festék

Nézz be egy autófestő boltba

Festék olyan folyékony vagy por alakú bevonó anyagot , amely alkalmazni vékonyan a tárgyak, és épül fel egy folytonos, szilárd film kémiai vagy fizikai folyamatok (például elpárologtatjuk az oldószert ) . A festékek általában kötőanyagokból , például gyantákból , diszperziókból vagy emulziókból , töltőanyagokból , pigmentekből , oldószerekből és adalékanyagokból , például biocidekből (konzerválószerek) állnak.

A festékek három fő feladata:

  • Védelem (védő hatás, mint például a védőbevonat kombinációjával primer és a felső réteg, védő lakk ),
  • Dekoráció (optikai hatás, bizonyos színhatás) és
  • Funkció (speciális felületi tulajdonságok, megváltozott elektromos vezetőképesség).

Becslések szerint 2007 -ben világszerte mintegy 28 milliárd liter festéket állítottak elő , 92 milliárd dollár értékben .

etimológia

A "festék" (vagy latin lacca ) szó eredete , valamint az olasz lacca és a középkori latin laca indiai lakkhā , a perzsa lak és az arab lakk Európába érkezett, nem biztos. A nyelvészek kövesse a magyarázata Manfred Mayrhofer , aki az 1950-es nyomon a szanszkrit szó Laksa „vörös lakk” vissza a indoeurópai gyökér * rendsze „szín vörösre”. Ezenkívül a régi indiai ráyjati "színeződik, vörösödik ".

Karl Lokotsch filológusnak viszont 1927 -ben egészében lākṣā volt „Marke, Fleck; százezer "fordítva és lakkozva ", a Cocca ilicis számtalan rovar után , amelyek a quercus coccifera csípésén keresztül okozzák a gyantás váladékot "; ebből származik a Lakh "százezer" szám . A Kluges Etymological Dictionary of the German Language ezt a magyarázatot a 11. kiadástól (1934) a 17. kiadásig (1957) vette át, de a 18. kiadás (1960) óta követi Mayrhofer levezetését. Ez sem akadályozta meg Lokotsch értelmezését az újabb kiadványokban.

sztori

Kezdetek

A festék használatának korai példái Kínában találhatók . A lakktechnológia felfedezését a kínaiaknak tulajdonítják. Több mint 7500 évvel ezelőtt ( Hemudu kultúra ) használták a kéreg a lakk fa kötőanyagként.

A lakk legrégebbi hagyományos készítménye a 12. századból származik, és kötőanyagként lenmagolajat és pigmentként cinnabart tartalmazott. A 18. századtól megjelentek az úgynevezett lakkkazánok , amelyek gyorsan meghódították a legkülönfélébb tárgyak bevonatának piacát. Ahogy a Siederei név is sugallja, a festékkomponenseket általában megemelt hőmérsékleten keverték össze egymással.

Az ipari festékgyártás megkezdése

Az ipari kor kezdetéig lakkot használtak a tárgyak színének javítására. Az ipari korban a festékeknek egyre inkább védő funkciójuk volt, hogy fenntartsák a tárgyak és épületek értékét. Az ipari festéshez rendszereket építettek, amelyek feleslegessé tették az unalmas kézi munkát az ecsettel. A tárgyakat nagyon egyenletesen lehet festeni öntéssel, hengerléssel és merítéssel. 1882 -ben Németországban már 1105 cég gyárt festéket. A 19. század végén számos legnagyobb német festékgyártó alapult, például Herberts Lacke, Axalta, korábban DuPont vagy a Deutsche Amphibolinwerke . A külföldről érkező erős verseny végül 1900 -ban megalapította a német festék- és nyomdafesték -ipar meglévő szövetségét . A legfontosabb ipari folyóirat, a Farbe und Lack 1893 -ban alakult. 1916 -ban a német kátrányfesték -gyárak érdekcsoportja alapították, amely 1925 -től az IG Farben nevet kapta.

A 20. század elején új kötőanyagokat fejlesztettek ki, például Laccain (1902) vagy Bakelite (1905). 1913 -ban gyártották az első lakk szintetikus gyantákat, azaz teljesen szintetizált kötőanyagokat. Ezek fenolgyanták voltak , majd 1918 -ban karbamidgyanták és 1927 -ben alkidgyanták. 1921 -ben először használtak nitrocellulóz lakkokat az autóipari sorozatfestésben. 1934 -ben az első emulziós festékeket diszperziós formában lévő kötőanyag alapján állították elő .

Ami a lakk-specifikus képzést illeti, az alapkövet 1924-ben tették le Krefeldben , lakkozási osztály létrehozásával a helyi festő- és befejező iskolában, amely a Niederrhein University of Applied Sciences része . A piacon még mindig megszokott RAL színeket először 1924 -ben tették közzé.

Fejlődés a második világháború után

A második világháború utáni első technológiai újítás az epoxigyanták fejlesztése volt 1948-ban. Már 1949-ben gyártották az első vízbázisú festékeket. 1952 -től a festékek műanyag diszperziós alapon készültek.

1960 -ban az anódos merítőfestés (ATL) mellett, amelyet 1976 -ban a katódos mártófestés (KTL) váltott fel , az első szilikongyantákat hozták ki, és megtalálták a tekercsbevonat első alkalmazását . 1966- ban üzembe helyezték az első német porbevonó üzemet, majd ezen a területen különböző indítók. 1975 -ben kerültek piacra az első színkeverő rendszerek .

A közelmúltban a környezetvédelmi szempontok egyre fontosabbak lettek. A múltban (1960–1970) a szerves oldószerek aránya a festékekben 50–70% körül volt, néha káros oldószereket, például klórozott szerves vegyületeket vagy akár benzolt használtak. Az 1970 -es és 1980 -as években a festékkészítményekben lévő káros oldószereket kicserélték, és az oldószer -tartalmat csökkentették. 1983 -ban a német festékgyártók elkötelezték magukat amellett, hogy a festékkészítményekben csökkentik az illékony szerves vegyületeket és a nehézfémeket , például ólom -kromátot tartalmazó pigmenteket . 1985 -ben kerültek piacra az első , alacsony kibocsátású és oldószeres, legfeljebb 10% szerves oldószert tartalmazó emulziós festékek. Ehhez képest a természetes gyanta, szintetikus gyanta és alkidgyanta festékek oldószer tartalma legfeljebb 60%.

