Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги / Технология лаков и красок

..pdf
Скачиваний:
4
Добавлен:
19.11.2023
Размер:
37.51 Mб
Скачать

О.В. ОРЛОВА

Т.Н. ФОМИЧЕВА

А.3. ОКУНЧИКОВ Г. Р. КУРСКИЙ

Технология

лаков

и

красок

Д оп ущ ено Министерством хим ической

промышленности

в качестве учебного пособия для

техникумов

по специальности № 0814 «Технология лаков и красок»

МОСКВА

«ХИМИЯ» 1980

8177.7

0,66

УДК 667.62/.63 (075.132)

Орлова О. В., Фомичева Т. Н., Окунчиков А. 3., Курский Г. Р.

Технология лаков и красок. Учебное пособие для техникумов. — М.: Химия, 1980. — 392 с., ил.

Учебное пособие состоит из трех разделов. В первом из них рас* смотрены природные и синтетические плеккообразующие вещества, способы их синтеза и области применения. Второй раздел посвящен получению пигментов, наполнителей и пигментированных лакокрасоч­ ных материалов. В третьем разделе описано технологическое оборудо­ вание лакокрасочных производств. При описании технологических про­ цессов, конструкций и принципов действия аппаратов рассмотрены воп­ росы техники безопасности и защиты окружающей среды.

Пособие предназначено для учащихся техникумов, специализирую­ щихся по технологии лаков и красок, а также оборудованию лакокра­ сочных заводов. Оно может быть полезно студентам химико-техноло­ гических вузов, инженерно-техническим работникам лакокрасочной промышленности й других отраслей народного хозяйства, поставляю­ щих сырье или потребляющих лакокрасочные материалы.

392 с„ II табл., ЮЗ рис., список литературы 34 ссылки.

Р е ц е н з е н т ы : зам. директора Днепропетровского хими­ ко-механического техникума В. В. ХРИСТОВ, начальник ЦЗЛ Днепропетровского лакокрасочного завода, канд. хим. наук Т. С. СКРОДСКАЯ

31413-065

65.80,2803030000.

(§) Издательство

° 050(01)-80

«Химия», 1980 г

СОДЕРЖАНИЕ

ПРЕДИСЛОВИЕ ........................................................................................................

8

ВВЕДЕНИЕ ..................................................................................................................

И

Основные понятия и термины, используемые в

лакокрасочной

промышленности ........................................................................

12

Основные свойства лакокрасочныхматериалов....................................

13

Основные свойства лакокрасочных покрытий. . ................................13

Раздел /. Непигментированные лакокрасочные мате­

 

риалы

.........................

 

 

. . . .

 

.

1 5

ГЛАВА

1. СТРОЕНИЕ

И

СВОЙСТВА

ПЛЕНКООБРАЗУЮЩИХ

ВЕ­

15

 

ЩЕСТВ ..................................

 

 

 

 

.

. . . .

 

КЛАССИФИКАЦИЯ ПЛЕНКООБРАЗУЮЩИХ ВЕЩЕСТВ И ОСНОВНЫЕ

15

 

СВЕДЕНИЯ О ПОЛИМЕРАХ .........................................................................

 

 

 

 

Классификация

пленкообразующих веществ . . . .

 

15

 

Основные сведения о полимерах.......................................

 

 

15

 

ОСОБЕННОСТИ СТРОЕНИЯ ПОЛИМЕРОВ ....................................................

 

 

16

 

ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОЛИМЕРОВ .......................................................

 

 

20

 

РАСТВОРЫ

ПЛЕНКООБРАЗУЮЩИХ ВЕЩЕСТВ ..........................................

 

21

 

Механизм

р а ст во р ен и я

..............................................................................

 

 

 

21

 

Структурообразование в

растворах п о л и м е р о в ..................................

 

21

 

СВОЙСТВА И ВЫБОР РАСТВОРИТЕЛЕЙ .......................................................

 

 

22

 

СВОЙСТВА И ВЫБОР ПЛАСТИФИКАТОРОВ................................................

