Учебники / Основин. Строительные материалы и изделия. Учебное пособие

ЛАКОКРАСОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

16.1. Виды и назначение лакокрасочных материалов

К лакокрасочным материалам относят природные и искусственные материалы, которые наносят в вязкожидком состоянии тонким слоем на строительные конструкции и детали с целью создания пленки для защиты от вредных воздействий окружающей среды, для архитектурно-художественного оформления и улучшения санитарно-гигиенических условий помещений. В зависимости от пленкообразующего вещества они подразделяются на масляные, клеевые, силикатные, известковые, полимерные, композиционные.

Лакокрасочные материалы классифицируют по виду, химическому составу, преимущественному назначению и другим параметрам.

П о в и ду лакокрасочные материалы делят на лаки, краски, порошковые краски, эмали, грунтовки и шпатлевки. Эти материалы могут содержать различные добавки (сиккативы, пластификаторы и др.).

П о c o c т a ву лакокрасочные материалы подразделяют следующим образом:

лаки – растворы пленкообразующих веществ (смол) в органических растворителях с добавлением в ряде случаев технологических компонентов;

эмали – суспензии пигментов или их смеси с наполнителями в лаках;

масляные краски на основе растительных масел, загущенных пигментами;

вспомогательные (грунтовки, шпатлевки).

П о с т е п е н и б л е с к а лакокрасочные покрытия подразделяются на глянцевые, полуглянцевые, матовые. Степень блеска и условия эксплуатации лакокрасочного покрытия определяются материалом покрытия.

210

16.2. Связующие вещества для окрасочных составов

Для лакокрасочных материалов характерно большое разнообразие применяемых пленкообразующих связующих веществ. Для водных составов ими могут служить минеральные вяжущие (известь, цемент, растворимое стекло), клеи, изготовленные из материалов животного происхождения (костный, мездровый, рыбий, казеиновый), растительные (крахмал, декстрин, мука), синтетические (карбоксиметилцеллюлоза) клеи.

Свя зую щ и ми для безвод ны х состав ов служат олифы и синтетические водонерастворимые полимеры. Они так же, как цементы и жидкое стекло, позволяют получать водостойкие покрытия.

Олифы являются связующими для масляных красок и представляют собой маслянистую жидкость, которая после нанесения на поверхность высыхает, образуя прочную эластичную пленку. Их разделяют на три группы: натуральные, полунатуральные и искусственные, или синтетические.

Натуральные олифы – это продукты термической обработки при температуре 150…300 °С растительных масел (в основном льняного и конопляного) с введением для ускорения отвердевания 2…4% сиккативов марганцевых или кобальтовых солей жирных кислот.

Полунатуральные олифы получают растворением растительных масел, уплотненных оксидацией (окислением) или полимеризацией. При оксидации растительные масла уплотняют нагреванием до температуры 100…150 °С путем продувки воздухом. Растворением уплотненного при оксидации льняного масла в присутствии сиккатива получают распространенную в строительстве олифу – оксоль. Ее растворителями служат органические вещества – уайт-спирит и каменноугольный сольвент. Уплотняют растительные масла полимеризацией при температуре 280…300 °С. Получаемые при этом полунатуральные олифы называют полимеризованными.

Искусственные олифы изготавливают термической или химической обработкой полимеров, часто с добавлением растительных масел.

Масляные лаки получают растворением природных или искусственных смол в высыхающих растительных маслах, содержащих сиккативы и растворители. Смола придает пленке

211

покрытия блеск и твердость, сиккативы обеспечивают быстрое высыхание, а растворители – необходимую малярную консистенцию. Масляные лаки применяют в качестве связующего для приготовления эмалевых красок, которые характеризуются повышенной стойкостью к атмосферным воздействиям.

Свя зую щ ие для в од ны х составов по происхождению могут быть минеральными, животными, растительными, искусственными и синтетическими. Эти связующие, за исключением некоторых минеральных, образуют на окрашенной ими поверхности пленку за счет испарения из красочного состава воды.

К группе связующих, используемых для приготовления водных окрасочных составов, относят животные, растительные, синтетические клеи.

Животный клей бывает мездровый, казеиновый и костный. Мездровый клей получают при размачивании кожных по-

кровов животных с последующей сушкой раствора.

Костный клей – это продукт переработки клеющего вещества, извлеченного из обезжиренных костей. Выпускают плиточный и дробленый клей, а также клей-студень. Клей не должен иметь гнилостного запаха, налетов плесени и должен расплываться при погружении в подогретую воду. Хранят его в сухом помещении.

Казеиновый клей – порошок, состоящий из смеси казеина, гашеной извести и минеральных солей. При смешивании клея

сводой в пропорции по массе 1 : 2 получается однородный раствор. Хранить клей рекомендуется в сухом помещении. Применяют его в качестве связующего в составах красок со щелочестойкими пигментами, а также для клеевых грунтовок и шпатлевок.

