2015_12_081-084

®

декабрь 2015

81

Результаты научных исследований

а

1,6

б

2,4

2,2

1,4

2

1,2

1,8

1,6

7

1

Па·с

Па·с

1,4

Вязкость,

0,8

2

Вязкость,

1,2

3

1

0,6

6

0,8

0,4

1

0,6

0,4

5

4

0,2

0,2

8

0

10

20

30

40

50

60

70

80

0

10

20

30

40

50

60

70

80

Скорость сдвига, с}1

Скорость сдвига, с}1

Рис. 1. Реограммы дисперсий до (а) и после (б) щелочного воздействия: 1 – А 101М, pH=8; 2 – АС-10, pH=8; 3 – A311, pH=8; 4 – А-118Д, pH=8;

5 – А 101М, pH=9; 6 – АС-10, pH=9; 7 – A311, pH=9; 8 –А-118Д, pH=9

1,2

3. Щелочную модификацию проводили с помощью

водного раствора 0,02 М гидроксида кальция (Ca(OH)2).

1

При этом содержание воды поддерживалось на одном

уровне, вследствие чего некоторые исходные растворы

Па·с

0,8

оказались сильно разбавленными. Выбор гидроксида

обусловлен выделением его в результате гидратации це-

Вязкость,

0,6

мента и воздушной извести, используемых в качестве

1

штукатурных подложек для нанесения грунтовки, а

0,4

максимальная концентрация – образованием коагулю-

ма и видимого расслоения дисперсии (при pH = 10).

0,2

Анализ реограмм (рис. 1) показал, что чистые акри-

2

ловые дисперсии сильно подвержены воздействию ще-

0

лочи, вследствие чего увеличивается их гидрофиль-

20

40

60

80

ность и происходит загущение водных растворов.

Скорость сдвига, с}1

Меньше всего взаимодействие с гидроксидом кальция

Рис. 2. Реограмма разработанной водной грунтовки: 1 – прямой ход;

сказалось на стирол-акриловых дисперсиях, что свиде-

2 – обратный ход

тельствует об их повышенной стойкости к омылению.

стиц, содержание нелетучих веществ и уровень кислот-

Исходя из этих данных можно сказать, что лучше всего

подходят для нанесения тонких впитываемых щелоче-

но-щелочного баланса.

стойких грунтовочных покрытий стирол-акриловые

Для определения вязкости дисперсий по стандарт-

дисперсии. Акриловые дисперсии лучше всего подхо-

ной методике, используемой в лакокрасочной про-

дят для формирования более толстых наполненных по-

мышленности (ГОСТ 8420), используется стандарти-

крытий, не стекающих с вертикальных поверхностей,

зированная воронка емкостью 100 мл и диаметром соп-

наносимых при высоких скоростях сдвига (краско-

ла 4 мм. Однако этот метод не дает полных реологиче-

распылителем). При этом высокая вязкость при низ-

ских характеристик дисперсий, не позволяет точно

ких скоростях обеспечит устойчивость к оседанию

оценить наносимость краски, проникновение ее в по-

пигментов без введения дополнительных добавок-за-

ристое минеральное основание при высоких скоростях

густителей.

сдвига.

На основе стирол-акриловой дисперсии АС-10 была

Для определения эффективной вязкости использо-

разработана грунтовка следующего состава: 80% воды,

вался ротационный вискозиметр Rheotest RN4.1 (Гер-

15% АС-10 и 5% добавок. Изучение реологических осо-

мания). Испытания проводились с использованием ци-

бенностей грунтовки выявило несовпадение кривых

линдрической системы Searle, которая позволяет легко

вязкости при увеличении скорости сдвига и последую-

термостатировать систему. Эксперимент был разрабо-

щем снижении (рис. 2). При низких скоростях сдвига

тан с учетом следующих критериев:

(до 20 с-1) отмечается некоторая величина предела теку-

1. Опытным путем была подобрана максимальная

чести. Выявленного структурирования достаточно, что-

величина градиента среза (80 с-1), при котором не на-

бы композиция оставалась целостной и текла только

блюдается дальнейшее существенное снижение вязко-

при усилении сдвига.

сти дисперсии.

