Состав ЛКМ

Состав ЛКМ.

Все многообразие ЛКМ определяется их составом. Ниже приведены характеристики основных компонентов краски и их функциональная роль в композиции.

1. Пигменты.

 Сухие цветные красящие вещества, неорганические или органические, природные или искусственные, диспергируемые в пленкообразующих веществах для придания краскам, эмалям грунтовкам, шпатлевкам цвета и непрозрачности, а также придает лакокрасочному покрытию определенные механические свойства, устойчивость к действию воды, света и атмосферных явлений. Они не проникают в глубь окрашиваемого основания, а оседают на его поверхности, создавая с высохшим связующим непрозрачную цветную пленку. По природе пигменты подразделяются на неорганические и органические. Природа пигментов определяет область их применения и соответственно свойства ЛКМ. Так природные пигменты, полученные при добыче и обработке руды природных ископаемых материалов, отличаются высокой устойчивостью к различным воздействиям (светостойкость, щелочестойкость). Однако, неорганические пигменты обычно обладают менее чистым цветом, чем органические. Существуют две группы неорганических пигментов, применяемых при производстве ЛКМ: земельные и железоокисные. К земельным пигментам относиться наиболее массового потребления пигмент- диоксид титана (белый). К железо-окисным пигментам относиться, например железный сурик, охра и др. (желтый, черный, коричневый, бурый и др.)Органические пигменты отличает чистый насыщенный цвет, но часто они обладают невысокой свето- и атмосферостойкостью.К органическим (синтетическим) пигментам относяться, например: пигмент алый фталоцианиновый голубой и зеленый. В связи ограниченностью природных ресурсов, современная  химия совершенствует технологии синтеза пигментов, предлагая все новые способы обработки и модификации их поверхности. Все применяемые пигменты должны обладать соответствующей гидрофильностью (смачиваемостью), т.е. не отталкивать воду или связующее а хорошо смачиваться и перемешиваться, образуя достаточно устойчивую суспензию, легко наносимую на окрашиваемую поверхность. От типа и качества пигмента зависит красящая способность состава и интенсивность его цвета, укрывистость, кроющая способность, светостойкость и щелочестойкость.

2. Наполнители.

 Неорганические природные или синтетические вещества, применяемые для улучшения малярно-технических и эксплутационных свойств покрытий и экономии пигментов. Придают ЛКМ укрывистость и красящую способность атмосферосктойкость и др. свойства. Наполнителями служат: мел, каолин, слюда, тальк химически осаждаемый мел и др. 

К наполнителям относят ряд природных и синтетических неорганических порошкообразных материалов, которые не растворяются в связующих и не имеют собственного цветового тона. Наполнители повышают качество малярных составов, способствуют структурообразованию слоев, запустеванию состава, устраняют расслаеваемость и уменьшают внутренние напряжения малярных покрытий. Некоторые наполнители одновременно являются и красящим веществом (например, мел, известь) Наиболее распространенными наполнителями являются каолин, тальк, мел, легкий шпат, ангидрид, маршаллит и асбест.

К наполнителям предъявляют следующие требования:  высокая дисперсность и степень белизны (особенно для белых и светлых окрасочных составов), низкая водо- и маслоемкость (для водостойких покрытий и клеев), высокая атмосферостойкость, экономичность и доступность сырья. Все наполнители снижают стоимость малярных составов. Тип наполнителя влияет на атмосферостойкость, твердость, износостойкость и другие механические свойства малярных составов.

3. Растворители и разбавители.

Летучие органические и неорганические жидкости, применимые для растворения пленкообразующих веществ, а также для разбавления лакокрасочных материалов до рабочей вязкости перед нанесением на окрашиваемую поверхность. К органическим растворителям относятся: уайт-спирит, ацетон, ксилол, спирт, и др.К неорганическим растворителям: вода.

4. Связующие вещества (пленкообразователи).

Доведенные до жидкого состояния твердые полимеры, которые после высыхания которые связывают между собой частицы пигментов и наполнителей. и образуют пленку, прочно сцепляющуюся с окрашиваемой поверхностью. Пленкообразующие вещества ответственны за создание пленки, адгезию ее к поверхности окрашиваемого предмета, удерживание внутри слоя покрытия частиц пигмента и наполнителя . Помимо этого, хорошее пленкообразующее вещество обеспечивает покрытию водонепроницаемость, но в тоже время позволяет ему "дышать", препятствует размножению микроорганизмов, не являясь ядовитым для человека, задерживает ультрафиолетовые лучи, само при этом, не разрушаясь и т.д. К пленкообразователям относятся олифы, алкидные (пентафталевые и глифталевые ) лаки, латексы и др. материалы.

