Лакокрасочный материал (ЛКМ) - некая субстанция – жидкость или порошок, которая путем соответствующих технологических операций может быть превращена на поверхности твердого тела в прилипающую к нему твердую пленку. Такую пленку называют лакокрасочным покрытием (ЛКП), а твердое тело – субстратом или подложкой.

ЛКМ разделяют на шесть видов: лаки, краски, эмали, грунтовки, шпатлевки, порошковые краски.

Лак – раствор вещества, способного на поверхности субстрата после испарения растворителя образовывать прозрачное однородное покрытие. Такой способностью обладают некоторые полимеры, их называют пленкообразователями, или пленкообразующими, или связующими. Растворителем для большинства полимеров являются органические жидкости, для некоторых (немногих) – вода.

Краска – суспензия твердых частиц в олифе, в водной дисперсии синтетических полимеров или в природном полимере, например казеине. В результате потери летучих компонентов или химических реакций краска, нанесенная на твердую поверхность тонким слоем, превращается в покрытие, причем непрозрачное и, как правило, без блеска.

Эмаль – лакокрасочный материал, похожий на краску. Различие между ними в том, что эмаль представляет собой суспензию наполнителей и пигментов в растворе синтетического или искусственного полимера. Покрытие, образующееся из эмали, блестит и, как правило, значительно более твердое, чем краски. Свое название материал получил за внешнее сходство покрытий из него со стеклоэмалью – слоем на поверхности металла, который всем нам знаком по кастрюлям и бытовым ваннам.

Порошковая краска – композиция, составленная из порошкообразных пленкообразователей, пигмента, наполнителя. Если этукомпозицию каким-то образом нанести на поверхность, расплавить на ней, а потом охладить, то также образуется покрытие. У порошковых красок есть ряд достоинств, и настолько весомых, что им предрекают большое будущее.

Грунтовка – краска или эмаль, которая способна образовывать покрытие с особо высокой адгезионной прочностью. К покрытию из грунтовки лучше, чем к субстрату, прилипают лакокрасочные материалы. Отсюда следует, что грунтовка предназначена для формирования первого слоя в многослойном лакокрасочном покрытии. От нее, следовательно, не требуется, чтобы она была красивой.

Покрытие, образовавшееся из грунтовки, называют грунтом.

Шпатлевка – композиция, как правило, густая, вязкая, состоящая из тех же компонентов, что и краска или эмаль, но с другим соотношением, предназначенная для заполнения неровностей и сглаживания окрашиваемых поверхностей. Шпатлевку можно наносить на поверхность “за один проход” – более толстым слоем, чем другие лакокрасочные материалы. Кроме того, покрытие, формирующееся из шпатлевки, легче отшлифовать, загладить, чем покрытие из красок и эмалей. Обеспечивается эта способность введением мягких наполнителей.

Лакокрасочные материалы – это композиция, то есть смесь нескольких (а то и многих) компонентов. Главной составной частью каждого лакокрасочного материала является пленкообразующие или связующее, вещество способное в результате отвержения образовывать прочную пленку хорошо прилипающую к подложке (твердой поверхности).

Вторым важным компонентом являются пигменты – вещества, придающие покрытиям нужный цвет. Пигменты являются обязательными составляющими любых лакокрасочных материалов за исключением лаков и политур.

В подавляющем большинстве случаев в состав ЛКМ входят растворители, которые необходимы для снижения вязкости материала до рабочей, что необходимо для его легкого и качественного нанесения.

Для удешевления материала, а также для придания ему определенных свойств, используются также наполнители, как правило, минеральные порошки.

Для повышения скорости высыхания ЛКМ в их состав вводят сиккативы (ускорители полимеризации).

Кроме перечисленных выше компонентов, являющихся основными в состав лакокрасочных материалов могут входить некоторые другие компоненты, улучшающие определенные свойства, например повышающие вязкость, препятствующие образованию воздушных пузырьков на окрашенной поверхности.

