VISOKA TEHNOLOKA KOLA STRUKOVNIH STUDIJA ABAC

SEMINARSKI RAD

PUNILA U PREMAZNIM SREDSTVIMA VRSTE I ULOGA

Studenti: Nikola Belobaba Tatjana Isakovi

Mentor: prof. Doc. Dr Vojislav Aleksi

Januar, 2009

2

UVOD

Tema ovog seminarskog rada su vrste punila za premazna sredstva koja obuhvataju i punila za grafike boje.OSNOVNE DEFINICIJE O TEHNOLIGIJI PREMAZNIH SREDSTAVA

Naziv PREMAZNO SREDSTVO koristimo za teni ili prakasti poluproizvod iz kojeg nastaje premaz. Za industriju premaznih sredstava boje su prodajni proizvod. U tankom sloju se nanose na neku povrinu na kojoj se osue u vrsti sloj uz dobro prijanjanje na tu podlogu. Naziv premaz koristimo za suvi sloj na nekoj podlozi, koji je nastao nakon nanoenja i suenja premaznog sredstva. Slobodni suvi sloj premaza koji je odvojen od bilo koje podloge oznaava FILM PREMAZNOG SREDSTVA. Namena premaznih sredstava Ceo niz materijala koje ljudi koriste podleu razaranju i troenju pod delovanjem raznih uticaja iz svoje okoline. Pod pojmom korozija metala obuhvatamo pomenute nepoeljne promene kod metala i graevinskih materijala koje smanjuju upotrebni vek objekta. Osnovna namena premaznih sredstava je zatita materijala od delovanja koja dovode do korozije. Jo jedna veoma vana namena premaznih sredstava je ulepavanje povrina raznih objekata i ona ima estetsku ulogu. Ova navedena svojstva trae se od veine premaza, a umetnike boje imaju samo tu namenu. Posebnu grupu ine grafike (tamparske boje). Zahtevi koje premaz treba ispuniti su sljedei: - dobra pokrivnost, sjaj, boja i tekstura - dobra adhezija na supstrat - specifina mehanika i fizika svojstva - hemijska otpornost - zatita od korozije - trajnost.

1

Tipian sustav premaza: - temeljni premaz - meupremaz - zavrni premaz Temeljni premaz: -adhezija izmeu supstrata i meupremaza - pokrivnost - kompenzacija naprezanja u sastavu tokom suenja Meupremaz: - neprozirnost premaza - stvaranje glatke povrine za nanoenje zavrnog premaza Zavrni premaz: - konana pokrivnost celog sastava - estetski efekt (boja i sjaj povrine)

2

KOMPONENTE PREMAZA KOMPONENTA OSNOVNA FUNKCIJA *Najvaniji sastavni deo premaza koji ine osnovu kontinuiranog filma. To su stvari koje procesom suenja stvaraju suvi film na povrini predmeta na koji se nanose i daju tom filmu osnovna hemijska i fizika svojstva. *Teni lepljivi organski spojevi koji se upotrebljavaju za rastvaranje veziva i razreivanje na Viskoznost, prikladnu za proizvodnju i primenu. Ne koriste se samo u prakastim premazima i potpuno polimerizirajuim sastavima. *Pomone stvari koje se dodaju premazima za laku prozvodnju i primenu, ouvanje boje tokom skladitenja i poboljanje nekih svojstava filma, npr. katalizatori, sikativi (suila),omekivai (plastifikatori) itd. *Fino usitnjeni prakasti materijali,po pravilu netopljivi u vezivima i rastvorima s kojima se kombinuju. *Prakasti anorganski materijali koji u premazima mogu imati razliite uloge, utiu na fizika svojstava premaza, sniavaju cenu

Vezivo ili smola

OTAPALO ili RAZRIJEIVA

ADITIVI

PIGMENTI

PUNILA

3

POJAM, ULOGA I VRSTA PUNILA U PREMAZNIM SREDSTVIMA Punila su sastavni delovi premaznih sredstava koji po pravilu nisu bitni za osnovna svojstva:zatitnu i estetsku ulogu, ali se koriste za druga vana svojstva i to: 1. Postizanja boljih primenskih svojstava (viskozitetni efekti,podesnost za razne naine nanoenja, podesnost premaza za obradu bruenjem, proizvodnja kitova i temelja. 2. Snienje cene premaznog sredstva 3. Poboljanje svojstava premaza, postizanje eljenog stupnja sjaja, mehanike otpornosti,prijanjanje , otpornost na vlagu i atmosferske uticaje, paropropusnost.

