Тема 2. Сведения о лакокрасочных материалах. Определение и классификация
 Скачать 144.98 Kb.
|
1 2 степень перетира, характеризуемая размером самых крупных частиц (пигментов и наполнителей) в ЛКМ (СТБ ISO 1524, ГОСТ 6589, ГОСТ Р 51691 и ГОСТ Р 52753). Как правило, степень перетира составляет 10…50 мкм. Чем мельче частицы, тем лучше качество покрытия и меньше расход краски; укрывистость (кроющая способность) характеризует способность ЛКМ делать невидимым цвет или цветовые различия окрашиваемой поверхности и выражает собой площадь окрашиваемой поверхности, которую можно окрасить данным количеством ЛКМ с образованием высохшего лакокрасочного покрытия заданной толщины (ГОСТ 8784, ISO 6504 и ISO 2814). Измеряют, как правило, в г/м2 визуально или инструментальными методами. Однако для пигментированных лакокрасочных составов понятия «укрывистость» и «кроющая способность» по отечественным и зарубежным источникам не совсем однозначные. Согласно международному стандарту ISO 6504/1 (СТБ ISO 6504) под укрывистостью ЛКМ подразумевается площадь, которую можно укрыть одним литром или килограммом краски (м2/л или м2/кг) заданной толщины. При этом краска должна на 98% укрыть подложку, окрашенную белыми и черными полосами или квадратами. По ГОСТ 28246 под укрывистостью понимают способность ЛКМ делать невидимым цвет или цветовые различия и измеряют, как правило, в г/м2, а под кроющей способностью понимают площадь окрашиваемой поверхности, которую можно окрасить данным количеством ЛКМ с образованием высохшего покрытия заданной толщины и измеряют, как правило, в м2/л или м2/кг. Вместе с тем физическая сущность этих понятий по всем нормативным документам практически остается неизменной и характеризует потребительские свойства пигмента или пигментированного ЛКМ. Неоднозначным является и сравнение расходов краски по объему и массе. Нельзя также отождествлять укрывистость с расходом лакокрасочного материала, наносимого на единицу площади для получения пленки нормальной толщины. Для большинства красок укрывистость – 45…650 г/м2, кроющая способность – 3…11 м2/л; жизнеспособность (срок годности) – максимальное время, в течение которого ЛКМ, выпускаемый в виде отдельных компонентов, может быть использован после смешивания компонентов. Определяется по вязкости ЛКМ через 3 мин после смешивания компонентов и после истечения определенного времени, указанного в стандартах (ГОСТ 27271, EN ISO 9514); время высыхания – промежуток времени, в течение которого достигается определенная степень высыхания при заданной толщине слоя и определенных условиях сушки – температуре и влажности (ГОСТ 19007, ISO 1517 и ISO 9117); степень отверждения (высыхания) характеризует состояние поверхности покрытия при определенных значениях времени и температуры. Оценивается разными показателями и в первую очередь измерением физико-механических свойств: твердостью пленки, глубиной протекания химических реакций, содержанием гель-золь-фракции, степенью сшивания в трехмерном полимере и др. (ГОСТ 19007); содержание нелетучих веществ (сухого остатка) – отношение массы веществ, остающихся в пленке после испарения летучих веществ, к общей массе испытываемого материала (СТБ ISO 3251, ISO 3233, ГОСТ Р 52487, ГОСТ 17537). Сухой остаток (%) позволяет оценить содержание растворителя и воды в ЛКМ, но не указывает на содержание пигмента или связующего. Добавление в ЛКМ дешевых наполнителей позволяет выполнить требования стандарта по сухому остатку, но может привести к существенному снижению качества ЛКМ. Поэтому содержание сухого остатка является только полезной информацией в сочетании с другими техническими характеристиками. Например, для качественных акриловых красок он должен составлять не менее 45…50%; твердость пленки, характеризующая ее способность сопротивляться местным деформациям и стойкость к разрушению при механических воздействиях, а иногда и степень ее отверждения. Оценивается различными методами: по зависимости скорости затухания амплитуды качания маятника от твердости покрытия, с помощью специальных карандашей с твердостью от 9В до 9Н, методом царапин и др. (ГОСТ 5233, ISO 1518, ISO 1522 и ISO 15184); эластичность определяет способность лакокрасочного покрытия принимать прежнюю форму после снятия деформирующего усилия (растяжения) или следовать за деформацией подложки без отслаивания и растрескивания. Оценивается прочностью пленки при изгибе и другими методами (ISO 1520); прочность пленки при изгибе, устанавливаемая по оценке стойкости лакокрасочного покрытия к растрескиванию или отслаиванию от металлической поверхности при изгибе окрашенного образца вокруг цилиндрического стержня (ГОСТ 6806, ГОСТ Р 52740, ISO 6860, ISO 1519); прочность