Сравнительный анализ и свойства органорастворимых красок.
Лакокрасочные материалы на растворителях содержат в своем составе летучий органический растворитель, испаряющийся в процессе высыхания. В настоящее время единственным растворителем, который во всех странах мира допускается использовать без всяких ограничений, является уайтспирит (очищенный керосин).
При работе с органорастворимыми продуктами необходимо соблюдать определенные меры предосторожности. При нанесении их на обширные поверхности в помещении или в небольшом ограниченном пространстве необходимо использовать специальные индивидуальные средства защиты.
Наибольшее распространение среди органорастворимых красок сегодня получили алкидные краски. Хотя выпуск и применение всем хорошо знакомых масляных красок по-прежнему продолжается.
Связующим масляной краски является масло, которое высыхает в процессе окисления. Это может быть льняное масло, олифа на льняном масле, масло-насыщенная алкидная смола или смесь различных масел. Льняное масло представляет собой низкомолекулярное связующее, которое прекрасно проникает в древесину, образуя плотную водонепроницаемую пленку. Краски на льняном масле отличаются высоким сухим остатком. Это связано с тем, что льняное масло в качестве связующего не нуждается в растворителях и, следовательно, содержит минимальное количество летучих соединений.
Преимуществом масляных материалов является высокая степень наполняемости, а также небольшой расход. Они превосходны в качестве грунтовок, например, для обшивки досками. Для них характерно довольно медленное высыхание.
Связующим для алкидных материалов является алкидная смола. Алкидные смолы, в основном, изготавливают путем варки растительных масел — льняного, таллового, соевого, и др. — вместе со спиртными и органическими кислотами или кислотными ангидридами. Подобно маслам, алкидные смолы высыхают в результате окисления. Чем больше жирность (процентное содержание масла) алкидной смолы, тем эластичнее лакокрасочное покрытие. Скорость высыхания алкидных смол регулируется специальными добавками — сиккативами.
Подбором типа масла можно повлиять на время высыхания, цвет и блеск алкидного лака. Как правило, лакокрасочные материалы на алкидном лаке отличаются легкостью нанесения и более высокой атмосферостойкостью по сравнению с масляными красками. Алкидные материалы быстрее высыхают, не усаживаются при высыхании, не желтеют и, в отличие от масляных красок, практически не мелятся. Алкидными красками традиционно защищают от износа и коррозии разного рода поверхности как внутри, так и вне здания (двери, оконные рамы, мебель, батареи отопления, и т.д.). Алкидные краски выдерживают мокрую очистку водой с использованием обычных моющих средств. Их используют для окраски стен и потолков в кухнях и ванных комнатах. При желании получить глянцевое покрытие также выбирают эти краски.
Но все же в интерьере краски на органических растворителях используются довольно редко. Это связано с тем, что, хотя в современных органорастворимых красках используется в качестве растворителя низкотоксичный уайтспирит, по экологичности они все уступают водно-дисперсионным краскам. По традиции их применяют и из-за невысокой цены, особенно в качестве эмали для металла. Применение алкидных красок в интерьере оправдано, когда необходимо получить яркие, насыщенные цвета.
Водоразбавляемые краски
Сравнительный анализ и свойства водоразбовляемых красок.
Водоразбавляемые краски относятся к числу наиболее экологически благоприятных, высококачественных, экономичных, а потому наиболее распространенных строительных красок. Доля их потребления достигает 70 — 80%. По типу связуещего водоразбавляемые краски последних поколений разбивают на несколько классов:
1. краски на основе водной дисперсии акриловых смол (акриловые латексные краски);
2. краски на основе (силикатные краски);
3. краски на основе водной дисперсии силиконовых смол (силиконовые краски);
4. минеральные краски на основе цемента (цементные краски) и на основе гашеной извести (известковые краски).
Акриловые латексные краски составляют львиную долю всех водоразбавляемых красок. Среди них в силу своей экономичности наибольшее распространение получили краски на основе акриловых сополимеров — с винилакриловыми, стиролакриловыми, акрилосиликоновыми и др. пленкообразователями. Значительно реже применяют краски на основе чистых акрилатов, которые обладают повышенными эксплуатационными характеристиками, но и более высокой ценой.