Растительный клей получают путем заваривания в кипятке крахмала, муки или декстрина. Он предназначен для клеевых красочных составов, грунтовок и шпатлевок, а также для наклейки обоев.

Синтетические клеи – натрий-карбоксилметилцеллюлоза (КМЦ) и метилцеллюлоза – представляют собой раствор искусственных смол в воде. Эти клеи мало подвержены гниению, способны набухать и растворяться в воде. Их используют в клеевых и минеральных красках и при оклейке стен обоями.

Сик кати вы – это свинцовые, марганцевые, кобальтовые и другие соли жирных, смоляных и нафтеновых кислот в

212

смеси с растворами высыхающих или полувысыхающих масел в уайт-спирите либо скипидаре. Сиккативы добавляют в масляные составы для ускорения высыхания масел. Избыток сиккатива сокращает срок службы красящей пленки вследствие преждевременного старения.

16.3. Вспомогательные материалы

Вспомогательными материалами при окрасочных работах являются шпатлевки, грунтовки, ускорители сушки (сиккативы), растворители и разбавители, смывочные средства, шлифующие материалы, наполнители и др. Перед окраской поверхность шпатлюют (выравнивают пастой), шлифуют и грунтуют.

В зависимости от материала поверхности применяют шпатлевки гипсовые, клеевые, масляные, лаковые. Гипсовая шпатлевка состоит из обычного гипса, затворенного клеевой водой. Клеевая шпатлевка представляет собой клеевой 15%-й водный раствор с небольшим количеством олифы и мела. Масляная шпатлевка состоит из олифы, сиккатива, скипидара и мела, лаковая – из лака, наполнителя (мела и пигмента) и растворителя.

Грунтовки состоят из небольшого количества пигмента, наполнителя и связующего. Применяют их для увеличения сцепления (прилипания) красочного состава с окрашиваемой поверхностью. При отделочных работах чаще всего используют следующие виды грунтовок: медно-купоросную – смесь медного купороса, хозяйственного мыла, сухого малярного клея, олифы, мела и воды; мыльно-клеевую – смесь хозяйственного мыла, малярного клея, олифы и воды; силикатную – смесь мела и раствора жидкого стекла плотностью 1120 кг/м3; масляную – смесь олифы, пигмента и растворителя (скипидара, сольвента каменноугольного, уайт-спирита) и др.

Растворителями и разбавителями красок служат скипидар, лаковый бензин, этиловый спирт, сольвент каменноугольный, ацетон.

Скипидар (терпентинное масло) – продукт перегонки смолистой древесины сосны (пневый осмол, смолье-подсочка), подвергнутый химической очистке и перегонке. Скипидар является растворителем большинства натуральных смол и применяется для разбавления и разжижения масляных и лаковых

213

связующих составов, а также для получения матовых масляных поверхностей и мытья кистей.

Лаковый бензин (уайт-спирит) – продукт перегонки нефти, средняя фракция между тяжелым бензином и тракторным керосином. Это бесцветная прозрачная летучая жидкость с запахом бензина. Применяется в качестве растворителя масел и лаков.

Этиловый спирт применяют для приготовления мебельных спиртовых лаков.

Каменноугольный сольвент – смесь ароматических углеводов бензольного порядка, получаемая в процессе очистки и ректификации сырого бензола. Применяется в качестве растворителя для лаков и красок.

Ацетон – бесцветная легкоулетучивающаяся жидкость с резким запахом, низкой температурой кипения (56,2 °С), легко смешивающаяся с водой, спиртом, эфиром. Его получают при перегонке древесины и синтетическим путем. Ацетон является хорошим растворителем жиров и некоторых синтетических смол.

16.4.Виды окрасочных составов

16.4.1.Водно-известковые и водно-цементные краски

В качестве связующего в строительных красках применяют

водно-известковые и водно-цементные суспензии. Известковую суспензию приготавливают из известкового теста или свежепогашенной тонкомолотой извести-кипелки. В состав суспензии вводят щелочестойкие пигменты, а также поваренную соль или хлористый кальций с целью предотвращения быстрого высыхания, так как пленки отвердевают главным образом вследствие карбонизации, для протекания которой требуется некоторое количество влаги. Качество покрытий улучшается с введением в известь в процессе гашения небольшого количества олифы, так как образующиеся при этом кальциевые мыла повышают водостойкость затвердевших пленок. Известковые краски применяют для окраски кирпичных стен и штукатурок.

