Пластические массы

Красочные материалы

Красочными материалами называют вязко-жидкие многокомпо­нентные составы, наносимые тонкими слоями, которые после отвер­ждения образуют покрытия. Красочные составы обычно совмещают функции отделки и защиты поверхности строительных конструкций от воздействия среды. По составу красочные материалы — компози­ты, состоящие из связующего (матрицы), пигмента, наполнителя, добавок.

Поверхности большинства материалов, применяемых в строи­тельстве, грубые, т. е. имеют большую шероховатость, раковины и другие дефекты структуры. Они подразделяются на классы А1-А7. В отличие от металлов эти материалы помимо уже указанных не­достатков имеют еще на своей поверхности достаточное количество пор и капилляров различного размера. Это существенно меняет свойства поверхности, которая становится способной отсасывать связующее красочного состава. Поэтому поверхности, подлежащие окраске, например, железобетонных и бетонных конструкций, должны соответствовать категориям А2 и АЗ. Это значит, что на них ограничивается диаметр раковин (открытых пор), высота на­плыва, глубина скола и пр.

Процесс получения красочных покрытий включает следующие последовательные операции: грунтование, шпатлевание и нанесе­ние красочных слоев. Число перечисленных операций определяется требованиями к внешнему виду и условиям эксплуатации покрытий. Грунтовочный слой представляет собой жидкий состав, хорошо впи­тывающийся основанием, предназначенный для выравнивания свойств материала-подложки по отсасывающим свойствам. Грунтов­ка способствует также улучшению сцепления основного покрытия с подложкой. В состав грунтовок для металлических поверхностей вводят противокоррозионные пигменты или другие ингибиторы кор­розии. Шпатлевочные составы наносят с целью выравнивания по­верхности и ликвидации ее дефектов. Для шпатлевания применяют густые пастообразные составы, которые имеют высокую трещино - стойкость. Различают местное и общее шпатлевание. После грунто­вания и шпатлевания наносят последующие окрашивающие слои покрытия. Грунтовка, шпатлевка и окраска за счет многослойности

425

образуют композиционный материал покрытия (рис. 18.1). Осо­бенности композиционного красочного покрытия четко проявляются тогда, когда подложка-основание пориста и химически активна. В ряде случаев выполняют шлифование готовой поверхности различ­ными абразивными материалами или покрытие ее лаком.

Красочные материалы

Красочные составы быва­ют водоразбавляемые (из­вестковые, силикатные, це­ментные, клеевые, казенно - 1

вые), масляные, полимерные, ' } ГНуУй' ^

эмульсионные.

Недостатком лаков и эма - Рис. 18.1. Схема строения красочно-

лей является наличие в них го материала: 1 — пористая подлож-

органического растворителя, f (бетон>; 2 ~ шпаклевочный слой;

3 — грунтовочный слои; 4 — слои что способствует их токсично - красочного состава; 5 — верхний

сти, взрыво - и пожароопасно - слой, контактирующий со средой

сти, вследствие чего окраска

должна производиться в специальных окрасочных камерах. Струк­тура отечественных красочных материалов, к сожалению, до сих пор состоит преимущественно из лаков и эмалей. Эти материалы в своем большинстве содержат до 50% летучих органических растворителей, что создает серьезный источник экологической вредности. Задача промышленности — ограничить содержание растворителей в лаках и эмалях, а главное создать экологически полноценные материалы за счет воднодисперсионных и порошковых красок, выпуск которых в общем объеме производства пока еще мал. Вместе с тем воднодис­персные краски за рубежом составляют в среднем 15-20% (в Герма­нии — более 35%), а порошковые краски — 3-7%.

Реальную долговечность красочных покрытий определить труд­но. Известно, что расход лакокрасочных материалов и их долговеч­ность связаны обратно пропорциональной зависимостью. Это озна­чает, что необходимо увеличить срок службы покрытия в «деле», т. е. повысить защитные свойства единицы толщины покрытия. Заводы, производящие краски, это могут сделать путем повышения дисперс­ности пигментов и наполнителей, отфильтрования включений как концентраторов напряжений, модификации компонентов состава, введения функциональных добавок. Повышение эксплуатационного срока службы покрытия напрямую связано с тщательной подготов­кой поверхности для нанесения красочных составов.

