7.5. Краски

Краски на минеральных связующих относятся к числу старейших и самых доступных красок строительного назначения. В роли связую­щего в них используют известь, жидкое стекло и реже портландце­мент.

Известковые краски — простейший и самый дешевый вид красок, в котором пленкообразующий компонент, наполнитель и часто един­ственный пигмент — одно вещество — гашеная известь Са(ОН)2. Для приготовления известковой краски берут 1 мае. ч. извести и 2 мае. ч. воды, перемешивают и процеживают сквозь мелкое сито; краска го­това. Для улучшения укрывистости добавляют 0,3...0,6 мае. ч. мела, а для придания желаемого оттенка — щелочестойкий пигмент.

После нанесения краски под действием углекислого газа и возду­ха происходит постепенная карбонизация извести, т. е. переход ее в СаСОз. Это улучшает сцепление красочного слоя с подложкой и не­сколько повышает водостойкость. И все же известковые краски не водостойки и при контакте «пачкают». Однако для покраски верхней части стен и потолков это не является недостатком. Отсутствие же сплошной лакокрасочной пленки у покрытий из известковых красок делает их паро- и газопроницаемыми и увеличивает их долговечность при сухом режиме эксплуатации.

Применяют известковые краски и для наружной окраски кирпич­ных, бетонных и оштукатуренных, в особенности глиной, стен. Хотя срок их службы невелик (1...3 года), но из-за низкой стоимости и простоты применения в определенных случаях их использование рацио­нально. Для повышения долговечности рекомендуется эмульгировать в краску олифу (около 5 % от массы извести).

Нужно отметить интересное применение идеи известковых кра­сок при создании фресок. Фреска (от тал. fresco — свежий) — рос­пись водными суспензиями пигментов (с небольшим количеством животного клея или яичного белка) по свежеуложенной известковой штукатурке. При этом пигмент внедряется в верхний слой известко­вого раствора и после карбонизации последнего прочно закрепляется на поверхности штукатурки. Долговечность фресок общеизвестна благодаря старинным росписям, сохранившимся до нашего времени.

Силикатные краски получают, используя в качестве связующего жидкое калийное стекло — раствор К2О • nSi02 в воде. Натриевое жид­кое стекло для красок не применяется, так как оно дает вьщветы. Ха­рактер связующего требует от пигментов высокой щелочестойкости.

Силикатные краски выпускают в виде сухой пигментной смеси, к которой добавляют необходимое количество жидкого калийного стекла. Примерный состав силикатной краски (в мае. ч.):

Сухая пигментная смесь .................... 1

Раствор калийного стекла плотностью 1,15 г/см ... 1,5

После смешивания компонентов краску необходимо сразу же ис­пользовать.

Силикатные краски образуют прочное, атмосферостойкое по­крытие, «сросшееся» с подложкой, так как со многими силикатны­ми материалами (например, с бетоном, кирпичом) краски образу­ют физико-химические связи. Покрытия из силикатных красок можно мыть; они устойчивы к действию органических растворите­лей, но при этом воздухо- и паропроницаемы. На каменных мате­риалах и древесине они могут давать долговечные покрытия (срок службы до 20 лет). Эти краски не рекомендуются для металлокон­струкций.

Цементные краски для отделки фасадов применялись в 50—60-х го­дах. Их получают на основе белого или цветного цемента, извести, пигментов и гидрофобизаторов. Цементные краски очень требова­тельны к чистоте поверхности. Срок службы 4...6 лет. В настоящее время эти краски вытеснены полимерцементными составами, в кото­рых компонентом, обеспечивающим адгезию, является водная дис­персия полимера.

Водорастворимые клеевые краски. Клеевые краски представляют собой суспензии пигментов и наполнителей (мела, каолина) в водных растворах органических клеев (казеина, животных клеев, эфиров целлюлозы, поливинилового спирта и др.). Клеевые краски — один из самых старых видов красок.

Клеевые краски готовят непосредственно перед употреблением либо из готовых сухих смесей, либо смешивая отдельно приготовлен­ный водный раствор клея и колерную пасту (пигмент + наполни­тель + немного воды). Грунтовкой для таких красок служат клеевые растворы медного купороса или алюмокалиевых квасцов.

Работа с клеевыми красками абсолютно безвредна, так как в них отсутствуют токсичные вещества.

Клеевые краски образуют пористые и в большинстве случаев не­водостойкие покрытия, но с хорошими декоративными свойствами:

матовые или с шелковистым блеском.