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ ЛКМ

ЛКМ можно условно разделить на шесть основных групп:

• Лаки – раствор пленкообразующего, образующего после высыхания, однородное, как правило, прозрачное покрытие.
• Краски – суспензия пигментов и наполнителей в олифе или в водной дисперсии синтетических полимеров, дает непрозрачное покрытие, как правило, без блеска.
• Эмали – суспензия наполнителей и пигментов в растворе полимеров (лаке), дает блестящее покрытие и, как правило, более твердое, чем краска.
• Грунты – краски или эмали, обладающие высокой адгезионной прочностью. К грунтам лучше, чем к необработанной поверхности прилипают ЛКМ. Как правило, декоративные свойства грунтов хуже, чем у красок и эмалей.
• Шпатлевки – густая, вязкая композиция, предназначенная для заполнения и сглаживания неровностей окрашиваемой поверхности.
• Порошковые краски – сухая композиция из порошкообразных пленкообразующих, пигментов и наполнителей, образующая после расплавления, а затем охлаждения непрозрачную твердую пленку.

Буквенное обозначение ЛКМ показывает, на основе какого пленкообразующего вещества они изготовлены.

В таблице 1 приведены основные из них:

Таблица 1. Буквенное обозначение в названии ЛКМ.

По преимущественному назначению ЛКМ разделяют на следующие группы:

1. Атмосферостойкие
2. Ограниченно атмосферостойкие
3. Консервационные
4. Водостойкие
5. Специальные
6. Маслобензостойкие
7. Химически стойкие
8. Термостойкие
9. Электроизоляционные.

Отнесение к одной из данных групп достаточно условно, и означает лишь, что данный материал, безусловно, подходит для указанных целей. Однако многие из них может применяться и для других целей, например атмосферостойкие материалы(1), как правило, подходят и для внутренних работ(2), а отдельные термостойкие ЛКМ могут являться также электроизоляционными и химстойкими одновременно.

Большинство лакокрасочных материалов имеют условное название в соответствии с ГОСТ 9825-73 “Материалы лакокрасочные. Классификация и обозначения”, например “Эмаль ПФ-115 белая”.

Первая группа в условном обозначении обозначает вид лакокрасочного материала, в нашем случае “эмаль”. Следующие две (иногда больше) прописные буквы указывают на пленкообразующее, на основе которого изготовлен данный материал (ПФ – пентафталевый). Цифра (или две в отношении шпатлевки) после дефиса означает преимущественное назначение материала, в частности 1 относится к атмосферостойким лакокрасочным материалам.

Четвертая группа знаков обозначает порядковый номер, присвоенный данному материалу органами государственной регистрации. Она состоит из одной, двух или трех цифр, и находится сразу после цифры (или двух нулей для шпатлевок) обозначающей преимущественное назначение материала (для ПФ-115 это номер 15).

Исключением из данной системы обозначений являются масляные краски.

Во-первых, если масляная краска изготавливается с использованием одного пигмента, вместо вида лакокрасочного материала (Краска масляная) пишется название базового пигмента. Например, масляная краска, изготовленная на сурике железном и предназначенная для наружных работ, будет носить название – “ Сурик железный МА-15”.

Кроме того, четвертая группа в обозначении масляных красок говорит не о порядковом номере материала, а о виде олифы, на которой данная краска сделана.

-1 означает, что краска изготовлена на натуральной олифе.

-2 указывает на то, что компонентом является олифа “Оксоль”.

-3 означает использование глифталевой олифы.

-4 пентафталевой олифы.

-5 комбинированной олифы.

Если в названии масляной краски первой цифрой является “0”, это означает, что перед Вами густотертая краска, а не грунт, как в общем случае.

Кроме обязательных составляющих названия лакокрасочных материалов в нем могут присутствовать дополнительные буквы, характеризующие некоторые особенности данного материала. Например, в названии “Эмаль ПФ-1217 ВЭ” сокращение “ВЭ” означает, что данная эмаль содержит воду, эмульгированную в пленкообразователе.

В названиях материалов могут также встречаться следующие сокращения(не только):

Дополнительная группа знаков (ВД) присутствует в обозначении вододсперсионных материалов. Она располагается перед знаками, обозначающими вид пленкообразующего, как правило, в следующих сочетаниях: “ВД-АК”, “ВД-КЧ”.

В последние годы многие производители стали изготавливать лакокрасочные материалы под собственными торговыми марками, названия которых не соответствуют ГОСТу 9825-73.

ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА ЛКМ

Лакокрасочные материалы обладают рядом свойств, которые позволяют использовать их в качестве декоративных и защитных покрытий, поэтому ГОСТами регламентируются наиболее важные из них.

Рассмотрим основные из них:

Физические свойства

Плотность – отношение массы вещества к занимаемому им объему. Плотность может быть как меньше единицы (для лаков и растворителей), так и больше единицы (краски, эмали и грунты).

Морозостойкость – способность материалов выдерживать многократное переменное замораживание и оттаивание без нарушения своих свойств.

