Лакокрасочные материалы

В наше время использование лакокрасочных материалов преследует не только декоративные, но и защитные цели — защита окрашиваемого материала от воздействий окружающей среды. В некоторых случаях защитная функция становится главной: например, покрытие паркета лаком или окраска металлоконструкций. Лакокрасочные материалы применяют и при решении иных задач: психологических — создание настроения, оповещение о возможной опасности, санитарно-гигиенических — для облегчения уборки и др. Лакокрасочные покрытия обычно многослойны и состоят из грунтовочного, шпаклевочного и окрасочного слоев. Грунтовочный слой улучшает физико-механические свойства основания и повышает сцепление последующих слоев с ним, шпаклевочный — служит для выравнивания поверхности. Один или несколько окрасочных слоев создают тонкую пленку заданного цвета с необходимыми физико-механическими свойствами. В зависимости от характера основания и назначения окраски грунтовочного или шпаклевочного слоя может и не быть. В наше время лакокрасочные материалы используются очень широко, а их производство превратилось в крупную отрасль промышленности. Выпускаются лаки, краски и грунтовки самых разнообразных видов и для самых разных целей. Крупнейшие производители красок — Tikkurila (Финляндия), IСI (Англия), Весkers (Швеция), Сараrоl (Германия) и др. До середины ХХ века основными видами лакокрасочных материалов были лаки и краски на натуральных смолах и олифах, а также известковые и клеевые краски. Позднее на первые роли вышли материалы на полимерных связующих с использованием органических растворителей. Растворители представляют собой токсичные, пожароопасные и достаточно дорогие вещества. Они необходимы только на этапе нанесения и после этого испаряются. В наше время, когда ужесточается экологическое законодательство, краски на органических растворителях постепенно теряют свое лидирующее положение. Поэтому все шире (особенно в строительстве) начинают применяться водоэмульсионные краски, в которых разбавителем служит вода, и порошковые краски, в которых рабочая консистенция достигается разогревом до плавления в момент нанесения. Подобные краски с экологической точки зрения на сегодняшний день — лучшие виды лакокрасочных материалов. В последние годы вновь возрастает интерес к старым, традиционным и дешевым, а также самым безопасным для человека клеевым и известковым краскам. Такие крупные фирмы, как «Тиккурила», начали производство подобных красок, которые широко используются для реставрационного ремонта памятников архитектуры. Лакокрасочные материалы обычно представляют собой вязкие жидкости (реже порошки), которые после нанесения превращаются в твердую пленку на поверхности окрашиваемого материала. Собственно лакокрасочным покрытием и называют эту пленку, которая формируется за счет испарения жидкого компонента и (или) полимеризации связующего, что сопровождается ее усадкой. Деформации набухания и усадки пленка испытывает и во время эксплуатации при изменении влажности. Под действием кислорода и УФ-облучения в покрытии возникают напряжения от структурных изменений в связующем. Все эти процессы вызывают растрескивание и ослабляют сцепление пленки с основанием и тем в большей степени, чем толще лакокрасочный слой. Поэтому, как это ни парадоксально, более надежными и долговечными оказываются тонкие лакокрасочные пленки.

Основные компоненты лакокрасочных материалов

Современные лакокрасочные материалы — сложные многокомпонентные композиции. Основной компонент в любом лакокрасочном материале — пленкообразователь — вещество, способное образовывать достаточно прочную и долговечную пленку на окрашиваемой поверхности. Требуемый цвет получают с помощью пигментов и красителей. Пигменты — тонкодисперсные порошки ярко окрашенных природных или синтетических веществ, равномерно распределенные в пленкообразователе, окрашивающие его и лишающие прозрачности. Красители — окрашенные вещества, образующие истинный раствор в пленкообразователе и не лишающие покрытие прозрачности. Обычно в состав лакокрасочных материалов вводят еще один тонкодисперсный порошкообразный компонент — наполнитель. Его назначение — улучшение технологических свойств лакокрасочных материалов и эксплуатационных характеристик покрытий, а также экономия пигментов. Для придания лакокрасочным материалам рабочей консистенции в них вводятся растворители или разбавители (низкомолекулярные органические жидкости или воду). Кроме перечисленных компонентов, в состав лакокрасочных материалов могут вводиться специальные добавки: отверждающие, пеногасящие, стабилизирующие и т.п.

Виды лакокрасочных материалов

Лакокрасочные материалы принято делить на пять основных видов: лаки, краски, эмали, грунтовки, шпатлевки. Лаки — растворы природных и синтетических полимеров или олигомеров, образующие однородное прозрачное покрытие. Обычно в качестве растворителей использовались легколетучие органические жидкости (ацетон, спирт и т. п.), в последнее время все чаще для этой цели применяется вода. Краски — суспензии пигментов и наполнителей в пленкообразующем компоненте (олифе, клее, минеральном вяжущем и т.п.). В результате химических реакций и (или) испарения летучих компонентов нанесенная на окрашиваемую поверхность краска превращается в непрозрачное покрытие. Эмали — вариант красок, в которых суспензионной средой для пигментов и наполнителей служат растворы синтетических полимеров — лаки. Покрытия, образующиеся из эмалей, как правило, блестящие и более твердые, чем из красок, и напоминают стеклянную эмаль, наносимую на металл (например, покрытие ванн). В настоящее время грань между красками на олифах и эмалями стирается, т. к. применение олиф на натуральных маслах сокращается, а алкидные олифы модифицируют полимерами. Кроме перечисленных красящих композиций, к лакокрасочным материалам относятся вспомогательные материалы — грунтовки и шпатлевки, роль которых состоит в улучшении свойств основания с точки зрения его дальнейшего окрашивания. Грунтовка — краска или эмаль, которая способна образовывать покрытие с высокой адгезией к основанию. В некоторых случаях грунтовка выполняет защитные, укрепляющие и антикоррозионные функции. В настоящее время грунтовку часто называют праймер (от англ. рrimer — грунтовка). Шпатлевка — пластично-вязкая, значительно более густая, чем краски и грунтовки, композиция, состоящая, как правило, из тех же основных компонентов, но со значительно бoльшим содержанием наполнителя. Роль шпатлевки заключается в выравнивании основания под покраску.