1996-ban vezették be az úgynevezett por-hígtrágyás vízzel hígított porfestéket . 1999-ben öntisztító hatású festékeket fejlesztettek ki.

A jelenlegi fejlemények a 2007 és 2010 közötti uniós jogszabályoknak megfelelően tovább csökkentett VOC -határértékeknek, valamint a REACH és a GHS követelményeinek köszönhetők . Annak érdekében, hogy az ügyfél láthassa, hogy az általa vásárolt termék megfelel -e a Decopaint irányelvnek , az oldószer -tartalmat - VOC -értékben grammban literenként kifejezve - fel kell tüntetni a tartályon. A megengedett maximális határérték is fel van tüntetve a tartályon, és víz- és oldószer-alapú bevonóanyagonként változik.

Gazdasági jelentés

2007 -ben világszerte mintegy 28 milliárd liter festéket állítottak elő. 2002 -hez képest a termelés 4,8%-kal nőtt.

A legnagyobb alkalmazási területek az építőfestékek (mennyiségben 51%, érték szerint 43%), ipari festékek (mennyiségben 10%, értékben 11%) és porbevonatok (mennyiségben 9%, értékben 7%). Az autóipari bevonatok fontos ágazata a repülőgépekkel és más szállítóeszköz-bevonatokkal együtt mennyiségileg 6% -ot és értékben 8% -ot ér el, és így nagyjából egy szinten van a korróziógátló bevonatokkal és a fa bevonatokkal. A 2002–2007 közötti években a legerősebb növekedést mutató szegmens a porbevonó terület, körülbelül 13% -os növekedéssel.

Regionálisan az összes festék körülbelül 35% -át Európában , 30% -át Ázsiában és 25% -át Észak -Amerikában értékesítik . A többi egyenlő arányban oszlik meg Dél -Amerika és Afrika között . Európa és Észak -Amerika növekvő részesedést könyvelhetett el, míg a festékfogyasztás a világ más részein csökkent. Ez látható az egy főre jutó fogyasztásban is , ahol Észak -Amerikában lakónként és évente körülbelül 10 liter festékkel, Európában pedig 8 literrel körülbelül kétszer -négyszer annyi festéket használnak, mint a világ más részein.

Festékgyártás Németországban

Festék feltöltése kannákba

2010 -ben a festékek és lakkok gyártási volumene Németországban 2,04 millió tonna volt, ami 4,26 milliárd euró termelési értéknek felel meg. Ez 4% -os mennyiségbeli vagy értékbeli 7% -os növekedésnek felel meg 2009 -hez képest. A lakkok mellett ezek az információk emulziós festékeket is tartalmaznak . 2010-ben az oldószeres festékek Németországban 24% -ot tettek ki (értékben 45% -ot). Az oldószermentes festékek a porfestékekkel és az emulziós festékekkel együtt mennyiségileg 77% -os, értékben 55% -os részesedéssel rendelkeznek. Németországban körülbelül 250 kis- és közepes méretű festékgyártó működik. Néhányuk magasan specializált, és sokan regionálisan dolgoznak.

Az alábbi táblázat a festékek és lakkok gyártását mutatja be Németországban 2010 -ben.

Anyagosztály Éves termelés tonnában Értékesítés millió euróban Nagy
Alkidgyanta festékek (légszárító) 65,103 220 oldószer alapú
Alkidgyanta festékek (hő-szárítás) 12,929 47 oldószer alapú
Olajfestékek, olajlakkok 7.179 60 oldószer alapú
Cellulóz -nitrát lakkok 16 720 54 oldószer alapú
Bitumenes és kátrányalapú festékek 7.157 21 oldószer alapú
Sellak vagy hasonló alapú színek 3320 8. oldószer alapú
Fenolos, karbamid és melamin gyanta lakkok 20 231 40 oldószer alapú
Poliészter festékek 76,242 313 oldószer alapú
Epoxigyanta festékek 66.563 219 oldószer alapú
Poliuretán gyanta festékek 59,270 320 oldószer alapú
Polisztirol és polivinilgyanta lakkok 21 906 78 oldószer alapú
Akril polimer alapú festékek és lakkok 41,357 176 oldószer alapú
Más színek szintetikus polimereken alapulnak 45 236 207 oldószer alapú
Magas szilárd festékek 41,407 144 oldószer alapú
Porbevonatok 63 658 246 oldószer- és vízmentes
Emulziós festékek (belül) 614,784 572 vizes
Emulziós festékek (kívül) 133,898 196 vizes
Alapozók és bevonatok 75 068 138 vizes
Gyantához kötött vakolatok 141,932 145 vizes
Ragasztó festékek és akvarell 24,397 88 vizes
Szilikát festékek 29 782 59 vizes
Szilikát vakolatok 43,112 32 vizes
Diszperziós festékek 119,193 305 vizes
Elektroforézis és más vízbázisú festékek 13 656 31 vizes
Vizes fenol-, karbamid- és melamingyanták 778 4. vizes
Festék és egyéb töltőanyagok 176,968 128 vizes
Szilikon gyanta festékek 6815 25 -én vizes
Szilikon gyanta vakolatok 28,201 34 vizes
Más színek szintetikus polimereken alapulnak 77,841 334 vizes
Más színek természetes polimereken alapulnak 2295 11 vizes

2010-ben 484 620 tonna oldószeres és 1 488 720 tonna vízbázisú festéket és lakkot állítottak elő. Ezek összértéke 1,909, illetve 2,101 milliárd euró volt.

Osztályozás

A lakkok sokfélesége miatt gyakoriak a különböző osztályozási lehetőségek.

Festékek szerint osztályozzák készítmény vagy feldolgozása szempontokat, így például a kötőanyag fajtáját (például: olaj festék ), az oldószer típusától (például: szellem festékek ), szárítási módszer (levegőn száradó, hő-szárítással vagy mint beégető festék ) vagy terület alkalmazás (példa: autófesték ).

