Лакокрасочные материалы

Лакокрасочные материалы (ЛКМ) — это композиционные составы, наносимые на отделываемые поверхности в жидком или порошкообразном виде равномерными тонкими слоями и образующие после высыхания и отвердения плёнку, имеющую прочное сцепление с основанием. Сформировавшуюся плёнку называют лакокрасочным покрытием, свойством которого является защита поверхности от внешних воздействий (воды, коррозии, температур, вредных веществ), придание ей определённого вида, цвета и фактуры.

ЛКМ, применяемые в строительстве, подразделяют на следующие виды: краски, эмали, лаки, грунтовки, шпатлевки по ГОСТ 9825 и ГОСТ 28246.

Покрытия в зависимости от условий эксплуатации подразделяют:
- на атмосферостойкие (стойкие к атмосферным воздействиям в различных климатических условиях, эксплуатируемые на открытых площадках);
- ограниченно атмосферостойкие (эксплуатируемые под навесом и внутри неотапливаемых и отапливаемых помещений в различных климатических условиях).

В зависимости от связывающего компонента, такой вид сырья разделяется на несколько групп. Важно заметить, что каждый вид – популярен и имеет особенное предназначение:

Неводные краски – материал используется для защитных и декоративных целей. Он не популярный, так как при использовании имеет специфический запах. К тому же, сохнет нанесенный слой дольше, чем другие вещества. При этом поверхность должна быть покрыта таким составом в несколько слоев, где каждый слой должен хорошо высохнуть. В большинстве случаях, такое сырье используется для защиты поверхности, особенно при обшивке досок, выполняя функции грунтовки. Преимуществом такого лакокрасочного материала является малый расход и высокий уровень наполняемости;

Водно-дисперсионные краски – данное сырье изготовлено на основе синтетических полимеров, наделенных связывающими характеристиками. В качестве разбавителя такого материала, используется не органический растворитель, а вода. После нанесения краски на поверхность, она испаряется, а покрытие твердеет, наделяется такими качествами, как высокой водостойкостью и пожаробезопасностью. В продаже такое сырье представлено в виде жидкой пасты, которая перед покраской, разбавляется водой;

Водные краски – это самый популярный вид отделочного материала, широко применяющийся в быту. Такое сырье идеально подходит для окрашивания стен в закрытых помещениях, где нет вытяжки. Его главным преимуществом является то, что он не имеет запаха, вообще не токсичен, быстро сохнет;

Эмали – разновидность лакокрасочных материалов, который представляет собой красящее вещество из натуральной или синтетической смолы, полимеров с различными добавками. Таким составом можно красить любые виды поверхностей: металл, дерево, штукатурку, бетон, даже монтажную пену и герметик. После нанесения, эмаль быстро высыхает, образуя прочную, гладкую пленку на поверхности базовой основы;

Лаки – эффективные и практичные растворы плёнкообразующих веществ из синтетических или натуральных смол, полимеров в органических растворителях. Использоваться они начали довольно давно и по настоящее время остаются актуальными. Нанося такое вещество на поверхность, образуется твердая, прозрачная пленка, которая плотно, надежно удерживается на подложке;

Растворители – это раствор, применяющийся для химического разбавления красок и эмалей. Некоторые виды лакокрасочных материалов невозможно использовать для нанесения на поверхность, пока не будет использовано такое вещество. Применяя растворитель, можно получить ожидаемую степень вязкости и плотности краски или эмали, а уже после этого наносить их на базовую основу. Растворитель принимает участие только в процессе нанесения краски, после этого, во время высыхания, он полностью испаряется;

Грунтовки – это эффективный жидкий раствор, состоит из смеси наполнителей, который образует связывающее полимерное клеевое вещество. Наносится оно на поверхность в процессе подготовки отделочных работ. Главная цель грунтовки – повысить адгезию между поверхностью и слоем отделочного материала. Состав проникает в основание на глубину до 5 мм и образует цепочку полимеров, делающие поверхность крепче, прочнее и надежнее. К тому же, на разных поверхностях, может выполнять и защитные функции. Например, на металле, устранить вероятность появления коррозии;

