Тема 17: лакокрасочные материалы

18.1. Общие сведения

Лакокрасочные материалы — вязкие жидкости (реже порошки), которые после нанесения превращаются в твердую пленку на поверх­ности окрашиваемого материала. Эту пленку называют лакокрасоч­ным покрытием, а окрашиваемый материал — подложкой.

Использование человеком красок известно с древнейших времен: это и раскрашивание наскальных рисунков, и покрытие красками ут­вари, лица и тела. Основная цель этих действий — создание декора­тивного эффекта.

Современные лакокрасочные материалы используют не только в декоративных целях, но и в защитных. В некоторых случаях эта функ­ция становится основной; например, покрытие паркета лаком или окраска кровли из листовой жести, металлоконструкций и т. п.

Лакокрасочные покрытия могут преследовать и другие цели: пси­хологические (создание настроения, оповещение о возможной опас­ности и т. п.), санитарно-гигиенические (облегчение уборки, дезак­тивации), маскировочные и др.

Лакокрасочное покрытие строительных (и не только строитель­ных) конструкций — сложная многослойная система (рис. 18.1). Как правило, окрашиваемая поверхность покрывается грунтовкой (огрунтовывается) для улучшения сцепления других слоев с основанием. По огрунтованной поверхности наносится выравнивающий слой: крупные неровности (раковины, трещины) выравниваются подмаз­кой, мелкие — шпатлевкой. По подготовленной таким образом по­верхности наносится краска и/или лак.

В последние годы лакокрасочные материалы используют очень широко, а их производство превратилось в крупную отрасль промышленности.

Выпускаются краски, лаки, грунтовки и шпатлевки самых разнообразных видов и для самых разных целей. Однако всех их объединяет общность в составе и свойствах в рабочем состоянии и общность в строении и свойствах образуемого ими покрытия, т. е. в эксплуатационном состоянии.

Обязательный компонент в составе всех лакокрасочных материа­лов — пленкообразующее (связующее) вещество.

Для получения покрытия с необходимыми эксплуатационными показателями материал в рабочем состоянии должен обладать опре­деленными реологическими свойствами:

• легко наноситься на отделываемую поверхность в виде тонкой пленки с помощью того или иного инструмента (кисть, валик, распы­литель);

• сразу же после нанесения пленка должна хорошо удерживаться, не стекая, на любых поверхностях.

Для этого подготовленные к нанесению лакокрасочные материа­лы должны представлять из себя структурированные жидкости, обла­дающие тиксотропными свойствами. Это значит, что при механиче­ских воздействиях, например, при движении кисти или валика, они должны разжижаться и, растекаясь по поверхности тонким слоем, сразу же после прекращения механического воздействия переходить в вязко-пластичное состояние. Такой лакокрасочный материал не бу­дет стекать под действием силы тяжести. Эти свойства у лакокрасоч­ных материалов достигаются путем подбора правильного соотноше­ния компонентов: твердых (пигментов и наполнителей) и жидких (растворителей и разжижителей), а также с помощью специальных добавок.

Сформировавшееся лакокрасочное покрытие представляет собой тонкую (0,05... 1 мм) пленку, имеющую достаточно хорошее сцепле­ние с окрашиваемой поверхностью.

У большинства материалов лакокрасочная пленка формируется в основном за счет испарения жидкого компонента и (или) полимери­зации связующего, что сопровождается усадкой пленки. Во время экс­плуатации при изменении влажности пленка может испытывать де­формации набухания и усадки. Под действием кислорода, воздуха и солнечного излучения (в особенности УФ его части) в пленке возни­кают напряжения от структурных изменений в связующем. Все эти процессы вызывают растрескивание пленки и ослабляют ее сцепле­ние с основанием, и тем больше, чем толще красочный слой. Поэтому, как это ни парадоксально, более надежными и долговечными ока­зываются тонкие лакокрасочные пленки. При необходимости получения толстой пленки целесообразно производить окраску в не­сколько слоев.

Основными видами лакокрасочных материалов до середины XX века были лаки и краски на натуральных смолах и олифах, а также из­вестковые и клеевые краски. Во второй половине XX в. все шире на­чинают применяться краски и лаки на полимерных связующих.

В большинстве водостойких красок используют органические растворители — токсичные и пожароопасные. При этом растворите­ли нужны только на стадии нанесения краски, для придания ей необ­ходимых реологических свойств. Поэтому все шире начинают приме­няться вододисперсионные (водоэмульсионные) краски, в которых разбавителем служит вода. Это коснулось в особенности красок стро­ительного назначения. Другой вариант высококачественных красок вовсе без растворителя — порошковые краски, в которых рабочая кон­систенция достигается их разогревом до плавления в момент нанесе­ния.

Вододисперсионные и порошковые краски с экологической точ­ки зрения — один из лучших видов лакокрасочных материалов. Доля этих красок в общем производстве лакокрасочных материалов растет. В настоящее время в европейских странах доля вододисперсионных красок составляет 20...30 %, а порошковых — 3...7 % от общего выпу­ска лакокрасочных материалов.

Надо отметить, что в последние годы снова возрастает интерес к старым традиционным, дешевым и самым безопасным с экологиче­ской точки зрения клеевым и известковым краскам.

Лакокрасочные материалы (краски, грунтовки и шпатлев­ки) — сложные многокомпонентные системы. Обязательный компо­нент любого из перечисленных материалов — пленкообразующее (свя­зующее) вещество; в красках обязателен и другой компонент — пигмент, а в грунтовках и шпатлевках — наполнители. До рабочей консистенции лакокрасочные материалы доводятся растворителями или разбавителями. Кроме перечисленных компонентов в лакокра­сочные материалы вводят различные добавки, обеспечивающие не­обходимые технологические и эксплуатационные свойства: отвердители и ускорители, загустители, поверхностно активные добавки, стабилизирующие вещества и т. п.