пленки при растяжении (ГОСТ 29309, ISO 1520), устанавливаемая по глубине (мм) вдавливания сферического пуансона в металлическую пластинку с покрытием в момент его разрушения; прочность пленки при ударе (ГОСТ 4765, ISO 6272), характеризующая стойкость покрытия к растрескиванию или отслаиванию от подложки при мгновенной деформации под действием ударной нагрузки. Оценивается минимальной высотой свободного падения груза и минимальной массой груза при определенном размере бойка, при котором произошло растрескивание и (или) отслаивание покрытия от окрашиваемой поверхности; адгезия покрытия (адгезионная прочность) – совокупность сил, связывающая высохшее лакокрасочное покрытие с окрашиваемой поверхностью (подложкой). Может иметь механическую, химическую или электромагнитную природу и измеряется силой отрыва на единицу площади (ГОСТ 15140, ГОСТ 27890, ISO 2409 и ISO 4624). Измеряется в паскалях или баллах. Высокая адгезия является условием образования высококачественного лакокрасочного покрытия; внешний вид покрытия характеризуется цветом, фактурой, качеством исполнения, наличием или отсутствием дефектов и устанавливается соответственно по образцу-эталону (ГОСТ Р 51691, ГОСТ 9.407, ISO 3668), визуально при естественном или искусственном освещении и другими методами. После отверждения поверхность покрытия должна быть гладкой, однородной, без расслаивания, оспин (углублений, не доходящих до окрашиваемой поверхности), потеков, морщин и посторонних включений. Допускается небольшая «шагрень» (различные цветовые оттенки). По качеству исполнения покрытия делятся на семь классов. К классу I относятся гладкие и однотонные покрытия, на которых не допускается никаких дефектов. Для класса VII дефекты на покрытиях не нормируются. Для каждого ЛКМ установлен максимально достигаемый класс покрытия; цвет является одним из важнейших декоративных признаков лакокрасочных материалов (СТБ 2225). Он должен находиться в пределах допускаемых отклонений, установленных эталонами цвета «Картотеки» или утвержденными контрольными образцами (ГОСТ Р 51691). Устанавливается методом визуального сравнения по ГОСТ 29319 и ISO 3668 при естественном или искусственном рассеянном свете. В настоящее время придание цвета краске осуществляется, как правило, с помощью специального колеровочного оборудования, которое позволяет получить не только любое количество краски нужного цвета, но и повторить его при необходимости через некоторое время; блеск характеризуется способностью отражать свет (ГОСТ Р 51691). Оценивается обычно по степени блеска поверхности покрытия в процентах с помощью специальных приборов (блескомеров) по ГОСТ 896, ГОСТ Р 52633 и ISO 2813. Например, высокоглянцевая поверхность имеет степень блеска более 60%; толщина пленки, оказывающая влияние на прочность адгезионной связи и обычно составляющей 60…100 мкм. Чем тоньше пленка, тем выше прочность связи с подложкой. Поэтому толщина слоя покрытия не должна превышать определенных значений. Многослойные покрытия, состоящие из нескольких тонких слоев, прочнее однослойных, имеющих ту же толщину. Устанавливают по ISO 2808 и ГОСТ Р 51694; плотность, измеряемая пикнометрическим методом по методике, изложенной в ISO 2811-1 и ГОСТ 28513. Плотность красок последнего поколения несколько меньше своих предшественниц; атмосферостойкость, которая способна сохранять декоративные и эксплуатационные характеристики при воздействии различных климатических факторов: дождь, солнце, ветер, высокие и низкие температуры. Оценивают при помощи натурных испытаний или в климатических камерах (ГОСТ 9.401); устойчивость к свету (светостойкость), светопрочность. Устойчивыми к свету считаются лакокрасочные слои, не меняющие ни свойств, ни внешнего вида в результате прямого воздействия света под открытым небом. Светопрочность относится только к изменению красочного тона (ГОСТ 21903). Для повышения светостойкости в состав ЛКМ вводятся вещества, которые носят название ультрафиолетовых фильтров (УФ, UV); проницаемость покрытий, характеризующая способность препятствовать проникновению жидкостей, паров и газов к поверхности подложки из окружающей среды, т.