Текст книги "Лакокрасочные материалы"

Олифы представляют собой маслянистую жидкость, которая после нанесения на поверхность высыхает, образуя прочную эластичную водонепроницаемую пленку. Используют олифы для изготовления окрасочных составов, грунтовок и шпатлевок. Изготовляют олифы из растительных высыхающих (льняного, конопляного, орехового), полувысыхающих (подсолнечного) или невысыхающих (касторового) масел, а также жиров и органических продуктов, не содержащих лаковых смол.

Олифы бывают нескольких видов – натуральные, полунатуральные, синтетические.

Натуральные олифы. Льняная натуральная олифа представляет собой светлую прозрачную маслянистую жидкость, изготовленную из льняного масла и сиккатива, приготовленного на льняном масле. Выпускают двух видов – полимеризованную и окисленную. Льняную олифу используют:

– для грунтования металлических, деревянных и оштукатуренных поверхностей;

– для изготовления и разведения светлых густотертых красок, шпатлевок;

– для подмазочных паст, замазок, а также светлых окрасочных составов для выполнения высококачественных внутренних и наружных работ при окраске металлических конструкций, полов, дверей, оконных переплетов в зданиях и сооружениях. Время высыхания при 20 – 22 0С – не более 24 часов.

Конопляная натуральная олифа представляет собой темную прозрачную маслянистую жидкость, изготовляемую из конопляного масла и сиккатива. Вырабатывают олифу только окисленную. Используют для грунтования металлических, деревянных и оштукатуренных поверхностей; приготовления и разведения темных густотертых красок, шпатлевок, замазок, а также для изготовления темных окрасочных составов при получении высококачественных окрасок металлоконструкций, дверей, оконных переплетов, полов и др. Время высыхания не более 24 часов.

Полунатуральные олифы

Олифа-оксоль представляет собой раствор оксидированного растительного масла и сиккативов в уайт-спирите (до 45 %). Она заменяет натуральную олифу и применяется для разведения густотертых красок для внутренних и наружных работ.

Олифы синтетические. Синтетические олифы не содержат натуральных масел или содержат их не более 30 – 35 %. Из множества искусственных олиф часто применяют сланцевую олифу, глифталевую, олифу этиноль и некоторые другие олифы.

Сланцевая олифа – жидкость темного цвета, продукт окисления сланцевых масел, растворенных в ксилоле. Время высыхания – 24 часа. Обладает атмосферостойкостью. Используют для приготовления темных колеров, разведения красок, применяемых для окрашивания наружных и изредка внутренних металлических, деревянных и оштукатуренных поверхностей. Ею не окрашивают полы и предметы бытового назначения.

Глифталевую олифу получают при взаимодействии растительных масел, глицерина и фталевого ангидрита с добавлением сиккатива с последующим разбавлением специальным бензином (растворителем) до малярной консистенции. Применяют для изготовления высококачественных красок для наружной и внутренней отделки металлических изделий, дерева и штукатурок.

Алкидную пенфталиевую олифу получают разведением пентафталиевой смолы уайт-спиритом с модификацией растительными маслами. Прозрачность олифы полная. Время высыхании – до 24 часов. Используют для наружных и внутренних работ по металлическим и деревянным поверхностям и штукатурке.

Олифа этиноль представляет собой светлую прозрачную густую жидкость с резким запахом, изготовляемую из отходов производства хлоропренового каучука. Образует быстросохнущую, блестящую твердую, не атмосферостойкую, но щелочестойкую и кислотостойкую пленку. Эту олифу добавляют до 15 % к другим олифам. Используют для приготовления антикоррозионных красок и грунтовок по металлам.

Связующими и пленкообразующими веществами в неводных составах служат смолы. Их делят на природные и синтетические. Из природных (натуральных) смол чаще применяют канифоль, шеллак и янтарь. Смолы являются довольно дефицитным материалом, поэтому их применение ограничено. Их заменяют синтетическими смолами (полимерами) – перхлорвинилом, алкидными, фенолформальдегидными и др. Перхлорвинил является термопластичным полимером, который получают при дополнительном хлорировании поливинилхлорида (зерна или порошок белого или кремового цвета). Перхлорвинил кислотостоек и щелочестоек, хорошо растворяется в органических растворителях. Окрасочные составы на основе перхлорвинила образуют прочные, атмосферостойкие и водостойкие пленки с хорошей адгезией. Применяют перхлорвинил для изготовления фасадных красок, лаков и эмалей, а также для отделочно–декоративных пленок.