 

 

25

 

ПРОЦЕССЫ ПЛЕНКООБРАЗОВАНИЯ, СТАРЕНИЯ И ДЕСТРУКЦИИ

26

ГЛАВА

2. ОСНОВНЫЕ

МЕТОДЫ

ПОЛУЧЕНИЯ

СИНТЕТИЧЕСКИХ

 

 

ПЛЕНКООБРАЗУЮЩИХ .............................................ВЕЩ ЕС ТВ

 

28-

 

ОСНОВНЫЕ

ЗАКОНОМЕРНОСТИ

РЕАКЦИИ

ПОЛИМЕРИЗАЦИИ

. . .

28

 

Радикальная

п оли м ери зац ............................................и я

 

 

. 3 0

 

Ионная п о л и м ер и за ц и я ......................................................

 

 

 

. 3 5

 

Аутоокислительная полим ..................................еризация

 

. 3 7

 

Миграционная п о л и м е р и .......................................за ц и я

 

. 3 8

 

ОСНОВНЫЕ

 

ЗАКОНОМЕРНОСТИ

РЕАКЦИИ

ПОЛИКОНДЕНСАЦИИ

39

 

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СПОСОБЫ

ПОЛУЧЕНИЯ СИНТЕТИЧЕСКИХ

40

 

ПОЛИМЕРОВ

..............................................................................................................

 

 

 

 

 

 

Получение

полимеризационных

пленкообразующих

 

41

 

Получение

поликонденсационных полимеров . . .

 

42

ГЛАВА

3. СИНТЕТИЧЕСКИЕ ПЛЕНКООБРАЗУЮЩИЕ ВЕЩЕСТВА . .

44

 

ПОЛИКОНДЕНСАЦИОННЫЕ ПЛЕНКООБРАЗУЮЩИЕ ВЕЩЕСТВА . . .

44

 

Полиэфиры

 

..................................................................................................

 

 

 

 

 

44

 

Алкидные смолы.............................................................................................

 

 

 

 

45

 

Полиэфиры линейного строения

 

 

 

59

3

Ненасыщенные полиэфиры...........................................................................

 

60

Фенолоформальдегидные

смолы .........................................................

 

63

Аминоформальдегидные

смолы . . .......................................................72

Эпоксидные с м о л ы .........................................................................................

 

 

78

Кремнийорганические п о л и м ер ы .................................................................

 

91

Фуриловые с м о л ы .........................................................................................

 

 

95

ПОЛИМЕРИЗАЦИОННЫЕ

ПЛЕНКООБРАЗУЮЩИЕ

ВЕЩЕСТВА . . . .

96

Виниловые п ол и м еры .....................

 

 

97

Поливинилхлорид .....................................................................................

 

 

97

Сополимеры винилхлорида ...........................................................................

 

99

Хлорированный поливинилхлорид ......................................................

 

101

Поливинила ц е т а т ........................................................................................

 

 

102

Поливиниловый с п и р т

..............................................................................

 

104

Поливинилацетали ...................................................................................

 

 

105

Акриловые полимеры и

соп ол и м еры ......................................................

 

107

Полиуретаны ...........................................................

 

 

121

Фторсодержащие полимеры.........................................................................

 

Прочие полимеризационные полимеры .....................................................

 

123

Сополимеры стирола

 

. . . 123

Кумароно-инденовые смолы . . . .

. . .

125

Полиэтилен ........................................................................

 

. . . . .

128

Полипропилен ........................................

 

Э л а с т о м е р ы .......................................................................

 

 

130

Сополимеры дивинилацетилена . . .

 

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ ПО ТЕХНИКЕ БЕЗОПАСНОСТИ И ОХРАНЕ

131

ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

....................................................................................

ГЛАВА 4. ПЛЕНКООБРАЗУЮЩИЕ ВЕЩЕСТВА НА ОСНОВЕ ПРИРОД­ НЫХ СОЕДИНЕНИИ И ПРОДУКТОВ ИХ ПЕРЕРАБОТКИ . 136

РАСТИТЕЛЬНЫЕ МАСЛА..............................................................................................

