Лакокрасочные материалы строительного назначения

Лакокрасочные материалы для глянцевых покрытий

ВД-ЛКМ для глянцевых покрытий — это высококачественные материалы, предназначенные для декоративной отделки, образующие покрытия с различным блеском.

В настоящее время ВД-ЛКМ на основе акриловых дисперсий, образующие глянцевые и высокоглянцевые покрытия, являются альтернативой традиционным органоразбавляемым алкидным материалам воздушной сушки, которые широко используются (в Германии — до 100 тыс. т/год).

Требования к ВД-ЛКМ для глянцевых покрытий приведены в табл. 34.

Уровень требований зависит от окрашиваемой поверхности и конкретной области применения материала. Наиболее распространены следующие ЛКМ такого типа:

• универсальные лаки или краски для внутренних и наружных работ;
• краски для высокоглянцевых покрытий;
• ЛКМ для древесины;
• ЛКМ для отделочных покрытий по металлу (защита от коррозии в слабоагрессивных средах);
• краски для радиаторов;
• лаки для стен;
• краски для цементных полов.

Термин «блеск» означает интенсивность отражения света от поверхности покрытия. Измерение блеска проводят под определенным углом падающего света (обычно 20°, 60° или 85°), в особых случаях 45°. Отечественным ГОСТ 896 предусмотрено измерение блеска под углом 60°.

Отношение отражения света от покрытия к отражению света от гладкой черной стеклянной поверхности (коэффициент отражения nd = l,567), выраженное в процентах, является величиной блеска покрытия. Согласно ГОСТ 9.032. покрытия в соответствии с величиной блеска (%) делятся на следующие категории:

Международными стандартами предусмотрена следующая классификация покрытий по величине блеска (%):

Блеск покрытия зависит от угла обзора, показателя преломления материала и качества поверхности. Высокий блеск может быть обеспечен в случае гладкой поверхности, т.е. при отсутствии каких-либо дефектов покрытия.

Рецептуры красок для глянцевых покрытий должны содержать большое количество полимерной дисперсии и низкое — пигментов и наполнителей, так как увеличение ОКП приводит к снижению блеска из-за возникновения неровностей покрытия. Зависимость блеска покрытий от ОКП краски приведена на рис. 43: блеск снижается сначала незначительно, а при значении ОКП> 20% — очень резко [86]. Поэтому значения ОКП для водно-дисперсионных красок для глянцевых покрытий составляют 15–25%, что позволяет о беспечить необходимый блеск и хорошую урывистость.

Из теоретического рассмотрения явления рассеяния света следует, что величина неровности поверхности 0,05–0,1 мкм приводит к значительной потере блеска [87]. Поэтому неорганические наполнители с размером частиц 1–100 мкм вызывают большее снижение блеска покрытия, чем диоксид титана, частицы которого имеют размер 250–300 нм (рис. 44). В связи с этим для наполнения рассматриваемых материалов используют только диоксид титана без наполнителей. Наполнители можно применять только в рецептурах красок для полуматовых, а иногда полуглянцевых покрытий (ОКП до 28%). Причем для этих целей следует использовать только очень мелкодисперсные наполнители влажного измельчения или полученные переосаждением, с высокой белизной. В некоторых случаях в производстве красок для полуглянцевых покрытий для частичной замены диоксида титана можно применять мелкодисперсные органические белые пигменты — непрозрачные дисперсии. При одинаковой ОКП красок на уровень блеска сильно влияет тип дисперсии, диоксида титана, коалесцента, загустителя и дисперсанта. Основной предпосылкой для высокого блеска покрытий является хорошая совместимость добавок, используемых в рецептуре, с дисперсией.

Предпочтительно применение высококипящих, гидрофобных и сильно пластифицирующих коалесцентов типа Texanol ^®а, Lusolvan ^® FBHb или дипропиленгликоля н-бутилового эфира (Dowanol DPnBc).

В качестве загустителей для красок такого типа применяют только ассоциативные полиуретановые или гидрофобные модифицированные щелочные эмульсии. Использование загустителей на основе эфиров целлюлозы и щелочных эмульсий не приводит к получению покрытий с высоким блеском. Кроме того, на блеск покрытий влияют условия отверждения (температура и влажность) [88]. Типовая рецептура красок для глянцевых покрытий в общем виде в соответствии с последовательностью технологических операций приведена в табл. 35.

Лакокрасочные материалы строительного назначения

Введение

Е. Е. Казакова, к.т.н. О. Н. Скороходова
«Водно-дисперсионные акриловые лакокрасочные материалы строительного назначения»: М.: изд-во ООО «Пэйнт-Медиа». — с. 136: табл. 44, ил. 54.