Полиэфиры представляют собой ненасыщенные и насыщенные высокомолекулярные соединения, получаемые поликонденсацией многоатомных спиртов или двухосновных кислот. К ним относят глифталевые и пентафталиевые полимеры, которые называют алкидными смолами. Глифталиевые смолы применяют для изготовления лаков, эмалей, олифы, грунтовок, шпатлевок, линкруста, линолеума; пентафталевые смолы используют для лаков и красок, дающих твердые, атмосферостойкие и коррозионностойкие покрытия.

Полистерол представляет собой продукт полимеризации стирола; твердое, упругое, бесцветное, прозрачное вещество в виде гранул или порошка, растворимое в ароматических углеводородах (ксилол, сольвент) и эфирах. Не растворим в спирте и бензине, водостоек и химически стоек. Используют для изготовления красок, применяемых внутри помещений, эмалей, облицовочных цветных плиток, пленок и других материалов.

Фенолоформальдегидный полимер является важнейшим из фенолоальдегидных полимеров, изготовляемых поликонденсацией фенола и альдегидов, например, формальдегида. Отличается высокой прочностью и теплостойкостью. Используют для изготовления водостойких клеев, слоистых пластиков, древесноволокнистых и древесностружечных плит.

Клеи применяют в качестве связующего вещества в водоклеевых красочных составах, для клеевых грунтовок и шпатлевок, а также в качестве стабилизатора при изготовлении красочных водных эмульсий. Различают клеи животные (костный, мездровый, казеин), растительные (декстрин), а также клеи искусственные. Более эффективно в строительстве применяют искусственные клеи, которые представляют раствор искусственных смол в воде. Искусственный клей бывает в виде смеси карбоксилметилцеллюлозы и метилцеллюлозы. Карбоксилметилцеллюлоза является продуктом химической переработки древесной целлюлозы, мало подверженной гниению. Клей способен набухать и растворяться в воде.

Метилцеллюлоза обладает большой стойкостью к действию кислот и щелочей. Этим она отличается от карбоксилметилцеллюлозы.

Полимерный клей представляет собой полимерные синтетические вещества, обладающие высокой клеящей способностью. Для его получения используют поливинилацетатную смолу. Полученное связующее вещество применяют в виде эмульсий для приклеивания пленочных материалов и моющихся обоев, водных или спиртовых растворов поливинилацетата.

Разбавители (олифы, эмульсии, клеевые растворы) служат для разбавления густотертых или разведения сухих неорганических красок, либо для разведения красок до нужной консистенции и представляют собой органические летучие жидкости. В отличие от растворителей разбавители содержат пленкообразователь в количестве, необходимом для получения качественного лакокрасочного покрытия.

Эмульсинные разбавители используют для получения грунтовок и разбавления густотертых масляных красок. Их применение позволяет более экономично расходовать высыхающие масла и синтетические смолы (разжижение цинковых и литопонных белил, некоторых цветных густотертых красок, сурика железного, мумии и охры). Количество разбавителя не должно быть более 25 – 35 %. Эмульсионные разбавители дают невысокое качество покрытий, поэтому их применяют ограничено.

Растворители (скипидар, уайт-спирит, сольвент, ксилол, ацетон, спирт, бензин и др.) представляют собой жидкости, используемые для доведения лакокрасочных составов до рабочей вязкости, а также для промывки кистей, инструментов и механизмов после работы неводными составами. Растворителями разводят сильно загустевшие лаки, грунтовки, краски и эмали. Количество их в лакокрасочном материале не должно превышать 5 %. Летучесть растворителей оказывает влияние на время высыхания лакокрасочных составов, содержащих эти растворители.