(Благодаря паро- и газопроницаемости такие покрытия обес­печивают влаго- и газообмен в помещении, т. е. создают нор­мальные условия обитания в нем.

Эти же свойства обеспечивают долговечность такой окраски. Для фасадов клеевые краски практически не применяют. Для интерьеров клеевые краски вновь начинают приобретать популярность, благода­ря высокой экологичности.

Масляные краски. К этой группе красок относятся краски, в кото­рых связующим служат олифы. В зависимости от типа использован­ной олифы краски могут быть для внутренних и наружных работ.

Производят краски густотертые — пигмент, перетертый с не­большим количеством олифы, и готовые к употреблению (жидкотертые). Густотертые краски доводят до малярной консистенции, сме­шивая с олифой; количество олифы 20...40 % от массы густотертой краски.

Олифа в масляных красках, являясь пленкообразующим компо­нентом, играет также роль разбавителя, т. е. регулятора реологиче­ских свойств краски. Растворителей в составе масляных красок нет. Масляные краски, как уже говорилось, на воздухе не высыхают, а твердеют в результате окислительной полимеризации олифы (взаи­модействия олифы с кислородом воздуха). Ускоряют твердение оли­фы с помощью веществ-сиккативов. Образующаяся пленка масляной краски гладкая и блестящая, стойкая к воде и мою­щим средствам, водо- и паронепроницаема.

Расход масляной краски зависит от укрывистости пигмента. Так, укрывистость готовой к употреблению охры (природного пигмента) — 180 г/м 2, а железного сурика (искусственного пигмента) — всего 35 г/м2 .

Масляные краски применяют чаще всего для защиты стальных конструкций от коррозии, для предохранения деревянных конструк­ций (оконных переплетов, дверей, обшивки стен и т. п.) от увлажне­ния, а также для окраски поверхностей, подвергающихся истиранию и нуждающихся в частой промывке водой (полы, нижние части стен общественных зданий и т. п.). В последние годы масляные краски вы­тесняются красками на полимерных связующих—эмалями.

Эмали — краски, получаемые введением пигментов и наполнителей в лаки. Четкой границы между масляными красками и эмалями нет.

Глифталевые краски (эмали} [марка ГФ] являются промежуточ­ным звеном между масляными красками и эмалями. Как уже говори­лось (см. п. 18.2), глифталевое связующее представляет собой поли­мер глицерина и фталевого ангидрида, модифицированный ненасы­щенными растительными маслами. Глифталевые краски с успехом заменяют масляные для наружной и внутренней отделки.

Пентафталевые краски (эмали) [марка ПФ] — краски, аналогич­ные глифталевым, но при синтезе связующего вместо глицерина был взят пентаэритрит. Свойства и области применения пентафталевых красок аналогичны глифталевым. Краски ПФ более твердые и износостойкие.

Нитроцеллюлозные эмали [марки НЦ] — быстросохнущие крас­ки, применяемые в основном для окраски металлоконструкций, ре­же — дерева.

Нитроглифталевые эмали [марка НГ] — краски высокого качест­ва, объединившие в себе достоинства глифталевых и нитроцеллюлоз-ных красок.

Перхлорвиниловые краски (эмали) [марка ПХВ| получают раство­рением перхлорвинилового полимера в органических растворителях и введением в образовавшийся лак пигментов. Эти краски применя­ют для наружных работ по штукатурке, бетону, кирпичу при темпера­туре до минус 15 °С. Перхлорвиниловые краски дают насыщенные тона, при этом сохраняется фактура поверхности окрашиваемого ма­териала. Высокая атмосферостойкость делает окраску перхлорвини-ловыми красками долговечной (они служат 10...15 лет). Окрашенные фасады можно мыть водой с моющими средствами.

Перхлорвиниловые покрытия практически непроницаемы по от­ношению к капельно-жидкой воде, в то же время пропускают водя­ные пары. Это также способствует долговечности красочного слоя.

Вододисперсионные краски (водоэмульсионные, латексные крас­ки} — краски, в которых водонерастворимое пленкообразующее и пигменты диспергированы в водной среде, образуя устойчивую сус­пензию. Первые вододисперсионные краски появились в очень дале­кие времена. Одна из них — темпера — используется и теперь.