Шпатлевки – лакокрасочный материал, с помощью которого можно выровнять поверхность, устранить разного рода дефекты на основе, в том числе и заполнить выемки, неровности перед тем, как нанести краски. В своем составе такое сырье может иметь различные вяжущие составляющие: цемент, гипс или полимеры. После нанесения, шпатлевка быстро сохнет, излишки убираются при помощи наждачной бумаги, делая поверхность идеально ровной;

Нитрорастворители и нитрокраски – это особая группа лакокрасочных веществ, которая отличается «капризностью». Материал не подходит для смешивания с масляными красками, так как они просто растворяют ее пленку. К тому же, они токсичны, пожароопасны и наносятся на поверхности, которые специально подготовлены для окрашивания. Как правило, они продаются уже готовыми к нанесению. Преимуществом такого лакокрасочного материала является уникальный «зеркальный» эффект после высыхания. Его не может повторить ни одна из современных красок и эмалей.

ЛКМ называют поликомпонентную систему, которая при нанесении на окрашиваемую поверхность образует цельное полимерное покрытие с защитными, декоративными и специальными свойствами. Это покрытие формируют определенные физико-химические превращения. Тонкая пленка на основе органических и неорганических соединений изолирует поверхность от воздействия окружающей среды, придает ей определенную окраску и облик. В состав лакокрасочных материалов входят:

· Пленкообразующие вещества.

· Пигменты.

· Наполнители.

· Разбавители.

· Сиккативы.

· Отвердители.

· Ускорители.

· Целевые добавки.

· Растворители.

Пленкообразователи (будучи по своей природе полимеризационными, природными, поликонденсационными смолами, эфирами целлюлозы, жирными кислотами, растительными маслами) выполняют ряд важных функций:

· Связывают наполнители и пигменты;

· Растворяют органические наполнители;

· Образуют защитную пленку;

· Способствуют адгезии с обрабатываемой поверхностью.

Зачастую в качестве пленкообразующих веществ используют алкидные смолы. Это полиэфиры, которые являются результатом переработки многоосновных и жирных одноосновных кислот, а также спиртов и имеют разветвленную структуру.

Выделяют несколько видов этого соединения: глифталевая, пентафталевая, этрифталевая, ксифталевая.

Алкидная смола обуславливает плавность и влагоустойчивость готового состава. С целью улучшения этих параметров в рецептуру добавляют растительные масла или карбоновые кислоты.

Вид растительного масла, которое используют при изготовлении ЛКМ, влияет на скорость высыхания защитной пленки и ее водоустойчивость. Именно это следует учитывать при составлении рецептуры того или иного материала. Так, например, тунговое масло обладает наибольшей скоростью высыхания, поэтому его целесообразно использовать при производстве грунтовок.

По взаимоотношениям с растворителями алкидная смола может быть:

· Водоразбавляемой и нерастворимой в воде;

· Разбавляемой органическими растворителями и растворимой в них.

Пигменты

Есть не что иное, как красящий порошок. Будучи нерастворимым в основе, образует с ней мелкодисперсную суспензию. По своей химической природе представляют собой соли или окислы металлов.

По происхождению можно выделить две группы этих веществ:

Природные или естественные. Искусственные или синтетические. В свою очередь делятся на: органические и неорганические.

Наиболее яркий представитель естественных пигментов различные глины. Благодаря наличию в составе окислов железа, они способны давать самую разнообразную окраску: начиная желтой и заканчивая красно-коричневой. Главным достоинством применения природных пигментов является стойкость цвета.

Искусственные пигменты получают путем химических преобразований.

Чаще всего в производстве используют: лазурь, киноварь, свинцовый сурик, различные белила.

Пигментирование ЛКМ повышает их влагостойкость, химическую стойкость, устойчивость к выцветанию, дисперсность, смачиваемость и другие качественные характеристики.

Наполнители. Использование дорогостоящих пигментов в составе лакокрасочных материалов не всегда экономически оправдано. Для экономии ресурсов часть из них заменяют на наполнители – неорганические сухие соединения, которые обладают следующими свойствами:

· Не растворяются в применяемой среде.

