Нитроцеллюлозные лакокрасочные материалы. История развития
Нитроцеллюлозные покрытия по-прежнему играют важную роль для окраски древесины и древесных материалов. Еще в 2002 г. их производство составляло 553 тыс. т, т. е. почти 30% от мирового производства лакокрасочных покрытий промышленного применения для древесины —1,8 млн. т.
В настоящее время нитроцеллюлозные покрытия нашли широкое применение не только для окраски древесины, но и в машиностроении и металлообработке, для окраски таких изделий, как металлические стеллажи для торговли, всевозможные металлоконструкции и т.д.
В мировом масштабе рынок НЦ покрытий растет на 2-3% в год. При этом темпы развития их применения для окраски древесины сильно отличаются в зависимости от региона. В настоящее время наблюдается активное развитие мебельной промышленности и применение НЦ ЛКМ в восточно-европейских и азиатских странах. В одном только Китае производство НЦ материалов растет на 5% в год. В Западной Европе наблюдается обратная тенденция. Часть рынка НЦ материалов, которая в 2000 г. составляла 17%, к 2003 г. уменьшилась на 4%. Причиной этого является европейское законодательство. Это снижение потребления НЦ материалов также форсируется за счет введения в действие директивы 1999/13 о применении экологически полноценных лакокрасочных систем с более низким содержанием органических растворителей, чем в классических нитроцеллюлозных рецептурах. Новые разработки в области водорастворимых и УФ-отверждаемых ЛКМ и их применения для окраски древесины также приводят к снижению доли НЦ материалов на европейском рынке.
Начало использования нитрата целлюлозы в качестве пленкообразующего для лакокрасочных систем тесно связано с экспериментами по получению взрывчатых веществ из целлюлозы и азотной кислоты в середине XIX в.
Первое упоминание о техническом использовании нитрата целлюлозы в Л КМ относится к 1880 г., когда в нитроцеллюлозной рецептуре в качестве пластификатора было использовано касторовое масло.
Следующий этап развития - в конце Первой мировой войны, а с 1918 г. началось поистине триумфальное шествие нитроцеллюлозных ЛКМ. В связи с возможностью пользоваться большим количеством не очень нужного пироксилина была усилена утилизация военных отходов.
Следующим толчком в развитии стало получение низковязкого коллоксилина , который гораздо лучше подходил для рецептур покрытий, чем применявшийся до тех пор в качестве пленкообразователя нитрат целлюлозы.
Развитие производства нитроцеллюлозных ЛКМ было тесно связано и с появившейся возможностью использования новых растворителей, производимых химической промышленностью. Таким образом, нитроцеллюлозные материалы в двадцатых годах прошлого века в США смогли стать первыми серийными покрытиями для автомобильной промышленности, придя на смену использовавшимся до тех пор масляным краскам. Благодаря быстрому высыханию эти системы справились с первым условием, необходимым для серийного производства автомобилей на конвейере. НЦ покрытие высыхало в течение нескольких часов, в то время как для масляных систем требовалось несколько дней. Первым предприятием, применившим НЦ материалы в автомобильной промышленности, стала Женераль Моторс Корпорейшен.
Исследованиями технологического процесса того времени было установлено, что использование НЦ ЛКМ снижает время окраски кузова с 366 до 15 ч и число ручных приемов с 2400 до 600.
НЦ ЛКМ было просто получать и непосредственно после получения использовать. Поэтому возникли условия для бурного развития нитроцеллюлозных ЛКМ. В 1950 г. в США было произведено мебели с НЦ покрытием на 500 миллионов долларов.
За счет модифицирования алкидными смолами, смолами из природных жирных масел и полиэфирными смолами появилась возможность улучшить свойства НЦ ЛКМ и расширить сферу их применения.
Множество вариантов модифицирования с разнообразными типами смол сегодня позволяет находить для НЦ покрытий все новые области применения.