е. характеризующая защитные свойства покрытий от внешней контактирующей с ней среды. Выражают проницаемость чаще всего в м2/ч · Па или г/м2 · сут. (ГОСТ 25898); стойкость к истиранию (DIN 13300) устанавливается в условных единицах или по количеству циклов истирания (классы от 1 (до 200 циклов) до 5 (до 40 циклов); безопасность (токсичность, пожаро- и взрывоопасность) – (ГОСТ 19433, ГОСТ Р 51691 и ГОСТ Р 52362); срок службы покрытия (ГОСТ 9.401 и ГОСТ 9.407). Качественные характеристики ЛКМ иностранных производителей приводятся, как правило, на знаках качества RAL, отечественного производства – в маркировке, кодируемой группой знаков. МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ ПОВЕРХНОСТИ К ОТДЕЛКЕ Грунтовки (от нем. grunt – почва, основа) представляют собой лакокрасочные составы, образующие при нанесении на окрашиваемую поверхность первым слоем непрозрачное или прозрачное однородное покрытие с хорошей адгезией к поверхности и последующим окрашиванием. Предназначены для улучшения свойств лакокрасочной системы (ГОСТ Р 51693). Они пропитывают (модифицируют) поверхность окрашиваемого материала, делают ее более плотной и способствуют равномерному наложению и абсорбции (впитыванию) таких материалов, как краска, штукатурка, шпатлевка, обойный клей и др. Кроме того, грунтовки могут выполнять и другие функции: защищать металл от коррозии, выявлять текстуру древесины, перекрывать поры и другие дефекты окрашиваемой поверхности. По назначению грунтовки подразделяются на антикоррозионные (для металлов), антисептические (по древесине), пропиточные, или глубоко проникающие (для штукатурки, гипсокартона, под плитку), укрепляющие, уменьшающие впитывающую способность основания, улучшающие адгезию, изолирующие, специальные, для наружных (фасадные) и внутренних работ и др. Различают также составы для первичной подготовки оснований (праймергрунтовки) и для улучшения сцепления между отделочными слоями. При этом они могут быть как универсальными, так и под конкретные виды красок. Грунтовкой может быть также и сама краска, разбавленная растворителем (самогрунтующаяся краска). Все грунтовочные составы подразделяют на водные (на основе клеев и минеральных вяжущих), масляные и синтетические. По составу грунтовки включают в себя пленкообразующие вещества (смолы, масла, разные виды клеев и т.п.), небольшое количество пигментов, ускорители высыхания и другие добавки для придания поверхности тех или иных свойств. Обычно грунтовки содержат пигмента 50…80% от массы связующего, в то время как в красках – 100…120% пигмента. Связующие в грунтовках, как правило, те же, что и у соответствующих красок. Кроме того, грунтовки обладают меньшей вязкостью, чем окрасочные составы. Грунтовки поставляются потребителю как в сухом виде, так и готовыми к употреблению составами. В то же время отдельные виды грунтовок промышленностью не производятся и их необходимо готовить на месте производства работ. Шпатлевки (от нем. spatel – шпатель, лопаточка) представляют собой пастообразные или жидкие лакокрасочные материалы, наносимые на окрашиваемую поверхность с целью выравнивания незначительных неровностей и получения гладкой ровной поверхности. В ряде случаев шпатлевки служат также для исправления планиметрии и создания сложных криволинейных поверхностей (куполов, колонн, арок, скругленных углов и т.п.), различных архитектурных деталей (тяг, карнизов, лепных украшений). В состав шпатлевок входят пленкообразующее вещество, минеральные наполнители, пигменты, пластификаторы, растворители и другие целевые добавки (ГОСТ 10277). От грунтовок и красок они отличаются большим содержанием сухого вещества (до 80% по массе) и высоким соотношением количества наполнителей и пигментов к пленкообразователю (обычно от 5 : 1 до 12 : 1). Обязательным требованием, предъявляемым к шпатлевочным составам, являются высокая пластичность и отсутствие усадки или сильного расширения при высыхании. Они должны образовывать очень тонкий ровный слой, не содержащий посторонних включений, без царапин и видимых дефектов. Все современные шпатлевки подразделяют на сухие смеси, затворяемые водой, и готовые к применению пастообразные составы. По назначению из них условно выделяют четыре группы: выравнивающие (груборельефные или шпатлевки первого слоя), финишные (шпатлевки второго слоя), универсальные и специализированные. В зависимости от вида вяжущего различают гипсовые, цементные, полимерные и другие виды шпатлевок. Лучшие современные сухие шпатлевки имеют весьма сложный многокомпонентный состав и изготовляются на основе гипса или цемента и модифицирующих полимеров. Модификация минеральных вяжущих полимерами обеспечивает шпатлевкам высокую адгезию, эластичность, водостойкость, легкость обработки и долговечность. Шпатлевки готовые к применению в ряде случаев превосходят сухие смеси как по качеству, так и по стоимости. Более качественными из них являются шпатлевки на основе акриловых дисперсий, стиролакриловые, на органорастворимых вяжущих – пентафталевых, нитроцеллюлозных, эпоксидных и др. Замазки (подмазки) предназначены для заделки мелких трещин, царапин и выбоин на отделываемых поверхностях, а также отверстий, щелей и швов в различных изделиях. Они отличаются от шпатлевок тем, что не дают усадки и обладают