Яковлев АД 2020

Другое прогрессивное направление ­ применение для окрашива­ ния пластмасс водоразбавляемых лакокрасочных материалов. Поли­ уретановые грунтовки водного типа уже используются на автомо­ бильных заводах.

Особенно высокие требования предъявляются к покрытиям по резине. Они должны выдерживать большие деформации растяжения и многократного изгиба в широком интервале температур, быть глянцевыми, длительно не стареть и предохранять от старения резину. Наибольшее применение для отделки обуви, резинотех­ нических и других изделий получили лакокрасочные материалы на основе продуктов деструкции полибутадиенового каучука, хлор­ сульфированного полиэтилена и полиуретанов. Ранее для этой цели применяли лаки на основе сильноокисленных растительных масел. Для придания цвета и непрозрачности покрытиям в состав лаков вводят органические красители и иногда пигменты. Лаки обычно наносят на изделия до их вулканизации. В процессе вул­ канизации (температура 140­150 °С) происходит отверждение по­ крытия и образование прочной адгезионной связи с поверхностью подложки.

10.3.О КРАШИВАНИЕ С УБС ТРАТО В МИНЕРАЛЬНО Й ПРИРО ДЫ

Кминеральным строительным материалам, подвергаемым за­ щите лакокрасочными покрытиями, в первую очередь относятся: штукатурка (известковая и цементная), бетон (стандартный и ячеи­ стый), кирпич (клинкерный и силикатный). Отличительная их осо­ бенность как субстратов ­ гидрофильность, способность к водопо­ глощению, высокая степень шероховатости поверхности, пористость, проницаемость для паров воды и воздуха. Штукатурка и бетон, осо­ бенно свежеизготовленные, имеют щелочной характер.

Будучи минеральными веществами, состоящими из гидратиро­ ванных солей и оксидов металлов, указанные материалы достаточно устойчивы к атмосферным и другим воздействиям, однако подвер­ гаются эрозии; механическая прочность штукатурки, кроме того, не­ достаточно высока. Поэтому главное назначение покрытий по штука­ турке, бетону и кирпичу ­ придание требуемого цвета и улучшение декоративных свойств. Делая поверхность более гладкой, покрытия одновременно снижают запыляемость зданий и помещений. Также достигается упрочнение поверхностного слоя и уменьшение скорости выветривания строительного вяжущего материала. К специальным функциям покрытий относятся защита бетона от эрозии, разрушаю­ щего действия кислых и других газообразных и жидких сред, а также

381

уменьшение его фильтрующей способности по отношению к жидко­ стям и газам.

В зависимости от назначения покрытий к лакокрасочным мате­ риалам предъявляются соответствующие требования. Общее требо­ вание ­ это способность к нанесению посредством портативного пе­ редвижного или переносного оборудования и отверждению в естест­ венных условиях. Покрытия должны быть щелочестойкими и не препятствовать паровоздухообмену между помещением и внешней средой.

Предпочтительны нетоксичные водные краски, особенно для ра­ боты внутри помещений. Учитывая большие объемы окрасочных работ и высокие трудозатраты на их производство (около 9 % от об­ щих затрат труда на строительной площадке, 3,5 % от стоимости объекта), серьезное внимание приходится уделять технологичности (удобству работы) лакокрасочных материалов и экономическим фак­ торам их использования. Наибольшее применение при окрашивании фасадов зданий получили воднодисперсионные, перхлорвиниловые, силикатные лакокрасочные материалы, эмульсии силиконовых смол, а для отделки внутри помещений ­ воднодисперсионные, масляные, алкидные, клеевые. Специальные покрытия, применяемые, напри­ мер, для защиты гидротехнических сооружений, изготовляют с ис­ пользованием эпоксидных, битумных, виниловых и других мате­ риалов.

Бетон и штукатурку рекомендуется окрашивать после завершения процессов твердения и карбонизации при влажности не более 8 %.

Перед нанесением лакокрасочных материалов при ремонтных работах поверхность предварительно очищают от старой краски, "расшивают" и заделывают трещины, выбоины и щели цементным, известково­цементным или алебастровым раствором, в ряде случаев проводят грунтование и шпатлевание.