VRSTE PUNILA Punila su prakasti materijali slini pigmentima po spoljnom izgledu kao sirovine, ali bez dva osnovna svojstva pigmenta: nemaju ni mo pokrivanja a ni mo bojenja. Razlog tome je u indeksu loma kod punila, koji je vrlo blizu indeksu loma svetla to ga imaju veziva (iznosi 1.7). Za razliku od veziva koja su organske prirode podlone promenama i razaranju pod delovanjem vode, svetla , atmosferskih uticaja... punila su mineralne materije stare esto i nekoliko hiljada godina i kao takve su izuzetno otporna na nabrojanje uticaje, pa ostaju u premazu nepromenjena i predstavljaju vrsti i trajni kostur premaza. Punila listiaste strukture slau se u premazu slino ribljoj ljusci ili crepovima na krovu i na taj nain oteavaju prodiranje vlage do podloge. Za veinu potreba nije nuno da su premazi sastavljeni samo od pigmenata i veziva, pa se dodatkom punila sniava cena premaznog sredstva i ono postaje pristupanije za potroae. U kitovima i temeljnim premazima punila su zbog svojih fizikih svojstava jednostavno nezamenjiva. Od prirodnih punila najvie se primenjuju barit, talk, azbest, karbonatna punila, kalcit, dolomit i kreda, infuzorijska zemlja (glina), kremana kreda, kvarcno brano i pesak i slino. Od sintetikih materijala upotrebljavaju se blanc fixe (barijumsulfat) i talona kreda, alumo-silkatna punila koja su odreeni mineralni materijali.4

Treba svakako pomenuti i punila za razreivae. To su razreivai koji u odreenom sistemu nisu pravi razreivai tj. ne rastvaraju vezivo ali njegov rastvor mogu da razrede. Primerom u sledeoj tabeli je jasno objanjena uloga pojedinih sirovina kao pigmenata ili razreivaa i kao punila. PREMAZNO SREDSTVO SIROVINA Lak-benzin TRG. IME Luksal Termolux VEZIVO Suivi alkid Alkid-melamin Alkid-melamin Nitroceluloza Nitroceluloza ULOGA U PREMAZNOM SREDSTVU Rastvara Punilo za rastvara Rastvara Punilo za rastvara Rastvara Karboksimetilceluloz a Vinilni kopolimeri Vinilni kopolimeri Pigment Pigment

Toluen

Termolux Chromocel

Butilacetat Kalcit Rutil

Chromocel Jubolor Diaperol Disperol

PUNILA ZA GRAFIKE BOJE PRIRODNA PUNILA BARIT je Barijum-sulfat koji se nalazi u prirodi kao mineral i melje se u prah. To specifino teko punilo je jeftino, ali je relativno krupno i zrnasto i sobzirom na visok indeks preloma deluje u grafikoj boji kao mlena disperzija. To je razlog to se vrlo retko koristi kao punilo u grafikim bojama. KINA KLEJ kaolin je u prirodi jako rasprostranjen aluminijumov silikat. Dobija se kopanjem,pranjem, taloenjem,suenjem i kalcinovanjem. To je beli prah fino zrnaste meke strukture.