повышенной адгезией. Замазки могут быть отверждающиеся и неотверждающиеся. Приготовляют их, как правило, на месте производства работ. Например, для получения меловой замазки тщательно перетирают 80% мела и 20% натуральной олифы. Иногда в состав олифы вводят небольшое количество минерального масла (талового). Такая замазка обладает достаточно высокой пластичностью, быстро затвердевает, а после затвердевания не растрескивается и не крошится. Порозаполнитель – лакокрасочный материал, предназначенный для заполнения пор или трещин окрашиваемой поверхности. Состоит из смеси пленкообразующего вещества, пластификатора, растворителя и наполнителей. Поставляется на рынок цветным и бесцветным. МАТЕРИАЛЫ ОСНОВНОГО ЛАКОКРАСОЧНОГО СЛОЯ Лаки (от слова laksha (лакша), которое на древнем индийском языке санскрит означало «сто тысяч» из-за огромного числа лаковых щитовок (семейство насекомых), продуктом секреции которых является шеллак – смолистая субстанция, и уже позднее от нем. Lack) представляют собой жидкие растворы пленкообразующих веществ в органических растворителях или воде, образующие после нанесения на поверхность и высыхания твердую, прозрачную (обычно блестящую) и однородную пленку с хорошей адгезией к материалу изделия. Иногда лаки могут быть и непрозрачными, например кузбасслак. В лаках в отличие от красочных составов отсутствует пигментированная составляющая (ISO 4618/1). Кроме двух основных компонентов, лаки могут содержать еще различные добавки – пластификаторы, отвердители, сиккативы и другие вещества, улучшающие качество лакового покрытия (ГОСТ Р 52165). В отдельных случаях лаки могут содержать красители и матирующие вещества. В зависимости от характера отверждения различают лаки, образующие пленки в результате испарения растворителя, химических реакций полимеризации и поликонденсации и совместного процесса испарения растворителя и химической реакции. Названия лаков чаще всего соответствуют составу пленкообразователей (нитроцеллюлозные, масляные, полиэфирные) и реже – растворителей (спиртовые, водорастворимые). Однако из-за многокомпонентности составов названия эти достаточно условные. Спиртовые лаки состоят из синтетических полимеров, растворенных в спирте или смеси спирта с другими летучими растворителями. Пленки спиртовых лаков образуются в результате испарения растворителя и могут быть снова растворены в нем. Спиртовые лаки (канифольные, шеллачные, канифольно-шеллачные, карбонильные и др.) чаще всего находят применение в столярно-мебельном производстве. Спиртовые политуры в отличие от лаков содержат меньше смолы (соответственно 7…12% и не менее 30%). Они лучше пропитывают древесину, обеспечивая заполнение пор и более прочное сцепление. Масляные лаки – растворы природных или синтетических полимеров (смол), модифицированных высыхающими маслами в растворителях с добавкой сиккативов. Содержания масла в них больше, чем смолы. В зависимости от соотношения масла и смолы они подразделяются на жирные, средние и тощие. Пленки масляных лаков обладают высокой эластичностью, морозо- и водостойкостью. Однако из-за дефицитности масел и длительности высыхания имеют ограниченное применение. В основном используются для наружной и внутренней отделки по дереву (мебель, деревянные полы и др.). Смоляные лаки содержат смолы, как правило, больше, чем масла. В зависимости от вида пленкообразующего компонента их подразделяют на нитроцеллюлозные, полиэфирные, поливинилхлоридные, полиуретановые, акриловые, перхлорвиниловые, мочевиноформальдегидные и др. Большую часть всех производимых лаков в настоящее время используют для получения эмалевых красок и грунтовок (полуфабрикатный лак). Краски (от слова красивый) – это больше собирательное название, обозначающее несколько групп красящих веществ. В строительной практике красками чаще всего называют жидкие или пастообразные пигментированные материалы, имеющие пленкообразующую среду в виде олифы различных марок, водных дисперсий синтетических полимеров или других пленкообразующих веществ и образующие на окрашиваемой поверхности непрозрачное покрытие в виде твердой пленки. В зависимости от типа пленкообразующего вещества краски подразделяют на масляные, клеевые, минеральные, порошковые и эмалевые. Употребляемые термины «эмаль» и «краска» тоже достаточно близки, но не совсем тождественны. Эмалевые краски (эмали) – это жидкие или пастообразные пигментированные материалы, имеющие лакокрасочную среду в виде раствора пленкообразующего вещества в органических растворителях и образующие на окрашиваемой поверхности непрозрачное покрытие, т.