Краски и эмали

Клеевые краски представляют собой суспензии пигментов и наполнителей (мела, каолина) в водных растворах органических клеев (казеина, эфиров целлюлозы и др.). Работа с клеевыми красками абсолютно безвредна, т. к. в них отсутствуют токсичные вещества. Грунтовкой для таких красок служат клеевые растворы медного купороса или алюмокалиевых квасцов. Краски обычно либо готовят перед употреблением из сухих смесей, либо отдельно приготавливают водный раствор клея и колерную пасту (смесь пигмента, наполнителя и небольшого количества воды). Клеевые краски образуют пористые и в большинстве случаев неводостойкие покрытия, поэтому для окраски фасадов их не применяют. Клеевые краски обладают хорошими декоративными свойствами: покрытие может быть матовое или иметь шелковистый блеск. В роли красок для интерьеров они вновь начинают приобретать популярность благодаря своей экологичности. Паро- и газопроницаемость таких покрытий обеспечивают влаго- и воздухообмен в помещении, т. е. улучшают условия обитания. Эти же свойства способствуют долговечности такой окраски. �звестковые краски — простейший и самый дешевый вид красок, в котором пленкообразующий компонент, наполнитель и часто единственный пигмент — это одно и то же вещество — гашеная известь. Для улучшения укрывистости добавляют мел, а для придания желаемого оттенка — щелочестойкий пигмент. �звестковые краски неводостойки. Однако для покраски верхней части стен и потолков это не является недостатком. �звестковые краски не образуют сплошной пленки, что делает их паро- и газопроницаемыми и увеличивает долговечность. Применяют известковые краски и для наружной окраски кирпичных, бетонных и оштукатуренных стен. Срок их службы невелик (1—3 года), но из-за низкой стоимости и простоты применения их использование в определенных случаях рационально. Фрески (итал. fresco — свежий) — вариант использования известковых красок. Они представляют собой росписи водными суспензиями пигментов (с небольшим количеством животного клея или яичного желтка) по свежеуложенной известковой штукатурке. При этом пигмент внедряется в верхний слой известкового раствора и после карбонизации последнего прочно закрепляется на поверхности штукатурки. Долговечность фресок общеизвестна благодаря старинным росписям, сохранившимся до нашего времени. В силикатных красках связующим служит жидкое калийное стекло. Эти краски выпускают в виде сухой пигментной смеси, к которой добавляется жидкое стекло. Характер связующего требует от пигментов высокой щелочестойкости. Силикатные краски образуют прочное, атмосферостойкое покрытие, «сросшееся» с основой, т. к. с большинством силикатных материалов краски образуют физико-химические связи. Покрытия на основе силикатных красок можно мыть, они устойчивы к действию органических растворителей. Такие покрытия воздухо- и паропроницаемы; на каменных материалах и древесине очень долговечны (срок службы — до 20 лет). Цементные краски для отделки фасадов широко применялись в 50—60-е годы. �х получают на основе белого или цветного цемента, извести, пигментов и гидрофобизаторов. Срок службы их невелик. В настоящее время эти краски вытеснены полимерцементными составами. Масляные краски. К этой группе относятся краски, в которых связующим служат олифы. Олифы (от греч. аleipha — масло) — пленкообразующие вещества на основе жидких растительных масел (льняного, конопляного и др.) или алкидных (глифталевых или пентафталевых) полимеров (часто неправильно называемых смолами), модифицированных растительными маслами. Олифы — олигомерные продукты. Для олиф используют ненасыщенные масла, т. е. имеющие двойные связи в углеводородной цепи. Благодаря двойным связям олифы могут отвердевать (а не высыхать!) за счет окислительной полимеризации, т. е. сшивки кислородом воздуха. Образующиеся эластичные пленки со временем, особенно под действием УФ-излучения, становятся хрупкими и растрескиваются. Процесс отвердевания необратимый, т. е. «высохшая» масляная краска не растворяется повторно. Под