5

TALKUM je magnezijum silikat. Finim mlevenjem dobija se takozvani mikrotalk. I ovo punilo se upotrebljava retko. SINTETIKA PUNILA BLANCE FIX je sintetiki barijum-sulfat. Dobija se taloenjem rastvora barijum-hlorida sa sumpornom kiselinom ili natrijum-sulfatom. Blance fix je finije zrnast od barita ali nema isti indeks preloma. ALUMINIJUM-HIDRAT je najvanije punilo u industriji grafikih boja. Dobija se taloenjem aluminijum-sulfata ili alauna sa sodom. Odlikuje se niskom specifinom teinom, velikom disperzijom i jako je transparentan. Zbog svih navedenih svojstava mnogo se upotrebljava kao punilo za postizanje potrebne kozistencije boja. Poto zahteva mnogo ulja,dodaje se specifino tekim pigmentima da im se popravi svojstvo tampanja. Baznog je karaktera i naginje zgruavanju sa kiselim vezivima tj. stvaraju se netopivi aluminijumski sapuni. Boje koje sadre puno aluminijumskog punila postepeno ubijaju sikative u boji ili ih apsorbuju. Obe ove loe osobine su u tome to se stvara netopivi gumasti sapun sa slobodnim masnim kiselinama veziva a takoe i dekompozicija sikativa ulaskom u kombinaciju sa njihovim kiselinama delom tj. njihovim boratom ili linoleatom i formiranjem odgovarajuih aluminijumskih slojeva koji nisu sikativi. Ovde je delimino prisutna i apsorpcija. Hidrat se najbolje ispituje za grafike boje ribanjem sa jednakom koliinom veziva i poreenjem uzoraka. Ribanje, tekstura, apsorpcija,specifina teina, transparentnost itd, svakog uzorka se ispituje i ostavlja na vremenski due posmatranje. To se moe ubrzati grejanjem uzoraka u pei. Aluminijumski hidrat je otporan prema delovanju svetla,alkalija, alkohola, vode, a neotporan je prema povienim temperaturama jer prelazi u netransparentni aluminijum-oksid. MAGNEZIJUM-KARBONAT je talono punilo, reaguje slabo alkalno. Malo se upotrebljava u grafikom bojama. Male koliine dodaju se osetljivim bojama, koje naginju stvaranju emulzije zbog slobodnih masnih kiselina. KALCIJUM-KARBONAT PRECIPITIRANI spada u red punila za grafike boje. Povrinski je obraen da se redukuje njegov alkalitet i reaktivnost. Kod taloenja kalcijum karbonata moe se tretirati sa natrijum-rezinatom ili njegovim solima masnih kiselina i time estice dobijaju apsorbovani sloj netopivog smolnog ili masnog kalcijumovog6

sapuna. To smanjuje reaktivnost ovog bezbojnog pigmenta punila, poboljava teksturu i svojstva kvaenja u vezivima i svojstva potrebna za rad na grafikim strojevima. Prednost obraenog kalcijum-karbonata pred aluminijum-hidratom je da nema tendencije stvaranja gumaste boje (sapuna) a takoe ne apsorbuje sikative. Disperzija obraenog kalcijum-karbonata ima odlina reoloka svojstva i osobine tampe na raznim tipovima tamparskih strojeva. Kada se poredi sa disperzijom aluminijum-hidrata osueni film je neto vie mat, ali je glai i manje inklinira mrljanje pri tampanju. Obraeni kalcijumkarbonat je vrlo dobro punilo za grafike boje. SILICIJUM-DIOKSID ovo moderno punilo je hemijski vrlo isto (preko 99.8% SiO2) dobija se hidrolizom silicijum-tetrahlorida pri 1100oC. SiOCl4 + 2H2O SiO2 + 4HCl

estice ovog proizvoda su toliko fine, da 1gram pokriva povrinu od 200 do 390 m2 zavisno od vrste proizvoda. Ima veliki uljani broj, daje visoko transparentne paste na vezivima i hemijski je neaktivan tako da ne deluje ni sa vezivima koja imaju visoki kiselinski broj. GLINA Glina je prirodni aluminijumski silikat, vrlo dobro punilo za grafike boje. Preien sedimentacijom, nakon filtriranja suen i meljen, odlikuje se dobrim svojstvima za boje. Veliina zrnaca kree se od 0.5 4 mikrona. Obina (gruba) glina ima u sebi uklopljenih krutih estica koje izazivaju troenje tamparskih formi, meutim preiena glina je daleko bolja. Koliina vlage kree se od 1%, pH= 4.4 4.8 to je jako dobro jer umanjuje bazino delovanje nekih pigmenata, a ujedno ne reaguje sa vezivima koja su takoe kisela.

7

Tabela: Karakteristike punila z agrafike boje

Naknadnim hemijskim obradama mogue je promeniti povrinu estica punila i time uticati na kvaenje u odnosu na razliita veziva. Punila su bela ili transparentna i ne smeju uticati na ton pigmenata koji se nalazi u grafikoj boji. Dodavanjem pokrivnih belih punila smanjuje se zasienost osnovnim pigmentom i ujedno postie osvetljavanje tona, dok dodavanjem transparentnog punila se ne utie na ton, ali se svojstva grafike boje poboljavaju.

