2-5. ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ О СИККАТИВАХ ДЛЯ МАСЛЯНЫХ ЭМАЛЬ-ЛАКОВ
При изготовлении масляных эмаль-лаков в их состав вводят сиккативы, которые не изменяют сущности процесса высыхания, а лишь ускоряют его. Обычно для этой цели применяются окислы или металлические мыла (соли) жирных, смоляных и других кислот и поливалентных металлов, дающих несколько окислов, причем высшие окислы очень неустойчивы и легко выделяют кислород. При введении окислов поливалентных металлов в масло при подогревании происходят частичное окисление глицеридов и образование металлических мыл, которые с маслом образуют молекулярно-дисперсную систему.
Дальнейший механизм действия сиккатива можно представить следующим образом:
Здесь индексами II и IV обозначена валентность металла; реакция в целом приводит кислород в особо активное состояние.
Многочисленными экспериментами установлено, что: 1) до определенного предела скорость высыхания пропорциональна количеству сиккатива; 2) при введении сиккативов сверх некоторого оптимального количества скорость высыхания уменьшается; 3) оптимальная концентрация С примерно пропорциональна атомной массе сиккатива А, т. е.
С=КА, где К=const=0,00217.
Наиболее сильными и часто применяемыми сиккативами являются соединения: Со, Мn, Рb, более слабыми и реже употребляемыми — сиккативы на основе соединений Са, Zn, Ва и пр. Эффект применения нескольких сиккативов обычно превышает эффект действия каждого сиккатива в отдельности.
В рецептурах наших масляных эмаль-лаков в качестве сиккативов до последнего времени применяются главным образом резинаты (соли смоляных кислот) марганца и кальция, причем резинат кальция, который вводится в количество 3—14% массы всей лаковой основы, является одновременно компонентом пленкообразующих веществ в лаке. Так что собственно сиккативом является резинат марганца, который вводится в количестве 1,0—2,0% в лаки для эмалирования проволоки диаметром 0,10 мм и выше.
2-6. МАСЛЯНЫЕ ЭМАЛЬ-ЛАКИ
Применяемые в производстве эмалированных проводов лаки можно разделить на три основные группы: 1) масляные эмаль-лаки; 2) высокопрочные эмаль-лаки на поливинилацеталевой (винифлекс, металвин) и полиамидно-резольной основах; 3) эмаль-лаки повышенной нагревостойкости на полиэфирной, полиимидной и других основах.
Масляные эмаль-лаки пока находят у нас некоторое применение, поэтому ниже даются основные характеристики этих лаков.
В первых рецептурах масляных лаков у нас, помимо льняного и тунгового масел и небольшого количества резинатов, в качестве одного из основных компонентов предусматривался гильсонит (природный асфальтит).
Масляно-асфальтовые лаки обладали хорошей кроющей способностью; они давали пленку равномерного густо-черного цвета и достаточно высокой электрической прочности. Однако эти пленки обладали весьма малой стойкостью против действия бензина и других растворителей, а также ограниченной нагревостойкостью. Поэтому масляно-асфальтовые лаки были сменены масляно- резинатными лаками, в состав которых входило 35—46% (массы лаковой основы) тунгового масла, 26—36% полимеризованного льняного масла, 26—29% резината кальция и небольшое количество (0,4—2%) резината марганца, который применялся при эмалировании проволоки диаметром 0,35 мм и выше. Эти лаки были технологичными и имели в качестве растворителя, как и лаки предыдущих рецептур, керосин; замена гильсонита резинатом кальция повысила бензиностойкость эмалевой изоляции. Однако пленки этих лаков имели ряд существенных недостатков: ограниченную нагревостойкость и невысокую механическую прочность; кроме того, эмалевые пленки не выдерживали воздействия бензола и подобных ему растворителей.
Дальнейшее улучшение рецептур масляных эмаль-лаков было достигнуто в результате замены значительной части резината кальция модифицированными фенолальдегидными смолами.
Из многочисленного ассортимента фенолальдегидных смол можно выделить следующие основные типы, применяемые для изготовления лаков: 1) термореактивные смолы (резолы), которые при нагревании переходят в неплавкое и нерастворимое состояние; 2) термопластичные смолы (новолаки), не утрачивающие способности после нагревания расплавляться и растворяться; эти смолы часто применяются при изготовлении спиртовых лаков; 3) термопластичные модифицированные (обычно канифолью) смолы, которые известны под названием искусственных копалов.
В масляных эмаль-лаках применяется смола ксиленольный копал, которая вырабатывается из продуктов переработки торфа, содержащих ксиленольную группу.
Ксиленольный копал представляет собой малорастворимую смолу, получаемую конденсацией ксиленола (СН3)2С6Н3ОН и формальдегида в присутствии канифоли с последующей эфиризацией свободных кислотных групп глицерином. Этот копал разделяется (по цветности) на две марки: А и Б. Цветность 30%-ново раствора ксиленольного копала марки А в бензоле должна быть не темнее № 13 хромовой шкалы. Цветность копала марки Б не нормируется.
Ксиленольный копал имеет температуру плавления несколько выше 125 °C, кислотное число не выше 20; растворимость его в бензоле и растительных маслах средней степени полимеризации почти полная. Применение этой смолы вместо резината кальция значительно повысило качество эмалированных проводов, в первую очередь механическую прочность эмалевой изоляции.
В первых рецептурах новых масляных эмаль-лаков на различных кабельных заводах содержание ксиленольного копала было различным и колебалось в широких пределах. Институтом НИИ КП совместно с кабельными заводами была проведена работа по установлению оптимальных рецептур этих эмаль-лаков и их унификации. В табл. 2-3 приведены маркировка и рецептуры применяемых масляных эмаль-лаков и диапазоны диаметров проволок, для эмалирования которых они предназначаются. Изготовляемые в соответствии с этой таблицей эмаль-лаки имеют повышенную вязкость и поэтому перед эмалированием дополнительно разводятся керосином до рабочей вязкости. В лаке МЛ-2 резинат марганца иногда заменяется таким же количеством резината кальция. При разведении лака МЛ-3 допускается добавка скипидара (5% общего количества керосина).
Таблица 2-3
Состав масляных эмаль-лаков
Наконец, при изготовлении лаков МЛ-1, МЛ-3 и МЛ-5 допускается применение антиоксидантов (гидрохинона или неозона до в количестве 0,2—0,3% массы основы лака, что предотвращает свертывание этих лаков, особенно в летнее время.