Большинство разбавителей и растворителей горючи и взрывоопасны.

Эмульсия представляет собой дисперсную систему, состоящую из двух не растворяющихся одна в другой жидкостей, одна из которых (дисперсная фаза) распределена в другой (дисперсионной среде).

Эмульсии – это группа связующих и разбавителей для водных и неводных окрасочных составов, улучшающих качество лакокрасочных материалов и способствуют экономии олиф. В каждой эмульсии различают две фазы: внешнюю и внутреннюю. Поэтому существует два типа эмульсии: ВМ (вода в масле) и МВ (масло в воде). Если эмульсию оставить в спокойном состоянии на некоторое время, то она начнет расслаиваться. Для получения устойчивой эмульсии в ее состав вводят эмульгаторы – буру, аммиак, канифоль, едкое кали, хлористый кальций, известь, мыло, растворы клеев. Эмульсии можно разбавлять: ВМ – олифой, уайт-спиритом, скипидаром, поэтому ее называют маслоразбавимой. МВ разбавляют только водой, поэтому ее называют водоразбавимой.

Готовят эмульсии в эмульсаторах. Состав эмульсии МВ, мас. ч.:

– клей животный (10%-ный раствор) – 10;

– олифа – 1;

– щелочь (поташ, бура, сода) – 0,2 – 0,3.

Для приготовления эмульсии МВ в эмульсатор заливают водоклеевой раствор щелочью, затем при перемешивании постепенно вливают олифу. Используют эмульсию для изготовления клеевых колеров, грунтовок и шпатлевок.

Состав эмульсии ВМ, мас. ч.:

– олифа –10;

– клей животный (8 %-ный раствор) – 7;

– известковое молоко – 3 (2 кг известкового теста на 8 л воды).

Для приготовления эмульсии ВМ в эмульсатор заливают олифу, затем при перемешивании вливают известково-клеевой раствор. Эмульсию используют вместо олифы в масляных составах при приготовлении шпатлевок, грунтовой и разбавления густотертых масляных красок.

Составы, в которые входит эмульсия, называют эмульсионными. В зависимости от назначения в составы входят различные компоненты. Так, в составы, предназначенные для проолифки, добавляют небольшое количество пигмента, в составы для шпатлевки – мел.

Лакокрасочные составы представляют собой сложные многокомпонентные системы. Например, в состав лаков входит от 3 до 10 различных компонентов. В зависимости от состава и назначения лакокрасочные материалы подразделяют на лаки, эмали, масляные краски, порошковые краски, грунтовки и шпатлевки. Кроме этих материалов для отделочных работ используют водоразбавленные краски: известковые, клеевые, цементные, полимерцементые, силикатные, водоэмульсионные и др.

Краска представляет собой суспензию пигмента или смеси пигментов с наполнителями в олифе, масле, эмульсии, латексе, образующая после высыхания непрозрачную однородную пленку.

Порошковая краска представляет собой сухую композицию пленкообразующего вещества с пигментами и наполнителями, образующая после сплавления, охлаждения и отверждения твердую непрозрачную пленку.

Адгезия – прилипание (слипание) двух разнородных твердых или жидких материалов. Высокая адгезия является условием образования высококачественного лакокрасочного покрытия, защищающая материал от коррозии. Адгезию определяют по величине усилия, которое необходимо приложить для отслаивания гибкой пластинки от лакокрасочного покрытия.

Способность к шлифованию и полированию представляют собой технологические свойства лакокрасочных покрытий образовывать ровную матовую блестящую поверхность после обработки их шлифующими и полирующими материалами. Способность к шлифованию определяют по уменьшению массы покрытия в результате шлифования поверхности шлифовальной шкуркой, а также по уменьшению толщины лакокрасочного покрытия в результате шлифования поверхности абразивной лентой. О способности к полированию судят по достигаемой в результате полирования величине блеска лакокрасочных покрытий.

В зависимости от химического состава, то есть от рода пленкообразующего вещества, лакокрасочные материалы различают:

АС – алкидно-акриловые;

БТ – битумные;

ГФ – глифталевые;

МА – масляные;

НЦ – нитроцеллюлозные;

ФЛ – фенольные;

ЯН – янтарные.

