Акриловые материалы

Фасадные краски, содержащие органические растворители

Так как в рецептурах водно-дисперсионных фасадных красок ис­пользуют широкий ассортимент дисперсий различного состава и Тсп они могут содержать значительное количество коалесцентов, являю­щихся органическими растворителями.

Были проведены сравнительные лабораторные испытания покрытий на основе фасадных красок с ОКП 15—55%, содержащих типичные коммерческие акриловые дисперсии: чисто акриловую (АК) и стирола - криловую (АК/С) [76]. Оба сополимера имеют сравнимое водопоглоще - ние, но паропроницаемость покрытий на основе АК/С-дисперсии ни­же, чем АК (рис. 31).

Механические свойства пленок в большей степени зависят от ОКП кра­сок, кроме того, на прочность свободных пленок при разрыве существенно влияет циклическое испытание: выдержка в воде—сушка (рис. 32). Исходные АК/С-пленки имеют меньшую прочность, чем АК, независимо ог ОКП, причем прочность на разрыв исходных образцов проходит через мини­мум при ОКП 30 и 35% соответственно. Чтобы объяснить вид кривых, необходимо рассмотреть два противоположных эффекта. Во-первых, наличие эмульгаторов в дисперсии может оказывать пластифицирую­щее действие, которое уменьшается с ростом ОКП. Во-вторых, пигмент (наполнитель) усиливает полимерную матрицу и тем больше, чем выше ОКП. Таким образом, повышается жесткость пленки [77] и ее прочность при разрыве. Погружение пленки в воду повышает ее прочность в ос­новном после первого цикла. Этот эффект более отчетливо выражен для АК/С покрытий, и процент увеличения прочности пленки зависит от ОКП [76].

Увеличение ОКП вызывает резкое снижение относительного удли­нения пленок независимо от погружения в воду. Благодаря более высо-

15 20 25 30 35 40 45 50 55

ОКП. %

Рис. 31. Паропроницаемость покрытий на основе фасадных красок с различной ОКП

Кому содержанию пленкообразователя эластичность пленок с ОКП 15% выше, чем с ОКП 55%. Повторные погружения в воду все больше сни­жают относительное удлинение.

Проведенные исследования показывают, что при вымывании водо­растворимых компонентов механические свойства пленок изменяются: они становятся более хрупкими и практически теряют способность к растяжению. Водорастворимые компоненты дисперсий аккумулируют­ся в образующихся пустотах на поверхности полимерных частиц [78]. И хотя пустоты очень малы по сравнению с общей площадью поверхнос­ти, они могут существенно влиять на прочность пленки. Это явление можно рассматривать с точки зрения пластифицирующего эффекта [79] или его способности ухудшать процесс пленкообразования [80]. Кроме того, высушивание пленки при 50°С (выше 7СТ полимера) — позволяет улучшить процесс пленкообразования, что приводит к получению более прочных пленок. В принципе результаты, полученные для АК-красок, аналогичны АК/С, кроме того что воздействие воды повышает проч­ность при разрыве АК-пленок не так сильно, как АК/С, даже при более низком содержании пигментов.

Относительное удлинение пленок обоих типов ухудшается при по­вышении содержания пигмента. Но и в этом случае есть разница: сни-

79

Ш X

А со со а

S s

-о х

У—

О О X

Т о а. d

ОКП, %

Рис. 32. Зависимость прочности пленок при разрыве от ОКП фасадных красок

Жение относительного удлинения АК-пленок в большей степени не за­висит от выдержки в воде, чем АК/С-пленок. Другой особенностью яв­ляется скорость снижения относительного удлинения в зависимости от ОКП. Для АК-пленок до ОКП 25% удлинение снижается постепенно, а затем резко, что видно по изменению градиента кривых (рис. 33).

Прочность и относительное удлинение после воздействии воды вы­ше для АК/С-пленок, что является преимуществом для фасадных по­крытий, подвергающихся воздействию воды в виде дождя и росы.

При ускоренных климатических испытаниях для стиролакриловых покрытий наблюдается очень незначительное изменение цвета, в случае покрытий на основе чисто акриловых дисперсий она заметнее. Однако разница между ними не очень велика. Более того, не наблюдается суще­ственных отличий в пожелтении для покрытий двух типов.

Степень пожелтения (АЬ*) для стиролакриловых покрытий такая же, как для чисто акриловых и практически не зависит от ОКП краски. Эти результаты согласуются с данными, приведенными в [81], где указано, что при ОКП 20% количество стирола не влияет на тенденцию к пожел­тению стиролакриловых красок.

Сильное изменение цвета (ДІ?*), которое наблюдается в стиролакри­ловых покрытиях при ОКП 50% возникает в результате изменения зна­
чений яркости оттенка (£*) и цвета в красной или зеленой области (а*), а не в желтой (6*).

Стиролакриловые дисперсии быстро стали популярными в производст­ве фасадных красок взамен винилацетатных и чисто акриловых. Ускорен­ные и длительные натурные климатические испытания покрытий подтвер­дили их преимущества. Рынок требовал более дешевых дисперсий, облада­ющих преимуществами чистых акрилатов (низкое водопоглощение, высо­кая стойкость к действию щелочей, низкое грязеудержание покрытий). Эти требования привели к появлению новых дисперсий на основе бутила- крилата и стирола. Преимуществами этих анионных дисперсий с малыми размерами частиц являются их высокая пигментоемкость, низкое водопо­глощение и высокая устойчивость к омылению. Таким образом, стало воз­можным производить высокопигментированные водно-дисперсионные краски для матовых наружных покрытий, характеризующихся высокой ус­тойчивостью к влажному истиранию.

Есть здания, сохранившие исходное покрытие даже через 30 лет по­сле окраски.

Конечно, краски для наружных работ можно изготавливать и на ос­нове чисто акриловых дисперсий, стойких к воздействию атмосферы и УФ-излучения. Эти полимеры поглощают меньше влаги, чем винило-

T

Ф

S X

0)

О| О ^

ОКП, %

Рис. 33. Зависимость относительного удлинения пленок от ОКП фасадных красок

Вые эфиры. Однако чисто акриловые сополимеры из-за более высокой стоимости используют, как правило, для получения красок с низким со­держанием пигментов (лаков, в том числе тонированных, для древеси­ны и красок для глянцевых покрытий).