Вспомогательные вещества, влияющие на скорость высыхания разнообразных лакокрасочных материалов называют сиккативами. По своей химической сути они являются солями поливалентных металлов и одноосновных монокарбоновых кислот. Первоначально в качестве ускорителей сушки ЛКМ активно применялись реактивы на марганцевой, кобальтовой и свинцовой основе, затем начали использоваться соли циркония и другие элементы. В настоящее время такие добавки преимущественно бессвинцовые.
Толчком к началу применения сиккативов стало обнаружение ускорения процесса высыхания красок на основе масла при добавлении определенных веществ. Этот эффект непосредственно связан с усилением полимеризации. Активные добавки, стимулирующие ускорение сушки, называются влагопоглотителями. Данные компоненты позволяют производителям варьировать состав ЛКМ, а также адаптировать материал к конкретным областям использования.
Эффективность сиккативов наглядно проявляется при простом сопоставлении: без добавок масло будет сохнуть 120 часов, при включении свинца этот срок сокращается до 26 часов. Одновременное использование с марганцем делает процесс высыхания еще более быстрым.
Разновидности сиккативов
Для достижения нужного эффекта используются катализаторы, представляющие собой смесь различных металлов. С точки зрения химии и технологии производства, элементы, находящие применение в сиккативах, подразделяются на вещества первого и второго ряда:
-
Марганец, церий, стронций, кобальт, ванадий, железо.
-
Алюминий, цирконий, барий, свинец, висмут.
К вспомогательным металлам относятся цинк, калий, кальций и литий. Отдельные элементы сами по себе используются редко в силу своих особенностей. Как правило, в качестве сиккативов применение находят комбинированные составы. По своему содержанию влагопоглотители разделяются на:
-
Кобальтовые сиккативы. Имеют репутацию наиболее эффективных, но требуют применения совместно с добавками на основе кальция, циркония, свинца и магния. В противном случае есть риск нежелательных побочных проявлений в виде шагрени (сморщивания поверхностного слоя) или неплотной пленки. Одно из ключевых достоинств кобальтового катализатора Resilat Co — способность придавать белый цвет поверхности путем нивелирования желтизны связующих компонентов в белых эмалях собственным голубым оттенком.
-
Марганцевые сиккативы. Применение их также довольно активное, хотя по эффективности они уступают другим. Например, катализаторы Resilat Mn отлично подходят для работ при низких температурах, включая минусовые. Рекомендуются к использованию там, где оттенок не играет особой роли, поскольку марганец имеет свойство менять цвет со временем.
-
Кальциевые катализаторы. В сочетании с активными металлами полностью раскрывают свой потенциал. Лучше всего сочетать их с кобальтом в условиях низких температур и повышенной влажности. Сиккативы Resilat Ca используются для стабилизации прочих добавок, а также смачивания и перетира пигментных масс. Могут применяться на стадии диспергирования, обеспечивают блестящее покрытие, устойчивое к механическим повреждениям.
-
Цинковые влагопоглотители. Обеспечивают ровную и крепкую пленку без шагрени и стабилизируют другие катализаторы. Они относятся к категории высокоэффективных агентов. Допускается введение в краску в больших дозах, поскольку цинк не меняет оттенка покрытия, но при этом придает блеск.
-
Циркониевые сиккативы. Применение их актуально прежде всего там, где цель состоит в замещении агентов на свинцовой основе. Они устойчивы к пожелтению рабочей поверхности, отличаются низкой цветностью и продолжительным сроком годности. Сиккативы Resilat Zr значительно ускоряют сушку в объеме, придают стабильности цвету пленки и повышают прочностные характеристики.
-
Ванадиевые катализаторы. Проявляют высокую эффективность в сушке поверхностного и внутреннего слоев, особенно в сочетании с цирконием, стронцием и цинком. Темный цвет агента несколько сужает область его применения.
-
Железные катализаторы. Если необходимо ускоренное высыхание покрытия по всей его толщине, имеет смысл обратить на них внимание. Наилучшим образом они проявляют себя при высоких температурах. По причине темного оттенка, применение сиккативов на основе железа рекомендовано для окрашенных поверхностей.
-
Свинцовые агенты. Сами по себе не активны и используются, как правило, с железом или медным купоросом. Сильная сторона свинца заключается в его способности ускорять образование пленки по всей толщине покрытия. К относительным недостаткам относится токсичность этого химического элемента и ограниченная растворимость.