е. эмали – это пигментированные лаки. Содержание пигмента в эмалях – 80…120% в зависимости от их укрывистости и назначения эмали. Характерной особенностью эмалевых покрытий является блестящая поверхность, напоминающая поверхность стекло эмали. В зависимости от состава основных пленкообразующих веществ, различают эмали масляные, феноломасляные, алкидные, алкидно-стирольные, эпоксидные, акриловые, полиуретановые, полиэфирные, нитроцеллюлозные, перхлорвиниловые и др. (СТБ 1507). Водоразбавляемые краски – составы, в которых пленкообразующее вещество растворимо или диспергировано преимущественно в воде (клеевые, силикатные, казеиновые, водно-дисперсионные). Клеевые краски представляют собой суспензии пигментов (минеральных или органических), наполнителей (мел) и различного рода добавок в водных растворах пленкообразователей. В качестве пленкообразователей используют клеи животного (белковый, казеиновый, глютиновый), растительного (декстрин) и синтетического (поливинилацетатный) происхождения. Добавками служат стабилизаторы, загустители, диспергаторы, гидрофобизаторы и др. Готовят такие составы непосредственно перед нанесением на окрашиваемую поверхность. После нанесения на окрашиваемую поверхность и высыхания образуются пористые, как правило, неводостойкие и непрочные, но с достаточно хорошими декоративными свойствами покрытия. Применяются в основном для отделки внутренних помещений. Силикатные краски тоже входят в группу водоразбавляемых составов, но минерального происхождения. Получают их на основе жидкого калийного (растворимого) стекла, содержащего улучшающие органические добавки и пигменты. Выпускаются одно- и двухупаковочными. Незначительное количество полимера (до 5%) обеспечивает им стойкость при хранении и возможность применения в одноупаковочном варианте. Они хорошо сцепляются практически с любой поверхностью, образуя прочные физико-химические связи, стойкие к любым атмосферным явлениям. Сцепление с основанием происходит в две стадии. Вначале связующее (жидкое калийное стекло) вступает в химическую реакцию с диоксидом углерода воздуха и образуется силикагель, который затем взаимодействует с каменным основанием окрашиваемой поверхности. Силикатные краски обладают высокой воздухо- и паропроницаемостью, однако имеют низкие гидрофобные показатели (высокое водопоглощение). Они применяются исключительно для окраски минеральных поверхностей и своей популярностью во многом обязаны реставраторам, широко применяющим их для ремонта исторических зданий. Срок службы силикатных покрытий, как правило, до 12 лет. Другие минеральные краски (цементные, известковые) применяются гораздо реже. Водно-дисперсионные краски (водоэмульсионные, латексные) представляют собой сложную композицию, в которой водонерастворимое пленкообразующее вещество и пигмент диспергированы в водной среде, образуя устойчивую суспензию, т.е. это пигментированные эмульсии полимера в воде (ГОСТ 28198, СТБ 1197, DIN EN 13300). Вода не растворяет, а разбавляет находящиеся в таких красках компоненты. В состав вододисперсионных красок входят также диспергаторы, эмульгаторы, пластификаторы, стабилизаторы, загустители, антивспениватели (пеногасители) и, по необходимости, другие вещества (антисептики, ингибиторы коррозии, гидрофобизирующие, структурирующие, коалесцирующие добавки), улучшающие свойства красок. Эмульгаторы покрывают тонкой пленкой частички полимера и препятствуют их коагуляции (слипанию). По величине диспергируемых частиц в водной фазе различают дисперсии молекулярные (менее 5 нм), коллоидные (5…1000 нм) и грубые (более 1000 нм). Под обозначением эмульсия понимают распределение двух жидких несмешивающихся фаз (например, масло в воде, молоко, где основной фазой является вода, в которой диспергированы мельчайшие капельки жира). Под латексом (от лат. latex – жидкость, сок) понимается водная коллоидная дисперсия глобул натурального, искусственного или синтетического каучука. Поэтому в настоящее время такие краски и получили название водно-дисперсионные (преимущественно в русском языке), эмульсионные (emulsion paint) – в английском, латексные (latex paint) – в немецком. Водно-дисперсионные краски изготовляются готовыми к употреблению или в виде тщательно протертой жидкой пасты белого цвета, которую затем перед началом малярных работ разводят водой до требуемой консистенции. При их изготовлении диспергируют только пигмент диоксид титана (рутил) и наполнители. Для получения состава нужного цвета или оттенка в их состав добавляют специальные колерные пасты и тонеры. Основное достоинство водно-дисперсионных красок – отсутствие в их составе органических растворителей, что обусловливает нетоксичность, взрыво- и пожаробезопасность. В современных водно-дисперсионных красках в качестве пленкообразователей используют в основном сополимеры акрилатов (акриловые