+38 067 561 22 71
Лакокрасочные материалы строительного назначения
Использование латексов в стеновых отделочных материалах
Основные виды латексов и дисперсий, используемых в настоящее время в отечественном производстве отделочных строительных материалов, можно разделить на четыре основные группы:
- дисперсии поливинилацетата и его сополимеров;
- бутадиен-стирольные латексы;
- акрилатные латексы;
- стирол-акрилатные латексы.
Из первой группы наибольшее распространение получила грубая дисперсия поливинилацетата с размером частиц 2-10 мкм, стабилизированная поливиниловым спиртом. Поливинилацетат отличается высокой адгезией к различным поверхностям, что и обеспечивает его применение в качестве связующего в производстве красок и основы клеев для приклеивания различных облицовочных плиточных и рулонных материалов. Главным недостатком пленки поливинилацетатной дисперсии является недостаточная стойкость к воде из-за того, что поливинилацетат относительно легко гидролизуется с выделением уксусной кислоты. Это делает невозможным использование дисперсии в фасадных материалах.
Этого недостатка лишены дисперсии сополимеров винилацетата с этиленом, акрилатами, малеинатами и др., однако на отечественном рынке они представлены лишь импортными материалами.
Бутадиен-стирольные латексы наиболее широко используются в производстве отделочных материалов — красок, шпатлевок, рельефных покрытий, грунтов и т. д., что обусловлено с одной стороны достаточно высокими характеристиками латексных пленок (стойкость к гидролизу, разрывная прочность, удлинение при разрыве), с другой стороны — их относительно низкой стоимостью и доступностью на рынке как отечественных латексов (БС-65А, СКС-65ГП), так и импортных (DL950, DL461, Rhodopas SB278).
К недостаткам бутадиен-стирольных латексов относится быстрое старение пленки, вследствие окисления остаточных двойных связей, что ограничивает срок службы покрытий. Поэтому эти латексы не рекомендуется использовать при производстве фасадных материалов. В некоторых случаях в бутадиен-стирольные латексы добавляют антиоксиданты, которые увеличивают срок службы покрытий.
Латексы сополимеров акрилатов, чаще всего бутилакрилата, наиболее высококачественные связующие для самых разнообразных отделочных материалов, начиная от красок и шпатлевок и заканчивая декоративными акриловыми штукатурками и рельефными покрытиями. Акрилатные связующие имеют высокую адгезию, стойки к гидролизу и старению, срок службы материалов на их основе может достигать 25 лет. Они характеризуются высокой стоимостью, и являются самой дорогой группой латексов.
Стирол-акрилатные латексы сохраняют практически все преимущества акрилатов при более низкой стоимости. В отечественной практике производства отделочных материалов на латексной основе, особенно для наружных работ, стирол-акрилаты — наиболее распространенное связующее, несмотря на то, что на нашем рынке они представлены главным образом импортными продуктами.
Особую группу составляют сухие латексы (редиспергируемые полимеры) на основе сополимеров винилацетата, акрилатов, которые находят самое широкое применение в производстве сухих строительных смесей, в том числе высококачественных отделочных материалов.
Для того, чтобы определить доступные области применения различных латексов в конкретных группах отделочных материалов и уровни их применения, введем понятие содержание полимера (СП) в сухой пленке, которое равно отношению массы связующего полимера к общей массе высушенной пленки. Уровень СП (в зависимости от типа латекса) определяет такие показатели отделочного материала, как водостойкость, атмосферостойкость, смываемость, адгезию, глянец (для красок и эмалей).
В табл. 1 представлены обобщенные рецептуры стеновых вододисперсионных красок для внутренних работ на основе различных латексов.
| Сырье | Краски для внутренних работ, масс, части | |||
|---|---|---|---|---|
| Дисперсия поливинилацетатная | 120—300 | |||
| Латекс бутадиен—стирольный | 80—160 | |||
| Латекс акрилатный | 70—150 | |||
| Латекс стирол—акрилатный | 70—150 | |||
| Загуститель полимерный | 10—50 | 10—50 | 10—50 | |
| Двуокись титана | 60—150 | 60—150 | 60—150 | 60—150 |
| Мел | 250—400 | 350—500 | 350—500 | 350—500 |
| Активные наполнители | 20—100 | 20—100 | 20—100 | 20—100 |
| Целлюлозные загустители | 3—6 | 2—4 | 2—4 | 2—4 |
| Регулятор рН | 0,4—1 | 0,4—1 | 0,4—1 | 0,4—1 |
| Смачиватели и диспергаторы | 6—10 | 6—10 | 2—6 | 0—10 |
| Антисептики и пеногасители | 2—6 | 2—6 | 2—6 | 2—6 |
| Целевые добавки | 20—60 | 10—20 | 20—40 | 20—40 |
| Вода | остальное | остальное | остальное | остальное |
Для достижения примерно одинаковых эксплуатационных показателей покрытий, в зависимости от вида латекса, требуется различное минимально необходимое СП. Наиболее высокий расход дисперсии ПВА обусловлен ее низкой пигментоемкостью (СП=8-20%). Для других видов латексов расход существенно ниже (СП=5-15%) в зависимости от требований по водостойкости и устойчивости к мокрому истиранию.
В табл. 2 представлены обобщенные рецептуры стеновых вододисперсионных красок для наружных, в том числе фасадных работ на основе акрилатных и стирол-акрилатных латексов.
| Сырье | Краски для наружных работ, масс, части | |
|---|---|---|
| Латекс акрилатный | 130—280 | |
| Латекс стирол—акрилатный | 150—300 | |
| Загуститель полимерный | 10—50 | 10—50 |
| Двуокись титана | 60—150 | 60—150 |
| Мел | 250—400 | 250—400 |
| Активные наполнители | 2—4 | 2—4 |
| Регулятор рН | 0,4—1 | 0,4—1 |
| Смачиватели и диспергаторы | 2—6 | 0—10 |
| Антисептики и пеногасители | 2—6 | 2—6 |
| Целевые добавки | 20—40 | 20—40 |
| Вода | остальное | остальное |
Рекомендуемое СП в красках для наружных работ, обеспечивающее достаточную водостойкость и смываемость не более 2,5 г/м², должно быть не менее 12%, причем для наиболее ответственных фасадных материалов на основе акрилатных латексов — не менее 17%.
В табл. 3 представлены рецептуры рельефных составов («акриловые штукатурки») и лака для гладких поверхностей.
| Сырье | Рельефные составы, масс, части | Лаковое покрытие, масс, части |
|---|---|---|
| Латекс стирол—акрилатный | 90—250 | 90—250 |
| Двуокись титана | 0—40 | |
| Специальный наполнитель (определенный гранулометрический состав) | 600—800 | |
| Пигменты цветные | 0—50 | |
| Целлюлозный загуститель | 1—12 | |
| Смачиватели и диспергаторы | 1—7 | 0—2 |
| Антисептик | 1—2 | 0—1 |
| Целевые добавки | 0—50 | 25—35 |
| Вода | остальное | остальное |
Содержание латекса в рельефных составах определяется областью применения: для внутренних работ 13-20 %, для наружных не менее 22%. Лаковые водоразбавляемые покрытия требуют большого расхода латекса специальных марок.
Приведенные выше сведения основаны на многолетнем опыте работы фирм «Ольвия», «ВАПА», которые занимаются как собственно выпуском большого ассортимента водоразбавляемых латексных отделочных материалов, так и разработкой и реализацией оригинальных технологий их производства.
Лакокрасочные материалы строительного назначения
Введение
Е. Е. Казакова, к.т.н. О. Н. Скороходова
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,
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-
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
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
Карта сайта