 

136

Основные

характеристики

растительных м а с е л .................................

139

Обработка

растительных

м а с е л ..............................................................

139

Процесс пленкообразования . . ..........................................................142

ОЛИФЫ ..............................................................................................................................

 

142

МАСЛЯНЫЕ Л А К И .........................................................................................................

144

СИККАТИВЫ ...................................................................................................................

 

144

ОСНОВНЫЕ ВИДЫ ПРИРОДНЫХ С М О Л ............................................................

149

Канифоль и ее

производные

. 150

Ш е л л а к ...................................

 

153

Даммара ..............................

 

153

С а н д а р а к ..............................

..............................................

154

Я н т а р ь ...................................

. 154

ЭФИРЫ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ И ЛАКИ НА ИХ О С Н О В Е ...........................................

184

Нитрат целлюлозы (н и т роц еллю лоза)...............................

155

Ацетат ц ел л ю л о зы ........................................................................................

158

Ацетобутират

ц е л л ю л о з ы .............................

158

4

Э т и л ц ел л ю л о за .............................................

 

. 158

Бенэилцеллюлоза ........................................

 

. 159

Карбоксиметилцеллюлоза .........................

 

. 159

б и т у м ы ....................................................

• ................................................................

160

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ ПО ТЕХНИКЕ БЕЗОПАСНОСТИ...............................

163

ГЛАВА 5. ВОДОРАСТВОРИМЫЕ ПЛЕНКООБРАЗУЮЩИЕ ВЕЩЕСТВА 164

СИНТЕТИЧЕСКИЕ ВОДОРАСТВОРИМЫЕ ПЛЕНКООБРАЗУЮЩИЕ ВЕ­

ЩЕСТВА ..............

• ........................................ ..............................................................

164

ПРИРОДНЫЕ

ВОДОРАСТВОРИМЫЕ ПЛЕНКООБРАЗУЮЩИЕ

ВЕЩЕ­

СТВА ................................................................................................................................

 

169

Раздел //. Пигментированные

лакокрасочные

мате­

 

риалы

. . .

. .

.

.

.171

ГЛАВА 6. НЕОРГАНИЧЕСКИЕ ПИГМЕНТЫ И НАПОЛНИТЕЛИ

. . . 171

КЛАССИФИКАЦИЯ И СОСТАВ ПИГМЕНТОВ И НАПОЛНИТЕЛЕЙ . . .

173

ПОЛУЧЕНИЕ ПИГМЕНТОВ И НАПОЛНИТЕЛЕЙ

. • ...................................

 

175

Конденсационный метод ........................................................................

 

 

 

 

176

Дисперсионный

метод .............................................................................

 

 

 

 

177

Технологические способы производства пигментов и наполнителей

177

ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПИГМЕНТОВ

....................................................

 

.

180

Кристаллическая структура . . .

. .

. .

180

Т в е р д о с т ь ...............

 

 

 

182

П лот ност ь.............

 

 

. . .

. . .

183

Форма частиц

..................................

 

 

 

184

Дисперсность и удельная поверхность .

 

 

. . .

184

Показатель п р е л о м л е н и я ....................

 

 

 

. . .

186

Ц в е т ................................................................

 

 

 

 

 

 

ТЕХНИЧЕСКИЕ

СВОЙСТВА ПИГМЕНТОВ

............................................................

 

 

191

Укрывистость

............................................................................................

 

 

 

 

191

И нт енсивн ост ь............................................................................................

 

 

 

 

194

Маслоемкость

............................................................................................

 

 

 

 

195

Светостойкость................................................

стойкость .

. . .

. . .

196

Атмосферная и коррозионная

197

Термостойкость

............................................................

 

 

. . .

. . .

199

Химическая ст о й к о ст ь .............................

 

 

. . .

199

АХРОМАТИЧЕСКИЕ ПИГМ ЕНТЫ ............................................................................