Водно-дисперсионные пленкообразователи, их свойства и способы получения

Полимеры в воде могут существовать в виде раствора или дисперсии. Для растворения в воде макромолекулы полимера должны содержать ионные группы (карбоксильные, аммониевые) или значительное количество неионных гидрофильных групп либо сегментов (гидроксильные, карбонильные, аминнные, амидные группы и/или полиэфирные цепи). Если гидрофильность полимерной молекулы недостаточна для образования истинных растворов (гидрозолей), несколько полимерных макромолекул ассоциируются в крупные агрегаты и образуют вторичные коллоидные системы — гидрогели. Ещё более крупные агрегаты полимерных частиц образуют дисперсии (эмульсии). Основные свойства водных систем полимеров, используемых в технологических процессах, приведены в табл. 1.

Эмульсионная полимеризация

Наиболее важными типами пленкообразователей являются сополимеры, получаемые радикальной сополимеризацией, свойства которых могут быть заданы определенными сочетаниями различных мономеров (а, б-ненасыщенных органических соединений).

Полиакрилаты, акриловые и стиролакриловые сополимеры

Полимерные акриловые дисперсии делятся на акриловые и стиролакриловые. Акриловые — дисперсии полимеров, полученных из акриловых или метакриловых мономеров, стиролакриловые — при сополимеризации производных акриловой (метакриловой) кислоты со стиролом. В табл. 3 приведены характеристики мономеров, используемых для получения дисперсий обоих типов. Так как акриловую кислоту и её производные получают из пропана, метакриловую и её эфиры — из 2-гидрокси-2-метилпропилонитрила, изобутана или изобутиральдегида в результате многостадийных процессов, эти мономеры более дороги, чем стирол и винилацетат. Поэтому акриловые сополимеры дороже стиролакриловых и сополимеров винилацетата.

Свойства пленкообразователей, используемых для ЛКМ

Основными показателями водных дисперсий, предназначенных для изготовления ЛКМ, являются:

• содержание нелетучих веществ (полимера);
• наличие гелей и микрогелей (крупинок);
• размер частиц;
• вязкость;
• значение рН;
• коллоидная стабильность (к сдвигу, воздействию электролитов, циклам замораживание — оттаивание);
• МТП (или Тст);
• молекулярная масса сополимера;
• поверхностное натяжение;
• содержание остаточных мономеров и летучих веществ (запах);

Влияние технологических параметров получения пленкообразователей на их свойства

Рецептура акриловых пленкообразователей, получаемых методом эмульсионной полимеризации, столь же сложна, как и рецептура ЛКМ на их основе. Характеристики получаемого сополимера и возможность его использования в составе тех или иных ЛКМ зависят от мономерного состава, инициатора, эмульгаторов, буферной системы, агента передачи цепи, используемых при проведении эмульсионной полимеризации, а также от таких параметров процесса, как давление, температура и время.

Общие закономерности

Пленкообразование для дисперсий протекает значительно сложнее, чем для растворов полимеров, и рассматривается как процесс ликвидации межфазной границы полимер — среда на поверхности подложки при одновременном удалении дисперсионной среды. Внешними признаками этого процесса являются уменьшение объема и оптической плотности пленок (для непигментированных материалов) и увеличение их объемного электрического сопротивления. Различают три фазы пленкообразования водных дисперсий, схематично изображенные на рис. 6.

Пленкообразование дисперсий Acronal (BASF)

Типичной стиролакриловой дисперсией, выпускаемой фирмой BASF, является продукт Acronal 290 D. Эта дисперсия предназначена для изготовления ЛКМ строительного назначения, которыми можно окрашивать древесину, штукатурку, асбоцемент, бетон, образующих покрытия с различным блеском (от высокоглянцевых до матовых) и эксплуатирующихся как внутри помещений, так и в атмосферных условиях. Кроме того, на основе этой дисперсии можно выпускать клеевые составы различного назначения, нетканые материалы и текстильные пропиточные составы.

Пленкообразование дисперсий Primal (Rohm & Haas)

Из широкого ассортимента акриловых дисперсий, выпускаемых одним из крупнейших химических концернов Rohm & Haas, остановимся на продукте Primal E-822K — акриловой дисперсии, предназначенной для использования в составе лаков и красок для окрашивания бетонных, оштукатуренных, деревянных, шиферных поверхностей, эксплуатирующихся в промышленности и быту.

Пленкообразование дисперсий Rhodopas (Rhodia)

Одной из широко представленных на российском рынке стиролакриловых дисперсий является продукт Rhodopas DS 910, выпускаемый французской фирмой Rhodia. Это дисперсия анионного типа, устойчивая к пенообразованию, не содержащая алкилфенолэтоксильных ПАВ, с повышенной «пигментной емкостью» (более подробно это понятие рассматривается в гл. 3), позволяющая получать водо- и атмосферостойкие покрытия с хорошими деформационно-прочностными свойствами.