связующие), стирола с бутадиеном, винилхлорида, винилацетата, алкидные, эпоксидные, полиуретановые, силиконовые и другие смолы. Наиболее востребованными в настоящее время являются красочные составы на основе акриловых связующих. Они представляют оптимальный компромисс между стоимостью и качеством при достаточно продолжительном сроке эксплуатации (10…15 лет). Водно-дисперсионными красками допускается окрашивать непросохшие влажные поверхности. Однако при замерзании они теряют свои качественные характеристики и хранить их следует в отапливаемых помещениях. Масляные краски (ГОСТ 30884) представляют собой суспензии неорганических пигментов и наполнителей в олифах или маслосодержащих алкидных смолах. Изначально такие краски готовили на натуральной (высыхающей) олифе и качество их было достаточно высоким. В настоящее время используются оксидированные и искусственные (синтетические) олифы с использованием летучих растворителей или смеси различных масел. Пигментами служат охра, железный сурик, оксид хрома, диоксид титана и другие, наполнителями – тальк, каолин, слюда. Для ускорения процессов отверждения в состав красок вводят сиккативы (растворимые в олифах соли кобальта, марганца, свинца), для улучшения процессов диспергирования пигментов и наполнителей – поверхностно-активные вещества. В масляной краске каждая частичка пигмента и наполнителя окружена адсорбированным на ее поверхности связующим веществом – олифой. Выпускаются двух типов: густотертые (с содержанием олифы 12…20%), требующие перед употреблением разбавления олифой, и готовые к употреблению (с содержанием олифы 40…50%). Масляные краски применяют для внутренней и наружной окраски по металлу, дереву и просохшей штукатурке. Наряду с положительными качествами такие составы имеют и существенные недостатки: длительное время отверждения (1…4 сут), слабая адгезия, низкая твердость и атмосферостойкость пленки. В настоящее время выпуск большинства масляных ЛКМ резко сократился. Пленкообразователем в алкидных красках (эмалях) служат алкидные смолы, растворителями или разбавителями – скипидар, олифа, очищенный керосин. Алкидные лакокрасочные материалы образуют покрытия в результате окислительно-полимеризационных процессов с участием ненасыщенных связей жирных кислот, реакции поликонденсации либо улетучивания растворителя. Скорость полимеризации регулируется специальными добавками – сиккативами. Покрытия из алкидных лакокрасочных материалов отличаются достаточно высокой атмосферостойкостью, хорошей адгезией к металлу, бетону, древесине и межслойной адгезией. Чем больше жирность (процентного содержания масла), тем эластичнее лакокрасочное покрытие. Недостатком алкидных ЛКМ является сравнительно длительный срок высыхания (до 24 ч), высокое содержание органического растворителя, низкая водо- и химическая стойкость. Акриловые краски (плиолитовые) получают на основе полиакрилатов (преимущественно метил-, этил и бутилакрилатов) и их сополимеров (винилакриловых, акрилсиликоновых, стиролакриловых), воды, пигментов, наполнителей и специальных добавок. Акриловые связующие придают красочному составу хорошую укрывистость и высокую адгезию к металлам и внутри слоев. В зависимости от параметров применяемых составляющих могут производиться как для внутренних, так и наружных покрытий. Они просты в применении, прекрасно колеруются с получением до 15 тыс. различных цветов и оттенков и быстро высыхают. Покрытия паропроницаемы, эластичны, стойкие к удару, хорошо сохраняют свой цвет и выдерживают интенсивное ультрафиолетовое облучение. Они долговечны и стойки к мытью. К недостаткам следует отнести низкую паропроницаемость и устойчивость к вздутию и отслаиванию. Средний срок их эксплуатации в зависимости от производителя составляет 10…20 лет. Кремнийорганические (сликоновые) краски получают на основе кремнийорганических соединений (разветвленных полиорганосилоксанов). Покрытия отличаются высокими декоративными и эксплуатационными свойствами, хорошей атмосферо- и влагостойкостью, стойкостью к действию растворов неорганических кислот, разбавленных растворов щелочей, солей металлов, аммиака, фенолов. Они подходят практически для всех видов минеральных поверхностей, хорошо совместимы как с минеральными, так и с синтетическими красками. Особенно актуально их применение по штукатурке, поскольку силиконовые покрытия пропускают углекислый газ, необходимый для процессов карбонизации и твердения извести, входящей в состав штукатурного состава. Недостатками таких покрытий являются хрупкость, слабая адгезия и недостаточная стойкость к действию минеральных масел и углеводородных растворителей, сравнительно высокая температура отверждения (около 200 °С). Срок эксплуатации