Тиксотропия в данном случае обусловлена тем, что

2. Эксперимент состоял из трех этапов, характеризу-

в спокойном состоянии молекулы полимеров в растворе

емых следующим: увеличение скорости сдвига, что со-

образуют пространственные структуры, которые разру-

ответствует размешиванию и нанесению краски (120 с);

шаются при сдвиговой нагрузке. По окончании механи-

выдерживание скорости сдвига – размазывание по по-

ческого воздействия постепенно образуются новые свя-

верхности; вовлечение в поры (60 с), снижение скоро-

зи и структуры [8].

сти сдвига – впитывание в основание и выравнивание

Как известно, с увеличением сроков твердения

внешнего слоя (120 с).

цементно-известковой композиции происходит сни-

научно технический и производственный журнал

82

декабрь 2015

®

жение количества выделяемого свободного гидроксида

став пористых цементно-известковых субстратов

кальция, что обусловлено рядом причин: карбониза-

(рис. 3). Это позволяет использовать грунтовки как при

цией, замедлением гидратации цемента и т. д. В связи с

отделке новых покрытий, так и при ремонте старых.

этим для оценки влияния щелочности цементно-

В свою очередь, контактный угол смачивания явля-

известкового камня на характер его воздействия с

ется комплексным показателем свойства поверхности,

грунтовкой был определен уровень pH поверхности, на

на которое оказывает влияние ее морфология. Изучение

которую наносился разработанный состав. Для этого

данного явления может стать целью дальнейших иссле-

готовилась водная вытяжка из тонких образцов

дований.

цементно-известкового камня трех сроков твердения

На основе акриловой дисперсии А-118Д были изго-

(7 сут, 12 мес, 2 г), моделирующих покрытия, предна-

товлены составы водно-дисперсионных красок с раз-

значенные для отделки и ремонта.

личной объемной концентрацией пигментов (ОКП) для

Для оценки зависимости степени пропитки по-

окраски вертикальных поверхностей. Особенностью

верхности цементно-известкового камня от сроков

нанесения на вертикальные поверхности является недо-

твердения и, как следствие, количества выделяемого

пущение потеков краски при нанесении толстых по-

свободного Ca(OH)2 на поверхность грунтовка нано-

крытий и ограниченная стекаемость для скрытия меха-

силась методом висячей капли. Процесс пропитки

нического воздействия кисти и валика.

оценивался методом контактного угла смачивания с

Основываясь на натурных испытаниях трех типо-

применением

программно-

вых составов красок для вну-

аппаратного комплекса KRUSS

тренних работ с ОКП=0,75; 0,8;

DSA30 (Германия).

0,85, можно сделать однознач-

Анализ полученных резуль-

ный вывод, что при объемной

татов (табл. 2) показал, что при

концентрации пигмента 0,8 и

увеличении

сроков

твердения

выше образуется покрытие тол-

штукатурного слоя и, как след-

щиной более 200 мкм без поте-

ствие, уменьшении pH водной

ков, но с видимыми следами

вытяжки происходит повыше-

нанесения (рис. 4). Если гово-

ние угла смачивания, что может

рить о нанесении кистью, то

свидетельствовать о понижении

покрытия, при высоких скоро-

лиофилизации

системы грун-

стях сдвига имеющие вязкость

товка – подложка за счет сни-

выше 0,2 Па·с (рис. 5), показы-

жения количества

взаимодей-

вают склонность к образова-

ствующего Ca(OH)2

и в конеч-

нию рельефа. Это явление мож-

ном итоге повышения гидро-

но использовать для придания

фобности

стирол-акриловой

декоративности

покрытиям

дисперсии.

стен и потолков.

За счет капиллярного всасы-

В то же время для растека-

вания при оптимальном значе-

ния и образования гладкого по-

нии вязкости стирол-акриловой

крытия краска

должна иметь

Рис. 4. Характер покрытия краской на основе акрило-

грунтовки и достаточной лио-

ОКП 0,75 и обеспечивать вяз-

вой дисперсии, нанесенного на вертикальную поверх-

фильности достигается глубокое

кость порядка 0,1–0,15 Па·с.

ность композиции цементно-известковый камень –

проникновение грунтовки в со-

грунтовка

Более сильное разжижение на

®

декабрь 2015

83

84

декабрь 2015

®