Цвет – цветовой фон, насыщенность и светлость. Цвет лакокрасочных материалов зависит от цвета пигментов, наполнителей и связующих. Цвет определяют как визуальным, так и инструментальным способом.

Блеск – способность материала направленно отражать световой поток. Блеск лакокрасочного покрытия определяется фотоэлектрическим методом.

Светостойкость – способность материала сохранять свой цвет под действием световых лучей. В процессе эксплуатации лакокрасочные материалы меняют свой цвет под действием ультрафиолетовых лучей естественных и искусственных источников освещения. Чем меньше эти изменения, тем выше светостойкость материала.

Атмосферостойкость – способность лакокрасочного покрытия сопротивляться разрушающему воздействию солнечных лучей, температурных колебаний, осадков и других атмосферных явлений. Атмосферостойкость определяется при помощи установок, моделирующих различные атмосферные явления, либо путем помещения образцов покрытий в атмосферные условия.

Механические свойства

Прочность – степень сопротивления материала воздействию внешних сил вызывающих в нем внутреннее напряжение. Для лакокрасочных материалов, как правило, измеряют прочность при растяжении, изгибе и ударе.

Упругость – способность материала восстанавливать свою форму или объем после прекращения действия сил вызвавших деформацию.

Пластичность – свойство материала изменять под нагрузкой форму и размеры без образования трещин и разрывов и сохранять вновь принятую форму и размеры после удаления нагрузки.

Твердость – свойство материала сопротивляться проникновению в него другого твердого тела.

Истираемость – способность материала сопротивляться уменьшению своей толщины и массы под действием трения.

Эластичность – способность материала испытывать значительные упругие деформации без разрушения.

Химические свойства

Основные химические свойства лакокрасочных материалов характеризуют способность противостоять воздействию различных химических веществ. Например, кислотостойкость и щелочестойкость определяют способность лакокрасочных покрытий противостоять действию соответственно кислоте и щелочи.

ОПИСАНИЕ ОСНОВНЫХ ЛКМ

Эмаль ПФ-115

ГОСТ 6465-76

Высококачественная эмаль применяется для окраски металлических и деревянных поверхностей, подвергающихся атмосферным воздействиям, образуя эластичное покрытие с высоким коэффициентом блеска.

Пленка эмали сохраняет защитные свойства в течение четырех лет, обладает хорошей адгезией к грунтовочным и поверхностным краскам.

Стойка к воздействию пеномоющих средств и перепаду температур от –50 до +60С

Эмаль наносят на поверхность методами распыления, струйного облива, окунания и кистью.

Режим сушки: при 20С не более – 24 часа, красной и вишневой – 48 часов.

Расход эмали на однослойное покрытие 100-180 г/кв.м.

Эмаль можно разбавить сольвентом, уайт-спиритом или их смесью 1:1.

Лак ПФ-283

ГОСТ 5470-75

Глянцевый лак применяют для покрытий по масляным краскам, металлическим и деревянным поверхностям, эксплуатируемым внутри помещений. Декоративные свойства лака делают его особенно привлекательным для использования в работе с мебелью.

Лак наносят на отшлифованную поверхность кистью или распылителем.

Время высыхания каждого слоя лака при 20С до 36 часов.

Расход лака на однослойное покрытие – 70-75 г/кв.м. Для разбавления лака применяют скипидар или смесь скипидара с уайт-спиритом в отношении 1:1.

Эмаль ПФ-266 для пола

ТУ 6-10-822-84

Эмаль предназначена для покрытия окрашенных и неокрашенных полов внутри помещений.

Полы тщательно обработать наждачной шкуркой, удалить отслаивающуюся краску, остатки грязи, пыли, ворса и т.п. и нанести эмаль на сухие полы валиком ли кистью ровным тонким слоем. После высыхания нанести еще один слой эмали.

Каждый слой сохнет 24 часа при температуре – 20С.

Расход эмали на двухслойное покрытие 150-180 г/кв.м.

Эмаль в случае необходимости фильтруют через слой марли и разбавляют бензином-растворителем для лакокрасочных материалов, скипидаром или растворителем РС-2.

Краски масляные МА-15, МА-25

ГОСТ 10503-71

Краски масляные для наружных и внутренних (МА-25) работ применяют для неответственной отделки помещений и для окраски металлических и деревянных изделий. Невысокая стоимость красок позволяет использовать их для вспомогательных работ и для помещений производственного, складского назначения.

