Torkmedel (från lat. siccativus - torkning) är hjälpämnen som införs i oljefärger [1] för att påskynda " torkningsprocessen ". Kemiskt är de katalysatorer för oxidativ polymerisation av vegetabiliska oljor [2] . Salter av kobolt , mangan , zirkonium , barium , bly , kalcium och andra kan användas som torktumlare .
Enligt verkningsmekanismen delas torkmedel in i två klasser: primära eller verkliga torkmedel och hjälpmedel (promotorer), som har en aktiverande effekt på primära torkmedel. Promotorer främjar jämn torkning av beläggningen genom hela tjockleken och ökar stabiliteten hos äkta torkmedel.
Sanna torkmedel är salter av karboxylsyror av övergångsmetaller som kobolt , mangan , bly , som finns i två valenstillstånd.
Promotorerna inkluderar salter av kalcium , barium , zink , zirkonium . Verkningsmekanismen för promotorer är att, eftersom de är starka baser, interagerar de mer aktivt med karboxylgrupperna i alkyd-oligoestrar, exklusive interaktionen av metallsalter som är en del av torkmedel med dem.
Som torkmedel används vanligtvis föreningar av vissa övergångs- och icke-övergångsmetaller, lösliga i olja och organiska lösningsmedel, främst salter av monokarboxylsyror (tvålar) med den allmänna formeln (RCOO) x M, där M är Co, Mn, V , Fe, Pb, Zn, Zr, Ce och andra metaller i lägsta oxidationstillstånd. R är en alifatisk eller alicyklisk substituent. De vanligaste tvålarna är 2-etylhexansyra, 2-etylheptansyra, naftensyra, syntetiska fettsyror (C7-C9 fraktion) och högre karboxylsyror med isostruktur. Mindre vanligt förekommande är tvålar av mättade syror av vegetabiliska oljor, tallolja (tallater), kolofonium (resinater) [3] .
Förutom tvål kan andra metallhaltiga komplex användas som torkmedel - kelater , metallocener . karbonylkomplex, acetylacetonater , fenantrolinderivat , såväl som vissa metallfria organiska föreningar, såsom diarylkinoxaliner , diarylfenaziner .
Inom industrin produceras torktumlare huvudsakligen i form av lösningar i flyktiga organiska lösningsmedel ( lacknafta , isopropylalkohol , lätta paraffiner ), på grund av bekvämligheten med deras dosering och lätthet att blanda med andra komponenter i lack och färger. Ibland produceras sikativ i form av pastor och pulver.
Torkmedel införs vanligtvis i lackmaterial i form av två- eller trekomponentsblandningar som innehåller ett salt av en övergångsmetall (Co, Mn, V, etc.) och icke-övergångsmetall (Pb, Ca, etc.). Mängden metall som införs bestäms av dess aktivitet, och valet av kombinationer av metaller bestäms av deras synergistiska effekt. De vanligaste systemen är Co-Pb, Co-Zn, Mn-Pb, Mn-Zn, Co-Zr, Mn-Zr, Pb-Mn-Co, Co-Mn-Zn, Co-Mn-Pb.
Torkmedel bidrar till överföringen (transporten) av O2 - luft in i filmbildaren. I detta fall interagerar O 2 med metylengrupper belägna i α-positionen till dubbelbindningarna av omättade syror, med bildning av hydroperoxider ROOH. Övergångssalter (Co, Mn) och icke-övergångsmetaller (Pb, Ca) är aktiva i denna process (Ni och Cu är mindre aktiva). I stadiet av radikalpolymerisationsinitiering deltar övergångsmetaller i nedbrytningen av hydroperoxider med bildning av radikaler.
Förutom den katalytiska verkan förbättrar torkmedel beläggningens mekaniska och skyddande egenskaper, ökar deras hydrofobicitet och korrosionsbeständighet och fungerar som mjukgörare och modifierare. Sambaserade torktumlare i kombination med alkaliska tvålar härdar vattenburna färger. Vissa föreningar - Schiff-baser, aminer, aziner, hydrazin, NH 3 , etc. - främjar verkan av torkmedel.
Inom industrin tillverkas torkmedel på två sätt. Den vanligaste fällningsmetoden bygger på en utbytesreaktion som sker i en vattenlösning mellan ett metallsalt (sulfat, nitrat, acetat, karbonat) och en alkalisk tvål av motsvarande syra. Metoden kräver inte uppvärmning till hög temperatur och leder till bildandet av ett torkmedel av hög kvalitet. En annan produktionsmetod är sammansmältning av metalloxider, hydroxider eller salter (karbonater, acetater) med syror vid 320–360°C, ibland i närvaro av ett lösningsmedel för att avlägsna reaktionsvatten. Torkar erhålls också genom direkt upplösning av finfördelade metaller i upphettade syror eller elektrokemiska metoder används.
I oljefärger som används i målning och oljor som används för deras framställning bör torkmedel inte införas, eftersom de orsakar mörkare av färgskiktet och dessutom påverkar de i vissa fall färgglada pigment negativt och ändrar sin ursprungliga färg.