· Имеют высокую степень дисперсности и белизны.

· Содержат минимальное количество водорастворимых примесей.

· Имеют небольшую плотность и твердость.

Использовать их допускается только при производстве грунтовок и эмалей. Очень важно оптимально подобрать пропорцию между пигментом и наполнителем. Только в этом случае можно улучшить свойства лакокрасочных материалов. Как пример, повысить прочность или сделать более эластичным. Наиболее часто наполнителями выступают мел, тальк, слюда и т.д.

Разбавители. Очень часто необходимо регулировать вязкость лакокрасочного материала до определенного предела, именно с этой целью используют разбавители, которые не обладают растворяющей способностью. Зачастую в этом качестве выступает вода.

Сиккативы. Для инициации процесса пленкообразования в состав лакокрасочных материалов вводят сиккативы, которые представляют собой соли нафтеновой, смоляной, масляной кислот, растворимые в органических растворителях. Пленка может начать формироваться либо с поверхности, либо у подложки обработанного основания. Это зависит от типа сиккатива в составе ЛКМ. Мнение, что скорость пленкообразования прямо пропорционально количеству добавленного вещества, является верным лишь отчасти. При перенасыщении состава сиккативом, материал высыхает медленнее. Выполнять свою функцию он продолжает и после полного высыхания. Что является еще одной причиной разумного использования этого вещества, ибо в противном случае покрытие состарится преждевременно.

Отвердители. Эти вещества используют, как правило, перед началом работы с лакокрасочным материалом. Представляет собой химическое соединение, добавка которого к ЛКМ приводит к образованию неплавкого нерастворимого продукта.

Ускорители. Соединения, применяемые с целью уменьшить время отверждения лакокрасочного материала.

Растворители. Предтавляют собой жидкость (или смесь), которая обладает способность растворять пленкообразующие вещества. Остновной задачей является обеспечение возможности покрытия лакокрасочным материалом подложки. В промышленности чаще всего применяют сольвет, бутилацетат, уайт-спирит, вода.

Целевые добавки. Соединения, которые улучшают качественные характеристики лакокрасочных материалов, такие как: адгезия, абразивостойкость, пленкообразование, эстетичность, растекание, стабильность при хранении, прочность пленки и т.д. Как правило, массовая доля добавки в рецептуре находится в пределах 0,1-2%. Лучше всего использовать несколько видов этого вещества при производстве ЛКМ, но даже в этом случае его содержание будет менее 5%.

Основными из них являются:

Усилители противокоррозионных свойств – отработанные наполнители, которыми частично заменяют потивокоррозионный пигмент в рецептуре ЛКМ.

Пеногасители - применяют с целью предотвратить возникновение воздушных образований при покраске. Принцип действия основан на способности понижать поверхностное натяжение около пузырей, это способствует их слиянию в более крупные и менее устойчивые соединения, которые в результате разрушаются.

Блокирующие осаждение – вещества, которые придают смеси небольшую тиксотропность и предотвращают осаждение пигментов при хранении ЛКМ. Использовать ее нужно с осторожностью, т.к. при чрезмерном употреблении произойдет расслоение системы.

Предотвращающие образование пленки на поверхности – сиккативы, входящие в состав лакокрасочных материалов, могут вызвать усыхание поверхностного слоя продукта, в целях избежания этого в рецептуру добавляют метиэтилкетоокси, циклогексаноноксим и подобные им вещества

Ингибиторы коррозии тары – добавка, применяемая при производстве водных красок, способных вызвать коррозию упаковки, в которой они хранятся. Чаще всего страдают внутренние спаи, стойки и т.д. Для предотвращения этого процесса вводят в состав, например, нитрит натрия или бензоат натрия. Единственным недостатком применения подобных ингибиторов является уменьшение водостойкости покрытия.

Влагопоглащающие и предотвращающие газовыделение – низкое содержание влаги является очень важным условием для хранения ЛКМ. Поэтому очень важно использовать только пигменты, которые практически не содержат адсорбционной воды. Некоторые добавки способны активно реагировать с водой обезвоживая тем самым пигмент.