Сиккатив

Что необходимо для алкидных красок. Сиккативы производства «Elementis Pigments»

Металкарбоксилаты по своей природе считаются продуктами реакции между металлами и карбоксильными кислотами. Образованный в результате реакции продукт может иметь различные названия: наиболее распространенные — металлическое мыло, металкарбоксилаты и метало-органика.

Металкарбоксилаты имеют разнообразные области применения:

• Катализаторы в производстве терефталивой кислоты;
• Добавки для смазки — где они модифицируют физические характеристики масел и жиров;
• В добавках для топлива металкарбоксилаты имеют целый спектр функций в модификации качества нефтяного топлива и образующихся в результате осадочных продуктов.
• Катализаторы для отверждения полиэфирных смол;
• Сиккативы для покрытий на основе растворителей; покрытий на водной основе; покрытий с высоким содержанием сухого остатка; печатных красок;

Остановимся отдельно на использовании карбоксилатов в качестве сиккативов. Металкарбоксилаты ускоряют процесс высыхания в покрытиях на основе алкидов, алкидных эмульсий и алкидно-акрилатных гибридных смол. При этом, формирование покрытия происходит благодаря комбинации двух механизмов:

• Физический механизм — испарение растворителя;
• Химическая механизм — окислительное сшивание.

Металкарбоксилаты свой химический механизм проявляют посредством «окислительного сшивания», благодаря которому происходит преобразование жидкого покрытия в твердую прочную пленку. Процесс формирования покрытия без использования сиккативов-катализаторов протекает значительно медленнее (а зачастую и вовсе невозможен). Различные металкарбоксилаты по-разному ведут себя в покрытии.

Сиккативы подразделяются на три категории:

1. Первичные сиккативы — действуют в качестве катализаторов окисления (часто называют окислительные или поверхностные сиккативы);
2. Так называемые, «объемные» сиккативы — обеспечивают покрытию равномерную скорость высыхания по всему объему пленки;
3. Вспомогательные сиккативы — выступают в качестве модификаторов других сиккативов, но как самостоятельные не проявляют сиккативирующего эффекта.

Остановимся отдельно на каждой группе представленных сиккативов.

Первичные сиккативы

Кобальт.
Это наиболее широко используемый первичный сиккатив. Является наиболее активным из первичных сиккатив, требующий наименьшей дозировки и при этом, демонстрирующий наиболее быстрый эффект формирования покрытий. Меньше воздействует на изменение цвета пленки во влажном состоянии и на старение отвержденной пленки краски по сравнению с другими первичными сиккативами. Использование в чистом виде может вызывать нежелательный эффект сморщивания пленки.

Рекомендуемые количества кобальтового сиккатива: 0.05-0.10% металла на сухое остаток смолы.

Марганец.
По сравнению с кобальтовым сиккативом, менее эффективен и, со временем сильнее вызывает изменение цвета, но используется в рецептурах, где изменение цвета не так актуально (цветные краски, кроме белого). Формирует покрытие при более низкой температуре, чем кобальтовый сиккатив. Пленки, содержащие марганец, менее подвержены сморщиванию в условиях высокой влажности.

Рекомендуемые количества: 0.06-0.12% металла на сухое вещество.

Железо.
Проявляет активность при высоких температурах, в основном применяется только в финишных покрытиях с горячей сушкой. Хорошо работает в материалах с высокой вязкостью, формирует эластичные пленки с хорошим глянцем. Кроме того, зарекомендовал себя как эффективное средство диспергирования для углеродного пигмента (черная пигментная сажа). Улучшает высыхание пленки по всему объему; из-за собственной темной окраски его применение рекомендовано в эмалях темного цвета.

Рекомендуемые количества: 0.02-0.05% металла на сухое вещество, 0.03 для горячей сушки.

Церий.
Первичный сиккатив только для покрытий горячей сушки ( в основном для финишных покрытий). В отличие от железа, редкоземельные металлы не вызывают изменения цвета, благодаря чему они рекомендуются для белых покрытий горячей сушки.

Рекомендуемые количества: 0.01-0.02% металла на сухой остаток смолы.

Ванадий.
В силу своего темного цвета и высокой цены предназначен только для покрытий специального назначения.

Типичные пропорции: 0.02-0.07% металла на сухой остаток.

Цирконий.
По стоимости превосходит свинцовый сиккатив, но при этом менее токсичен. Долгое время используется как альтернатива свинцовому сиккативу в декоративных покрытиях во многих странах, благодаря низкой токсичности. Повышает прочность пленки.