-
Бариевые сиккативы. Как и циркониевые, призваны заместить агенты на свинцовой основе в производстве ЛКМ. Обычно используются в комбинации с кобальтом, кальцием и марганцем. Помимо обозначенных химических элементов находит применение и медь, но не в качестве самостоятельного катализатора, а как вспомогательный компонент при производстве органо- и водорастворимых лакокрасочных материалов. В частности, медь добавляют для повышения стойкости краски к бактериям и грибкам, на ее основе создаются пигменты.
Сиккативы, представленные органическими кислотами, в зависимости от основы, также подразделяются на таллатные, нафтенатные, резинатные и линолеатные.
Способы получения осушителей
Приготовление осушителей выполняется путем плавления или осаждения. Первая из этих технологий предполагает термическую обработку смол и масел с их последующим соединением с металлами. В основе второго способа лежит реакция между металлическими элементами и солевыми продуктами кислотной обработки. Такого рода осушители имеют характерный светлый цвет.
Полученные путем плавления жирнокислотные катализаторы маркируются как ЖК-1, осажденные — НФ-1. Помимо НФ-1 в ГОСТ 1003-73 имеют место и другие варианты маркировки, обусловленные содержанием нафтенатов:
-
НФ-2 (свинцовый);
-
НФ-3 (марганцевый);
-
НФ-4, НФ-5 (кобальтовый);
-
НФ-6 (кальциевый);
-
НФ-7 (цинковый);
-
НФ-8 (жезлезосодержащий).
По способу изготовления катализаторы-водопоглотители подразделяются на промышленные и те, которые можно получить в домашних условиях. При профессиональном производстве сиккативов применение находят два метода — сухой и мокрый. Они различаются как по стоимости и особенностям техпроцесса, так и по качеству конечного продукта.
Специфика сухого метода заключается в добавлении оксидов металлов в растительные масла, нафтеновые кислоты и канифоль. Результатом таких манипуляций служит получение солей. Недостатком данного способа считается частичное разрушение соединений из-за высоких температур с последующим образованием растворов металлических оксидов. Это портит цвет катализатора и снижает его эффективность. Также к минусам этой технологии относится пожароопасность производственного процесса.
Так называемый жидкий способ получения сиккативов в применении более дорогой, но он обеспечивает лучшие результаты. Этот метод предполагает использование абиетиновых кислот и водорастворимых солей металлов, при смешивании которых в водной среде получаются катализаторы. В числе положительных моментов мокрого способа — безопасность производства, стабильность стехиометрических соотношений и отсутствие высоких температур.
Процесс домашнего приготовления катализаторов особых сложностей не представляет. Для получения сиккатива применение находит смола, которая добавляется непосредственно в ЛКМ. Она расплавляется при температуре около 250 °С в металлической или фарфоровой посуде. По достижении расплавленного состояния в полученную массу добавляют известь. Процесс нагревания прекращается по мере достижения прозрачного состояния смеси. Также самостоятельно можно получить оксид марганца путем смешивания перманганата калия и сульфата натрия. Процесс протекает без нагревания во избежание выделения токсинов в воздух.
Сфера применения
Назначение сиккативов общее — ускорение процесса высыхания, но есть особенности их изготовления и состава. От них в свою очередь зависит, с чем и как следует использовать конкретные катализаторы. Полученные методом плавления жирнокислотные сиккативы применение находят прежде всего в соединении с алкидными веществами, подходят они и для льняного масла. Катализаторы типа НФ-1 рекомендованы для работ с олифой, лаком, эмалью, совместимы с алкидными и масляными красками.
Независимо от вида сиккатива следует соблюдать осторожность с количеством осушителя, добавляемого в ЛКМ. Как правило, оно не должно превышать 5 % от общей массы. Избыточное количество присадок способно негативно влиять на оттенок, замедлять процесс высыхания, приводить к растрескиванию слоя, а также быть причиной эффекта липкой поверхности. Некоторое превышение дозировки допускается в случае наличия в составе ЛКМ ультрамарина, сажи и других компонентов, ослабляющих действие катализатора.
Следует отметить, что применение сиккатива к масляной краске имеет свою специфику. Проявляется она в том, что слой ЛКМ, при формировании в нем избытка производных нефти, склонен к повторному размягчению. Это обусловлено подверженности полимеризованного масла к коллоидному свертыванию.
Современные сиккативы — эффективное средство, позволяющее заметно упростить процесс работ с лакокрасочными материалами. В настоящее время таких составов представлено в продаже достаточно много, купить катализатор, наиболее подходящий по цене, производителю и типу не представляет затруднений. Чтобы получить оптимальный результат в работе с осушителями, необходимо четко следовать инструкциям производителя ЛКМ и непосредственно сиккатива.