Темпера (от итал. temperare — смешивать) — краска, получаемая перетиром растительного масла (олифы), водного раствора животно­го или растительного клея и пигмента. В этой смеси дисперсионной средой является водный раствор клея, поэтому темпера разбавляется водой, а пленкообразующим служит растительное масло, что обеспе­чивает покрытию водостойкость. Поверхность, покрытая темперой, имеет бархатистую матовую фактуру, пленка темперы паропроницае-ма и устойчива к внешним воздействиям. Темпера была известна еще в Древнем Египте. В средние века в Европе темперу применяли для росписи зданий. В то время пользовались масляно-казеиновой темпе­рой. Сейчас темперу, в основном поливинилацетатную, применяют в живописи.

До середины XX в. вододисперсионные краски готовили, эмульгируя масляную краску в горячий мыльный раствор (часто с известью), таким образом получали матовые паропроницаемые, но водостойкие покрытия по штукатурке и бетону.

Современные вододисперсионные краски — сложные многокомпо­нентные системы, в которые, кроме пленкообразующего полимера и пигмента, входят пластификаторы, эмульгаторы (соли жирных кис­лот, поливиниловый спирт и т. п.), диспергаторы пигментов и на­полнителей, загустители (водорастворимые эфиры целлюлозы), структурирующие добавки (бентонит и т. п.), консерванты, пеногаси-тели и др.

Примерный состав вододисперсионной краски, % (по массе):

Полимерные связующие (по сухому остатку) . 15...20 Пигменты и наполнители .............. 30...40

Пластификатор. ..................... 0...8

Специальные добавки ................. 1...2

Вода ............................. 45...55

В вододисперсионных красках доля пигмента и наполнителя по отношению к пленкообразующему примерно в 1,5 раза ниже, чем в эмалях. Кроме того, к пигментам предъявляются дополнительные требования: гидрофильность (т. е. смачиваемость водой), отсутствие водорастворимых примесей и др.

Основное достоинство вододисперсионных красок — отсут­ствие в их составе органических растворителей, что обусловли­вает нетоксичность, взрыво- и пожаробезопасность.

Вододисперсионные краски наносят на окрашиваемую поверх­ность общепринятыми методами: распылением, валиком или кис­тью. При этом влажность поверхности не является помехой для окра­ски (однако защита от капельно-жидкой воды красочного слоя в начальный период твердения обязательна, так как незатвердевшая краска размывается водой).

Инструмент после работы надо немедленно промыть водой. Неправильно нанесенную краску и пятна от нее необходимо смывать до начала их высыхания (т. е. до образования пленки).

Формирование красочной пленки на поверхности материала про­исходит в результате обезвоживания краски (вода частью всасывается пористой подложкой, а частью испаряется). При этом глобулы поли­мера сближаются, контактируют и в конечной фазе образуют пленку Полное высыхание краски происходит через 12...24ч (это зависит от вида краски, характера подложки и условий твердения). После этого красочная пленка приобретает водостойкость и может быть растворена только в соответствующем органическом растворите­ле. Частицы пигмента оказываются внутри этой пленки. Фактура кра­сочной поверхности может быть матовая, полуматовая и глянцевая.

Для формирования пленки обязательным является условие, что­бы температура окрашиваемого материала была выше минимальной температуры пленкообразования (МТП) полимера. Как правило, ис­пользовать вододисперсионные краски можно при температурах не ниже 5 °С.

Для приготовления вододисперсионных красок используют в ос­новном пленкообразующие трех типов:

• сополимеры акрилатов — полиакршатные краски;

• сополимеры на основе винилацетата — поливинилацетатные краски;

• сополимеры стирола с бутадиеном — бутадиен-стирольные краски.

В меньшей степени используются дисперсии на основе сополи­меров винилхлорида, алкидных и эпоксидных смол. Наиболее перс­пективны полиакрилатные краски, используемые как для внутрен­них, так и для наружных работ.

Пленка, образующаяся в этих условиях, не будет абсолютно мо­нолитной, так как полного слияния глобул не происходит. В резуль­тате покрытие остается газо- и паропроницаемьш, почти как покры­тие из клеевых красок. Поэтому такие краски могут быть рекомендова­ны для окраски стен жилых помещений. Вододисперсионные краски нельзя использовать для окраски металлоконструкций с целью защи­ты от коррозии, так как из-за паропроницаемости пленки из этих красок коррозия металлических элементов возникнет неизбежно.