таких покрытий – до 15 лет. Модификация кремнийорганических соединений другими полимерами (алкидными смолами, полиакрилатами, эфирами целлюлозы), а также введение различных пигментов и наполнителей позволяет устранять указанные недостатки и получать покрытия, например, холодного отверждения, повышенной твердости, прочности и термостойкости. Полиуретановые ЛКМ получают на основе гидроксилсодержащих олигомеров (полиолы и гидроксилированные акрилаты, полиэфиры, эпоксиды, алкиды, винильные соединения) и изоцианатов (алифатические, ароматические, циклоалифатические и др.). Они могут быть одно- и двухкомпонентными. Согласно международной классификации их подразделяют на группы: двухкомпонентные составы, отверждающиеся при обычной и повышенной температуре; отверждающиеся при обычной температуре влагой воздуха; отверждающиеся при горячей сушке (100…150 °С); полиуретаны физической сушки (водные дисперсии); на основе модифицированных полиуретанов – уралкиды окислительной сушки. При этом они могут быть органоразбавляемые (лаки и эмали), на водной основе с высоким сухим остатком, порошковые и радиационной сушки. Покрытия на основе полиуретановых красочных составов отличаются высокой долговечностью, износостойкостью, эластичностью (устойчивостью к деформационным нагрузкам), водо- и химической стойкостью к агрессивным газам, кислотам, щелочам, растворителям, нефти и нефтепродуктам. Из недостатков можно отметить двухкомпонентность, токсичность и сравнительно высокую стоимость. Эпоксидные краски могут быть с органическим и без органического растворителя, водоразбавляемые, одно- и двухкомпонентные, горячего и холодного отверждения. В качестве отвердителя применяются полиамины или их производные. Эпоксидные покрытия обладают высокой твердостью и эластичностью, абразивной и химической стойкостью и адгезией к разным подложкам. Недостатком таких покрытий является пониженная атмосферостойкость. Порошковые краски отличаются от «традиционных» жидких и пастообразных составов полным отсутствием органического растворителя. В их состав входят мелкодисперсные пленкообразователи, отвердители, наполнители, пигменты и целевые добавки (стабилизаторы, пластификаторы, поверхностно-активные вещества). В качестве пленкообразователей используются термопластичные (полиамиды, поливинилхлорид, полиэтилен, сополимеры этилена с винилацетатом, насыщенные полиэфиры) и термореактивные (эпоксидные, полиэфирные, полиуретановые, акрилатные) полимеры (ГОСТ 9.410). Наиболее распространенными пигментами в составе порошковых красок являются диоксид титана, оксид хрома, технический углерод, железооксидные, кадмиевые и другие светопрочные неорганические и органические (фталоцианиновые, пигмент желтый) пигменты. Основными качественными характеристиками порошковых красок являются дисперсионный состав, сыпучесть, гигроскопичность, насыпная плотность, склонность к псевдоожижению и др. Дисперсионный состав характеризуется размером частиц порошка, которые составляют порядка 0,1…100 мкм (допустимый размер 5…350 мкм). Более грубодисперсные порошки образуют и более толстые покрытия. Сыпучесть зависит от дисперсности порошков, влажности и температуры. Критерием оценки сыпучести являются угол внутреннего трения, скорость высыпания порошка или угол естественного откоса, который обычно составляет 36…45°. Для создания более качественных покрытий лучше использовать более сыпучие порошки. Гигроскопичность влияет на сыпучесть порошка и качество пленкообразования и должна составлять 0,5…3%. Насыпная плотность порошковых красок составляет 200…800 кг/м3 и зависит от состава красок, формы частиц и степени их дисперсности. У пигментированных составов она выше. Наносят порошковые составы на окрашиваемую поверхность методом электростатического или трибостатического напыления с последующей термообработкой при температуре 160…200 °С до образования покрытия с требуемыми свойствами. Полученные покрытия отличаются высокой адгезией, абразивной и коррозионной стойкостью (к действию растворов неорганических кислот, щелочей, солей металлов, аммиака, фенолов), долговечностью и минимальным влиянием на окружающую среду. Применяются для покрытия изделий различного назначения, в том числе кровельных изделий, алюминиевых профилей, архитектурных элементов, мебели и т.