наименование «олифа» выпускаются и другие пленкообразующие жидкие продукты, отличающиеся, однако, худшими свойствами. По составу и технологии приготовления олифы могут быть: натуральные, олифы-оксоль и алкидные (cм. табл.). Олифу натуральную получают из ненасыщенных растительных масел (льняного и конопляного). Как уже говорилось, олифа или краски на ее основе, нанесенные тонким слоем, способны под действием кислорода воздуха отвердевать. Для ускорения отвердевания олифы в нее вводят сиккативы (лат. siccativus — высушивающий), катализирующие окислительную полимеризацию ненасыщенных масел. При отсутствии кислорода процесс полимеризации практически не идет. Например, краска, залитая водой, не отвердевает. В настоящее время натуральная олифа применяется редко, в основном для красок, используемых в живописи. Олифу-оксоль (полунатуральную олифу) получают более глубокой окислительной полимеризацией растительных масел до получения вязкой жидкости. Ее растворяют уайт-спиритом в соотношении 1:1. Олифу-оксоль получают как из льняного или конопляного масла (марка В), так и из подсолнечного, соевого и др. (марки ПВ и СМ). Краски на олифе марки В используют как для наружных, так и для внутренних работ; краски на олифе марки ПВ годятся только для внутренних работ. Краски на олифе-оксоль менее долговечны и дают более хрупкую пленку, чем краски на натуральной олифе. Алкидные олифы представляют собой растворы низковязких жирных алкидных смол (60—65% масла) в уайт-спирите. Они выпускаются двух типов: глифталевые (ГФ) и пентафталевые (ПФ). �х получают путем олигомеризации глицерина (или пентаэритрита), фталевого ангидрида и ненасыщенных растительных масел. Последние являются внутренними пластификаторами, придающими пленке, получаемой из этих олиф, эластичность. По атмосферостойкости алкидная олифа почти не уступает натуральной, а по физико-механическим показателям пленки во многом превосходит ее. При этом расход пищевых масел в таких олифах минимальный. �з рассмотренных олиф в строительстве в основном используются алкидные, на базе которых выпускается широкий ассортимент красок. Масляные краски могут быть густотертые и готовые к употреблению. Густотертые доводят до малярной консистенции, смешивая с олифой. Олифа в масляных красках играет роль не только пленкообразователя, но и разбавителя. Растворителей в составе масляных красок нет. Масляные краски на воздухе не высыхают, а, как уже говорилось, твердеют в результате окислительной полимеризации олифы. Масляные краски применяют для предохранения деревянных конструкций (окон, дверей, обшивки стен и т. п.) от увлажнения, защиты стальных конструкций от коррозии, а также для окраски поверхностей, подвергающихся истиранию и нуждающихся в частой промывке водой (полы, панели стен и т. п.). В последние годы масляные краски вытесняются красками на полимерных связующих — эмалями. Эмали — краски, получаемые при введении пигментов и наполнителей в лаки. Четкой границы между масляными красками и эмалями нет. Глифталевые (ГФ) и пентафталевые (ПФ) краски (эмали), называемые также алкидными, являются промежуточным звеном между масляными красками и эмалями. Они применяются как для внутренней, так и для наружной отделки. Нитроцеллюлозные эмали (НЦ) — быстросохнущие краски, применяемые в основном для окраски металлоконструкций, реже — дерева. Атмосферостойкость у них невысокая. Нитроглифталевые эмали (НГ) — краски высокого качества, объединившие в себе достоинства глифталевых и нитроцеллюлозных красок. Перхлорвиниловые (ПХВ) краски (эмали) — раствор перхлорвинилового полимера в органических растворителях с добавлением пигментов. Эти краски применяют для наружных работ по штукатурке, бетону, кирпичу при температурах до —15 оС. Пер-хлорвиниловые краски дают насыщенные тона, сохраняя фактуру поверхности. Такие покрытия долговечны и характеризуются высокой атмосферостойкостью. Окрашенные фасады можно мыть с применением моющих средств. Водно-дисперсионные краски — краски, в которых водонерастворимое полимерное