Порошковые краски — тонкодисперсные пигментированные ком­позиции на основе полимеров для получения защитно-декоративных покрытий методом высокотемпературного напыления. В качестве пленкообразующего компонента применяют термопластичные по­лимеры (полиакрилаты, насыщенные полиэфиры, ПВХ и др.) и тер­мореактивные олигомеры (полиэпоксиды, полиуретаны и др.).

Содержание пигментов и наполнителей в порошковых крас­ках — (1...20 %); это меньше, чем в жидких красках. Для облегчения нанесения и повышения эластичности покрытий в состав порошко­вых красок вводят пластификаторы (фталаты, каучуки и др.).

Порошковые краски доводят до рабочей вязкости нагревом до плавления непосредственно в момент нанесения. Преимуще­ством порошковых красок является отсутствие органических растворителей в составе краски и очень быстрое (несколько ми­нут) получение готовой красочной пленки на отделываемой по­верхности.

В настоящее время порошковые краски применяют главным об­разом при заводской окраске металлических, керамических и стек­лянных конструкций и изделий.

7.6. ГРУНТОВКИ И ШПАТЛЕВКИ

Грунтовка — материал, образующий нижний слой лакокрасочно­го покрытия и модифицирующий поверхность подложки с целью обеспечения прочного сцепления лакокрасочного покрытия с подлож­кой (в настоящее время грунтовку часто называют «праймер» — от англ. primer — первый). Грунтовка может выполнять и другие функ­ции, связанные с подготовкой поверхности подложки: антисептиро-вание, преобразование ржавчины, защита от коррозии и др.

Связующие в грунтовках — те же, что и у соответствующих кра­сок. По виду связующего грунтовки могут быть клеевые, масляные и синтетические (алкидные, акрилатные, полиэфирные и т. п.). Для вододисперсионных красок применяют вододисперсионные грунтов­ки, часто в виде разбавленной водой дисперсии полимера. Обычно грунтовки менее вязкие, чем краски и эмали; содержание пигмента в них 50...80 % от массы связующего (в красках 100...120 %).

В грунтовках по металлу используют пигменты и наполнители, а также специальные добавки, предотвращающие коррозию. Например, фосфатирующие грунтовки и грунтовки-преобразователи ржавчины.

Грунтовки по дереву должны заполнять поры на поверхности дре­весины; сильно пористую древесину грунтуют специальными пороза-полнителями (например, с добавками молотого стекла).

В старину для грунтовки дерева использовали левкас (от греч. leukos) — белый грунт (мел + животный клей). Левкас использовался под окраску и позолоту дверей и резных украшений во дворцах, теат­ральных залах и т. п.

Под окраску водорастворимыми красками (например, клеевыми) оштукатуренные и бетонные поверхности обрабатывают специаль­ными грунтовками на основе железного купороса, алюмокалиевых квасцов и т. п. Такие грунтовки антисептирут подложку и уплотняют ее, закрывая поры, чем предохраняют красочный слой от появления выцветав. С этой же целью возможно грунтование олифой или жид­кой масляной краской.

Шпатлевки (шпаклевки) — пастообразные высокопластичные смеси, применяемые для выравнивания (шпатлевания) поверхности перед нанесением на нее красок. Наносят шпатлевки по загрунтован­ной поверхности.

Шпатлевки в отличие от красок и эмалей содержат много напол­нителя (мела, талька, барита и др.) и меньшее количество связующе­го. Пигмент в них не обязателен. Количество минеральной части по отношению к связующему в шпатлевках 200...300 %. В зависимости от вида краски, которую будут наносить по шпатлевке, используют шпатлевки с различным связующим: лаковые, масляные, клеевые и вододисперсионные.

Вплоть до конца XX в. в строительстве чаще всего использовалась шпатлевка (подмазка) из мела (200...300 мае. ч) и комплексного связующего: натуральной олифы с сиккативом (100 мае. ч), мыла (1 мае. ч) и столярного клея в виде 10 %-ного раствора.

В настоящее время все большую популярность приобретают шпатлевки на основе минеральных вяжущих (гипса или цемента), модифицированных полимерами в виде редиспергируемых порош­ков. Такие шпатлевки поступают строителям в виде сухих смесей .Вязкость шпатлевок значительно выше, чем красок. Они нано­сятся шпателем тонким слоем (до 3,0 мм) и после высыхания или за­твердевания выравниваются абразивным материалом (шкуркой, кус­ком пемзы). Разбавленные растворителем шпатлевки можно наносить распылением. В случае больших неровностей шпатлевка наносится несколько раз.