Краску МА-15 для крыш можно использовать для окраски фасадов здания и металлических конструкций, эксплуатируемых внутри помещений.

Краску МА-25 для пола используют для окраски полов и других деревянных поверхностей, эксплуатируемых внутри помещений.

Сурик железный МА-15 используют как для отделочных работ, так и в качестве антикоррозийных неответственных покрытий (например, металлический гараж) по металлу и дереву.

Краски наносят кистью, валиком или распылителем на чистую сухую обезжиренную поверхность.

Нормы расхода красок 50-160 г/м2. на однослойное покрытие в зависимости от цвета.

Время высыхания одного слоя при температуре 20С – 24 часа.

Краски масляные при загустевании можно разбавить уайт-спиритом, бензином-растворителем для лакокрасочных материалов и т.п.

Олифа

ТУ 2318-001-12975052-94

Олифа К-4 на основе СКОП предназначена для пропитки, грунтовки различных поверхностей, а так же для разведения густотертых и готовых к применению масляных и алкидных красок. Эта олифа может быть применена для изготовления масляных красок и добавления в процессе производства в пентафталевые эмали, т.к. количество пленкообразующего доходит до 75%.

Для достижения необходимой Вам вязкости олифу можно разбавить уайт-спиритом или другим растворителем для масляных красок.

При температуре 20С олифа сохнет 24 часа.

На поверхность олифа может наноситься методами распыления, струйного облива, окунания, кистью и валиком.

Эмаль ПФ-133

ГОСТ 926-82

Эмали ПФ-133 предназначаются для окраски грузового подвижного состава (кроме рефрижераторных вагонов), контейнеров и других металлических и деревянных поверхностей, подвергающихся атмосферным воздействиям.

Эмаль наносят на поверхность валиком, кистью, распылителем.

Расход эмали на однослойное покрытие: 20-120 г/кв.м. в зависимости от цвета.

Время полного высыхания каждого слоя эмали при 18-22. С – 24 часа.

При загустевании разбавить сольвентом, уайт-спиритом, ксилолом или их смесью 1:1, а также разбавителями РЭ-4В и РЭ-3В по ГОСТ 18187-72.

Неуклонный рост объёмов строительного производства, в том числе и жилищного строительства, повлек за собой развитие промышленности строительных материалов. Удовлетворяя спрос на всё возрастающие потребности в этом виде продукции, производители предлагают материалы из синтетического сырья: дешевого и беспроблемного в производстве. А о многоступенчатом вреде этих материалов предпочитают молчать. Поэтому качество применяемых материалов и соответствие их экологическим нормам оставляют желать лучшего.

Поговорим, о лакокрасочных материалах (ЛКМ). В обычных синтетических ЛКМ содержится множество летучих органических соединений (ацетон, ксилол, толуол, этилбензол и т.д.), которые представляют серьезную опасность для здоровья. Через легкие и кожу они попадают в кровь, накапливаются в организме человека, вызывая аллергии и другие болезни. Потом эти соединения становятся частью городского смога, а затем поднимаются выше, разрушая озоновый слой. В ряде европейских стран при производстве красок уже пользуются директивой по применению летучих соединений, что снижает вред для тех, кто работает с краской. Однако, проблема проживания в окрашенном таким образом жилище и проблема глобального вреда для всей планеты в этом случае все-таки остается.

Результаты обследования экологического состояния городской среды показали, что жить в городе стало опасно (данные ВОЗ). Так, например, в центре Москвы такие вредные элементы как кадмий, медь, никель, свинец, цинк, хром присутствуют в количествах, превышающих все допустимые нормы, их присутствие было обнаружено в почве, траве, в листьях деревьев, даже в детских песочницах. А ведь накопление в первую очередь именно этих элементов в организме человека приводит к развитию серьёзных заболеваний.

Откуда же берутся тяжелые металлы в городской среде?

Каждый из нас, наверняка, сумеет назвать несколько факторов. И один из них: разлагающиеся синтетические краски, искусственные строительные и отделочные материалы, которые создают неблагоприятный химический фон в жилище.

В состав любых современных красок и лаков входят три известных компонента: связующее вещество, пигмент и растворитель. И, если хотя бы один из компонентов является синтетическим, об экологичности краски можно забыть.