 

 

 

200

Белые пигменты .

 

 

 

 

 

Пигментная двуокись ти тан а ...................................................................

 

 

 

200

Цинковые б е л и л а .......................................................................................

 

 

 

 

211

Литопон ......................................................................................................

 

 

 

 

 

216

Свинцовые б е л и л а ......................................................................................

 

 

 

 

220

Прочие белые

пигменты......................................................................

 

 

 

 

222

5

 

Серые и черные пигменты .

 

.

223

 

Металлические

пигменты . . .

 

.

223

 

Технический угл ер од ....................

 

 

.

225

 

Графит ............................................

 

 

 

 

.

227

 

Черни ............................................

 

 

..

 

.

227

 

Прочие серые и черные пигменты

 

.

227

 

ХРОМАТИЧЕСКИЕ ПИГМЕНТЫ . . .

 

.

228

 

Желтые, оранжевые и

красные пигменты . . .

 

 

 

Оксиды с в и н ц а ............................................................................................

 

 

 

228

 

Железоокисные

пигменты.........................................................................

 

 

231

 

Свинцовые к р о н а .......................................................................................

 

 

 

242

 

Цинковые к р он а ............................................................................................

 

 

 

250

 

Кадмиевые пигменты...................................................................................

 

 

 

251

 

Прочие желтые, оранжевые и красныепигменты...................................

 

255

 

Зеленые, синие и фиолетовые пигменты .

 

 

259

 

Хромовые

пигменты ..................................................................................

 

 

 

259

 

Кобальтовые пигменты .............................................................................

 

 

262

 

Железная

л а з у р ь .......................................................................................

 

 

 

265

 

Ультрамарин

............................................................................................

 

 

 

268

 

Смешанные зеленые пигменты . ...............................................................272

 

Прочие зеленые, синие и фиолетовыепигменты....................................

 

273

 

Наполнители

 

 

 

.

276

 

Оксиды . . . .

 

 

. 276

 

Карбонаты

 

. .

 

 

. 276

 

Сульфаты

. . .

 

 

. 277

 

Силикаты

. . .

 

 

. 278

ГЛАВА

7. ОРГАНИЧЕСКИЕ ПИГМЕНТЫ

 

 

280

 

А зоп и гм ен т ы

.................................................................................................

 

 

 

282

 

Фталоцианиновые п и гм е н т ы ....................................................................

 

 

283

 

Антрахинондигидразиновые п и гм ен т ы .................................................

 

 

285

 

Пигментные л а к и .......................................................................................

 

 

 

286

ГЛАВА

8. ПИГМЕНТЫ ЦЕЛЕВОГОНАЗНАЧЕН ИЯ .........................................

 

288

 

Пигменты

для

термоиндикаторных к р а со к ...........................................

 

 

288

 

Пигменты для светящихся составов..........................................................

 

 

289

 

Пигменты для необрастающих составов................................................

 

 

290

ГЛАВА

9. ПОЛУЧЕНИЕ

ПИГМЕНТИРОВАННЫХ

ЛАКОКРАСОЧНЫХ

 

 

М АТЕРИАЛОВ..........................................................................................

 

 

291

 

ПИГМЕНТИРОВАННЫЕ МАТЕРИАЛЫ НА ОСНОВЕ ЖИДКИХ СВЯ­

291

 

ЗУЮЩИХ

....................................................................................................................

 

 

 

 

 

Теоретические

основы

диспергирования

пигментов в

жидких

 

 

с р е д а х .................................................................

 

 

 

 

.291

 

Смачивание пигментных ч асти ц ...............................................................

 

 

292

 

Формирование

адсорбционных слоев.....................................................

 

 

293

 

Стабилизация пигментных суспензий.....................................................

 

 

294

 

Технологические процессы получения пигментированных лакокра-

 

 

сощых материалов

« « , ,

 

 

297

в

ПОРОШКОВЫЕ КРАСКИ

300

Характеристики

порошкообразныхп о л и м е р о в ....................................