Олифы- пленкообразующие жидкости, представляющие собой продукт переработки растительных масел или жирных алкидных смол с добавками сиккативов, ускоряющих высыхание. Олифы являются связующим для масляных красок, также используются для модификации акриловых материалов ("Пика Техо"- Тиккурила"), для антисептиков на основе олиф ("Валти Сатин"-Тиккурила), которые представлены в Санкт-Петербурге.Олифы бывают натуральными например, льняная; оксидированными-Олифа "Оксоль" на основе, например, подсолнечного или соевого масел; синтетическими ( на основе, например, нефтеполимерных смол) и комбинированными (обязательно % натуральной+ "Оксоль" + растворитель). Наиболее качественными являются  натуральные олифы, материалы на основе которых обладают очень высокими характеристиками, идеально подходят для обработки древисины, но цены на эти олифы в несколько раз превосходят цены на другие типы олиф. Материалы на основе натуральных олиф отечественными производителями не производятся . Олифы "Оксоль" и синтетические обладают невысокими качественными характеристиками, что отражается и на ЛКМ, произведенными на их основе. Однако эти олифы обладают низкой стоимостью, что увеличивает покупную способность таких красок. 

Лаки

Лаками называют растворы пленкообразующих веществ (масел, смол, битумов, эфиров целлюлозы) в органических растворителях или в воде с введением добавок (сиккативов, пластификаторов, отвердителей и др.) или без них , образующее после высыхания (отверждения) прозрачную твердую однородную пленку, прочносцепленную с поверхностью, на которую они нанесены.

Лаки на природных смолах делят на светлые, называемые также масляными или масляно-смоляными, и черные (битумные). Из лаков на основе поликонденсационных смол наиболее распространены алкидные лаки на основе полимеризаляционных смол- перхлорвиниловые лаки, а на основе целлюлозы- нитролаки.

Алкидные и масляно-смоляные лаки по содержанию масла подразделяются на жирные, имеющие в своем составе более 60 % масла, средние -40-50%, тощие -35-44%, сверхтощие- менее 35% масла. Жирные лаки применяют для наружных работ, а тощие для внутренних работ.

Алкидные лаки являются более современным связующим и используются в эмалях и антисептиках. Следует обратить внимание на то, что пентафталевый лак является алкидным, поэтому пентафталевая эмаль и алкидная эмаль- одно и тоже.

Необходимо помнить о том, что лаком называют три разных вещи. В первую очередь это связующее для эмали (алкидные лаки, НЦ лаки) о которых было написано выше. В0-вторых, лаком называют готовый продукт (лак для стен, лак для паркета). Наконец, лаком некоторые немецкие производители называют эмали.

Дисперсии

Основными пленкообразователями в водоразбавляемых материалах являются дисперсии. 

Дисперсии-это синтетические полимеры пленкообразующего вещества в водной среде. 

- Поливинилацетатная дисперсия краски (ВДВА)- традиционный пленкообразователь для интерьерных ЛКМ. Не обеспечивает стойкости к мытью. Не может использоваться а материалах для наружных работ.

- Бутадиен-стирольная дисперсия/ латекс (краски ВКДЧ)- традиционный пленкообразователь для интерьерных ЛКМ. Является более дорогим и износо- и влагостойким связующим. Может применяться для широкогоспектра материалов для внутренних работ. Потолочные, интерьерные и влагостойкие краски производства "ТЕКС" производится именно на этом типе пленкообразователя. Такие краски производятся в Санкт-Петербурге.

- Стиро-акрилатная дисперсия/латекс (краски ВДАК) является еще более дорогим и стойким к внешним воздействиям пленкообразователем. Она потходит для материалов , как для внутренних так и для наружных работ. Например, краска фасадная "Профи", краска моющаяся водно-дисперсионная.

- Акрилатная (акриловая) дисперсия- современный тип пленкообразователей. Рекомендована для материалов для наружных и внутренних  работ. Выдерживают высокую эксплутационную нагрузку. Например в продукции ООО "Тиккурила" акрилатная дисперсия используется в ВД паркетных лаках классов "Профи" и "Люкс".

Связующие.