Классификация и свойства красочных материалов

Красочные материалы и покрытия классифицируют преимуще­ственно по химическому и эксплуатационному признакам. В основу химической классификации красочных материалов положены вид, природа пленкообразующего вещества и их назначение, которые имеют буквенные и цифровые обозначения. Буквы означают вид и природу пленкообразующего, цифры — назначение с учетом усло­вий эксплуатации. Ниже приведены примеры таких обозначений.

Алкидноакриловые АС, глифталевые ГФ, кремнийорганические КО, мочевинные (карбамидные) МИ, перхлорвиниловые ХВ, полиак­риловые АК, полиамидные ПА, поливинилацетатные ПВА, силикат­ные ЖС, эпоксидные ЭП и т. д.

Классификация покрытий по эксплуатационному признаку спо­собствует определению рациональной области использования того или иного покрытий. В табл. 18.1 приведена классификация красоч­ных материалов по группам эксплуатации покрытий.

Классификация красочных материалов

Таблица 18.1

Наименование мате­риала по назначению

Группа

эксплуата­

ции

Условия эксплуатации

Атмосферостойкие

1

Покрытия, стойкие к различным кли­матическим воздействиям, эксплуа­тируемые на открытой площадке

Ограниченно атмо­сферостойкие

2

Покрытия, эксплуатируемые под навесом и внутри неотапливаемых помещений

Консервационные

3

Покрытия, применяемые для вре­менной защиты окрашиваемой по - 'верхности

Водостойкие

4

Покрытия, стойкие к воздействию воды и ее паров

Специальные

5

Покрытия, обладающие специфиче­скими свойствами: стойкостью к рентгеновскому излучению; светя­щиеся

Далее по номерам идут покрытия специальные (например, мас - лобензостойкие — 6, химическистойкие — 7, термостойкие — 8, электроизоляционные — 9). Красочные составы имеют при марки­ровке в начале индекса буквы: вододисперсионные — ВД, органо­дисперсионные — ОД, водоразбавляемые — В, порошковые -— П.

Пример. Эмаль ХВ-16 — перхлорвиниловая эмаль (ХВ) для атмосферостойких покрытий 1, регистрационный номер 6.

При маркировке покрытий учитывается также и качество внеш­него вида покрытий. В соответствии с ГОСТ установлены 7 классов качества внешнего вида покрытий в зависимости от вида дефекта и их количества: I — не допускаются никакие дефекты; II—VII — воз­можны отдельные включения с учетом их числа (шт/м2) в зависимо­сти от длины, ширины, диаметра дефекта и расстояния между ними; III-VII классы допускают волнистость, V-VII — потеки; IV-VII — разнооттеночность.

Красочные составы различают по методу нанесения — кисте­вые, валиковые, пульверизационные, по условиям сушки — холод­ные и горячие, а также по степени блеска.

Красочные составы по своей консистенции могут быть жидки­ми, вязкими, пастообразными, а по своим реологическим характери­стикам относятся к структурированным системам. Для них харак­терно пластическое и псевдопластическое течение, связанное с раз­личной степенью структурообразования в массе материала. Сильно структурированные краски пригодны для нанесения только распы­лением, кистью, валиком, но не методом окунания или облива. Каж­дому способу нанесения краски соответствует оптимальная вязкость, при которой не возникают дефекты покрытий. Для определения вяз­кости красок применяют вискозиметры, вязкость в которых условно измеряют в с. Жизнеспособность красочных составов определяется временем, в течение которого вязкость составов после смешения компонентов практически не изменяется.