301

Особенности рецептурного состава порошковых лакокрасочных

материалов

.................................................................................................

 

303

Способы приготовления порошковыхк ом п ози ц и й ..............................

304

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ ПО ТЕХНИКЕ БЕЗОПАСНОСТИ И ОХРАНЕ

ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ...........................................................................................

306

Раздел ///. Оборудование лакокрасочных производств

зоэ

ГЛАВА 10. ОБОРУДОВАНИЕ ПРОИЗВОДСТВА ЛАКОКРАСОЧНЫХ МА­

ТЕРИАЛОВ

.......................................................

.........................................

309

ОБОРУДОВАНИЕ

ПРОИЗВОДСТВА НЕПИГМЕНТИРОВАННЫХ ЛАКО­

КРАСОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ.......................................................................................

309

Основная реакционная аппаратура.........................................................

309

Аппаратура

для смешения и растворения лаковых смол . . . 3 1 6

Аппаратура для плавления твердого сы р ья ...........................................

319

Аппаратура для очистки синтетических смол и л а к о в ......................

322

Аппаратура для дезодорации и улавливания п о го н о в ......................

329

Установки для

обезвреживания сточных в о д ......................................

329

Установки для

пож аротуш ения..............................................................

331

ОБОРУДОВАНИЕ ПРОИЗВОДСТВА ПИГМЕНТИРОВАННЫХ ЛАКОКРА­

СОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ.............................................................................................

332

Замесочные

машины и смесители........................................................

332

Машины для

диспергирования пигмент ов...........................................

336

Аппаратура для очистки пигментированных лакокрасочных ма­

териалов ......................................................................................................

 

 

346

Аппаратура для ф асовки .............................................................................

346

ГЛАВА 11. ОБОРУДОВАНИЕ ПРОИЗВОДСТВА ПИГМЕНТОВ . . .

. 348

ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ СГУЩЕНИЯ И КЛАССИФИКАЦИИ СУСПЕН­

ЗИЙ И ПРОМЫВКИ ОСАДКА................................................................................

348

Отстойники

.................................................................................................

 

349

Гидроциклоны

.................................................................................

350

Патронные вакуум-фильтры-сгустители................................................

350

Ультразвуковые

сгустители . . .

351

ф и л ь т р ы . .

ЦЕНТРИФУГИ

с у ш и л к и . .

П Е Ч И ..............

351

355

359

368

Печные установки

в производствах глета и сур и к а ....................

368

Печи производства

цинковых б е л и л .....................................................

371

Трубчатые п е ч и ............................................................................................

 

374

Печи производства

ульт рам арина..........................................................

377

ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ И СЕПАРАЦИИ .........................

378

РЕАКТОРЫ

......................................................................................................................

 

 

387

Литература

к

I р а зд е л у .............................................................................

388

Литература

ко

II р а з д е л у ........................................................................

389

Литература ........................

к

III

р а зд е л у

389

П р е д м е т ..............................................................н ы й

у к а з а т е л ь

390

ПРЕДИСЛОВИЕ

Лакокрасочная промышленность — составная часть динамично развивающейся химической отрасли народного хозяйства — пред­ ставляет собой высокоразвитое многотоннажное производство, от­ личительной особенностью которого является концентрация произ­ водства, создание крупных предприятий и комбинатов с прогрес­ сивной технологией, возможно более полной механизацией и автоматизацией технологических процессов.

До 1930 г. при производстве лакокрасочных материалов пре­ имущественно использовали продукты переработки растительных масел и природные смолы, а также минеральные пигменты при­ родного происхождения. В настоящее время для этих целей в основном используются синтетические и искусственные полимеры, а также различные синтетические пигменты и красители. Более 55% потребляемых лакокрасочной промышленностью смол яв­ ляются синтетическими материалами.

Использование различных заменителей растительных масел (синтетических жирных кислот, кислот таллового масла, нефтепо­ лимерных смол и др.) позволяет ежегодно экономить более 35 тыс. т * этих ценных продуктов.

