Цех по производству алкидного полуфабрикатного лака марки смола 336 производительностью 6000 (стр. 2 из 10)
Наиболее дорогостоящими, правда, и обеспечивающими более высокую долговечность при применении, являются полиуретановые лаки и некоторые виды водных лаков. Хотелось бы подчеркнуть, что российские производители имеют все потенциальные возможности для производства всех видов паркетных лаков на современном техническом уровне. Анализируя данные по ценам на некоторые импортируемые виды паркетных лаков, легко убедиться в том, что по уровню цен продукция зарубежных фирм в 2-4 раза дороже лаков российских производителей, хотя и здесь наблюдается значительный разброс по ценам - от 3,0 до 19,8 у.е. за 1 л. лака.
В целом, прослеживается отмеченная выше общая зависимость цены и качества лака: наиболее дешёвыми и распространёнными являются алкидные и алкидноуретановые лаки, а наиболее дорогостоящими - уретановые и водные акриловые и акрилуретановые.
Правильный выбор паркетного лака зависит главным образом от целевого назначения покрытия и финансовых возможностей заказчика. При проведении ремонтно-строительных работ в жилых помещениях можно рекомендовать использование алкидных лаков типа ПФ-231 или, в случае требования повышенной долговечности, - двухкомпонентных лаков кислотного отверждения (типа МЧ-0163). В последнем случае, правда, надо считаться с токсичностью этого лака при нанесении, используя предписанные меры техники безопасности (респираторы, противогазы и др.). Для проведения работ в общественных зданиях, офисах, административных помещениях и других местах массового скопления людей следует предпочитать применение отечественных и импортных уралкидных лаков. В случае укладки паркета в элитных домах, театрах, музеях, концертных залах, для нанесения покрытий но паркету из редких пород дерева, художественному паркету целесообразно рекомендовать применение уретановых и водных акриловых или акрилуретановых лаков.
1.2. Обоснование проектной мощности цеха
Производительность цеха по производству смолы 336 составляет 6000 тонн в год. Это количество позволяет полностью обеспечить потребность цеха по производству уралкидов в полном объеме [7].
1.3 Обеспечение цеха сырьем, электроэнергией и топливом
В производстве смолы 336 используется триметилолпропан (этриол), фталевый ангидрид марки А и Б сорт высший, хлопковое масло рафинированное сорт высший, натр едкий технический, ксилол каменноугольный сорт высший, ксилол нефтяной марки А и Б, двуокись углерода. Поставки исходных сырьевых компонентов осуществляется железнодорожным транспортом. Обеспечение цеха электроэнергией осуществляется за счет подключения к сети Мосэнерго.
2.1. Характеристика олигоэфиров для полиуретанов
Олигоэфиры для полиуретановых покрытий представляют собой разветвленные продукты с функциональными гидроксильными группами, за счет которых в дальнейшем происходит взаимодействие указанных олигоэфиров с полиизоцианатами, приводящее к образованию полиуретанов.
Олигоэфиры этой группы получают обычно на основе дикарбоновых кислот (или их ангидридов) и смеси двух- и трехатомных спиртов. В рецептуру водят кислотные компоненты – фталевый ангидрид, адипиновую и другие алифатические дикарбоновые кислоты. Из спиртов используют глицерин, гликоли и триметилолпропан [6, с. 122].
Функциональность по гидроксильным группам, молекулярная масса и разветвленность сложных олигоэфиров являются важными параметрами, определяющими степень сшивки, структуру и свойства полиуретанов. Обычно для получения полиуретанов используют слаборазветвленные олигомеры с молекулярной массой 500 – 1500 и содержанием гидроксильных групп 2,3 – 4,6%.
Учитывая особую чувствительность изоцианатов к побочным реакциям, для получения полиуретанов желательно использовать хорошо осушенные олигоэфиры, не содержащие свободных карбоксильных групп и с большой степенью чистоты. Карбоксильные группы и вода вызывают неконтролируемое расходование изоцианатных групп на протекание побочных процессов, что нарушает заданное соотношение NCO:OH. Кроме того, выделяющийся при взаимодействии изоцианатов с водой диоксид углерода приводит к появлению пузырей в пленке. В связи с этим при синтезе олигоэфиров вводятся ограничения по кислотному числу и содержанию воды. Для получения гидроксилсодержащих олигоэфиров применяются рецептуры с избытком спиртовых компонентов.