При подготовке поверхности следует учитывать состояние по­ ристой структуры субстрата, его впитывающую способность по от­ ношению к воде и жидким лакокрасочным материалам при нанесе­ нии. Пористую структуру нередко регулируют путем фторсиликатной обработки поверхности субстрата. Содержащиеся в порах раствори­ мые кальциевые соли реагируют с раствором фторсиликата с образо­ ванием труднорастворимых гексафторсиликатов. Размеры пор су­ жаются, а выделение кальциевых солей на поверхность предотвра­ щается.

Окрашивание воднодисперсионными красками. Воднодиспер­ сионные лакокрасочные материалы ­ наиболее распространенный вид лакокрасочной продукции строительного назначения. По объе­

382

му потребления они составляют более 70 % всех строительных кра­ сок. Наибольшее применение для окрашивания фасадов зданий име­ ют полиакрилатные и стиролакрилатные краски. Для окрашивания внутри помещений обычно применяют более дешевые краски ­ на поливинилацетате, сополимерах винилацетата, бутадиенстирольных сополимерах, а также полиакрилатные с высокой степенью наполне­ ния ­ ОКП > КОКП. При этом значительную часть дорогих пигмен­ тов заменяют на наполнители. Такие краски приводят к получению пористых ("дышащих") покрытий. Капиллярное водопоглощение та­ ких покрытий достаточно высокое, но для внутренних помещений это не имеет существенного значения.

Большинство воднодисперсионных составов образуют матовые или полуматовые покрытия. Однако путем соответствующего под­ бора компонентов красок (размера частиц полимерной дисперсии менее 0,1 мкм), низкого содержания пигментов (ОКП < 20 %) и ис­ пользования соответствующих реологических добавок получены со­ ставы, образующие глянцевые покрытия.

Технологический процесс получения покрытия с применением воднодисперсионных красок включает операции грунтования, шпат­ левания и нанесения 1­3 слоев краски. Грунтование обычно проводят той же краской, разбавленной водой до вязкости 18­25 с по ВЗ­246 при 18­20 °С, шпатлевание ­ воднодисперсионными шпатлевками, предназначенными специально для этих красок. При комнатной тем­ пературе продолжительность формирования покрытий из водно­ дисперсионных красок не превышает 2­3 ч. Как и в случае любых водных красок, окрасочные работы рекомендуется проводить при температурах не ниже 5 °С; окрасочным инструментом служат крас­ кораспылители, валики, кисти.

Окрашивание красками на основе водносиликоновыгх эмульсий.

Это относительно новый вид водоразбавляемых строительных кра­ сок, получивших широкое применение за рубежом при окрашива­ нии фасадов зданий. В качестве пленкообразующей основы в них служат водные эмульсии силиконовых смол. Главное достоинство покрытий, получаемых из этих красок, ­ высокая паропроницае­ мость, сочетающаяся с гидрофобностью. Они образуют практически несмачиваемую водой поверхность. При попадании на покрытия дождевая вода собирается в капли и легко скатывается с поверхности. Грязеудержание покрытий ­ минимальное.

Из­за высокой стоимости силиконовых эмульсий их предпочти­ тельно комбинируют с водными дисперсиями других смол, чаще используя как добавку к ним. Так, при сочетании стиролакрилатной дисперсии (50 %­й) с эмульсией силиконовой смолы (50 %) в соот­

383

ношении 2 : 1 при ОКП 77 % получают фасадные краски, образую­ щие покрытия с отличными эксплуатационными свойствами.

Присутствие силиконовой эмульсии в составе водноэмульсион­ ных красок устраняет необходимость предварительной гидрофоби­ зации поверхности бетона.

Окрашивание силикатшыми красками. Силикатные краски пред­ ставляют собой суспензию щелочестойких пигментов и наполните­ лей в водном растворе силиката калия (жидком стекле). Применяют силикат калия с силикатным модулем K = SiO2/K2O = 2,0­3,5 в виде концентрированного водного раствора с плотностью 1400­1420 кг/м3 . Пигментами и наполнителями служат мел, тальк, цинковые белила, тонкоизмельченные кварцевый песок, маршаллит, шлаки.

Силикатными красками окрашивают преимущественно извест­ ково­цементную штукатурку, бетон плотный и пористый, кирпич. Отверждение покрытий происходит в результате испарения воды и взаимодействия силиката калия с оксидами и солями металлов ­ ком­ понентами красок. Протекание реакций приводит к тому, что гото­ вые к употреблению краски имеют ограниченный срок хранения ­ не более 12 ч.