Для получения качественного финишного покрытия акриловые латексные краски обычно наносят в два слоя. При этом покрытие оказывается достаточно эластичным и способны перекрывать трещины в основании шириной до 1 мм.
Паропроницаемость акриловых латексных красок по сравнению с другими водоразбавляемыми красками невелика (при толщине пленки 200 мкм — примерно 0,0003 мг/(м ч Па). Наиболее высокой паропроницаемостью обладают краски на основе кремнийорганических сополимеров акрила — в 2–3 раза выше, чем краски на основе других акриловых сополимеров.
Важным свойством акриловых красок является низкая проницаемость покрытия для СО2. Поэтому они достаточно успешно защищают от коррозии армированный бетон. Необходимо помнить, что акриловые краски можно наносить на щелочные основания (бетон, штукатурки и др.) не ранее, чем через 30 дней после окончания работ по их устройству. Для более ранней окраски можно применять только силиконовые краски (см. ниже), но при этом необходимо просчитывать экономическую целесообразность, так как они существенно дороже акриловых.
Технологические и эксплуатационные свойства акриловых латексных красок в огромной степени зависят от содержания связующего. В достаточно качественных красках связующее составляет не менее 15 % объема, а в красках наиболее высокого класса доходит до 40 % и более. Но в то же время, следует иметь в виду, что чем выше процент связующего, тем ниже паропроницаемость получающегося покрытия.
Другой очень важный показатель — сухой остаток — для качественных акриловых латексных красок не должен быть менее 45–50 % по объему.
Оба перечисленных показателя в значительной мере влияют на цену краски. Дешевые латексные краски (ниже 2 $/кг) обладают высоким расходом (кг/м2) и низкой долговечностью, поэтому их применение экономически не оправдано.
Итак, если необходимо создать достаточно качественное, стойкое к загрязнению покрытие, к которому не предъявляются высокие требования по паропроницаемости, то применение акриловой краски наиболее целесообразно. Если к покрытию предъявляются высокие требования по паропроницаемости (например, окраска зданий с плохой гидроизоляцией фундаментов) целесообразно применить краску из смеси акриловых сополимеров с дисперсией силиконовых смол. В этих случаях также используют силикатные или силиконовые краски.
Силикатные краски относятся к минеральным краскам. Незначительное количество полимера (менее 5 %) обеспечивает им стойкость при хранении и возможность применения в однокомпонентном варианте.
Силикатная краска сцепляется с основанием с помощью двухступенчатой химической реакцией. На первой стадии связующее — жидкое калийное стекло — реагирует с двуокисью углерода в воздухе, образуя силикагель. На второй стадии силикагель посредством химической реакции сцепляется с каменным основанием. Для выравнивания впитывающей способности основания под силикатную краску применяют силикатную грунтовку также на основе жидкого калийного стекла.
Силикатные краски применяются исключительно для окраски минеральных поверхностей, например, минеральных штукатурок, а также поверхностей, ранее окрашенных известковой, цементной или силикатной краской. Что касается полимерных материалов, то они препятствуют сцеплению жидкого калийного стекла с основанием и, следовательно, ухудшают адгезию силикатной краски. Поэтому поверхности, ранее окрашенные акриловыми или алкидными красками, предварительно очищают от следов ранее нанесенных покрытий.
Большинство полимерных красок также трудно совместимы с силикатными красками. Поэтому здания покрашенные силикатными красками перекрасить другими красками чрезвычайно трудно.
Силикатные краски содержат 5–10 % щелочи, поэтому работа с ними требует определенных мер предосторожности. При попадании в глаза или на кожу они могут вызвать воспаления. Кроме того, стеклянные, керамические, каменные и металлические поверхности, не подлежащие окраске, следует защищать от попадания брызг, поскольку связующая основа краски может вызвать их разъедание. Силикатные краски используют только со специальными щелочестойкими пигментами, поэтому их цветовая гамма ограничена.