Для определения свойств красочных покрытий отверждение производят на твердой недеформируемой подложке (металле, стек­ле). Пленкообразование связано с протеканием химических и физи­ко-химических процессов в краске, испарением растворителя или распадением водных дисперсий и др. Степень отверждения покры­тий можно характеризовать показателем твердости. Наиболее дос­тупным и простым является метод определения твердости покрытий по затуханию колебаний маятника специального прибора. Техноло­гичность нанесения красочного материала зависит от времени от­верждения связующего, в течение которого жидкий красочный со­став, нанесенный тонким слоем, затвердевает и превращается в пленку. Различают 7 ее степеней.

Основные компоненты красочных составов

Красочные составы включают следующие компоненты: пленко­образующие вещества, наполнители, пластификаторы, растворители, разбавители, сиккативы, а также вспомогательные материалы (ста­билизаторы, диспергаторы и т. д.).

Пленкообразующие вещества или связующие служат для объе­динения всех компонентов красочного состава и образования тонкой твердой пленки, прочно связанной с окрашиваемой поверхностью.

К связующим веществам относятся: клеи, казеин, известь, це­мент, жидкое стекло, полимеры, олифы. От свойств связующего за­висят технологические и эксплуатационные свойства красочных со­ставов и покрытий.

Натуральное связующее — олифа. Ее получают при переработ­ке растительных масел (льняного, конопляного и др.). Олифа спо­собна «высыхать», отвердевая, за счет окисления кислородом возду­ха. Ускоряют этот процесс сиккативы («сикко» в переводе сушить, высушивать). Различают олифу натуральную, содержащую 100% растительного масла. Выпускают олифу, содержащую 55% масла и 45% уайт-спирита, а также комбинированную олифу с содержанием 70% масла и 30% уайт-спирита. Комбинированные олифы — соче­тание олифы с искусственными полимерными связующими: глифта - левая, пентафталевая, перхлорвиниловая и др. Глифталевую олифу, например, получают в результате нагрева льняного масла, фталевого ангидрида и глицерина. Пентафталевая смола является продуктом конденсации пентаэритрита и фталевого ангидрида.

Синтетическое связующее способствует отказу от импорта нату­ральных смол (копал, шеллак, даммар) и экономит пищевые расти­тельные масла. Синтетическими связующими стали разнообразные полимерные материалы, производство которых с каждым годом рас ширяется. Они применяются для изготовления лаков, эмалей, пасто - вых составов и вододисперсионных красок.

Пигменты — это сухие красящие порошки (выполняющие так­же роль наполнителей), нерастворимые в воде, масле и других рас­творителях.

В зависимости от происхождения пигменты подразделяются на минеральные и органические, а по способу получения — на природ­ные и искусственные (табл. 18.2). Для получения природных мине­ральных пигментов производят механическую обработку природных материалов: помол, просев или отмучивание.

429

Таблица 18 2

Классификация пигментов по природе происхождения

Пигменты

Минеральные

Органические

Металличе­

Природные

Искусственные

ские порошки

Мел

Белила цинковые

Пигмент желтый

Пудра алю­миниевая

Известь

Белила титановые

Пигмент алый

Каолин

Белила свинцо­вые

Пигмент красный

Пыль цинко­вая

Охра

Литопон сухой

Пигмент голубой

Мумие

Крон цинковый

Киноварь искус­ственная

Бронза золо­тистая

Умбра

Умбра жженая

Сурик желез­ный

Перекись мар­ганца Графит

Сажа малярная

Зелень цинковая

Оксид хрома Лазурь малярная

Искусственные минеральные пигменты получают путем терми­ческой обработки минерального сырья. Например, жженые охра, ум­бра. Среди искусственных пигментов наблюдается острый дефицит белых.

В настоящее время широкое распространение среди белых пиг­ментов — белил — имеет диоксид титана благодаря своим уникаль­ным свойствам, стойкости и безвредности. Мировое его производст­во продолжает непрерывно расти. Применяют литопоновые и цин­ковые белила, имеющие хорошие показатели. Помимо традицион­ных сухих порошковых пигментов получают пигменты в виде паст - концентратов, эмульсий и микрокапсул. Запрещено применение ток­сичных пигментов, содержащих в своем составе, например, свинец, Однако они используются в редких ответственных случаях как на­дежное антикоррозионное покрытие.