Возможен комплекс нескольких реакций отверждения жидкого стекла, в частности при взаимодействии:

­ с СО2 воздуха:

n [K2 O • 3SiO2 • 3H2 O] + CO 2 —*• [ К 2 С 0 3 • 3SiO2 • 3H2 O ] n + nH2 O;

­ со свежим бетоном (силиконизация):

Ca(OH)2 + K 2 O • 3SiO2 • 3H2 O + CO 2 —*­ CaO + K 2 C O 3 • 3SiO2 + 4H2 O.

Не исключается взаимодействие с неорганическими пигментами и наполнителями, например с кварцем.

Силикатные краски в России долгое время имели ограниченное применение. В последнее время интерес к ним заметно вырос. Это связано прежде всего с отсутствием в них органических растворите­ лей. Кроме того, они имеют ряд других достоинств: высокая адгезия, атмосферо­ и светостойкость покрытий, негорючесть, относительно высокие воздухо­ и паропроницаемость. Силикатные покрытия во­ достойки, при загрязнении их можно мыть водой.

Силикатные краски выпускаются заводами­изготовителями в су­ хом виде (в форме порошка) марки А ­ с катализатором оксидом цинка и марки Б ­ с боратом кальция. Однако из­за нестабильности при хранении (особенно во влажной атмосфере) предпочитают их выпускать в двух упаковках или приготовлять на месте потребления. Готовая к применению краска (водный раствор) должна иметь вяз­ кость 10­18 с по ВЗ­246 при 18­20 °С.

384

Применяются силикатные краски для окрашивания фасадов зда­ ний, бассейнов, фонтанов и других объектов, контактирующих с во­ дой. Поверхность очищают, увлажняют или грунтуют раствором жидкого стекла (плотность 1128 кг/м3 ), после чего наносят первый слой краски на основе жидкого стекла с низким модулем (К ~ 2), а через 10­12 ч ­ второй слой краски на основе жидкого стекла с более высоким модулем (К = 2,5­3,3).

Стабильность готовых к применению силикатных красок резко повышается, если в них ввести полимерные дисперсии (например, стиролакрилатную) в сочетании с соединениями четвертичного ам­ мония. Такие комбинированные краски, называемые полимерсили­ катными, изготовляются многими отечественными и зарубежными фирмами. Они представляют собой одноупаковочные составы, кото­ рые формируют покрытия по смешанному механизму воднодиспер­ сионных и растворных красок. Не исключается и протекание хими­ ческих реакций отверждения, характерных для чисто силикатных красок, но с меньшей скоростью.

Полимерсиликатные краски применяют для наружных работ, главным образом для окрашивания фасадов зданий.

Окрашивание органорастворимыми красками. Органораство­ римые краски традиционно используются при окрашивании строи­ тельных объектов. Так, перхлорвиниловые краски (ХВ­161) и орга­ носиликатные (ОС­12­03) издавна применяют для окрашивания фа­ садов зданий, масляные и алкидные ­ для окрасочных работ внутри помещений ­ магазинов, больниц, школ, детских учреждений, во­ кзалов, а также коридоров и лестничных клеток жилых домов.

С разработкой водных красок интерес к этим материалам замет­ но уменьшился, прежде всего по экологическим соображениям, а также из­за длительности отверждения маслосодержащих составов.

Фасадные перхлорвиниловые краски и другие подобные им ор­ ганорастворимые материалы (на основе полиизобутилена, полисти­ рола и других полимеров) имеют важное преимущество перед вод­ ными составами ­ возможность проведения окрасочных работ при отрицательных температурах (до ­20 °С). Кроме того, полученные из них покрытия имеют меньшую степень водопоглощения.

Новым направлением работ в области фасадных красок является применение органодисперсионных составов. Так, фирма Goodyear Chemical (США) широко рекламирует серию дисперсионных соста­ вов на разных пленкообразователях ­ стиролакрилатном, винилто­ луолакрилатном, бутадиенстирольном и др., дисперсионной средой в которых являются органические растворители. Отличительная осо­ бенность составов ­ малая величина частиц (менее 0,01 мкм), благо­

385

даря чему обеспечивается хорошая проницаемость составов в мине­ ральные субстраты (на глубину до 5 мкм) и достигается высокая и стабильная адгезия покрытий без применения грунтовок.