Для получения уралкидов используют низкомолекулярные модифицированные маслами алкиды с высоким содержанием гидроксильных групп. Алкид получают по глицеридному методу, по возможности избегая применения на стадии алкоголиза катализаторов, которые могут в дальнейшем ускорять побочные реакции изоцианатных групп. Полученный гидроксилсодержащий алкидный олигомер обрабатывают изоцианатом. Процесс ведут при небольшом избытке гидроксильных групп, вследствие чего конечный продукт реакции практически не содержит свободных изоцианатных групп. В состав молекулы уралкида, таким образом, входят как сложноэфирные, так и уретановые группы[6, с. 322]:
2.2.Модифицирование олигоэфиров (алкиды)
Алкиды представляют собой сравнительно высоковязкие продукты поликонденсации многоосновных кислот, многоатомных спиртов и жирных кислот растительных масел. Для производства Алкидов используются как растительные масла, представляющие собой эфиры жирных кислот и глицерина, так и свободные жирные кислоты (СЖК). Помимо жирных кислот растительных масел одноосновными кислотами могут служить канифоль, жирные кислоты талового масла (ЖКТМ), высшие изомерные карбоновые кислот, а также бензойные кислоты.
Как и при получении немодифицированных олигоэфиров, основная полимерная цепь алкидов образуется за счет поликонденсации многоатомных спиртов с полиосновными кислотами. Для этой цели используют такие спирты, как глицерин НОСН2—СН(ОН)СН2ОН, триметилолэтан СН3С(СН2ОН)3, триметилолпропан С2Н5С(СН20Н)3, пентаэритрит С(СН2ОН)4 и кислоты (или их ангидриды): ангидрид о-фталевой кислоты (фталевый ангидрид) С6Н4(СО)20, тримеллитовый ангидрид, адипиновая НООС(СН2)4СООН, себациновая НООС(СН2)8СООН кислоты и др.
Наиболее часто при синтезе алкидов используют глицерин, пентаэритрит, а также этриол в сочетании с фталевым ангидридом. Такие алкиды называют соответственно глифталями, пентафталями и этрифталями.
Модификация достигается в основном за счет использования кислотных модификаторов, представляющих собой различные монокарбоновые кислоты и их производные: растительные масла (или их жирные кислоты), синтетические жирные кислоты с линейной или α-разветвленной цепью, канифоль, ароматические монокарбоновые кислоты, талловое масло.
Модификация такого типа является наиболее распространенной. В последнее время наметилась и тенденция модификации алкидов за счет изменения структуры их спиртового фрагмента, которая осуществляется введением в рецептуру алкида α -оксидов, оксалей и др.
Растительные масла представляют собой смешанные триглицериды карбоновых кислот:
,где R', R", R"' — алифатические радикалы с прямой цепью ненасыщенных и насыщенных жирных кислот общей формулы СnН2n-х, в которых n=15—17; х = 0; 2; 4; 6.
К таким маслам относятся в первую очередь тунговое, льняное, подсолнечное, соевое, хлопковое. Применяемое иногда касторовое масло содержит в своем составе гидроксикислоту С17Н32(ОН)СООН с одной двойной связью. Жирные кислоты растительных масел используют и в свободном виде.
Синтетические жирные кислоты с линейной цепью — предельные одноосновные карбоновые кислоты, получающиеся путем окисления парафинов. Они представляют собой смесь кислот с различным числом атомов углерода. Промышленность выпускает их в виде фракций, например С10—С13, С10—С16. В промышленности синтетические жирные кислоты этого типа принято называть сокращенным термином СЖК.
Синтетические жирные кислоты с α-разветвленной цепью – высшие изомерные карбоновые кислоты (ВИКК), представляющие собой смесь α- и α,α-разветвленных предельных одноосновных карбоновых кислот С9—С17. Их можно получать инициируемой пероксидами теломеризацией этилена или других олефинов при участии кислот. Образование α-разветвленных кислот по этому методу обусловлено перегруппировкой радикалов с 1,5-миграцией водорода по схеме:
Канифоль — смесь изомерных одноосновных кислот терпенового ряда с общей формулой С19Н29СООН.
Талловое масло — побочный продукт сульфатно-целлюлозного производства. Вязкая жидкость от темно-красного до темно-бурого цвета с неприятным запахом. По химическому составу талловое масло — смесь одноосновных кислот терпенового ряда и одноосновных жирных кислот с нейтральными веществами и продуктами окисления. Оно не имеет устойчивых физико-химических констант, что обусловлено его непостоянным составом. Состав таллового масла зависит от вида и сорта перерабатываемой древесины, условий произрастания дерева, времени рубки, а также от метода переработки сульфатного мыла. Кислоты терпенового ряда, входящие в состав таллового масла, являются смесью изомеров кислот С19Н29СООН, близких по составу к кислотам канифоли. В состав жирных кислот таллового масла входят в основном ненасыщенные и в небольшом количестве насыщенные кислоты с числом углеродных атомов от 14 до 24. Нейтральные (неомыляемые вещества) таллового масла содержат фитостерины, высокомолекулярные алифатические спирты и смолы.