Современное производство строительных материалов

Лакокрасочные материалы. Водные дисперсии

Лакокрасочные материалы используют для приготовления красочных составов, которые в вязкожидком состоянии наносят тонкими слоями (60...500 мкм) на поверхность отделываемой конструкции (бетон, дерево, металл). В результате отвердевания красочных составов образуется твердая цветная пленка, которая прочно сцепляется с отделываемой поверхностью (основанием) и называется лакокрасочным или малярным покрытием.

Такие покрытия дают возможность защитить материал конструкций от вредного воздействия окружающей среды и, следовательно, повысить их долговечность; получить архитектурно-художественный эффект; улучшить санитарно-гигиенические условия в помещениях. Некоторые лакокрасочные покрытия имеют специальное назначение (например, антисептические и огнезащитные краски для дерева). Чаще всего лакокрасочные покрытия служат одновременно для нескольких целей.

Лакокрасочные покрытия обычно состоят из грунтовочного, подмазочного, шпаклевочного и окрасочного слоев, каждый из которых имеет свое особое назначение (14.1). Основным назначением грунтовочного слоя является улучшение сцепления последующих слоев с основанием. Подмазочные слои служат для заполнения сравнительно крупных углублений на поверхности основания. Шпаклевочный слой предназначен для выравнивания поверхности. Один или несколько окрасочных слоев создают тонкую пленку заданного цвета. В зависимости от характера основания и назначения окраски некоторых слоев может и не быть, но всегда есть красочный слой (слои).

Основными компонентами лакокрасочных составов являются пигменты и связующие вещества, кроме них в лакокрасочные составы могут входить наполнители, растворители и разбавители.

Дисперсии полимеров представляют собой устойчивые гетерогенные двухфазные системы, состоящие из воды и взвешенных в ней мельчайших твердых частиц полимера. Дисперсии получают путем эмульсионной полимеризации или сополимеризации различных мономеров, как правило, при действии свободно-радикальных инициаторов (1). Твердая фаза может содержаться в дисперсии в количестве до 80%. Размеры частиц зависят от ряда факторов — химической природы и количества инициаторов, эмульгаторов, стабилизаторов, то есть вспомогательных веществ, взятых для проведения реакции полимеризации, а также скорости размешивания реакционной массы.

Дисперсии принято разделять по степени дисперсности, то есть по размеру частиц полимера, на грубодисперсные (с размером частиц 2—3 мкм), среднедисперсные (0,8—0,5 мкм) и тонкодисперсные (0,5—0,03) (2). Другое название дисперсий — латексы (3). Исходя из метода получения дисперсий-эмульсионной полимеризацией — их часто называют, как в России, так и за рубежом, эмульсиями. Это название, однако, неверно, так как к эмульсиям в коллоидной химии принято относить дисперсные системы, состоящие из двух и более жидких фаз

Существует определенная связь между структурой молекулы и свойствами полимеров. Физико-механические показатели материалов, изготовленных из полимеров, полученных эмульсионным методом, изменяются в широких пределах, в зависимости от строения исходных мономеров. Если при полимеризации берут мономеры, придающие конечному продукту внутримолекулярную пластификацию, или добавляют во время синтеза в реакционную массу пластификаторы (например, дибутилфталат), то после удаления воды получают мягкие, липкие пленки полимеров. Жесткость пленок будет нарастать во времени вследствие постоянной миграции из них пластификатора.

Твердые частицы дисперсии имеют тенденцию слипаться и оседать на дно сосуда, где они хранятся, в виде вязкой сплошной массы. Некоторые полимерные дисперсии сохраняются в течение относительно длительного времени — до нескольких месяцев. Необратимый процесс коагуляции частиц протекает особенно быстро при отрицательных температурах