نگاه کلی
منظور از لاک فقط لاک ناخن نیست، بلکه لاکها به عنوان رنگهای نهایی یا رویه صنعتی ، بر روی پلاستیکها ، فلزات ، اثاثیه منزل و انواع کاغذها و مقواها مورد استفاده قرار می‌گیرند. لاکها به علت توانایی سخت شدن سریع در تمام دماهای محیطی و بویژه جاهایی که کوره خشک‌کن ندارند، مورد استقبال عمومی در صنعت قرار گرفته‌اند. آنها برای ساخت رنگهای رویه با اتصالات عرضی و «سرما خشک» ، بسیار مناسب هستند.
این رنگها به صورت یک‌جزئی عرضه می‌شوند و مشکلات ماندن در انبار و عمر مفید را ندارند و همچنین سریعتر از رنگهایی با مکانیسم اکسیداسیونی خشک می‌شوند، خشک می‌گردند.
انواع لاک
امروزه انواع مختلفی از لاکها با توجه به کاربرد و نوع مصرف تولید می‌شوند. از میان اینها لاکهای نیتروسلولزی و آکریلیکی ، به صورت گسترده مورد استفاده قرار می‌گیرند.
پلیمرهای سلولزی
این پلیمرها بر پایه سلولز ساخته می‌شوند. سلولز به صورت مصنوعی ساخته نمی‌شود، اما به مقدار زیاد در طبیعت وجود دارد. سلولز از حلقه‌های به هم پیوسته گلوکز تشکیل شده است و به علت جرم مولکولی بالا و پیوند هیدروژنی درون مولکولی در آب و حلالهای طبیعی حل نمی‌شود. با استری یا اتری کردن سه گروه هیدروکسیل حلقه‌های گلوگز ، سلولز را می‌توان به پلیمرهای قابل حل در حلالهای آلی تبدیل کرد.
تعدادی از پلیمرهای مفید در تولید لاکها
اتیل سلولز اتر یا اتیل الکل
سلولز استات ، استر اسید استیک
سلولز استات بوتیرات (C.A.B )، استر اسیدهای استیک و بوتیریک
نیترات سلولز ( نیتروسلولز N/C) ، استر اسید نیتریک
سلولز را با نیتره کردن توسط اسید نیتریک به نیترات سلولز تبدیل می‌کنند. این فرایند را می‌توان با رقیق کردن با آب متوقف کرد. بطور متوسط 1.8 _ 2.4 گروه نیترات در هر واحد گلوکز بدست می‌آید. وزن ملوکولی محصول برای مصرف رنگ ، بالاست و برای رسیدن به وزن مطلوب معمولا مولکولها را بوسیله هیدرولیز با اسیدهای رقیق و با کمک فشار و حرات دو نیم می‌کنند و محصولاتی با وزن مولکولی 50000 تا 300000 تولید می‌شوند، وزن مولکول و ویسیکوزیته محلول را تعیین می‌کند.
وجود آب برای لاک ، مضر می‌باشد. بنابراین بوسیله الکل تعویض می‌شود. نیتروسلولز باید توسط یک مایع به صورت مرطوب تهیه شود، در صورت خشک بودن به عنوان یک ماده منفجره طبقه‌بندی می‌شود.
تعیین حلالیت
مقدار نیتروژن ، حلالیت را تعیین می‌کند. اگر مقدار نیتروژن 11.8 تا 12درصد باشد، ماده در استرها ، کتونها و اتر_الکلها حل می‌شود. با 11.2 تا 11.8 درصد نیتروژن ، ماده در مخلوطی از اتانول و استرها یا تولوئن حل می‌شود. با 10.5 تا 11.2 درصد نیتروژن ، ماده در اتانول حل می‌شود.
پلیمرهای آکریلیکر
پلیمرهای آکریلیکر ، جزو پلیمرهای افزایشی مصنوعی هستند و منومرهای آنها بطور عمده استر اسیدهای غیراشباع می‌باشد. پلیمرهای آکریلاتها نسبت به متاکریلاتها نرم و انعطاف‌پذیرند. استرهای متاکریلات حاصل از الکلهای سنگین‌تر ، پلیمرهای نرم‌تری می‌دهد. پلی‌متیل متاکریلات در هیدروکربنهای زنجیری نامحلول است و در بالاتر از 125 درجه سانتیگراد نرم می‌شود. پلی‌بوتیل متاکریلات در هیدروکربنهای زنجیری محلول است و در بالاتر از 33 درجه سانتیگراد نرم می‌شود.
تشکیل دهنده‌های لایه لاکی
پلیمر آکریلیکر ، بهترین پوشش لاکی روی فلزاتی است که در معرض آب و هوا قرار می‌گیرند. پلی‌متیل متاکریلات ، سخت‌ترین پلیمر آکریلیکی است. بسیار سخت و درخشان و اغلب بسیار کم‌رنگ است و خیلی کم ، تحت تاثیر نور ماورا بنفش قرار می‌گیرد. در بنزینهای تجارتی نامحلول است و مقابل اسیدها و بازها مقاوم می‌باشد.
تهیه یک لاک کامل
پلی‌متیل متاکریلات و نیترو سلولز ، هر دو شکننده و سخت می‌باشند و برای استفاده در رنگ باید نرم شوند. این عمل بوسیله مخلوط کردن با رزینهای انعطاف‌پذیر انجام می‌شود. بهترین نرم کننده برای پلیمرها ، حلالهایی هستند که نقاط جوش بالایی دارند. بیشتر نرم کننده‌ها جزو استرها می‌باشند. معمولی‌ترین نرم کننده برای نیترو سلولز ، دی‌بوتیل فتالات و برای پلی‌متیل متاکریلات ، بوتیل‌فنریل فتالات می‌باشد.
یک لاک کامل شامل:
رنگدانه (اگر نیاز باشد)
پلیمر خطی
نرم کننده
رزین یا پلیمر سازگار (اگر نیاز باشد)
حلال
و افزودنیهای دیگر می‌باشد.
رزینهای سازگار با نیتروسلولز شامل آلکیدهای خشک نشدنی ، رزینهای آکریلیک و رزینهای طبیعی و مشتقات آنها مثل صمغ استر می‌باشد و رزینهای سازگار با پلی‌متیل متاکریلات ، شامل پلیمرهای نیتروسلولز و پلیمرهای آکریلیک و پلیمرهای وینیل می‌باشد. این رزینها میزان جامد یک لاک را در ویسکوزیته کاربردی افزایش می‌دهند. از حلالهای نیتروسلولز می‌توان نیترو اتان و اتیلن کربنات و متانول را نام برد و برای PMM می‌توان از نیترو متان و پروپیلن کربنات و ... نام برد.
پاشش داغ
در استفاده از لاکها با بکارگیری روش پاشش داغ می‌توان رنگ را با جامدات بیشتر و ویسکوزیته بالاتر برای رنگ آمیزی مورد استفاده قرار داد. در این روش لاک در مسیرش به سوی پیستون پاششی حرارت داده می‌شود و با دمای 70 تا 90درجه سانتیگراد از افشانه بیرون می‌زند.