Более долговечны и атмосфероустойчивы цементные краски. Их получают на основе белого портландцемента и щелочестойких пигментов. Для улучшения свойств в состав цементных красок вводят 15% водоудерживающей добавки (известьпушонка), 2…4% ускорителя твердения (хлорид кальция) и 1%

214

гидрофобных добавок (стеарат кальция, мылонафт и др.). Цементные краски атмосферостойки. Их применяют для наружной и внутренней окраски по камню, кирпичу, бетону, штукатурке и другим пористым поверхностям, которые предварительно увлажняют.

При разведении цементных красок поливинилацетатной, перхлорвиниловой или другими водными эмульсиями полимеров получают полимерцементные краски. Они характеризуются хорошим сцеплением с различными строительными материалами, повышенной атмосферостойкостью, эластичностью, способностью отвердевать при пониженной влажности.

16.4.2. Масляные и эмалевые краски

Масляными красками называют окрасочные суспензии пигментов в олифе, в состав которых вводят наполнители. По консистенции масляные краски подразделяются на густотертые и готовые к употреблению. Для получения густотертых красок пигменты тщательно растирают с олифой в специальных краскотерочных машинах для того, чтобы все частицы пигмента были покрыты пленкообразующим веществом. Перед использованием густотертые краски разводят олифой до рабочей консистенции.

Эмалевыми красками называют краски, приготовленные путем растирания пигментов на различных лаках, в частности на масляном. Густотертые эмалевые краски разводят до рабочей консистенции жидким лаком с добавлением сиккатива и растворителей. После высыхания эмалевые красочные составы образуют блестящую пленку. В качестве пигментов в состав эмалевых красок входят цинковые, титановые и литопонные белила, кроны, ультрамарин, сажи, железный сурик и некоторые органические пигменты.

Лаки – это растворы смол, битумов и других пленкообразующих веществ в летучих растворителях, наносимые на поверхность тонким слоем и образующие после высыхания твердые покровные пленки. В качестве пленкообразователей используют синтетические и природные смолы, битумы, дегти и нитроцеллюлозу, в качестве растворителей – лаковый бензин, каменноугольный сольвент, скипидар, различные спирты и эфиры (для растворения нитроцеллюлозы и глифталей).

215

По виду смолы масляные лаки подразделяют на глифталевые, перхлорвиниловые, поливинилхлоридные и т.д.

16.4.3. Краски с применением полимеров

Летучесмоляные краски представляют собой суспензию пигмента в лаке. Образование красочной пленки происходит в результате испарения органического растворителя. При большом количестве связующего вещества (смолы) в красках покрытия получаются глянцевыми. Выпускают их в готовом для применения виде и наносят на окрашиваемые поверхности кистями, валиками или краскораспылителями. Из широкого ассортимента летучесмоляных красок, выпускаемых промышленностью, наибольшее применение в строительстве находят перхлорвиниловые, кремнийорганические, органосиликатные, алкидные, глифталевые и др.

Перхлорвиниловые фасадные краски применяют для наружных работ при температурах до –16 °С. Ими можно окрашивать фасады практически в любой насыщенный цвет; при этом сохраняется характерная фактура окрашиваемой поверхности.

Кремнийорганические краски обладают очень высокими эксплуатационными свойствами используются для окраски фасадов. Они долговечны, атмосферостойки и могут наноситься на окрашиваемую поверхность при отрицательных температурах воздуха. Так, время отверждения гидрофобной кремнийорганической краски КО-174 при температуре +1...+5 °С составляет 2 ч, а при температуре –5...–20 °С увеличивается до 10 ч.

Органосиликатные краски (например, ВН-30) могут наноситься на поверхность при температуре наружного воздуха от +40 до –40 °С. Они представляют собой суспензию из активированных силикатных и окисных компонентов в сочетании с кремнийорганическими полимерами. Затвердевшее покрытие из краски ВН-30 обладает морозо- и атмосферостойкостью, высокой адгезией к бетону, кирпичу и металлу. Такие покрытия в процессе эксплуатации можно мыть водой и моющими средствами.

Алкидные эмалевые краски – суспензии пигмента в глифталевом, пентафталевом, алкидно-стирольном и других алкидных лаках.

216

Глифталевые эмалевые краски имеют, как правило, ограниченную водостойкость, вследствие чего их используют для внутренней отделки помещений, покрывая металл, дерево, бетон и штукатурку. Они не рекомендуются для помещений с влажным режимом эксплуатации.

Пентафталевые эмалевые краски применяют для высококачественной наружной окраски (например, ПФ-14), а также для покрытия пола (ПФ-266 и др.).

Алкидно-стирольные эмалевые краски обладают хорошей водостойкостью, твердостью и блеском, но недостаточной атмосферостойкостью. Их применяют для окраски дверных и оконных блоков, радиаторов, труб и производственного оборудования.