связующее и пигменты диспергированы в воде, образуя устойчивую суспензию. Они стали в наше время одним из главнейших видов строительных красок благодаря высоким экологическим свойствам и пожаробезопасности. Первые водно-дисперсионные краски известны с давних времен. Одна из них — темпера — применяется и теперь. Темпера (от итал. temperare — смешивать) — краска, получаемая перетиранием растительного масла (олифы), водного раствора клея и пигмента. В этой смеси дисперсионной средой является раствор клея, поэтому темпера разбавляется водой, а пленкообразующим служит олифа, что обеспечивает покрытию водостойкость. Поверхность, покрытая темперой, имеет матовую фактуру. Она паропроницаема и устойчива к внешним воздействиям. Темпера была известна еще в Древнем Египте. В средние века ее применяли для росписи зданий. В то время использовалась масляно-казеиновая темпера. Сейчас темперу, в основном поливинилацетатную, применяют в живописи. До середины ХХ века водно-дисперсионные краски готовили, эмульгируя масляную краску в горячий мыльный раствор с известью. Современные водно-дисперсионные краски — сложные многокомпонентные системы, основанные на готовых полимерных дисперсиях с добавлением пигментов, пластификаторов, эмульгаторов, загустителей, пеногасителей и структурирующих добавок. Водно-дисперсионные краски наносят на окрашиваемую поверхность общепринятыми методами: распылением, валиком или кистью. При этом влажность поверхности не является помехой для окраски. Однако защита от капельно-жидкой воды красочного слоя в начальный период твердения обязательна, т. к. незатвердевшая краска размывается водой. Формирование красочной пленки на поверхности материала происходит в результате обезвоживания краски (вода частью всасывается в пористое основание, а частью — испаряется). При этом глобулы полимера сближаются, контактируют и в конечной фазе образуют пленку. Полное высыхание краски происходит через 12—24 часа (это зависит от вида краски, характера основания и температуры). После этого красочная пленка приобретает водостойкость и может быть растворена только органическими растворителями. Частицы пигмента оказываются внутри этой пленки. Пленка, образующаяся в этих условиях, не будет абсолютно монолитной, т. к. плотного слияния глобул не происходит. В результате такое покрытие газо- и паропроницаемо, почти так же как покрытие из клеевых красок. Фактура красочной поверхности может быть как матовой, так и блестящей. Для формирования пленки обязательным является условие, чтобы температура основания во время окраски была выше минимальной температуры пленкообразования (МТП) полимера. Как правило, использовать водно-дисперсионные краски рекомендуется при температурах не ниже 5 оС. Для приготовления водно-дисперсионных красок используют в основном пленкообразующие двух типов: — сополимеры акрилатов — полиакрилатные краски; — сополимеры на основе винилацетата — поливинилацетатные краски. В меньшей степени используются дисперсии на основе сополимеров винил-хлорида, синтетических каучуков и эпоксидных смол. Наиболее перспективны полиакрилатные лаки и краски, используемые как для внутренних, так и для наружных работ по различным видам оснований. Порошковые краски — тонкодисперсные пигментированные композиции на основе полимеров для получения защитно-декоративных покрытий методом высокотемпературного напыления. В качестве пленкообразующего компонента применяют термопластичные полимеры (полиакрилаты, насыщенные полиэфиры, ПВХ и др.) и термореактивные олигомеры (полиэпоксиды, полиуретаны и др.). Порошковые краски доводят до рабочей вязкости нагревом до плавления непосредственно в момент нанесения. Преимуществом порошковых красок является отсутствие органических растворителей в составе краски и очень быстрое (несколько минут) получение готовой красочной пленки на отделываемой поверхности. В настоящее время порошковые краски применяются главным образом при заводской окраске стеклянных, керамических и металлических конструкций и изделий.