Рекомендуемые количества: 0.10-0.50% металла на сухой остаток.

Свинец.
Долгое время был наиболее широко используемым сиккативом, пока ему не нашли замену в силу его токсичности. Однако, в силу своей низкой цены остается наиболее выгодным прямым сиккативом и во всем мире до сих пор используется в промышленных покрытиях, а также в декоративных покрытиях за исключением стран Европы и Северной Америки, где требования экологии существенно ужесточились. Повышает долговечность пленки, кроме того повышает водостойкость и устойчивость к соляному туману в защитных покрытиях по металлу.

Стронций.
По сравнению с цирконием, с точки зрения цены данный продукт более выгоден, стронций менее токсичен и демонстрирует высокое качество высыхания в условиях низкой температуры и высокой влажности. На открытом воздухе может оказывать отрицательное воздействие на качественные характеристики низко пигментированных покрытий.

Литий.
Особенно эффективен при температуре ниже 10°С . По сравнению с прямым сиккативом, в определенных покрытиях с высоким содержанием сухого остатка он предпочтительней и может снижать вероятность образования сморщивания пленки. Однако, необходимо весьма аккуратно подходить к вопросу количества данного сиккатива в покрытии. В некоторых материалах дозировка, превышающая 0.02%, вызвала преждевременное потрескивание.

Рекомендуемые количества: 0.01-0.02% металла на сухое вещество.

Церий (редкоземельные металлы).
Работает эффективней свинцового сиккатива при температуре окружающей среды. Редкоземельные металлы эффективны при отверждении в условиях невысоких температур и высокой влажности, т.е. при 10°С и 90% отн. влажности. Однако, необходимо быть крайне осторожными в плане дозировки церия, так как чрезмерная дозировка может вызвать сморщивание пленки и, кроме того, церий может вызвать изменение цвета (пожелтение).

Рекомендуемые количества: 0.10-0.20% металла на сухое вещество.

Вспомогательные сиккативы

Кальций.
Сохраняет пленку краски «открытой», дополняя таким образом действие первичных сиккативов, а также участвует в распределении пигмента в объеме материала на стадии диспергирования.

Рекомендуемые количества: 0.10-0.25% металла на сухое вещество.

Барий.
Является смачивающим агентом для пигментов и наполнителей, улучшает глянец и снижает потерю основных сиккативов при сорбции на поверхности твердой фазы пигментной части. В сочетании с кобальтом дает интенсивное высыхание всего слоя в объеме. Однако барий токсичен.

Рекомендуемые количества: 0.10-0.25% металла на сухое вещество.

Цинк.
Сохраняет пленку «открытой», что способствует отверждению всего слоя пленки в объеме. Предотвращает пленку от эффекта сморщивания (апельсиновая корка).

Рекомендуемые количества: 0.10-0.20% металла на сухое вещество.

Сиккативы для покрытий на основе растворителя

Алкидные смолы в ароматических растворителях являются одними из наиболее широко используемых систем, несмотря на ограничения на их использование в некоторых странах организациями по охране окружающей среде и здравохранению. Они обеспечивают получение требуемых свойств покрытия и при этом вполне экономичны. В таких смолах для достижения приемлемого качества формирования покрытия существенна роль сиккативов (а именно металкарбоксилатов).

Однометальные сиккативы

Ряд однометальных сиккативов предлагает широкий выбор металлов разных концентраций в целом ряде растворителей и кислот. Торговая марка данной группы продуктов — DURHAM.

Сиккативы Elementis Pigments имеют целый ряд концентраций металла. Потребителям рекомендуется использовать по возможности наиболее высокие концентрации металла, так как именно металл обеспечивает формирование покрытия (высыхание), в то время как другие компоненты в сиккативе создают условия для простоты введения его в покрытие. Главным преимуществом использования сиккативов с наиболее высокой концентрацией металла — это сокращение затрат сиккатив в целом, так как основная доля цены приходится именно на содержание металла.

Растворители.
Предлагаемые сиккативы представлены стандартно в двух типах растворителей:

1. уайт-спирит — известный как экономный органический растворитель. В конце названий продукта эти сиккативы обозначены буквами LF;
2. деароматизированный растворитель D 60 с высокой температурой вспышки — для тех применений, где большое значение уделяется безопасности с точки зрения использования, хранения и эксплуатации.

Выбор кислоты.
В основе стандартных однометальных сиккативов Elementis Pigments имеется выбор синтетических кислот, таких как 2-этилгексановой или неодекановой кислоты либо их смеси. Стандартные кислоты и смеси были тщательно отобраны для достижения максимально высоких концентраций металла, а также долговечности продуктов.