A felületi tulajdonságok szerinti felosztás a festékeket a felület megjelenése szerint osztja fel. A készítmény típusa matt, matt ( a jármű belső terében lágy tapintású felületek) és fényes ( zongoralakkok ) felületeket eredményezhet. Hasonlóképpen, a készítmény típusától függően olyan lakkok is előállíthatók, amelyek sima vagy erős szerkezetűek, azaz kalapácsfényű lakk és repedezett jelölések vagy lakkok, amelyek zsugorodást okoznak.

A hagyományos lakkok növényekből készülnek, olyan gyantákból, mint a kopál és a gyanta . Shellac egy ázsiai tetűfaj váladékából. Az ázsiai lakk van kínai lakk , a kínai lakk és a japán lakk művészet , a sebből levét lakk fa hozzáadásával élénkpiros vagy korom termelt klasszikus festék színek piros és fekete.

A festékeket néha speciális tulajdonságok szerint osztályozzák (többé -kevésbé önkényesen). Az átlátszó lakk egy átlátszó lakk, amely nem tartalmaz színező pigmenteket . A feszítő lakk feszíti a papírt és a szövetet, ahogy szárad, erősíti és impregnálja őket. A mártó festék olyan festék, amelyet a munkadarab festékbe mártásával kell felhordani (lásd anódos és katódos festés ). Az effektfestékek úgynevezett flopot mutatnak , azaz a fényerő vagy a szín változását, a látás irányától és a megvilágítástól függően .

Különleges bevonatok például az akrilfesték , az alkidgyanta festék , a hegedűlakk , a japán lakk , a borfesték , a vezető festék , az UV-keményedő fényvédő a nyomtatott áramkörök gyártásához, a körömlakk , a nitrocellulóz-lakk , a porbevonat, a tömítő viasz , a lakk ( zongora), védőlakk, szilikon gyanta festék , hőálló Alulack kemence csövek, szereket és spray- képviselnek.

fogalmazás

A festék illékony oldószerekből és nem illékony komponensekből áll. Az oldószer (az illékony komponens) a szárítási folyamat során elpárolog, míg a nem illékony komponensek sima filmként tapadnak a festett tárgyhoz. A nem illékony komponensek kötőanyagok , pigmentek, olajok, gyanták, töltőanyagok és adalékanyagok. A kötőanyag jó, egyenletes szuszpenziót biztosít pigmentben és oldószerekben a festékben, felelős az optimális szárítási folyamatért (hólyagképződés nélkül) és a szárítás utáni fényességért. A festék alapvető alapja a kötőanyag és az oldószer. A pigmentek nem szükséges összetevői a festéknek. Léteznek pigmentmentes átlátszó bevonatok és oldószermentes porbevonatok is. A festéknek tartósnak kell lennie, és nem szabad leválnia a felületről. A lakk szilárd réteget képez az aljzaton. Ha a felület szennyezett, mechanikai terhelések vagy környezeti hatások esetén nincs jó kötés az aljzat és a festék között. Sok esetben a festék lehámlása a festés rossz tisztításának, zsírtalanításának vagy rozsda eltávolításának köszönhető.

kötőanyag

A kötőanyag kifejezést gyakran csak a filmképző részre (filmképző szerre ) használják; szigorúan véve az adalékanyagok nem illékony részét is bele kell foglalni, mivel ez nem része az integrált fázisnak (pigmentek és töltőanyagok) .

2K átlátszó lakk alja. Használat előtt a keményítőt a toll meghúzásával hozzáadjuk a lakkhoz, és rázogatással összekeverjük.

A modern kötőanyagokat ( polimereket ) vizes oldatban diszperzióként vagy oldószerben oldva, egykomponensű rendszerként (1K festékek) kínálják . Kétkomponensű rendszerekben (2K festékek) a kötőanyag szintetikus gyantából és keményítőből áll. Ezeket külön tárolják. A két komponenst nem sokkal a feldolgozás előtt összekeverjük. Kémiailag reagálnak és megszilárdulnak (szárítás nélkül), ha nem tartalmaznak oldószert. A legtöbb 2K rendszerben mind keményedési, mind szárítási folyamatok zajlanak. Az olajlakkok hagyományos kötőanyagai közé tartoznak a természetes gyanták , valamint az olajok ( olajfesték ) és a növényi összetevők ( kínai lakk, japán lakk). Ha a kötőanyag nem folyékony, akkor kiegészítő komponensként olyan oldószerre van szükség, amely képes feloldani a kötőanyagot. A fizikailag szárító festékek oldószereinek színteleneknek kell lenniük, nem szabad negatív hatást gyakorolniuk a kötőanyagra, és el kell párologniuk anélkül, hogy maradékot hagynának. Mivel a festékek oldószereinek többsége szerves oldószer, amelyek közül néhány mérgező vagy gyúlékony, egyre nagyobb tendenciát mutatnak az oldószermentes rendszerek, azaz a porfestékek vagy a festékrészecskék vízben való szuszpenziói . Egy másik lehetőség az oldószermentes (emissziómentes) munkavégzésre a sugárkezelő lakkrendszerek használata ( sugárkezelés ). Ezzel a technológiával a monomer „oldószerként” működik, amely a kikeményedés során polimerizálódik a festékrétegbe. Ez egy alacsony molekulatömegű kötőanyag, alacsony gőznyomással, amely UV-indukált eljárásokkal (másodperc törtrésze alatt) kémiailag kikeményedik. Sugárforrásként általában nagy teljesítményű UV-lámpát használnak.

Ha meg kell változtatni a kötőanyag természetes átlátszóságát (néha sárga árnyalattal ), akkor pigmenteket adnak hozzá. A kötőanyag mátrixként szolgál a pigmentekhez, és szilárd kötésbe ágyazza őket.