Дисперсность пигмента влияет на его основные свойства. Чем тоньше частицы, тем выше укрывистость и красящая способность пигмента. Полидисперсный состав пигмента позволяет получить

430

плотное покрытие при минимальном расходе связующего. Укрыви - стостъ определяет расход красочного состава на единицу окраши­ваемой поверхности. Красящая способность — способность пиг­мента передавать свой цвет в смеси с белым пигментом. Светостой­кость характеризуется способностью пигмента сохранять свой цвет при действии ультрафиолетовых лучей. Большинство природных пигментов — светостойки, некоторые органические и неорганиче­ские пигменты обесцвечиваются в процессе эксплуатации.

Маслоемкость характеризуется количеством олифы (г), необхо­димым для превращения 100 г пигмента в пастообразное состояние.

Атмосферостойкостъ — свойство пигментов в составе красоч­ных составов противостоять длительное время атмосферным воздей­ствиям: воды, кислорода воздуха, кислых газов, попеременного ув­лажнения и высыхания, замораживания и оттаивания. Щелочестой - кость — устойчивость пигмента к изменению цвета при соприкос­новении со щелочной средой. Щелочестойкими являются почти все природные пигменты, а также многие искусственные пигменты (ок­сид титана, оксид хрома, органические пигменты «алый» и «оранже­вый»). Для изготовления кислотостойких красок применяют только кислотостойкие пигменты (оксид хрома и титана, графит).

Наполнители. В отделочные составы для их удешевления, по­вышения декоративных и защитных свойств добавляют тонкоиз - мельченные наполнители: тальк, диатомит, молотый песок, слюда и особенно часто мел и известняки.

За рубежом расширяется применение в качестве наполнителей органических полимерных порошков: полиэтилена, полипропилена, поливинилхлорида и др.

Виды красочных составов

Масляные краски

Масляные краски изготовляют на заводах растиранием олифы с пигментами в специальных машинах-краскотерках. При растира­нии образуется однородная суспензия, в которой каждая частица пигмента или наполнителя имеет оболочку из связующего, адсорби­рованного на их поверхности. Различают густотертые и жидкотер­тые масляные краски. Густотертые краски производят в виде паст и доводят до рабочей вязкости добавлением олифы. Жидкотертые масляные краски выпускают готовыми к употреблению с содержа­нием олифы 40-50%. К таким краскам относятся титановые, цинко-

431

вые белила. Масляные краски чаще всего применяют для защиты стальных конструкций от коррозии, для предохранения оконных пе­реплетов и других деревянных элементов от увлажнения, а также для окраски поверхностей, подвергающихся истиранию и частой про­мывке водой (полы, нижние части стен коридоров общественных зданий, металлические ворота шлюзов и т. д.).

Масляная краска не изменяет свой объем в процессе твердения, обладает стойкостью и долговечностью.

Лаки и эмалевые краски

Лаки представляют собой пленкообразующие растворы синте­тических или натуральных смол в органических растворителях. Для повышения качества лакового покрытия в рецептуру добавляют пла­стификатор, отвердитель и другие специальные добавки. В строи­тельстве в основном применяют масляно-смоляные, синтетические безмасляные, битумные и асфальтовые лаки.

Масляно-смоляные лаки — это растворы модифицированных растительными маслами натуральных, а также алкидных смол (глифталевых, пентафталевых и др.) в органических растворителях. Масляно-смоляные лаки применяют в основном для внутренней от­делки по хорошо подготовленным поверхностям конструкций, а также для наружных работ. Выпуск таких лаков ограничен.