Нафтенаты.
Elementis Pigments предлагает серию продуктов на основе высококачественных нафтеновых кислот под торговой маркой HARCAT.

Для специальных применений и систем, где синтетические кислоты и смеси не обеспечивают оптимального качества высыхания, Elementis Pigments предлагает альтернативные кислоты.

Примеры рецептур сиккативов для алкидных смол на основе масла

Смешанные сиккативы

В настоящее время все большее значение приобретают стабилизированные смеси сиккативов вместо однометальных. Компания «Elementis Pigments»предлагает широкий перечень смесей под торговой маркой DURHAM VX. Подробную информацию можно найти в спецификации на смешанные сиккативы.

Смешанные сиккативы по сравнению с традиционными однометальными сиккативами имеют много преимуществ.

Технические преимущества.
Стабилизированные смешанные сиккативы могут устранить несколько проблем, обычно ассоциируемых с однометальными сиккативами, как гелеобразование — кислотной или базовой природы различных сиккативов, или проблемы нестабильности при хранении, выраженных в ухудшении качества высыхания.

Продукты Elementis Pigments, благодаря своей системе специальной стабилизации, обеспечивает гарантированные соотношения металлов, таким образом исключая какое-либо варьирование качества, выраженное в колебании концентраций металлов или их соотношений с течением времени.

Рентабельность.

1. Компактность — т.к. смешанные сиккативы позволяют замещать два и более однометальных сиккативов это позволяет существенно сократить объемы приобретаемого продукта на складе, а также существенно снизить количество вложенного капитала.
2. Простота использования — нет необходимости смешивать несколько продуктов и затем добавлять их в ЛКМ.

Продукты DURHAM VX состоят из целого ряда промышленных стандартных смесей. Кроме того, эти продукты предлагают многочисленные рецептуры для индивидуальных потребностей заказчика.

Промышленные стандартные смеси

Кроме стандартных смесей компания «Elementis Pigments» располагает специально производимыми смесями сиккативов.

При работе с сиккативами следует учитывать следующие моменты.

1. Определенные органические пигменты сорбируют на своей поверхности при хранении такие сиккативы как кобальт, в следствии чего, снижатся эффективность высыхания.
2. Ряд сиккативов, таких как цинк или кальций, действуют кроме всего прочего как диспергаторы на стадии диспергирования, в результате чего теряемый сиккатив специально впитывается на поверхность пигмента, оставляя активный сиккатив в растворе.

Антипленкообразователи

В ассортименте компании «Elementis Pigments» имеется продукт под маркой СА 111, который представляет собой метилэтилкетоксим — эффективный антипленкообразователь, который временно комплексообразует активный сиккатив (предотвращая таким образом образование поверхностной пленки). Введение его в ЛКМ позволяет существенно увеличить срок хранения готового ЛКМ, не теряя при этом внешнего вида. Он широко используется в производстве покрытий, а также в печатных красках.

Смачивающие/диспергирующие агенты

Продукт под маркой СА 510 является смачивающим и диспергирующим агентом для базовых масляных алкидных систем. Для алкидных систем, свободных от летучих органических веществ, в качестве смачивающего и диспергирующего агента рекомендуется СА 525.

К преимуществам использования такого агентов относится сокращение времени диспергирования, более быстрое достижение пигментом полного цвета, улучшение глянца.

Сиккативы для печатных красок

Метал-карбоксилаты используются в качестве сиккативов для офсетной литографии. Характеристики, требуемые для печатной краски, и природа ее пленки существенно отличают требования к высыханию:

• Пленки намного тоньше, чем в красках или лаках, поэтому обычно требуется только первичный сиккатив;
• Т.к. многие печатные краски намного темнее красок и лаков, в качестве первичного сиккатива больше используется марганец; по сравнению с кобальтом, марганец также меньше влияет на белила и светлые краски и меньше подвержен выщелачиванию.
• Природа офсетных красок часто подразумевает обязательное наличие растворителей со значительно более высокой температурой вспышки (некоторые — сверх 200°С).

Аналогично стандартным сиккативам на синтетической основе DURHAM — кобальта, марганца и церия, Elementis Pigments также перерабатывает использованные растворители и поставляет эти продукты под торговой маркой DURHAM M.

Мы поставляем такие растворители как

• Уайт-спирит;
• Деароматизированный уайт-спирит;
• Различные минеральные масла.

За более подробной информацией, а также по всем вопросам приобретения данной группы продуктов обрайтесь в ООО СП «Единая Торговая Система»