A festék felhordása és szárítása után a filmképzők kohéziós réteget (fóliát) alkotnak, jó kémiai és mechanikai (keménységi) tulajdonságokkal. A filmképzők a kikeményedési folyamat során nagy molekulatömegű vegyületekké változnak. Az alacsony molekulatömegű filmképzők például nitrocellulóz , vinil-klorid-vinil-acetát kopolimerek, a nagy molekulatömegű filmképzők például telítetlen poliészter gyanták és epoxigyanták. A fizikailag szárító festékek (például klórozott gumi, vinil-polimerek, sztirol-butadién kopolimerek, szilikonok) filmképzői nem mutatnak kémiai reakciót a makromolekuláris anyagok között a szárítási folyamat során ( az oldószer elpárolgása ). Ezek a bevonatok újra megduzzadhatnak, és oldószerben részben feloldhatók. A térhálósító filmképzők (telítetlen poliészter gyanták , akrilsav -észterek , epoxigyanták , alkidgyanták vagy poliésztergyanták) például térhálósíthatnak fenol- vagy melamingyantákkal, és nem oldhatók fel oldószerrel a festék megszáradása után. A lakkbevonatok csak nagyon gyenge duzzadóképességet mutatnak oldószerek hatására. Megkülönböztetünk természetes gyantákat ( gyanta , dammar ) és szintetikus gyantákat. A gyanták fontosak a jobb tapadáshoz az aljzathoz és a fényezéshez.

Keményedő olajok

Az olajfestékek keményítő növényi olajokat tartalmaznak , amelyeket némileg pontatlanul " szárító " olajoknak neveznek .

Az edzés a levegőben lévő oxigén és a telítetlen zsírsavak kémiai reakcióján alapul , ami a molekulák térhálósodásához vezet ; lenolaj esetén linóxint állítanak elő . Az úgynevezett szikatívumok (gyakran kobalt-naftenát) elősegítik a radikális hálózatépítést. Időnként természetes ( terpentin , narancshéj olaj ) vagy szintetikus oldószereket (1,4 - polibutadién olajok) adnak hozzá. A festék megszilárdulása csak oldószer használata esetén következik be, részben szárítással is . A felhasznált növényi olajtól függően az olajfestékek sárgák. A vízzel való gyakori érintkezés az észterkötések hidrolíziséhez vezet , ami csökkenti a tartósságot, különösen a vízbázisú oldószereket tartalmazó olajfestékeknél, és mosóhatást eredményez a festett felületeken. A száradási idő általában hosszabb, mint a hagyományos festékeknél. A lenmagolaj festéket az alkalmazott szerkezeti acél alapozására is használják.

A gyanták keverékével készült olajfestékeket lakknak nevezik . Ha a gyanták mellé pigmenteket is hozzáadnak, olajlakkot vagy természetes gyantalakkot kapnak . Az olajlakkokat Kínában több mint 2000 éve ismerik, és továbbra is használják (néha szintetikus kötőanyagokkal). Az oldószerek aránya akár 60 százalék is lehet, de most vízzel emulgeált festékeket is gyártanak.

Cellulóz -származékok

Elsősorban a cellulóz -észtereket kell megemlíteni. A cellulóz -nitrátokat ( nitrocellulóz ) 1855 óta ismerik festési célokra (Parkes). Csak 1880 körül ismerték fel, hogy az oldószerek, például az etil -acetát alkalmasak arra, hogy nagyobb mennyiségeket állítsanak elő. Aztán 1920 körül jött a technikai áttörés a cellulóz -nitrátok festésében az autógyártásban. Ellentétben az olajlakkokkal, amelyek a levegőben lévő oxigén miatt hosszú száradási időt igényeltek, a nitrocellulóz lakkok gyorsan kötnek. 1930 -tól kezdve a nitrocellulóz lakkokat alkidgyantákkal keverték össze. Ezzel a lakk kötőanyaggal fém, fa és szövet lakkozható. A nitrocellulóz lakkok mai alkalmazási területei: bútorlakkok, fémlakkok, fólialakkok, textil- és bőrlakkok, körömlakkok. 2007 -ben 27 000 tonna nitrocellulóz lakkot állítottak elő Németországban. A cellulóz -acetát , amelyet például oldatokban, például elektromos szigetelő lakkként használnak, szintén egyre fontosabbá válik.

Cukorszármazékok

A cukrok, mint mono- vagy diszacharidok , alkalmasak polihidroxi-vegyületekként kiindulási anyagként festékek előállítására. Reagáltattak szacharidokat etilén-oxid vagy propilén-oxid , poliolokat kapunk, amely kondenzált lehet egyéb komponensekkel, mint például a karbamid , vagy a formaldehid . A szacharidok oxidálásával szerves savak nyerhetők, amelyek viszont poliészterekké alakíthatók. Különösen fontosak azok a vegyületek, kialakítva csatolásával vinil - akrilát vagy - metil-akrilát-csoportok vannak kialakítva, hogy a szacharidok. Ezt használják diszperziók előállítására kötőanyagként festékekhez, például fafestékekhez, a megújuló nyersanyagok aránya ezekben a festékekben több mint 60%. A szacharózon és zsírsav-metil-észtereken alapuló vízbázisú alkidgyanták szintén sikeresen szintetizálhatók. Isosorbide lehet szintetizálni a glükóz keresztül szorbit , amely a használt építőelemeként por bevonatok.

Alkid gyanták

Alkidgyanta festék fa / fém bevonására

Az olajfestékek száradási ideje fontos kritérium lett a konyhai készülékek és apró alkatrészek ipari tömeggyártásában. A gyorsan száradó festékekre a lakóépületekben is szükség volt. Az alkidgyanta festékek 1930 körüli kifejlesztésével nagyon jó filmképzőt találtak.

Abban az időben az alkidgyanták többnyire dikarbonsavat ( ftálsavat ), polialkoholt (többnyire glicerint ), valamint lenmagolajat és szójaolajat tartalmaztak. 1945 -től sztirollal kevert alkidgyantákat is gyártottak. Ezek a kopolimerek gyorsabb száradást, nagyobb időjárásállóságot, nagyobb felületkeménységet és kevesebb sárgulást mutattak. Az alkidgyanták sok más filmképzővel kombinálhatók - például fenolgyanta, nitrocellulóz vagy epoxigyanta. Egy másik módosítás az akrilált alkidgyanták, azaz az akrilsav-észterekkel készült kopolimerek és az uretánnal módosított alkidgyanták, amelyekre nagyobb keménység és nagyobb vegyszerállóság jellemző.

Az alkidgyanta lakkok kötőanyagként szintetikus szintetikus gyantákat tartalmaznak, ezért is nevezik őket műgyanta lakkoknak. Viszonylag magas oldószer tartalmuk miatt negatív hatással vannak a környezetre és az egészségre is. Az alkidgyanta festékek fa és fém számára egyaránt alkalmasak beltéren és kültéren egyaránt.