Нитроэмалевые (эфироцеллюлозные) краски – быстровысыхающие. Их наносят на деревянные и металлические поверхности, ранее покрытые нитрогрунтовочным составом (нитроэмали различных цветов НЦ-25 и др.). Эти краски представляют собой пигментированные дисперсии нитроцеллюлозы и этилцеллюлозы в органических растворителях.

16.4.4.Водоразбавляемые краски

Кводоразбавляемым относят клеевые, казеиновые и силикатные краски.

Клеевые краски состоят из пигментов, наполнителей и тонкоизмельченного животного клея. До рабочей вязкости их доводят разведением водой. Водно-клеевые составы наносятся на предварительно подготовленную поверхность (по грунтовке или шпатлевке). Клеевые краски не водостойки, поэтому их применяют только для окраски штукатурок во внутренних сухих помещениях.

Казеиновые краски состоят из измельченного казеина, из-

вести-пушонки, пигмента и кальцинированной соды или других минеральных солей. Казеин – белковое вещество, получаемое из молока. Для получения окрасочных составов рабочей консистенции сухие казеиновые краски смешивают с горячей водой. Казеиновые краски применяют для окраски наружных оштукатуренных и бетонных поверхностей зданий, а также для внутренней отделки помещений.

217

Сухие силикатные краски состоят из смеси пигментов с тонкомолотыми наполнителями (тальк, мел и др.). Смесям придают рабочее состояние путем разведения калиевым жидким стеклом. Силикатные краски на калиевом стекле атмосферостойки, имеют широкую палитру цветов и применяются для окраски фасадов зданий.

16.4.5. Водно-дисперсионные краски

Водно-дисперсионные краски представляют собой эмульсии (или дисперсии) полимеров в воде. В их состав входят также пигменты, эмульгаторы и некоторые другие вещества, улучшающие свойства красок. Такие краски называют эмульсионными и латексными. Водно-дисперсионные краски выпускают в виде жидкой пасты, которую на месте работ разводят водой до малярной консистенции.

Поливинилацетатные краски представляют собой водную дисперсию поливинилацетата, пластифицированную дибутилфталатом, с пигментами и прочими добавками. Kpacкa высыхает через 1...2 ч.

Бутадиенстирольные краски рекомендуются для высококачественной окраски внутри помещений по дереву и штукатурке. Время высыхания не превышает 12 ч. Бутадиенстирольные краски (КЧ) представляют собой коллоидную систему, состоящую из латекса СКС-65, феноло-формальдегидной смолы, пигментов, диспергированных в воде эмульгаторами и стабилизаторами.

Акриловые краски отличаются высокой атмосферостойкостью и применяются для долговечной окраски фасадов зданий, а также для отделки влажных поверхностей. Бо′льшая часть выпускаемых в мире водно-дисперсионных красок приходится именно на акриловые краски. Срок службы покрытий на основе качественных акриловых полимеров достигает 10 лет и более. Отечественные предприятия выпускают высококачественные фасадные водно-дисперсионные акриловые краски (ВД-АК-III, «Кредо», ВД-АК-190, 192, 250 и др.).

Кремнийорганические водно-дисперсионные краски имеют такое же применение, как и акриловые. Они придают покрытию гидрофобность, что значительно повышает долговечность самого покрытия и конструкции в целом.

218

ЛИТЕРАТУРА

Горчаков, Г.И. Строительные материалы / Г.И. Горчаков, Ю.М. Баженов. М., 1986.

Дворкин, Л.И. Строительные материалы и детали / Л.И. Дворкин. Киев, 1987.

Комар, А.Г. Строительные материалы и изделия / А.Г. Комар. М., 1983.

Материалы и изделия в сельском строительстве: справочник / Л.И. Дворкин [и др.]; под ред. Л.И. Дворкина. Киев, 1990.

Общий курс строительных материалов / И.А. Рыбьев [и др.]; под ред. И.А. Рыбьева. М., 1987.

Основин, В.Н. Гидротехнический бетон / В.Н. Основин, Л.В. Шуляков. Горки, 1997.

Основин, В.Н. Справочник по строительным материалам и изделиям / В.Н. Основин, Л.В. Шуляков, Д.С. Дубяго. Ростов н/Д, 2006.

Основин, В.Н. Строительные материалы и изделия в сельском строительстве и мелиорации: практикум / В.Н. Основин. Минск, 2006.

Основин, В.Н. Строительные материалы и конструкции / В.Н. Основин. Минск, 2000.

Строительные материалы и изделия / В.Н. Чубуков [и др.]. Минск, 2003.

Чубуков, В.Н. Строительные материалы и изделия: практикум / В.Н. Чубуков, В.Н. Основин, Л.В. Шуляков. Минск, 2000.

219