ВСЕ О КОРРОЗИИ   Знать - значит победить

Нитролак

Нитролак (нитроцеллюлозный лак)  представляет собой коллоидный раствор коллоксилина лакового (определенной густоты) в смеси разбавителей и растворителей. В систему дополнительно вводятся пластификаторы, смолы (добавление смол зависит от состава нитролака). Нитроцеллюлозные лаки, которым присуще такое свойство, как цвет, содержат в своем составе пигментирующие добавки органического происхождения, хорошо растворимые в ацетоне и спирте.

Состав нитроцеллюлозных лаков  (нитролаков)

В состав нитролаков входят  лаковые коллоксилины как высоковязких марок (ВВ), так и низковязких (ПСВ), производимые из древесной, хлопковой целлюлозы.  Лакокрасочные материалы могут быть изготовлены  только на нитроцеллюлозной основе, либо с введением других пленкообразующих добавок. Ими часто служат твердые смолы (винсол, эфиры канифоли, смола циклогексанон-формальдегидная), резитовые (невысыхающие) и высыхающие алкидные смолы повышенной вязкости. Количество твердых смол зачастую составляет от 0,1 до 1 частей на  одну массовую часть коллоксилина в сухом виде, а алкидных смол – 0,7 – 2 массовые части.

Нитролаки содержат в своем составе  активные растворители: низкокипящие (формальгликоль, пропилацетат, этилацетат, такие кетоны, как метилэтилкетон и ацетон), высококипящие. Вторую группу представляют диоксаны, некоторые кетоны (циклогексанон, метилизобутилкетон), ацетатные эфиры уксусной кислоты (амилацетат, бутилацетат, изобутилацетат), бутилцеллозольв и эфирцеллозольв (являются простыми моноэфирами гликолей).  Допускается использование нитропарафинов.

Ксилол и толуол вводят в состав нитролаков для достижения требуемой консистенции. Неактивными (скрытыми) растворителями являются этиловый, бутиловый, пропиловый, изобутиловый и изопропиловый спирты.

В составе нитролаков (зависимо от марки) присутствуют  нежелатинирующие и желатинирующие пластификаторы. Совол, кастероль, касторовое масло, хлорпарафин относятся к пластификаторам первого вида и вводятся в лакокрасочную систему до 2 массовых частей (если лаки высокоэластичные) либо до 0,7 – 0,8 массовых частей (обычные нитролаки). Фосфаты (трикрезилфосфат), себацинаты, фталаты (диоктилфталат, дибутилфталат) являются пластификаторами и добавляются количеством до 0,7 – 0,8 массовых частей.

Чистые смолы для приготовления нитролаков используются довольно редко, чаще всего их разбавляют ксилолом либо другим растворителем. Коллоксилин также используется в качестве раствора в этиловом спирте, при этом содержание спирта должно быть около 28 – 35% по массе. Состав нитроцеллюлозного лака должен учитывать  весь объем  использованного растворителя.

Состав нитролака обозначают отдельно для летучих и нелетучих его компонентов. Нелетучие компоненты обозначают массовыми частями (на 1 часть сухого коллоксилина), а летучие – процентами по массе, принимая за 100% все летучие составляющие.

Производство (получение) нитролаков

Производство нитролака – многостадийный процесс, включающий в себя следующие этапы:

- растворение смол (отвержденных) и коллоксилина в растворителях органического происхождения, введение пластификаторов и смоляных растворов;

- типизация нитроцеллюлозного лака по основным показателям (содержание нелетучих веществ, растворителей, по вязкости и др.);

- процеживание, очистка готового продукта;

- фасовка лакокрасочного материала в тару.

Получение цветных и черных нитролаков требует дополнительных двух стадий технологического процесса: растворение органическим растворителем органического красящего вещества (родамин, нигрозин и другие), соединение красящего раствора с нитроцеллюлозным лаком.