Poliakrilátok

A diszperziós lakkok (akril- vagy vízbázisú lakkok) vízzel hígítható műanyag diszperziókból állnak, amelyek polimerizált akrilsav-észtereken alapulnak . A szerves oldószerek legfeljebb tíz százalékos aránya nagyon alacsony. A diszperziós festékek alkalmasak különféle felületek bevonására beltéren és kültéren egyaránt.

Epoxigyanta

Az epoxigyanta festékek gyakran kétkomponensű (2K) rendszerekből állnak, amelyeket festés előtt összekevernek. A festéket gyorsan fel kell kenni az összetevők összekeverése után, mivel az alkalmazási idő ("fazékidő") rövid. Az epoxigyanták az epiklórhidrin biszfenol A -val alkotott poliadduktjai . Ezeket keményítővel térhálósítják. Szobahőmérsékleten a kötési idő körülbelül tizenkét óra, 120 ° C -on körülbelül 30 perc. Aminogyantákkal kombinálva az epoxigyanta is használható zománcként . Ebben a folyamatban a kötőanyag csak egy komponensből áll. Itt 160 és 200 ° C közötti hőmérsékletet használnak.

Poliuretánok

Az egy- vagy többkomponensű festékek (reakciófestékek) egy vagy több komponensből állnak, amelyek az alkalmazás után reagálnak a levegővel vagy a keverés után egymással. Ide tartoznak a poliuretán (PUR) festékek. Mivel nagyon magas oldószer- és izocianát -tartalmuk van, károsak a környezetre és az egészségre. Nagy ellenállásuk miatt a kereskedelmi szektorban használják parketták és bútorok tömítésére.

Pigmentek

A pigmentek borítják a bevont anyagot, és meghatározóak a színnyomás szempontjából. A pigmentek azt is biztosítják, hogy a festék jobban ellenálljon az UV sugárzás korróziójának. A részecskék átlagos szemcsemérete meghatározó a színlenyomat és a színerősség szempontjából. Minél kisebb a szemcseméret, annál nagyobb a színerősség. A részecskék átmérőjének lehetőleg 0,1 és 2,0 μm között kell lennie.

A festékek legfontosabb pigmentje a titán -dioxid fehér pigment . Körülbelül 2,4 millió tonna pigmentet használtak bevonatként világszerte 2008 -ban. A festékipar (beleértve az emulziós festékeket is ) a titán -dioxid fő alkalmazási területe. Nagyon fontos színes szervetlen pigmentek a vas -oxidok (185 000 tonna a festékipar számára, 1989): Fe 2 O 3 (piros), Fe 3 O 4 (fekete), FeOOH (sárga).

A szervetlen pigmentek másik fontos osztálya a festékipar számára az ólom-molibdát pigmentek, amelyek változó összetételű Pb (Cr, S, Mo) O 4 . A sárga ólom -kromát PbCrO 4 (egészségre ártalmas, mérgező, esetleg rákkeltő, lakkötés nélkül), nagy átlátszatlansággal és színtartalommal, jó hőstabilitással szintén ebbe a kategóriába tartozott, és a kilencvenes években is használták a lakkiparban. Az ólom molibdát pigmentek mérgezőek, de a kiszáradt festékben nincs veszély. Ennek az anyagosztálynak az éves fogyasztása 1988 -ban 130 000 tonna volt.

További fontos szervetlen pigmentek: Cr 2 O 3 (zöld szín, 20 000 tonna a festékipar számára 1988 -ban), ultramarin pigmentek (kék, piros és zöld szín, 30 000 tonna a festékipar számára 1988 -ban), vaskék pigmentek (összetétel : M (I) Fe (III) (CN) 6 , 50 000 tonna a festékipar számára 1988-ban), gyöngyházfényű pigmentek (vékony interferenciarétegek, például TiO 2 -ból csillámra vagy más vérlemezkés aljzatra, más oxidokkal, színek: fekete, arany, kék-szürke, ezüst).

A festékiparban sok szerves pigmentet is használnak. A szerves pigmentek gyakran nagyobb fényelnyeléssel, nagyobb színerősséggel és alacsonyabb rejtőerővel rendelkeznek, mint a szervetlen pigmentek. Szervetlen és szerves pigmentek keverékeit használják a hatások kiegyenlítésére. A legfontosabb szerves pigmentcsoportok az azo -pigmentek és a réz -ftalocianin pigmentek. A sárga árnyalatok fontos képviselői például a CI Pigment Yellow 1 (Hansa-Gelb G, egy nagyon régi szerves pigment, amelyet festékekben használnak, 1910) és a CI Pigment Yellow 74. Fontos kék és zöld pigmentek a réz-ftalocianin (kék : CI Pigment Blue 15: 1 - 15: 6, zöld: CI Pigment Green 7 és 36).

Töltőanyagok

A leggyakrabban használt töltőanyagok a kalcium -karbonát (kréta), a bárium -szulfát (nehézpiros) és a kaolin . Csökkenti a készítmény költségeit a pigmentek részleges cseréjével. Ezenkívül a fényesség fokának, a meghatározott felületi szerkezetnek és a mechanikai tulajdonságok javításának beállítására szolgálnak.

Segédanyagok

Az adalékanyagok vagy segédanyagok megváltoztatják a festékfólia tulajdonságait, például az eltarthatósági időt (biocidek, antimikrobiális adalékanyagok, amelyek szabályozzák a mikroorganizmusok növekedését vizes folyadékokban vagy a száraz filmek megsemmisítését) vagy a feldolgozhatóságot (nedvesítő és diszpergáló segédanyagok, izgató , antioxidánsok) . A keményítő gyorsítók a festékfólia gyorsabb megkeményedéséhez vezetnek. A lágyítók csökkentik a kötőanyag lágyulási tartományát, és biztosítják a festékfóliák jobb rugalmasságát. Egy fontos lágyító például a dioktil -ftalát . A biocid anyagok (formaldehid -felszabadítók vagy izotiazolinonok) megakadályozzák, hogy a festékek használhatatlanná váljanak a mikroorganizmusok számára.