8

Punila moraju imati hemijsku otpornost prema vezivima i drugim komponentama boje. U sluaju da doe do hemijske reakcije mogu se obrazovati vrsti sapuni, pa dolazi do intenzivnih promena u reolokim svojstvima grafike boje. OSNOVNE KARAKTERISTIKE PUNILA PUNILA: 1. Veliina estica 2. nijansa 3. nasipna teina 4. uljni broj 5. istoa 6. sadraj vlage Punila nisu bitna za estetsku i zatitnu funkciju. Bitni su za: bolju primenu osobina (viskoznost, nai nanoenja) snienje cene kotanja poboljanje svojstava premaza (prijanjanje, sjaj i slino). PAKOVANJE Jo uvek je prisutno runo pakovanje, ali u neznatnom opsegu i najee za vrlo male are. Za industrijsko punjenje premaznih sredstava u ambalau koriste se razni tipovi poluautomatskih i automatskih punilica izraenih na principu zapreminskog odmeravanja. Na slici 33 je prikazana poluautomatska punilica a na slici 34 zatvaraica doza. Punilice se kombinuju sa strojevima za etiketiranje ambalae i formiranje, zatvaraicama, punjnenjem i zatvaranjem kartonske ambalae u cele automatske linije za punjenje, zatvaranje i kompletiranje.

SKLADITENJE Klasina skladita preuzimaju sirovine u jedinicama pakovanja, od 1 Kg za aditive do 50 Kg vree za prakaste materijale, i do 200 litara bave za navedene sirovine.9

Svaka sirovina ima svoj rezervoar zapremine i do 300 kubnih metara sa pumpom kojom se rezervoar puni, a sa druge strane sirovine disponiraju na mesto potronje. Za prakaste sirovine, ali manja pakovanja sirovina koristi se sve vie paletni sistem. Potpuna mehanizacija skladitenja prakatih sirovina je skladitenje u rezervoare, u koje se pneumatski prebacuju iz cisterni za dopremu i pneumatskim transporterom prebacuju do mesta potronje.

KALCITNA PUNILA Proizvodnja kalcitnih punila Kalcitna punila su posebna po visokoj belini i finoi, hemijskoj istoi, povoljnoj nasipnoj masi, kao i vodenom i uljnom broju. Koriste se najee kao punila u industiji papira, boja i lakova, u proizvodnji PVC granulata i plastinih masa, gume, u proizvodnji stone hrane, u proizvodnji sredstava za ienje i dr.

KALCIT 5

SVOJSTVA KALCIT 5 je visoko kvalitetno kalcitno punilo prirodnog kalcijum- karbonata - KALCITA (CaCO3). Zbog posebno fine granulacije, hemijske istoce, izvrsne granulometrijske raspodele estica i visokog stupnja beline KALCIT 5 se kor isti kao punilo u industiji papira, u industiji boja i lakova, u proizvodnji PVC plastike, plastinih masa i sl.

10

GRANULOMETRIJSKE KARAKTERISTIKE D98 D50 Kalcit 5 5 m 1,8 m

FIZIKE KARAKTERISTIKE

Belina Y (ISO 2814) 96 % Upijanje ulja (ISO 787/5) 15 ml /100 g Upijanje vode (ISO 787/5) 20 ml/100 g pH (ISO 787/9) 9 Vlaga (ISO 787/2) _ 0,2 % Nasipna masa (ISO 787/11) 400 kg/m3 Tvrdoca (Mohs) 3 HEMIJSKA ANALIZA CaCO3 98 % Fe2O3 0,15 % SiO2 0,10 % Al2O3 0,05 % CaO 55 % MgO 0,40 % Gubitak arenjem 43 % HCl - neotopivo 2%

11

ISPORUKA: rifuzo (cisterne), paletirano (filter vrece: 20 kg), big bags.

12

LITERATURA:1. http://www.mikrosiverit.hr/index.php?id=6 2. Seminarski rad: Vrste punila i njihova uloga u premaznim

sredstvima,Duki Ljiljana, Petkovi Sneana,jun 2008. 3. Mr Marjan Toma, Tehnologija premaznih sredstava, Zagreb 1979.4. R.Lambourne and T.A. Strivens: Paint and surface coatings,

William Andrew Publishing,Cambridge, 2004. 5. Z. Janovi: Polimerizacije i polimeri, Hrvatsko drutvo kemijskih inenjera i tehnologa , Zagreb, 1997

13