По своему назначению применительно к условиям эксплуатации основные лакопокрывные лакокрасочные материалы классифицируют на следующие группы:

– атмосферостойкие (масляные, алкидные, полиакрилатные, нитроцеллюлозные, метиламиноалкидные, перхлорвиниловые, эпоксидные, кремнийорганические, полиуретановые) способны выдержать действие атмосферных факторов в течение 3 – 6 лет без существенных изменений; применяются для окраски сооружений, машин, эксплуатируемых в атмосферных условиях;

– противокоррозионные (алкидные, полиакрилатные, феноломасляные, эпоксидные, перхлорвиниловые, эпоксиэфирные и др.) защищают от атмосферной и морской коррозии изделия из стали, алюминиевых, магниевых, медных и других сплавов в любых условиях;

– химически стойкие (поливинилхлоридные, хлоркаучуковые, фенольные, битумные, фторорганические, эпоксидные и др.) защищают от коррозии изделия из металлов и неметаллов, подвергающиеся воздействию кислот, щелочей, ядохимикатов, удобрений и других агрессивных сред; применяются в машиностроении, химической, металлургической, пищевой и других отраслях промышленности;

– стойкие к бензину, маслам, керосину (эпоксидные, эпоксикаучуковые, полиуретановые, перхлорвиниловые, поливинилбутиральные, фторорганические, фенольные и др. ;) не набухают и не разрушаются в бензине, нефти, минеральных маслах, керосине в течение длительного времени; защищают внутренние поверхности, цистерны, трубопроводы, баки;

– термостойкие (кремнийорганические, поливинилбутиральные, эпоксидные, фторорганические, феноломасляные и др.); сохраняют защитно-декоративные свойства при нагревании от 200 до 600 0С в течение длительного времени; служат для окраски нагреваемых частей двигателей, электрических частей, автоклавов, дымовых труб и др.;

– огнезащитные (фенолкаучуковые, поливинилхлоридные, фенолоалкидные и др.); предохраняют от возгорания или замедляют горение древесины, тканей, пластмасс и других горючих материалов; некоторые обладают теплозащитными свойствами;

– терморегулирующие (полиакрилатные, кремнийорганические); регулируют температуру поверхностей изделий за счет интенсивного излучения тепла; некоторые покрытия одновременно способны отражать лучистую и тепловую энергию, попадающую на поверхность изделия;

– светоотражающие (полиакрилатные, кремнийорганические, нитроцеллюлозные и др.); способны отражать до 90 – 95 % солнечной радиации или других источников света, снижают температуру разогрева поверхностей самолетов, рефрижераторов, куполов астрономических установок и др.

– светящиеся (полиакрилатные, домаровая смола); излучают световую энергию (светятся); используются в приборостроении, на воздушном и наземном транспорте для повышения видимости;

– электроизоляционные (эпоксидные, фенолалкидные, полиуретановые, битумные, фторорганические, кремнийорганические и др.); отличаются высокими диэлектрическими показателями; используются для электроизоляции металлических проводов и деталей электромашин, телевизионной техники и др.;

– временного действия (удаляемые) (поливинилхлоридные, полиакрилатные и каучуковые латексы, алкидные, меламиностирольные и др.); применяются в качестве защитного покрытия временного действия, легко снимаются механическим путем; применяются при хранении различных изделий, а также металлических полуфабрикатов;

– термоиндиакаторные – при нагревании изменяют цвет, указывая температуру поверхности нагреваемого тела в пределах от 100 до 800 0С; используются для контроля нагрева деталей и узлов машин, когда другие методы контроля неосуществимы;

– радиопрозрачные (полиакрилатные, полиуретановые, фторорганические и др.); способны пропускать электромагнитную энергию (радиоволны); используются для окраски радиотехнического оборудования (антенных обтекателей радиолокаторов и др.);

– токопроводящие (полиакрилатные, кремнийорганические, эпоксидные, алкидные и др.); проводят электрический ток за счет содержания в краске большого количества электропроводящего наполнителя – технического углерода, порошков серебра, цинка и других металлов;