Az adalékanyagok meghosszabbítják az eltarthatóságot és megkönnyítik a feldolgozást. Megőrzik, biztosítják a filmképződést vagy bizonyos rugalmasságot vagy lágyságot, megakadályozzák a "bőrképződést" a tartályban (kannában, edényben), és bizonyos viszkozitást okoznak, ami miatt a festék csepegésmentes, vagy felgyorsítják a száradást (szicikátorok). A vízzel hígítható festékekhez és mázakhoz szükséges tartósítószerek (konzervdobozban lévő tartósítószerek) olyan biocid anyagok, amelyek célja, hogy megakadályozzák, hogy a tartályban lévő festék a mikroorganizmusok miatt használhatatlanná váljon. Általában formaldehid felszabadító vagy izotiazolinonokat használnak. A tartósítószerekre vonatkozó címkézési követelmények mind a CLP-rendelet (koncentrációfüggő), mind a biocid termékekre vonatkozó ( a koncentrációtól független ) rendelet értelmében vannak . Az iparágon belül is vannak irányelvek.

oldószer

Más festékkomponensekkel ellentétben az oldószerek nem képezik az előállított festékréteget. Elsősorban a festék tulajdonságainak beállítására szolgálnak a bevonási folyamat és a filmképzés során. A szerves oldószereket egyre inkább víz helyettesíti oldószerként. A hagyományos festékrendszerek 45-65% oldószert tartalmaznak. A modern, nagy szilárdságú festékek az alkalmazástól függően 3–25% szerves oldószert tartalmaznak. Még a vízbázisú festékek is körülbelül 10% szerves oldószert tartalmaznak, amelyeket úgynevezett társoldószerként használnak. 2010 óta a festékek oldószereinek megengedett legnagyobb értékeit a ChemVOCFarb rendelet szabályozza, és be kell jelenteni. Olyan festékeknek és lakkoknak van kitéve, amelyeket az építőiparban használnak, kivéve a hidakat és uszodákat, vagy a járműiparban, kivéve a vasúti járműveket és repülőgépeket. Az oldószermentes rendszerek például porbevonatok vagy olyan rendszerek, amelyek csak reaktív hígítót tartalmaznak. Ez alatt olyan anyagokat értünk, amelyek oldószerként működnek, de térhálósak a kötőanyagokkal. Tehát a festék megkeményedésekor nem kerülnek a környezetbe.

Az oldószerek javítják a nedvesítési viselkedést azáltal, hogy csökkentik a festék felületi feszültségét . A viszkozitás csökkentésével a festékanyag a feldolgozáshoz, például permetezéshez vagy ecseteléshez szükséges folyási tulajdonságokhoz igazítható. Mivel többnyire oldószerelegyeket használnak, a filmképzés során a viselkedés szabályozható úgy, hogy az egyes oldószereket elpárolgási viselkedésüknek megfelelően választjuk ki .

A festék oldószereket aktív oldószerekre (a filmképző anyagot segédanyagok nélkül oldjuk fel), látens oldószerekre (a filmképzőt csak aktív oldószerekkel vagy nem oldószerekkel együtt oldjuk fel) és nem oldószerekre osztjuk. Ez a felosztás minden kötőanyagra külön készül. Különbséget tesznek a párolgási viselkedés szerint is, ahol a klasszikus alacsony, közepes és magas kazánokba sorolást többnyire a VZ párologtatási szám váltja fel . Ez jelzi a párolgási időt dietil -éter alapján (VZ = 1). Megkülönböztetünk illékony (<10), közepesen illékony (10-35), alacsony illékonyságú (35-50) és nagyon alacsony illékonyságú (> 50) oldószereket.

Festékek készítésekor alacsony, közepes és alacsony illékonyságú oldószerek kombinációit használják. A rendkívül illékony oldószereket gyors szárításra, a közepesen illékony oldószereket a jobb gáztalanításra, az alacsony illékonyságú oldószerek javítják a bevonat kiegyenlítődését és fényességét . A legkevésbé illékony oldószernek valódi oldószernek kell lennie a használt kötőanyaghoz, különben fennáll a kráterek és a foltok kialakulásának veszélye .

A legfontosabb festékoldószerek az alifás , cikloalifás és aromás szénhidrogének , alkoholok , glikolok , glikoléterek , ketonok és észterek anyagcsoportjai . Európán kívül továbbra is terpén szénhidrogéneket és klórozott szénhidrogéneket használnak. A természetes oldószerek, citrusos terpének, terpentin olaj és vörösfenyő balzsam használata többnyire természetes gyantára és olajlakkokra korlátozódik.

Az egyes anyagok az n-hexán , a lakklúg és az alifás ciklohexán , valamint a xilol és az oldószer-benzin az aromás szénhidrogének. A legfontosabb alkoholok a propanol , az n-butanol és az izobutanol . Fontos glikol-éterek a butil-glikol , butil-diglikol , etilénglikol és dietil- glikol , fontos észterek a butil-acetát , az etil-acetát és a 2-butoxietanol-acetát . A butanon és az aceton gyakran használt ketonok.

Festékgyártás

A nagy festékgyártó vállalatok gyakran maguk állítják elő a kiindulási anyagokat, például alkid- és akrilgyantákat. A festékgyáraknak megfelelő szemcseméretű, színállóságú pigmentekre és egyéb vegyipari termékekre is szükségük van. A lakkgyártás magában foglalja a pigmentek egységes bevezetését és nedvesítését a kötőanyag -rendszerben. Egy egyszerű keveréssel történő diszperzió sok alkalmazáshoz nem elegendő. Sok pigment csak bizonyos kötőanyag -rendszerekben használható. Sok eszközt használnak a festékgyártók annak biztosítására, hogy a pigmentek és a festékkötők megfelelően keveredjenek. Fontosak a következők: nagy sebességű keverők, oldószerek, dagasztók, garatmalmok, hengerlőgépek, golyósmalmok, keverőmalmok.

Néha a festékek továbbra is tartalmaznak nem kívánt durva részecskéket, amelyeket el kell különíteni. Vibrációs képernyők , patron szűrők , lemez szűrőket és centrifugák használnak ebben a folyamatban .

