Лакокрасочные материалы

Лакокрасочными материалами называют вязкожидкие составы, наносимые на поверхность конструкции тонким слоем, который через определенное время отвердевает и образует пленку, прочно сцепляющуюся с основанием. В настоящее время эти материалы являются наиболее распространенными среди отделочных.

Лакокрасочные материалы обычно совмещают функции отделки и защиты поверхности строительных конструкций из металла, железобетона, дерева, кирпича и других материалов от воздействия среды. К лакокрасочным материалам относятся: 1) грунтовки и шпатлевки для подготовки поверхности к окраске; 2) красочные составы (краски), образующие покрытия нужного цвета; 3) лаки, создающие пленку, отличающуюся блеском; 4) компоненты грунтовок, красок, лаков – связующие вещества, пигменты, растворители и разжижители (разбавители), пластификаторы, отвердители и другие специальные добавки.

Общая характеристика лакокрасочных материалов. По основному составу лакокрасочные материалы – это композиты, состоящие из матричного связующего (пленкообразующего) вещества и наполнителя (в том числе пигмента). Краски(красочные составы)бывают масляные, эмалевые, водные (водоразбавляемые) и др. Растворитель и разбавитель позволяют получить жидко-вязкую консистенцию состава, в том числе без дополнительного расхода свя­зующего. Этими компонентами соответственно являются органические растворите­ли и вода (в водных и вододисперсионных красочных составах). Полимерное связующее и органический растворитель образуют лак, а лак с пигментом составляют эмаль (эмалевую краску).

Красочные материалы и покрытия различают преиму­щественно по химическому и эксплуатационному признакам (табл.4). В осно­ву обозначения материалов положены вид, природа пленкообразующего вещества и их назначение. Обозначение красочных составов имеет буквенные и цифровые индексы. Буквы обозначают принадлежность материала к той или иной группе по роду пленкообразующего, например, алкидноакриловые – АС, глифталевые – ГФ, кремнийорганические – КО, мочевинные (карбамидные) – МИ, перхлорвиниловые – ХВ, полиак­риловые – АК, полиамидные – ПА, поливинилацетатные – ВА, силикат­ные – ЖС, эпоксидные – ЭП и т.д. В табл. 4 приведена классификация красоч­ных материалов по группам эксплуатации покрытий.

Таблица 4. Классификация красочных материалов

по группам эксплуатации

Наименование материала по назначению	Группа эксплуа­тации	Условия эксплуатации
Атмосферостойкие		Покрытия, стойкие к различным климати­ческим воздействиям, эксплуатируемые на открытой площадке
Ограниченно атмосферостойкие		Покрытия, эксплуатируемые под навесом и внутри неотапливаемых помещений
Консервационные		Покрытия, применяемые для временной защиты окрашиваемой поверхности
Водостойкие		Покрытия, стойкие к воздействиям воды и ее паров
Специальные		Покрытия, обладающие специфическими свойствами: стойкостью к рентгеновскому излучению; светящиеся

Пример обозначения. Эмаль ХВ-16 – перхлорвиниловая эмаль (ХВ) для атмосферостойких покрытий 1, регистрационный номер 6.

Красочные составы по своей консистенции могут быть жидкими, вязкими, пастообразными. Каждому способу нанесения краски соответствует оптимальная вяз­кость, при которой не возникают дефекты поверхности покрытий. Для определения вязкости красок применяют вискозиметры. Жизнеспособность красочных составов определяется временем, в течение которого вязкость системы после сме­шения компонентов практически не изменяется. Технологичность нанесения красочного материала зависит от времени высыхания связующего, в течение которого жидкий лако­красочный состав, нанесенный тонким слоем, затвердевает и превра­щается в пленку.

Основные компоненты красочных составов. В качестве сырья в производстве красок и лаков применяют плен­кообразующие вещества, наполнители, пластификаторы, рас­творители, сиккативы, а также вспомогательные материалы (стаби­лизаторы, диспергаторы и т.д.).

Пленкообразующие вещества или связующие служат для сцеп­ления между собой частиц пигмента и создания тонкой пленки лакокрасочного покрытия, прочно держащейся на окрашенной поверхности. От свойств связующего зависят технологические и эксплуа­тационные свойства, а главное долговечность красочного покрытия. В масляных красках в качестве связующего используют олифы; в нитролаках – производные целлюлозы; в клеевых красках – клеи и т.д.

Пигменты – это сухие красящие порошки, являющиеся также на­полнителями системы, нерастворимые в воде, масле и других раство­рителях. По происхождению пигменты клас­сифицируют на природные (минеральные) и синтетические (минеральные и органические). Природные пигменты получают путем измельчения, обогащения, термической обработки минерального сырья (охра, умбра, сурик железный и др.). Синтетические неорганические (титановые, литопоновые и цинковые белила, сурик свинцовый, оксид хрома и т.д.) и органические (фталоцианиновые красители и др.) пигменты получают в результате сложных химических реакций и технологических процессов.

В отделочные составы для их удешевления, повы­шения декоративных и защитных свойств добавляют тонкоизмельченные наполнители: тальк, диатомит, молотый песок, слюду и осо­бенно часто мел и известняки. Расширяется применение в качестве наполнителей ор­ганических полимерных порошков: полиэтилена, полипропилена, поливинилхлорида и др.

