii de poliizocianat fata ,de substanta care contine grupele hidroxil, se pot obtine pelicule mai mult sau mai putin dure. Prin ridicarea temperaturii la uscare, reactia poate fi accelerata si re­zistenta peliculelor marita.        

Peliculele de lacuri poiiuretanice uscate la aer sînt reziste actiunea apei, a uleiurilor, a produselor petroliere, a acizilor si_  alcalnio slabe precum si la variatii mari de temperatura. Datorita acestui fapt, ele se folosesc pentru finisarea mobilei de interior si exterior, a ambarcatiu­nilor din lemn, a sebiurilor, cum si a altor produse finite dm lemn. în România se produc si se folosesc urmatoarele lacuri si vopsele pe baza de rasini poliuretanice;

grund poliuretanic pentru mobila seria 3506;

—- grund poliuretanic alb seria 3503;

lac poliuretanic pentru exterior seria 3513;

lac poliuretanic clar seria 3524;

lac poliuretanic mat seria 3524-60;

email poliuretanic seria 3503.

Caracteristicile acestor materiale sînt prezentate în tabelul 6.17.

Tabelul 6.17

Caracteristicile lacurilor ?i vopselelor pe baz? de r??ini poliuretanice pcnfru finisarea

produselor din lemn

Denumirea caracteristicii

Grund

3506

Grund

3503

Lac

[ 3515

Lac

3524

Lac

3524-60

Email

3503

Aspect

lichid

omogen

lichid

omogen

 

lichid

clar

lichid

opales-

cent

lichid

omogen

Continut în nevolatile, %

2+20

31 ±2

36 + 2

Vîscozitate, cupa 04 mm, s Valabilitate amestec

16-20

10-20

05

30-40

18-20

10-20

10-20

05

(Potlife), ore

18

12

34

12

12

12

Aspect pelicula Durata de uscare la praf,

semimat

semimat

lucios

lucios

mat

lucios

min

Durata de uscare totala,

30-40

180

40

30-40

ore

Elasticitate Eriksen, min.,

4

24

15

6

5 — 6

16

mm

5

5

5

4

6

Flexibilitate, dorn, mm Rezistenta la variatii de temperatura (Cold-eheck),

 

o

yj

3

i

3

i

cicluri

Rezistenta la impact,

20

20

20

20

min., cm

80

80

80

Rezistenta la apa, ore

24

24

24

24

Rezistenta la alcool, ore

 

'

24

24

24

24

Grundul poliuretanic seria 3506 si lacurile seria 3524-60 se folosesc pentru finisarea transparenta a mobilei de interior cu luciu sau cu aspect mat, lacul poliuretanic seria 3515 pentru finisarea produselor din lemn expuse condi?iilor de exterior, iar grundul alb seria 3503 pentru fini­sarea opaca a ambarcatiunilor si a altor produse finite din lemn, utilizate în conditii de exterior.

Lacuri si vopsele pe baza de poliamide pentru finisarea lemnului.

Se obtin prin condensarea unor acizi grasi, extrasi din uleiuri vegetale, cu poliamide. Sînt solubile în amestecuri de hidrocarburi aromate cu al­cooli. Se folosesc, de obicei, în amestec cu rasinile epoxidice, cînd dau pelicule rezistente la apa, la alcalii, la acizi si grasimi si au o mare ade­renta.         

în România se produce lacul incolor seria 3204', din doi componenti, pentru finisari lucioase si mate. Pentru finisai lucioase se foloseste, drept al doilea component, lacul L006-53 în proportie de 1 : 1,5, iar pen­tru finisari semimate întaritorul seria 359, în proportie de 1 : 1,8.

Sistemul aratat serveste pentru finisarea lemnului utilizat în condi­tii de exterior, mai ales pentru case prefabricate din lemn.

Caracteristicile lacului 3204 sînt prezentate în tabelul 6.18.

Tabelul 6.ÎS

Caracteristicile lacului poîiamidie seria 3201

Denumirea caracteristicii

Lac seria 3204

Aspect

lichid omogen

Continut în nevolatile, %

60±3

Vîscozitate, cupa 04 mm, s

35 — 45

Durata de uscare la praf, ore

2

Durata de uscare totala, ore

24

Flexibilitate, min., mm

5

Rezistenta la apa, 72 ore

nemodificat

Rezistenta la benzine si uleiuri, 72 ore

nemodificat