В смеситель загружают растворители, пластификаторы, растворы смол. Перед подачей все взвешивается. Разрыхление и взвешивание коллоксилина проводят в другом помещении. Это объясняется довольно высокой степенью опасностью данного вещества, которое кроме нитролаков используется для изготовления взрывчатки. Коллоксилин легко воспламеняется и горит, не отличается высокой устойчивостью к воздействию света и тепла. Поэтому после разрыхления  коллоксилин фасуют в алюминиевые бочки либо герметичные прорезиненные мешки. Загрузка коллоксилина в смеситель проводится непосредственно из тары сквозь люк с сеткой из полосового  алюминия.

Для ускоренного растворения и однородности системы  все компоненты нитролака  загружают в стальной смеситель вертикального типа, соблюдая четкую последовательность: спирт и растворители, смола отвержденная (далее 30 – 40 минут происходит растворение смолы), активные растворители (смешение 2 - 4 часа), пластифицирующие добавки и смоляные растворы (тщательное смешение на протяжении одного – двух часов). Приготовление густых нитролаков лучше проводить в горизонтальных смесителях. Получение густых составов требует иной последовательности загрузки смесителя: спирт, разбавитель, смола, смоляные растворы, пластифицирующие добавки, коллоксилин, растворители активного типа.  Процесс растворения динитрата целлюлозы ведется при обычной температуре цеха, но в холодное время года смесь в смесителе необходимо подогревать горячей водой до температуры около 35 °С, т.к. растворители, которые поступают в систему,  очень холодные и не способны тщательно растворить все составные компоненты нитролака. Горячий пар не используется, т.к. подогрев происходит неравномерно, существует вероятность воспламенения и перегрева. О полном растворении коллоксилина судят по отсутствию прозрачных кристалликов на стекле.

В этом же смесителе поводится типизация нитроцеллюлозного лака. Обработанный спиртом, хорошо разрыхленный  коллоксилин определенной вязкости вводят в смесь, если нужно повысить содержание нелетучих компонентов либо сделать нитролак более густым. При этом, учитывая количество добавленного коллоксилина, вводят другие нелетучие компоненты, чтоб сохранить количественный состав лакокрасочного материала. Разжижения и уменьшения  нелетучих веществ  добиваются добавлением растворителей.  

Однородности и чистоты нитролака можно добиться двумя способами. Первый предусматривает использование очищенных составных компонентов, тщательный контроль, чтоб во время транспортировки к смесителю, загрузки  составные части не загрязнялись примесями. Второй  способ – это очистка уже готового продукта в центрифугах.

После типизации нитролак подают на участок фасовки. Зависимо от назначения, это могут быть различные бочки, мелкая тара, цистерны и т.п.

Свойства нитролаков

Лакокрасочные материалы на основе нитроцеллюлозы широко используются на протяжении уже не одного десятка лет. Это обусловлено набором свойств материала и его относительно небольшой стоимостью.  

Лаки с маркировкой НЦ очень быстро сохнут, образуют ровное, однородное, твердое   покрытие с хорошей адгезией к основе. Пленка, зависимо от состава лака, может быть глянцевой, матовой, полуглянцевой. Наносить можно как на подготовленную, загрунтованную поверхность, так и на основу без предварительной обработки. Чаще всего нитролаки используются для создания декоративных и защитных покрытий на изделиях из древесины (с целью защиты от коррозии и придания декоративного внешнего вида), т.к. нитрат целлюлозы довольно быстро разрушается при воздействии повышенной температуры, солнечного света. Эксплуатируются защитные лаковые слои в интервале температур от 12 °С до +60 °С. Данным лакокрасочным материалом покрывают деревянную мебель, паркет (паркетный лак), многие другие элементы, которые эксплуатируются внутри помещений.

Наносить нитролаки желательно в несколько слоев небольшой толщины. Формирование одного толстого слоя нежелательно, т.к. его защитные свойства уступают покрытию, состоящему из нескольких тонких шаров (даже при одинаковой общей толщине). При необходимости, полностью отвержденное покрытие можно полировать, шлифовать.

Хранить нитролаки вдали от источников огня, материал легко воспламеняется.

Контакты