Декоративные и защитные свойства лакокрасочных покрытий зависят от вида и свойств компонентов, входящих в малярные составы грунтовок, шпаклевок и красочных составов: связующих, наполнителей, пигментов, красителей и вспомогательных материалов.

Связующие- пленкообразующие вещества требуемой вязкости или разжиженные  до нее растворителем. За условную вязкость лакокрасочных материалов, обладающих свободной текучестью, принимается время неприрывного истечения (в секундах) определенного объема испытуемого материала через колиброванное сопло вискозиметра типа ВЗ-1 или ВЗ-4. Вязкость большинства окрасочных составов находиться в пределах от 20 до 160 с по вискозиметру ВЗ-4 имеющему сопло 2 диаметром 4 мм и резервуар вместимостью 100+1 или 100-1 мл. Вискозиметр ВЗ-4 предназначен для окрасочных составов с условной вязкостью по этому вискозиметру от 12 до 200 с. Вискозиметр типа ВЗ-1 с соплом диаметром 5,4 мм предназначен для окрасочных составов условной вязкостью по этому вискозиметру от 5 до 200 с, а соплом диаметром 2,5 мм- от 12 до 150 с.

В малярных составах связующие адсорбируется (концентрируется) на поверхности частиц пигмента и наполнителя и заполняет частоты между ними, прочно соединяя частицы между ними, прочно соединяя частицы между собой и приклеивая их к основанию или подготовительному слою. Связующим с наполнителем или без него приклеивают к подготовительному слою обои или пленки. В результате высыхания связующее затвердевает, образуя лакокрасочную пленку или подготовительный слой под нее, либо клеевой слой в обойных работах.

Качество связующего определяют по технологичности применения малярного состава, в который оно входит, их декоративности и эксплутационным свойствам.

Тип связующего в основном влияет на такие свойства малярных составов, как вязкость, прозрачность, цвет, розлив, адгезию, время высыхания, а также на эластичность и твердость затвердевшего лакокрасочного покрытия.

Для уменьшения вязкости малярного состава связующие разбавляют или растворяют различными жидкостями. В качестве растворителей и разбавителей связующих чаще всего используют воду, скипидар, ацетон, ксилол и специальные растворители. В зависимости от применяемых разбавителей или растворителей связующих малярные составы разделяются на следующие: Водные- известковые, силикатные, клеевые, казеиновые, и другие, связующие в которых разбавляются водой;

Неводные (масляные, лаковые или эмалевые и др.), связующие в которых разбавляются скипидаром, уайт-спиритом и другими эфирными органическими разбавителями;

Эмульсионные, связующие в которых могут разбавляться водой или растворяться растворителем в зависимости от назначения малярного состава.

В водных малярных составах связующими являются молекулярные растворы синтетических и природных смол. Применение составов на основе неводных связующих требует строгого соблюдения правил техники безопасности, так как пары органических растворителей токсичны и в сочетании с воздухом образуют взрывоопасную смесь.

В водоэмульсионных малярных составах связующие  безвредные и огнебезопасные, они разжижаются водой. Краски на их основе, нанесенные  на поверхность, высыхают в результате испарения воды и при этом частицы смолы склеиваются между собой и с пигментами, образуя прочную водостойкую пленку.

Аддативы (технологические добавки)

Компоненты которые ускоряют, облегчают и т.д. такие процессы как диспергирование пигментов, смачивание подложки, устранение поверхностных дефектов, отверждение и многие другие, на стадиях изготовления, транспортирования, хранения красок  и формирования покрытия. Аддативы также иногда называют "малыми добавками" и т.д. так как они работают при незначительном содержании-от 0,02 до 3-5% (в зависимости от назначения). К аддативам относят: диспергаторы, стабилизаторы, пеногасители, антиоксиданты, консерванты, сиккативы, биоциды, фунгициды, загустители.

1. Диспергаторы-используются для облегчения образования дисперсии при производстве ЛКМ.

2. Стабилизаторы-замедляют оседание дисперсной фазы в ЛКМ.

3.Пеногасители-препятствуют образованию пены в вододисперсионных красках.

4. Антиоксиданты- препятствуют образованию пленки в таре на алкидных материалах.

5. Консерванты- предохроняют вододисперсионные материалы от гниения.

6. Сиккативы- ускоряют высыхание эмалей и масляных красок

7. Биоциды и фунгициды-предохраняют пленку и подложку от поражения грибками (фунгициды) или различными микроорганизмами (биоциды)

8. Загустители- придают вододисперсионным материалам удобную для нанесения вязкость.