Другие виды красок. Краски на водной основе ­ известковые, цементные, клеевые ­ сохраняют свое значение, хотя и применяются во все более ограниченных объемах. Это наиболее дешевые виды красок, приготовляемые на месте потребления и используемые для менее ответственных работ.

Известковые краски применяют преимущественно для наружно­ го окрашивания, клеевые ­ для внутреннего (побелка потолков и др.), цементные краски чаще используют для окрашивания подваль­ ных помещений и ограждений водоемов.

10.4. ПО ЛУЧЕНИЕ Д О РО ЖНО ­ РА ЗМЕТО ЧНЫХ ПО КРЫТИЙ

Расширение дорожного строительства и повышение требований к безопасности движения определили значительный спрос на лако­ красочные материалы для разметки дорог. Ежегодная потребность в таких материалах в нашей стране составляет порядка 400 тыс. т.

Особенность изготовления и эксплуатации разметочных покры­ тий: разнообразие субстратов (асфальт, бетон, новое и старое дорож­ ное полотно), постоянное воздействие механических факторов и ат­ мосферных влияний, ­ обусловили высокие требования к материа­ лам для их получения.

Лакокрасочные материалы должны быть технологичными при нанесении, быстро высыхать (по ГОСТ 51256­99 время высыхания не более 20 мин) и образовывать прочные с высокой адгезией покры­ тия. Последние должны обладать достаточной шероховатостью. Они должны быть хорошо видны при любых погодных условиях, быть износостойкими, соле­, масло­, бензостойкими, проявлять устойчи­ вость к атмосферным воздействиям; в ночное время видимость раз­ метки при дальнем свете фар должна быть не менее 100 м. Поэтому толщина разметочно­дорожных покрытий составляет от долей мил­ лиметра до нескольких миллиметров (не менее 250 мкм).

Вкачестве материалов для разметки дорог нашли применение:

1)консистентные составы (краски и эмали), 2) твердые (порошковые), формирующие покрытия при нагревании расплавов (термопласты)

и3) формованные ленты из термопластичных полимеров с адгези­ вом. Наиболее широко применяют жидкие составы ­ одноупаковоч­ ные, формирующие покрытия за счет испарения летучего компонен­ та (растворителя или воды), и двухупаковочные, образующие по­ крытия трехмерного строения.

386

Г Л А В А 11

ТЕХНО ЛО ГИЯ ИЗГО ТО ВЛЕНИЯ ДЕКО РАТИВНЫХ И ИМИТАЦИО ННЫХ ПО КРЫТИЙ

Разнообразные требования, предъявляемые к функциональным свойствам поверхности изделий и объектов, привели к разра­ ботке ряда лакокрасочных материалов и технологических процессов, позволяющих получать покрытия с повышенными декоративными свойствами или имитировать поверхность под различные ценные

породы дерева, камня, кожу и т. д.

Применение декоративных покрытий позволяет не только де­ лать изделия приятными глазу человека, но и интенсифицировать технологический процесс их отделки, избежать нежелательных и трудоемких операций, например шпатлевания, так как рельефные покрытия маскируют мелкие дефекты поверхности. Имитация под ценные материалы ­ один из способов экономии этих материалов.

Сравнительно недавно декоративные отделочные работы прово­ дились только вручную. В настоящее время производство декора­ тивных покрытий в основном механизировано, отличается стан­ дартностью исполнения и лучшими экономическими показателями. С разработкой новых лакокрасочных материалов появились новые способы имитации, нанесения рисунков и росписей.

Декоративной и имитационной отделке подвергают разные из­ делия: мебель, салоны транспорта, электро­ и радиоаппаратуру, при­ боры, инструменты и др. Широко используются декоративные по­ крытия в строительстве. Наибольшее применение получили сле­ дующие виды декоративных и имитационных покрытий: рельефная разделка; имитационная отделка под ценные породы дерева, камня и позолоту; покрытия "муар", молотковые, трескающиеся, антики и др.

Наряду с нанесением рисунков и изображений важное значение имеет маркировка изделий, т. е. нанесение на них надписей и отли­ чительных знаков. Эта операция может выполняться по неокрашен­ ной поверхности, но чаще всего она служит завершающей стадией в технологии отделки изделий.

11.1. РЕЛЬЕФНА Я РАЗДЕЛКА

Рельефная разделка ­ один из старых способов при проведении окрасочных работ внутри помещений, заключающийся в создании на поверхности какого­либо рисунка узора, изображения. Это позво­

388