Лаки

Лаки (нем. Lack; санскр. лакша) — растворы пленкообразующих веществ в органических растворителях, образующие твердые блестящие прозрачные пленки, прочно удерживаемые на окрашиваемой поверхности. Лаки известны с древнейших времен. Так, еще во втором тысячелетии до н. э. в Китае готовили лаки на основе сока лакового дерева. Несколько позже в Египте применяли природные смолы: янтарь, копал. В средние века в качестве лаков использовали высыхающие масла: льняное, конопляное и др. Лишь в 20-е годы нашего столетия началось производство лаков на основе эфиров целлюлозы. С 30-х годов в качестве пленкообразующего вещества в лаках стали использовать синтетические полимеры. В настоящее время большая часть лаков используется как основа для получения эмалевых красок, грунтовок и шпатлевок. Лаки по способу образования пленки можно разделить на две группы: с обратимыми (высыхающими) и необратимыми (твердеющими) пленками. Во многих современных лаках используются комплексные пленкообразующие компоненты. К высыхающим лакам относятся шеллачные, битумные и нитроцеллюлозные лаки. Шеллачные лаки — это классические спиртовые лаки с низкой водостойкостью, использовавшиеся в мебельной промышленности. Битумные (асфальтовые) лаки — растворы природных или нефтяных битумов, модифицированных смолами и (или) высыхающими маслами, в органических растворителях (сольвент, уайт-спирит, скипидар). Недостаток битумно-канифольных лаков в склонности к загустеванию (желатинизации) при хранении. Битумные лаки обладают хорошей атмосферостойкостью, кислото- и водостойкостью, а также электроизоляционными свойствами. Они имеют невысокую стоимость. Применяют их в основном для антикоррозионных покрытий металлоконструкций. Нитроцеллюлозные лаки (нитролаки) — растворы нитрата целлюлозы (коллоксилина) в смеси органических растворителей. Нитролаки быстро высыхают (15—30 минут) при комнатной температуре. Водостойкость лаков невелика, но они устойчивы к бензину и минеральным маслам. Совмещением коллоксилина с алкидными (глифталевыми) смолами получают нитроглифталевые лаки, образующие пленки с повышенной водостойкостью. Нитролаки и нитроглифталевые лаки служат основой для соответствующих красок (эмалей). К твердеющим лакам, т. е. образующим необратимые пленки, относятся все лаки на основе реакционноспособных олигомеров: алкидные, мочевино- и меламиноалкидные, эпоксидные, полиэфирные и полиуретановые. Алкидные лаки — самый распространенный вид лаков, используемых в основном для получения эмалевых красок. Алкидные лаки необратимо твердеют за счет сшивки кислородом воздуха за 24—28 часа при комнатных температурах. Мочевино- и меламиноалкидные — лаки, дающие твердые стойкие пленки при горячей сушке или введении отвердителей. Применяются для покрытия металла и древесины, а также при получении эмалей. Эпоксидные лаки состоят из двух компонентов: эпоксидного олигомера, разжиженного растворителем, и аминного отвердителя. После смешивания компонентов лак отверждается за несколько часов. Покрытия на этих лаках обладают хорошей адгезией к большинству материалов, очень высокой химической стойкостью и водонепроницаемостью. Полиуретановые лаки состоят из реакционноспособного олигомера и растворителя. Отверждение этих лаков идет за счет испарения растворителя и сшивки олигомера влагой воздуха. Эти лаки отличаются высокой износостойкостью и стойкостью к воде и водным растворам. Лаки, содержащие реакционноспособные растворители. В таких лаках в роли растворителя олигомера используются реакционноспособные мономеры. При добавлении к лаку инициаторов полимеризации такой растворитель сшивает молекулы олигомера, образуя нерастворимый твердый полимер. При этом усадка сводится к минимуму, т. к. не происходит испарения растворителя. Примером такого лака служит полиэфирный лак, в котором растворителем служит стирол. Преимуществом таких лаков является возможность образования за один раз пленки толщиной 200—300 мкм (обычные лаки при однократном нанесении имеют толщину пленки 10—20 мкм). В последнее время появились вододисперсионные акриловые лаки, не содержащие токсичных растворителей. По качеству образующейся пленки они не уступают традиционным лакам на органических растворителях. Для покрытия деревянных конструкций широко распространились тонированные лаки. Они не скрывают текстуру древесины, но изменяют ее цвет и обладают также антисептическими свойствами (покрытия типа «Пинотекс»). (Продолжение следует)

Автор: К. Н. Попов, профессор М. Б. Каддо, доцент Московский государственный строительный университет Дата: 12.11.2001 Журнал Стройпрофиль №3 Рубрика: *** Внимание: Публикация является архивной и на текущий момент может быть не достоверной.

«« назад