Синтетические безмасляные лаки — это в основном растворы перхлорвиниловой смолы в органических растворителях. Эти лаки бесцветны, высыхают в течение 2 ч при температуре 20 °С. Их при­меняют для лакировки масляных покрытий с целью улучшения их антикоррозионных свойств. Битумные и асфальтовые лаки пред­ставляют собой растворы нефтяного битума или асфальта или их смеси и растительных масел в органических растворителях. Приме­няют для грунтовки металлических поверхностей под антикоррози­онное покрытие, для покрытия скобяных и других металлических поверхностей. Каменноугольные лаки —- это растворы каменно­угольного пека в органических растворителях. Их применяют как антикоррозионное покрытие чугунных и стальных конструкций и изделий.

Эмалевые краски представляют собой суспензию пигмента в лаке. Строительные эмалевые краски должны обладать определен­ной твердостью, атмосферостойкостью, хорошим внешним видом, способностью высыхать при обычной температуре не более чем за 1-2 суток. К синтетическим эмалям относятся алкидные, перхлорви-

432

ниловые. Алкидные эмалевые краски — суспензия пигмента в глиф - талевом, пентафталевом, алкидно-стирольном и других алкидных лаках. Для наружных работ служат глифталевые ГФ-13 и пентафта - левые эмали ПФ-14. Перхлорвиниловые эмалевые краски ПХВ ис­пользуют для отделки предварительно загрунтованных металличе­ских поверхностей и для отделки бетонных фасадных поверхностей. Широкое распространение нашли кремнийорганические эмали. Кремнийорганические покрытия гидрофобны, атмосферостойки, за­щищают наружные ограждения от увлажнения, но не препятствуют естественной вентиляции помещений. Покрытия на основе каучуко­вых эмалей (раствор хлоркаучука в органическом растворителе) об­ладают высокой водо - и коррозионной стойкостью, их применяют для защиты от коррозии металлических и железобетонных конст­рукций.

Промышленность должна увеличить выпуск эмалей с понижен­ным содержанием летучих веществ.

Вододисперсионные краски

Вододисперсионные краски состоят из глобул — полимеров, равномерно распределенных в водной среде, эмульгатора, препятст­вующего слипанию глобул, пигмента и специальных добавок. Вода при нанесении краски на поверхность изделий отсасывается порис­тым основанием и частично испаряется. При этом происходит обра­щение фаз и распад эмульсии, глобулы сливаются, и образуется гладкое покрытие. После отверждения покрытие приобретает мато­вый оттенок, становится водостойким, воздухопроницаемым. При этом вододисперсионные краски не токсичны, технологичны, так как могут легко разбавляться водой до требуемой вязкости.

В ассортименте вододисперсионных красок ведущее положение пока занимает поливинилацетатная краска. Это водная дисперсия поливинилацетата, пластифицированная дибутилфталатом, пигмент, добавки. Краска обладает определенной водостойкостью, достаточ­ной адгезией к бетону, штукатурке, дереву.

Акрилатная краска отличается повышенной водостойкостью, атмосферостойкостью и долговечностью. Краску применяют для от­делки фасадов зданий, влажных помещений. Акрилатные краски перспективны, так как у них есть развивающаяся сырьевая база. Кремнийорганические вододисперсионные краски имеют такое же применение, как и акрилатные. Они придают покрытию гидрофоб-

433

ность, которая значительно повышает долговечность покрытия и конструкции, которую защищают.

Общая тенденция развития вододисперсионных красок — по­вышение их водостойкости и эксплуатационного срока службы.

Пастовые составы

В отделке зданий и сооружений используются пастовые соста­вы, создающие сразу покрытия толщиной до 1000 мкм. Пастовые составы готовят на основе синтетических смол и водных дисперсий полимеров. Имеются пастовые, полимерцементные, полимергипсо - вые, полимергипсоцементные составы. Применение нашел пастовый состав «Дефас», изготовленный на основе поливинилацетатной краски ВД-ВА-17, кварцевого песка, маршалита. Для отделки фаса­дов зданий широко применяются пастовые составы на основе и дру­гих вододисперсионных красок. Пастовые составы обладают одно­временно свойствами штукатурок и красочных покрытий при срав­нительной простоте нанесения таких составов, резком сокращении трудоемкости и сроков отделки.