По сравнению с акриловыми красками силикатные краски менее эластичны и не перекрывают мелких трещин в основании. Кроме того, они менее водостойки, поэтому во время проливных дождей могут пропускать воду внутрь стен. Однако силикатные краски обладают настолько высокой паропроницаемостью, что после дождя вода очень быстро испаряется из стен.
Благодаря высокой паропроницаемости, силикатными красками очень часто окрашивают здания старой постройки, стены которых плохо защищены от поднятия грунтовых вод. Силикатные краски являются также весьма разумным выбором для окраски стен, которые подвергаются усиленному воздействию влаги изнутри здания.
Важным свойством силикатных красок является то, что они не поддерживают развитие микроорганизмов и потому не требуют специальных добавок.
Силиконовые краски — это краски, связующим агентом в которых являются эмульгированные силиконовые смолы. Они относятся к краскам последнего поколения, сочетая в себе практически все лучшие свойства акриловых и силикатных красок. Прежде всего, это касается паропроницаемости, которая у силиконовых красок примерно такая же, как у силикатных. Однако, в отличие от силикатных красок, они образуют несмачиваемую водой поверхность, на которой дождевая вода остается каплями, не промачивая основание.
Пленка, образуемая силиконовыми красками, не вызывает поверхностных напряжений на подложке, что особенно важно при окраске оштукатуренных поверхностей. В отличие от акриловых полимеров, силиконовые смолы не термопластичны, то есть не смягчаются при повышении температуры. В сочетании с высокими водоотталкивающими свойствами это означает, что поверхность, окрашенная силиконовыми красками, практически не загрязняется.
Силиконовые краски хорошо пропускают не только пар, но и СО2. Поэтому, в отличие от акриловых красок, они не защищают от коррозии армированный бетон.
Силиконовые краски подходят практически для всех типов минеральных поверхностей. Они также хорошо совместимы как с минеральными, так и с акриловыми латексными красками. Считается, что силиконовыми красками можно перекрашивать даже старые силикатные покрытия.
Силиконовые краски обладают наивысшей эластичностью — они могут перекрывать трещины в основании шириной до 2 мм. Важнейшим отличием силиконовых красок от акриловых является их устойчивость к щелочам. Если, как говорилось выше, акриловые краски могут наноситься на щелочные основания не ранее, чем через 30 дней, то силиконовые могут наноситься уже через 48 ч.
Силиконовые покрытия также как и силикатные не поддерживают развитие микроорганизмов. Поэтому они не нуждаются в применении специальных фунгицидных и альгицидных добавок.
Работа с силиконовыми красками практически не требует мер предосторожности — в отличие от силикатных красок, они не агрессивны.
Известно, что силиконовые смолы хорошо смешиваются с акриловыми сополимерами. Поэтому силиконовые смолы часто добавляют в состав акриловых латексных красок для улучшения их свойств. Но, безусловно, наиболее высокими потребительскими свойствами обладают краски на основе чистых силиконовых смол.
Итак, силиконовые краски обладают наилучшими в настоящее время декоративными и эксплуатационными свойствами покрытий. Единственным недостатком, ограничивающим их применение, является высокая стоимость. Поэтому они применяются в основном в тех случаях, когда необходимо подчеркнуть художественно-эстетическую значимость здания и его престиж.
Минеральные краски (цементные и известковые) применяются гораздо реже, чем краски других перечисленных типов.
Цементные краски образуют покрытия с высокой паропроницаемостью и водостойкостью. Они наиболее целесообразны для окраски бетонных и кирпичных поверхностей, подвергающихся настолько сильному воздействию влаги, которые другие краски и покрытия не выдерживают.
Преимущественная область применения известковых красок — здания старой постройки, оштукатуренные известковой или известково-цементной штукатуркой. Следует, однако, иметь в виду, что цветовая гамма известковых красок обычно ограничена светлыми тонами. Кроме того, известковые краски не устойчивы к соединениям серы, как правило, содержащимся в городском воздухе.