п. Морилка – разновидность ЛКМ, которая не содержит связующего. Готовят на растворителях и водной основе. Основное назначение морилки – придать особый оттенок древесине. Фактурные краски производят, как правило, на основе воднодисперсионных с повышенным содержанием специальных наполнителей (древесные опилки, кварцевый песок и др.) и с использованием различных приемов их нанесения (валики с длинным ворсом, зубчатый шпатель, губка и др.). К специальным ЛКМ относятся преобразователи ржавчины, огнезащитные, изолирующие и другие краски. В основе действия преобразователей ржавчины используются химические реакции, нейтрализующие оксиды и преобразующие их в защитные пленки. Это позволяет окрашивать окислившуюся поверхность металла без тщательной очистки и грунтовки. ОБОЗНАЧЕНИЕ ЛАКОКРАСОЧНЫХ СОСТАВОВ Общепринятой международной системы обозначения ЛКМ (маркировки) не разработано. Информация для потребителей по хранению, перевозке и применению предоставляется, как правило, в виде предупредительной маркировки, инструкции по безопасному использованию или паспорта безопасности. Маркировка может наноситься на упаковку в виде текста, символов или пиктограмм. На постсоветском пространстве, в том числе и в отечественном производстве (ГОСТ 9825, ГОСТ 9980.4), принято буквенно-цифровое обозначение ЛКМ. Состоит оно из нескольких групп знаков и закодировано, как правило, на этикетках упаковок. Первая группа – это вид лакокрасочного материала (лак, эмаль, краска, шпатлевка, грунтовка). Исключение составляют масляные краски на одном пигменте. Вместо слова «краска» они обозначаются по названию пигмента, например сурик, охра, умбра (сурик МА-15). Во второй группе знаков кодируется состав пленкообразующего вещества, указывающий на его химическую основу. Для краткости из названия оставляют всего две буквы: АД – полиамиды, АК – полиакрилаты, АС – сополимеры полиакрила, АУ – алкидно-уретановые, АЦ – ацетилцеллюлоза, БТ – битумы и пеки, ВА – поливинилацетали, ВЛ – поливинилбутерали, ВН – винилы и винилацетаты, ВС – сополимеры поливинилацетали, ГФ – глифталевые смолы, ИК – инденкумароновые смолы, КК – канифоль, КО – кремнийорганические смолы, КП – копалы, КС – сополимеры карбинола, КЧ – каучуки, МА – растительные масла, МЛ – меламиновые, МС – алкидно- и масляностирольные, МУ – мочевинные (карбамидные), МЧ – мочевиноформальдегидные смолы, НП – нефтеполимерные, НЦ – нитроцеллюлоза, ПЛ – полиэфиры насыщенные, ПФ – пентафталевые, ПЭ – полиэфиры ненасыщенные, УР – полиуретаны, ФА – фенолалкиды, ФЛ – крезолформальдегиды, ФМ – фенольно-масляные смолы, ФП – фторопласты, ХВ – поли- и перхлорвинилы, ХС – сополимеры винилхлорида, ЦГ – циклогексановые, ШЛ – шеллак, ЭП – эпоксидные, ЭТ – полиэтилен и полиизобутилен, ЭФ – эпоксидноэфирные смолы, ЭЦ – этилцеллюлоза, ЯН – янтарь. Между первой и второй группой знаков возможно буквенное уточнение отдельных свойств лакокрасочного материала (дополнительный буквенный индекс): Б – без летучего растворителя, В – водоразбавляемые, ВД – водно-дисперсионные, ОД – органодисперсионные, П – порошковые и др. В третьей группе знаков первыми цифрами кодируется преимущественное назначение и условия эксплуатации лакокрасочного материала: 0 – грунтовки и полуфабрикатные лаки, 00 – шпатлевки, 1 – атмосферостойкие (для наружных работ), 2 – ограниченно-атмосферостойкие (для внутренних работ), 3 – защитные (консервационные), 4 – водостойкие (в том числе к действию горячей воды), 5 – специальные (светящиеся, противообрастающие, терморегулирующие и др.), 6 – маслобензостойкие, 7 – химически стойкие, 8 – термостойкие, 9 – электроизоляционные и электропроводные. Между второй и третьей группой знаков ставится дефис. Для масляных густотертых красок перед третьей группой знаков ставится один ноль. Вторая и последующие цифры в третьей группе знаков, которые присоединяются к первой цифре или нулям без разделительного знака, для всех лакокрасочных материалов, кроме масляных красок, обозначают номер разработки и практической информации не несут. И лишь для масляной краски вторая цифра обозначает вид олифы: 1 – натуральная, 2 – «Оксоль», 3 – глифталевая, 4 – пентафталевая, 5 – комбинированная. После порядкового номера возможно также буквенное уточнение специфических свойств лакокрасочного материала: М – матовый, ПМ – полуматовый, Н – с наполнителем, ПГ – пониженной горючести, НГ – негорючий, В – высоковязкий, ГС – горячей сушки, ХС – холодной сушки и др. Далее для пигментированных материалов полным словом указывается цвет лакокрасочного состава. Лакокрасочные материалы, выпускаемые зарубежными производителями, не обозначаются по такой схеме, а чаще всего имеют собственное название, которое в большинстве случаев не указывает на природу их происхождения и преимущественное назначение. Информация по конкретному виду материала чаще всего приводится в каталоге производителей либо в виде пиктограмм на возможные технологические действия: экологическую направленность; область применения; степень блеска; тип, расход и способ нанесения краски; время высыхания; предварительную подготовку поверхности; условия покраски и др. 1 2 |