Порошковые краски

Порошковые краски представляют мелкодисперсную сухую смесь твердых полимеров, наполнителей, пигментов и специальных добавок. Основными свойствами их являются высокая дисперсность (10-100 м2/г), сыпучесть и малая насыпная плотность. Порошковые краски доводят до рабочей вязкости ожжижением, т. е. переводом в капельно-жидкое состояние (расплав), монолитизацией — слиянием частиц и их отверждением с образованием химически стойкого по­крытия. В качестве основного сырья применяют термопластичные полимеры (полиэтилен, поливинилхлорид, полиамиды) и реактопла - сты (эпоксидные, полиэфирные, полиуретановые). Формирование покрытий может происходить в широком интервале температур, при этом изменяется и продолжительность процесса отверждения. По­рошковые краски наносятся на защищаемую поверхность напылени­ем с разогревом состава (пистолетом и др.). Например, покрытия из поливинилбутирольной краски ПВЛ-212 получают при температуре 170 °С и 250 °С, время формирования покрытия соответственно со­ставляет 30 и 3 мин.

Известковые, цементные, силикатные краски. В качестве связующего применяются цемент, гашеная известь, силикат калия. Для повышения водоудерживающей способности красочного соста­ва вводят специальные добавки: хлористый кальций, поваренную соль или алюминиевые квасцы, иногда полимеры. Срок службы та­ких покрытий на воздухе невысок. В качестве связующего цемент­ных красок применяют белый или цветной цементы. Для повышения водоудерживающей способности состава в него вводят известь - пушонку и хлористый кальций. Цементные краски применяют для наружных работ. Силикатные краски представляют суспензию пиг - менюв и активных наполнителей (диатомита или трепела), затво­ряемых водным раствором силиката калия. Краска относительно во­достойка. Силикатными красками окрашивают фасады зданий, до­бавляя для стойкости диспергированные акриловые или стиролакри - ловые полимеры. Состав используется для защиты от возгорания деревянных конструкций.

Казеиновые и клеевые краски. Краски представляют собой суспензии пигментов и наполнителей в водных или водно-щелочных растворах клея или казеина. Клеевые краски приготовляют с исполь­зованием синтетических клеев — на основе карбоксилметилцеллю - лозы и других полимеров. Для повышения прочности и водостойко­сти в клеевые составы вводят олифу. Клеевые составы не водостой­ки, их применяют для внутренней отделки помещений. Казеиновые краски готовят на месте производства малярных работ перемешива­нием с водой сухих (порошковых) красок промышленного производ­ства. Для повышения водостойкости в казеиновые краски вводят из­весть, что повышает атмосферостойкость покрытия. Казеин — пи­щевое сырье, поэтому эти краски имеют ограниченное применение.

Пластические массы

Сотовый поликарбонат для конструций

Как правильно выбрать сотовый поликарбонат для навеса или беседки

Почему стоит остановить свой выбор на пластиковых окнах?

Не стоит удивляться тому, что сейчас уже практически невозможно встретить стеклянные окна в домах. Все больше людей отказываются от уже привычного стекла в пользу современных металлопластиковых окон. Владельцы домов и …

Заделка трещин и другие ремонтные работы

Наиболее трудоемкой операцией при ремонте каменных, бетон­ных и железобетонных конструкций является ликвидация трещин. Трещины заделываются инъецированием (ширина раскрытия более 0,1 мм) или поверхностной затиркой (ширина раскрытия менее 0,1 мм). Другие …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 050 512 11 94 — гл. инженер-менеджер (продажи всего оборудования)

+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи новинок
e-mail: msd@msd.com.ua
Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Партнеры МСД

Контакты для заказов шлакоблочного оборудования:

+38 096 992 9559 Инна (вайбер, вацап, телеграм)
Эл. почта: inna@msd.com.ua