Bevonási folyamat

A DIN EN 971-1: 1996-09 szerint egy több festékrétegből álló alkalmazásnak több feladatot kell teljesítenie:

  • Az első réteg (alapozó réteg) olyan tapadást elősegítő anyagnak kell lennie, amely olyan tulajdonságokat tesz lehetővé, mint a fémek korrózió elleni védelme és / vagy a csúnya felület borítása.
  • A középső réteget töltőanyagnak nevezik, nagyobb számú pigmentet tartalmaz, ezért vastagabb rétegben is felvihető a kisebb egyenetlenségek kiegyenlítésére.
  • A színező réteg (vízbázisú festék, egyszínű festék vagy fémfesték (oldószeres festék))
  • A felső rétegnek, a fedőrétegnek átlátszónak kell lennie, amely fényességet, keménységet, időjárásállóságot, fényállóságot és színtartósságot biztosít.

Húzza el és tekerje

Háztartási használatra a lakkot ecsettel, az akrilgyanta diszperziót falfestékhez hengerrel kell felhordani.

Csobbanás és permetezés

A festékiparban a leggyakoribb alkalmazási módok a permetezés és a permetezés. A permetezéshez nyomásporlasztókat használnak, amelyek kompresszor segítségével alkalmazzák a festéket alacsony (0,5–0,7 bar), nagynyomású (1–8 bar) vagy levegőtlen (60–250 bar) eljárásban.

Dip festés

Itt egy munkadarab merül a festékbe. Az elektrodepozíciós festésnél 50–300 V -os elektromos mezőt alkalmaznak megfelelő filmképző festékoldatban, és a munkadarabot földelésként csatlakoztatják . Az elektrodepozíciós bevonatot a Ford fejlesztette ki anódos mártó bevonatként az autók védőbevonatának előállítására, és katódos mártó bevonatként használják az egész autóiparban.

Elektrosztatikus permetezési eljárások

Ez a folyamat elektrosztatikus, nagyfeszültségű, 80-150 kV -os mezőt használ. Gyakran forgó festékporlasztókat (nagy sebességű forgó porlasztókat) használnak.

Az oldószermentes porbevonatokhoz pigmentált kötőanyag-port használnak. Az eljárást 1965 -ben vezették be a festékiparban. A porbevonatokban és más festékekben ionos anyagokat ( nátrium-dodecil-szulfát ) vezetnek a filmképző szerbe (gyakran epoxigyanta) elektromos töltéssel.

A porbevonatok elektromosan feltölthetők nagyfeszültségű elektródával. Ha elektrosztatikus alapozót alkalmaznak olyan anyagokra, mint a műanyag vagy fémek, jelentősen csökken a festék permetezésekor felhasznált festék mennyisége. Ez a folyamat teljesen automatikusan megy végbe robotokkal.

Tekercs bevonat

Tekercsbevonatban a fémszalagot folyamatosan festékkel vonják be a görgők között. A festett fémcsík ezután áthalad egy sütőzónán, és a festék megszilárdul. Az USA -ban 1957 óta, Németországban pedig 1960 óta használják. A tekercsbevonási folyamat nagyon rövid idő alatt bebizonyosodott az összes fehér háztartási készülék (mosógép, hűtőszekrény, szárítógép) bevonatához . A festékfogyasztás jelentősen csökkent a modern eljárásoknak köszönhetően.

további

Festék tesztek

Számos vizsgálatot végeznek nedves festékekkel és kész festékrétegekkel. Az alábbiakban felsoroljuk a festékkel kapcsolatos vizsgálati eljárásokat / teszteket.

Vizsgálatok nedves festékkel (szállítási űrlap)

Vizsgálatok a kész festékrétegeken

alkalmazási területek

A festékeket mindenütt használják, ahol a felületek tartósan ki vannak téve külső hatásoknak, például az időjárásnak, a mechanikai igénybevételnek és másoknak, és ezeket meg kell védeni. Sok esetben a lakkot a kézművességben is használták a felületek színtervezéséhez, azaz a festéshez , a lakkfaragáshoz és a lakkfestéshez . Kína volt a fejlődés kiindulópontja . A világ egyetlen múzeuma lakk művészeti van Münster .

A tablettákat be lehet vonni lakkokkal, amelyek nem mérgezőek az emberekre a hatóanyagok felszabadulásának szabályozása vagy védelme érdekében ( filmtabletta ).

Ha a fát lakkal vonják be, akkor az esetleges sérülések vagy feszültségrepedések miatt a fába behatoló nedvesség már nem tud elpárologni az egyébként víz (gőz) zárt fólián keresztül. A fa felduzzad, és további feszültségrepedésekhez és a fa bomlásához vezet. A kültéri használatra szánt fát ezért nagyobb valószínűséggel olajozzák, ami vízlepergető felületet is hoz létre, amely nem vízgőzálló. Ezenkívül a konstruktív favédelem (a permetezés elkerülése, a lejtős felületek, amelyekről a víz kifolyhat) megpróbálja elterelni a vizet a fától.

A fémbevonatok területén a festékrendszerek fő alkalmazási területe a korrózióvédelem. Megfelelő bevonat nélkül (például rozsdagátló alapozóval és fedőréteggel) a nedves éghajlaton a leggyakoribb fémek (szénacél) megtámadódnak (oxidálódnak), és így korróziós jelenségek miatt korlátozódnak használati tulajdonságaik.

A műanyag bevonat általában 1 vagy 2 rétegű festékrendszer, alapozóval (alapozó) és fedőréteggel, vagy csak fedőréteggel (akár színes, akár átlátszó). Háromrétegű szerkezetre van szükség, amint a közbenső réteg (színes alaplakk) önmagában nem tudja biztosítani a tapadást az aljzathoz, vagy a szín vagy a hatás színes alapozó réteget igényel.

A festékruhákban is ilyen bevonási folyamatok zajlanak.

Festékgyártó

A festékgyártó ipar sok embert foglalkoztat, és a vállalatok Németországban szerte vannak. Mindazonáltal a lakosság alig veszi észre a festékgyártás területén tevékenykedő vállalatokat. Az alábbiakban felsoroljuk a német és külföldi festékgyártókat.