Масляные краски представляют собой смесь пигмента и связующего вещества (олифы), тщательно протертых в специальных машинах-краскотерках до получения однородной смеси. Олифа способна "высыхать", отвердевая за счет окисления кислородом воздуха. Ус­коряют этот процесс сиккативы ("сикко" в переводе "сушить", "высушивать").

Олифы делят на четыре вида: а) натуральные (получаемые при переработке растительных масел); б) полунатуральные или уплотненные (олифа-оксоль – раствор оксидированного растительного масла и сиккативов в уайт-спирите); в) комбинированные – продукты полимеризации и обезвоживания высыхающих или полувысыхающих масел; г) синтетические (сланцевая, олифа этиноль).

К масляным краскам для экономии пигмента допускается добавка наполнителей (тальк, сернокислый барий, барит). Различают густотертые и готовые к применению масляные краски. Густотертые краски производят в виде паст и доводят до рабочей вязкости добавлением олифы.

Лаки представляют собой растворы пленкообразующих синте­тических или натуральных смол в органических растворителях, образующие после высыхания твердую прозрачную однородную пленку. В строи­тельстве в основном применяют масляно-смоляные, нитроцеллюлозные, битумные и другие лаки.

Недостатком лаков и эмалей является наличие в них органи­ческого растворителя, а следовательно, токсичность, взрыво- и пожароопасность, вследствие чего окраска должна производиться в специ­альных герметических окрасочных камерах, снабженных вентиляци­онным устройством. Эти материалы в своем большинстве содержат до 50 % лету­чих органических растворителей, что создает серьезный источник экологической опасности.

Эмали (эмалевые краски) получают в результате перетирания сухих пигментов с лаками.

Алкидные (глифталевые и пентафталевые) эмали выпускают готовыми к употреблению, а при загустевании к ним добавляют скипидар или уайт-спирит. Эти эмали обладают определенной твердостью, атмосферостойкостью, спо­собностью высыхать при обычной температуре не более чем за 1-2 суток. Они применяются для окраски металла, прошпаклеванных штукатурных поверхностей и т.д.

Применяют также нитроэмалевые краски на основе нитролаков. Нитроэмалевые краски отличаются быстрым высыханием – 15-45 минут.

Летучесмоляные (перхлорвиниловые) краски представляют собой суспензию пигментов в перхлорвиниловой смоле, растворенной в органических растворителях. Их применяют для наружных работ по штукатурке, бетону, камню, кирпичу и дереву.

Водоразбавляемые краски. В малярных работах широко применяют водоразбавляемые краски в виде готовых форм – водоэмульсионные или вододисперсионные, полимерцементные, силикатные – и приготовляемые на месте работ – клеевые, известковые, цементные и др. Вододисперсионные краски состоят из двух несмешивающихся жидкостей, при этом частицы одной – глобулы – распределены в другой – дисперсионной или внешней фазе, эмульгатора, препят­ствующего слипанию глобул, пигмента и специальных добавок. Вода, являясь внешней фазой, отсасывается пористым основанием подлож­ки, на которую нанесена краска, и частично испаряется. При этом происходит распад эмульсии, слипание глобул и образование красочного покрытия. После отверждения покрытие становится водостойким, воздухопро­ницаемым. При этом вододисперсионные краски не токсичны и техно­логичны, так как могут легко разбавляться водой до требуемой вязко­сти. К вододисперсионным относятся поливинилацетатные (на основе ПВА-дисперсии) краски, обладающие определенной водостойкостью, достаточ­ной адгезией к бетону, штукатурке, дереву, а также стиролбутадиеновые (на основе латекса СКС-5) и акрилатные краски, отличающиеся водостойкостью, повышенной атмосферостойкостью и долговечностью и применяемые для отделки фасадов зданий, влажных помещений.

Порошковые краски представляют мелкодисперсную сухую смесь, состоящую их твердых полимеров, наполнителей, пигментов и спе­циальных добавок. Покрытия нано­сятся на защищаемую поверхность различными методами с разогре­вом красочного состава до рабочей вязкости и переходом в капельно-жидкое состояние. Последующая монолитизация – слияние частиц краски и их отверждение – приводит к образованию химически стойкого покрытия в широком интервале температур эксплуатации.

Краски на неорганических вяжущих и клеевые краски. В качестве свя­зующего известковых красок применяется гашеная известь. Срок службы таких покрытий на воздухе низок. В качестве связующего цементных красок применяют белый или цвет­ной цементы. Для повышения водоудерживающей способности со­става в него вводят известь-пушонку и хлористый кальций. Цемент­ные краски применяют для наружных работ. Силикатные краски представляют суспензию пигментов и активных наполнителей (диа­томита или трепела) в водном растворе силиката калия. Краска отно­сительно водостойка. Силикатными красками окрашивают фасады зданий, а также деревянные конструкции для защиты от возгорания. Казеиновые и клеевые краски представляют собой сус­пензии пигментов и наполнителей в водных или водно-щелочных растворах клея или казеина. Клеевые составы не водостойки, их применяют для внутренней отделки помещений. Для повышения прочности и водостойкости покрытий в клеевые составы вводят олифу.