– антистатические (полиакрилатные, фторорганические и др.); снимают статическое электричество, препятствуют осаждению пыли на поверхностях неметаллических материалов);

– радиационностойкие (эпоксидные, полиэфирные, каучуковые, фторорганические, перхлорвиниловые и др.); устойчивы к воздействию радиационного излучения; применяются в качестве защитно–декоративных покрытий в атомной энергетике;

– эрозионностойкие (эпоксидные, каучуковые, фенолокаучуковые, полиуретановые, хлорсульфинированный полиэтилен, полиамидные и др.); предохраняют от эрозионноабразивного износа металлические и неметаллические поверхности различных машин, устройств при температурах от 100 до 350 0С;

– антифрикционные (эпоксидные, фтороорганические, хлорсульфинированный полиэтилен); снижают коэффициент трения окрашенных поверхностей;

– фунгицидные, бактерицидные (эпоксидные, перхлорвиниловые, алкидные, нитроцеллюлозые, оловоорганические, масляные и др.); защищают изделия от воздействия грибков и бактерий в условиях высокой влажности, в речной и морской воде;

– типографские (алкидные, масляные, эпоксидные, акриловые, алкидно-стирольные и др.); используются для индикации шкал различных приборов, для цветной и черной печати и маркировки различных емкостей, цветной печати на бумаге, жести, пластмассе и др.;

– художественные (маковое, льняное и подсолнечное масла); отличаются исключительной светопрочностью, яркостью и чистотой цвета;

– декоративные (алкидные, масляные, нитроцеллюлозные, эпоксидные, полиуретановые, полиакрилатные и др.); используются для декоративного оформления салонов самолетов, мебели, приборов, машин, предметов бытового обихода и др.;

– маскировочные (перхлорвиниловые, эпоксидные, полиакрилатные и др.); уменьшают видимость окрашенного предмета; применяются для окраски военной техники;

– морозостойкие (эпоксидные, кремнийорганические, полиакрилатные и др.); выдерживают температуры до -60; -180 0С с сохранением основных физико-механических свойств; используются для окраски машин и механизмов, эксплуатирующихся в арктических и космических условиях;

– водостойкие (эпоксиэфирные, перхлорвиниловые, поливинилбутиральные и др.); устойчивы к длительному действию пресной воды; применяются для защиты внутренних поверхностей металлических емкостей и трубопроводов, содержащих воду.

Лаки представляют собой растворы природных или синтетических пленкообразующих веществ в органических растворителях, образующие после высыхания твердую прозрачную однородную пленку. В их состав могут входить также пластификаторы, отвердители, катализаторы отверждения, светостабилизаторы, термостабилизаторы, антистатики, органические растворимые красители и другие компоненты. Применяют лаки для придания изделиям и поверхности декоративного вида, а также создания антикоррозионных, теплоизоляционных и других защитных покрытий строительных конструкций, а также в качестве полуфабрикатов для изготовления грунтовок, шпатлевок и эмалей. Цвет и прозрачность лаковой пленки важны для сохранения текстуры отделываемой древесины. Для разведения лаков до рабочей консистенции применяют различные растворители: уайт-спирит, скипидар, номерные растворители. Существует несколько групп лаков: масляно-смоляные, битумно-пековые, нитроцеллюлозные и этилцеллюлозные лаки, спиртовые лаки и политуры.

Эмали представляют собой дисперсии минеральных или органических пигментов или их смеси в растворах лаков, образующие после высыхания непрозрачную твердую пленку с различным блеском и фактурой поверхности. Порошкообразные лаки представляют собой сплав смолы (пленкообразующего) с пигментами. Содержание пигмента в эмалях – от 80 до 120 % в зависимости от их укрывистости и назначения эмали. Эмали имеют хороший розлив, пленка покрытия может быть глянцевой, например, у эмалей, предназначенных для автомобилей, холодильников, или матовой – для оптических приборов или других изделий. Лаки можно наносить непосредственно на изделие или поверх слоя краски.