Festékgyártó Németországból

Festékgyártók külföldről

irodalom

  • H. Kittel: Festékek és bevonatok tankönyve. 6. kötet (-10), S. Hirzel Verlag, Stuttgart 2008, ISBN 978-3-7776-1016-0 .
  • Paolo Nanetti: Lakk kezdőknek. Vincentz Verlag, Hannover 2008, ISBN 978-3-86630-847-3 .
  • Paolo Nanetti: Bevonatok nyersanyagai. Vincentz Kiadó; Hannover 2000, ISBN 3-87870-560-3 .
  • Paolo Nanetti: Lakk A -tól Z -ig . Vincentz Verlag; Hannover 2004, ISBN 3-87870-787-8 .
  • T. Brock, M. Groteklaes, P. Mischke: A festéktechnika tankönyve. 2. kiadás; Vincentz Kiadó; 2000, ISBN 3-87870-569-7 .
  • A. Goldschmidt, H. Streitberger: BASF Handbook Painting Technology. Vincentz Kiadó; Hannover 2002, ISBN 3-87870-324-4 .
  • B. Müller, U. Poth: Festékkészítés és festékrecept: A tankönyv a képzéshez és a gyakorlathoz. Vincentz hálózat; 2006, ISBN 3-87870-170-5 .
  • Festék. In: Ullmann Encyclopedia of Technical Chemistry . 4. kiadás. 15. kötet, 592-700.
  • Festékek és bevonatok. In: Ullmann Encyclopedia of Technical Chemistry. 5. kiadás. 18. kötet.
  • Festékek. In: Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology. 5. kiadás. Vol. 18, Wiley-Interscience, Hoboken, NJ 2006, ISBN 0-471-48505-5 .
  • Hermann Römpp: Römpp Lexikon festékek és nyomdafestékek. Thieme, Stuttgart 1998, ISBN 3-13-776001-1 .
  • Claudia Borchard-Tuch: Úgy, hogy a festék rajta maradjon. In: Kémia korunkban. 38. kötet, 2004, 209-211.
  • Dieter Gräf: "Lacke", Természettudományi Gyakorlat (PdN) - Kémia. 1995 -ben született, Aulis Verlag , 25–31.
  • St. Friebel, C. Philipp, O. Deppe: A mezőtől a fáig - Hogyan válnak a növényi olajok és a cukor falakkokká. In: Természettudományi gyakorlat - Kémia. 6/60. Sz., Aulis Verlag 2011, 12-20.
  • Markus Lake: Felületi technológia a műanyagok feldolgozásában. Carl Hanser Verlag, München 2009, ISBN 978-3-446-41849-3 .

web Linkek

Commons : Paint  - képek, videók és hangfájlok gyűjteménye

Egyéni bizonyíték

  1. ↑ a b c d C. Bangert; Egyre konszolidáltabb, de meglehetősen változatos; European Coatings Journal 12/2008, 13. o.
  2. ^ Friedrich Kluge , Alfred Götze : A német nyelv etimológiai szótára . 20. kiadás. Szerk .: Walther Mitzka . De Gruyter, Berlin / New York 1967; Reprint („21. változatlan kiadás”) uo. 1975, ISBN 3-11-005709-3 , 417. o.
  3. ↑ Manfred Mayrhofer: Régi indiai lakṣā. Az etimológia módszerei. In: Journal of the German Oriental Society. 105. kötet, 1955, 175-183. Lásd még Walter Porzig: Az indoeurópai nyelvterület szerkezete. Heidelberg 1954, 184. o.
  4. ^ Friedrich Kluge: A német nyelv etimológiai szótára. 25. kiadás. 2011, sv festék
  5. ↑ Karl Lokotsch: Keleti eredetű európai szavak etimológiai szótára. Heidelberg 1927, 1295, (digitalizált változat)
  6. ^ Friedrich Kluge: A német nyelv etimológiai szótára. 11. kiadás. 1934 - 25. kiadás 2011, minden sv Hiány
  7. ↑ a b c d e f g h i j Kay Dohnke: A festmény története. 100 év szín a védelem, a szépség és a környezet között. München, Hamburg 2000, 82. o.
  8. ↑ a b c d e f g h i j k l festékek. In: Ullmann Encyclopedia of Technical Chemistry. 4. kiadás. 15. kötet, 592-719.
  9. ↑ a b c Festékek és lakkok gyártási statisztikái Németországban 2010 -ben . In: festék és lakk . Vincentz Network, 2011. június, ISSN  0014-7699 , p. 10 .
  10. ↑ H. Kittel: Festékek és bevonatok tankönyve. 6. kötet (- 10), 1-25. O., Hirzel Verlag, Stuttgart 2008.
  11. ^ A. Goldschmidt, H. Streitberger: BASF kézikönyv festési technológia . Vincentz Network, Hannover 2002, ISBN 3-87870-324-4 .
  12. ^ A b c d R. Lambourne, T. Strivens: Paint and Surface Coatings. 2. kiadás. Woodhead, 1999, ISBN 1-85573-348-X , 29., 334f. és 369.
  13. ^ R. Newman, WS Taft, JW Mayer, D. Stulik, PI Kuniholm: A festészet tudománya. Springer, New York 2000, ISBN 0-387-98722-3 .
  14. ↑ meghatározása olaj lakk , 4. o., A termék lapot a Werder festék gyár
  15. ↑ A TZ Minerals International tanulmánya a www.tradingmarkets.com oldalon ( Memento 2009. augusztus 27 -én az Internet Archívumban )
  16. ↑ a b c d Festékek és bevonatok. In: Ullmann Encyclopedia of Technical Chemistry. 5. kiadás. 15. kötet, 456-458.
  17. ↑ H. Kittel: Festékek és bevonatok tankönyve. 5. kötet, Hirzel Verlag, Stuttgart 2008, 244. o.
  18. ↑ Kezelt áruk. Letöltve: 2017. február 22 .
  19. ↑ VdL irányelvek. Letöltve: 2018. november 30 .
  20. ↑ ChemVOCFarb szabályozás
  21. ↑ Mire terjed ki a ChemVOCFarbV?
  22. ↑ Az alapozási technológia új módszere. In: Autótechnika . 1964.09., 339. o.
  23. ↑ Winnacker: Küchler Chemical Technology. 5. kiadás. 7. kötet.
  24. ↑ Markus Lake: Felületi technológia a műanyagok feldolgozásában. Carl Hanser Verlag, München 2009, ISBN 978-3-446-41849-3 , 97. o.