При получении лакокрасочных материалов применяются лету­ чие растворители, многие из которых горючи и токсичны. Требова­ ния к снижению токсичности и пожароопасности как самого ла­ кокрасочного производства, так и отраслей, потребляющих лако­ красочную продукцию, привели к созданию материалов с малым содержанием или не содержащих летучих органических раствори­ телей. Это водные, водоэмульсионные, порошковые лакокрасочные материалы; лаки и краски, при использовании которых применяют низколетучие реакционноспособные разбавители и краски с высо­ ким содержанием нелетучих веществ. Производство таких матери­ алов достигло 13 тыс. т в 1977 г., а к концу десятой пятилетки будет доведено до 60 тыс. т *.

* Лакокрасочные материалы и их применение, 1977, № 5, с. 4.

8

До недавнего времени большинство технологических процессов в лакокрасочной промышленности проводилось в крупногабарит­ ных малопроизводительных агрегатах периодического действия. В настоящее время разработаны высокоэффективные полунепре­ рывные и непрерывные процессы получения различных видов смол и других материалов; проводится модернизация технологического оборудования, предусматривающая установку реакторов большой единичной мощности с электроиндукционным обогревом; расширя­ ется использование высокопроизводительного и малогабаритного диспергирующего оборудования (бисерные мельницы, аттриторы и др.); решаются задачи внедрения безотходных технологических процессов, снижения уровня загрязнения окружающей среды.

Переход лакокрасочного производства на полунепрерывные и непрерывные процессы позволяет шире механизировать и автома­ тизировать технологические процессы, а также решить поставлен­ ную XXV съездом КПСС задачу резкого повышения качества изготавливаемой продукции.

Внедрение современных методов производства лакокрасочных материалов обусловливает повышение требований к качеству ис­ ходного сырья и необходимость использования новых видов сырь­ евых и вспомогательных материалов, таких, например, как поверх­ ностно-активные вещества, легкодиспергируемые пигменты с моди­ фицированной поверхностью частиц, пластификаторы, смачивате­ ли, диспергаторы, реологические добавки и т. п.

Лакокрасочная промышленность помимо производств по вы­ пуску собственно лакокрасочной продукции (лаки, краски, эмали, грунтовки, шпатлевки) включает также производства по изготов­ лению синтетических и искусственных смол, неорганических пиг­

ментов, различных вспомогательных

материалов (сиккативы, от-

вердители, растворители и т. п.).

Всего изготавливается более

350 наименований различных видов сырья.

Бурное развитие химии полимеров, технологии изготовления лакокрасочных материалов, расширение их ассортимента вызыва­ ют потребность в квалифицированных специалистах, в том числе техниках-технологах.

Отсутствие специальных учебных пособий для средних учебных заведений по технологии лаков и красок затрудняло подготовку кадров по этой специальности.

Предлагаемое вниманию читателей учебное пособие по техно­ логии лаков и красок выпускается впервые. Авторы стремились

?

отразить в нем последние достижения в области технологии изго­ товления пленкообразующих веществ и лакокрасочных материалов на их основе.

В разделе I излагаются теоретические основы получения синте­ тических полимеров, свойства отдельных .представителей природ­ ных и синтетических пленкообразующих веществ и технология их изготовления.

Раздел II посвящен пигментированным лакокрасочным матери­ алам. В гл. 5—8 излагаются теоретические основы и технология получения пигментов и наполнителей и их свойства. В гл. 9 рас­ сматривается получение пигментированных лакокрасочных компо­ зиций, их свойства и технология изготовления.

В разделе III

описывается оборудование, применяемое в про­

изводстве лаков и

красок.

 

Раздел

I и гл.

9

раздела II

написаны О. В. Орловой, гл. 5—

8 раздела

II — Т. Н.

Фомичевой,

раздел III — А. 3. Окунчиковым

и Г. Р. Курским.

Книга, возможно, не лишена недостатков, и авторы с благо­ дарностью примут все критические замечания и пожелания.