2. Склад водно-дисперсних фарб

Водно-дисперсні фарби складаються з:

• в'яжучого матеріалу (7 – 14%);

• розчинника (вода) (40%);

• пігментів і наповнювачів (50 – 60%);

• функціональних добавок (2 – 4%).

1.2.1. В'яжучі матеріали

В якості в'яжучого матеріалу у водно-дисперсійних фарбах використовують дисперсії органічного полімеру у воді. Після випаровування води відбувається зчеплення між собою частинок пігментів і наповнювачів, утворюється плівка.

Від вибору типу і кількості в'яжучого залежать основні властивості лакофарбових покриттів. За складом плівкоутворюючі речовини поділяють на наступні основні типи:

• акрилові дисперсії;

• стирол-акрилові;

• бутадієн-стирольні;

• вінілацетатні.

Кожна з цих дисперсій має переваги та недоліки. І вибір в'яжучого матеріалу залежить від того, які властивості покриття найбільш важливі в конкретному випадку. Наприклад, для фарбування фасадів використовують, в основному, акрилові і стирол-акрилові дисперсії, оскільки вінілацетатні не володіють водостійкістю, а фарби на основі бутадієн-стирольних дисперсій жовтіють і руйнуються під впливом ультрафіолету.

Покриття на основі акрилових дисперсій володіють високою атмосферостійкістю, паропроникністю та еластичністю, що робить їх незамінними в лаках, емалях і фарбах для дерева, а висока адгезія до різних поверхонь робить акрилові дисперсії універсальними. Єдиним їхнім недоліком є висока вартість, порівняно з іншими типами в'яжучого.[4]

Покриття на основі стирол-акрилових дисперсій, на відміну від чистих акрилових, мають підвищену стійкість до води. Вони володіють хорошою паропроникністю і стійкістю до впливу ультрафіолету, але починають жовтіти при температурі близько 65 °С. Стирол-акрилові дисперсії мають меншу вартість порівняно з акриловими, що робить їх оптимальним варіантом за співвідношенням ціна-якість. Акрилові і стирол-акрилові дисперсії є найбільш універсальними і популярними в своїй категорії.

Покриття на основі бутадієн-стирольних дисперсій володіють хорошою водостійкістю, але мають обмежену світлостійкість (жовтіють під дією світла), що робить їх непридатними для зовнішніх робіт. Бутадієн-стирольні фарби використовуються лише для оздоблювальних робіт всередині приміщень з неяскравим штучним освітленням.

Полівінілацетатні дисперсії володіють низькою водостійкістю і світлостійкістю, що робить їх застосування досить обмеженим. Проте, через низьку вартість, вони є досить поширеним. Найчастіше вінілацетатні дисперсії використовують для виробництва клеїв та лакофарбових матеріалів для фарбування стін та стель в сухих приміщеннях. [5]

1.2.2. Пігменти і наповнювачі

Пігменти – це сухі речовини, неорганічного або органічного, природного або штучного походження. Вони надають фарбам колір і непрозорість, впливають на ряд механічних властивостей лакофарбових покриттів, стійкість до дії води, світла і атмосферних впливів.

Водно-дисперсійні фарби випускаються в основному білого кольору. Як пігмент використовується діоксид титану (TiO₂), що представляє собою дрібний білий порошок (розмір часток ~ 0,2 мкм).

Наповнювачі – неорганічні природні або синтетичні речовини, які використовують для покращення малярно-технологічних та експлуатаційних властивостей покриттів та економії пігментів (вартість діоксиду титану приблизно в 10 разів більше ніж наповнювача). Наповнювачі являють собою порошки з низькою покривною і фарбувальною здатністю, вони надають матеріалами міцність, атмосферостійкість та інші властивості. В якості наповнювачів у водно-дисперсійних фарбах використовують природну крейду (СаСО₃ – карбонат кальцію), мікронізований мармур (СаСО₃), хімічно осаджену крейду (СаСО₃), доломіт (СаСО₃ + MgCO₃), каолін (силікат Al), тальк (силікат Mg), слюду (силікат K\Al\Mg\Fe) та інші речовини. Ці порошки мають різний ступінь дисперсності (розмір частинок коливається від 0,2 до 20 мкм) і різний коефіцієнт заломлення (наприклад у пігменту TiO₂ – 2,7, а у наповнювача СаСО₃ – 1,57). Чим більша різниця в показниках заломлення з повітрям (1,0), тим сильніше ефект «сухої» покривної здатності.

У дешевих фарбах додають велику кількість наповнювача - мікромармуру, який має хорошу покривну здатність тільки після повного висихання фарби (у «мокрому» стані карбонат кальцію здається напівпрозорим). Причому, чим менше розмір часток наповнювача, тим вищою буде покривна здатність.

Такі фарби називають наповненими. Вони добре підходять для стелі та стін, але вони заповнюють нерівності поверхні і тому їх не рекомендується використовувати для фарбування рельєфних поверхонь. Вони заповнюють порожнини поверхні і малюнок, структура згладжується. Для таких робіт рекомендується більш тонкошарові фарби з великим вмістом пігменту та в'яжучого матеріалу і меншим – наповнювача. [6, 7]