Все более жесткие требования к ЛКМ подтолкнули некоторых западных производителей к мысли делать лакокрасочную продукцию исключительно на основе натуральных компонентов. Натуральными называются ЛКМ, изготовленные из природных материалов, которые были образованы в результате биологических, термических или геолого-минералогических процессов. На упаковке с натуральной продукцией указывается полный состав краски или лазури, в отличие от синтетических ЛКМ, где в лучшем случае упоминается о том, чего из самых вредных компонентов в этой продукции не присутствует. Хотя это даже смешно, говорить о том, чего в краске нет, учитывая, что в мире существует несколько тысяч химических красящих веществ. А законы некоторых развитых стран позволяют не указывать компонент, если его содержание в продукте составляет менее 10%. Однако все входящие в состав химических красок компоненты негативно действуют на центральную нервную систему, а при накоплении в организме могут стать причиной аллергии, онкологических и многих других заболеваний. Такое же воздействие оказывает окрашенный синтетическими ЛКМ. .

К сожалению, у нас в стране было не принято активно заботиться о своем здоровье. Только сейчас мы начинаем понимать насколько это важно и для нас самих, и для наших детей, и для нашего здорового будущего. А отечественная промышленность просто не выпускает натуральных красок в нужных объёмах и нужного качества. Не так много производителей натуральных красок и зарубежом: ведь изготовление натуральных красок требует определенных знаний о применяемых сырьевых материалах и технологиях их обработки, существовавших с незапамятных времен.

Минеральные, растительные и животные сырьевые материалы являлись компонентами красок уже в каменный и железный века. И далее они столетиями были на службе у человека для украшения его жилища. Еще в 40-50-х годах ХХ века краски зачастую смешивались по старинным рецептам.

С развитием химической и нефтехимической промышленности, то же льняное масло и земляные пигменты были оттеснены в сторону. Постепенно люди стали покупать более "удобные" синтетические краски, лучшие - как им казалось. И только после целой серии экологических катастроф и серьезного ухудшения экологической обстановки люди стали задумываться о возвращении к натуральным краскам.

При производстве и последующем применении такой стратегически важной группы товаров, какой являются лакокрасочные материалы, в различных отраслях промышленного производства в мире ежегодно применяется до 10 миллионов тонн летучих органических соединений. Большая их часть при выполнении отделочных работ улетучивается и практически безвозвратно пропадает, т. к. улавливание и рекуперация во многих случаях представляют собой сложные, а главное дорогостоящие процессы. Пары растворителей, попадая в атмосферу, оказывают губительное воздействие на окружающую среду и здоровье человека.

Широко применяемые в настоящее время нитроцеллюлозные, карбамидо- и меламиноалкидные, полиуретановые материалы содержат до 80 % растворителей и поэтому являются экологически неполноценными. Одновременно происходит постоянное и не стабильное изменение цен на нефть, которая используется для производства этих лакокрасочных материалов, что делает их использование невыгодным и с экономической точки зрения. Таким образом, сегодня производители ЛКМ вынуждены считаться с двумя важными факторами: ужесточением требований по охране окружающей среды и экономической целесообразностью. В связи с этим современные технологии создания современных лакокрасочных покрытий развиваются в направлении сокращения использования растворителей. Обозначившиеся тенденции нашли свое выражение в изменении ассортимента выпускаемой лакокрасочной продукции.

В настоящее время акцент делается на производство и применение материалов с высоким сухим остатком (более 60 %) или практически не содержащих растворителей (менее 5 %), композиций на водной основе, порошковых лакокрасочных материалов.

Лакокрасочная продукция описанных ниже видов имеет свои достоинства и недостатки, поэтому при их создании и использовании очень важно найти компромисс, удовлетворяющий всем, иногда противоречивым, требованиям современности.

Порошковые материалы

Важным преимуществом порошковых составов является полное отсутствие загрязнения окружающей среды при их нанесении.

Порошковые материалы высокоэффективны и характеризуются малыми потерями, в т. ч. при отделке непрофильных поверхностей. Однако для их производства и нанесения необходимо специальное оборудование, кроме того, процесс окрашивания взрыво- и пожароопасен. К тому же, затраты электроэнергии на отделочные работы довольно велики. Еще один минус: порошковые материалы нельзя использовать в быту.

Для получения порошковых материалов используют термореактивные и термопластичные пленкообразователи. Термопластичные порошковые композиции можно изготовить на основе нейлона, поливинилхлорида, ацетона и бутирата целлюлозы, полиэтилена. Такие порошки перед нанесением диспергируются в воде. Примером являются суспензионные лакокрасочные материалы или водные порошковые суспензии, наносимые методом электроосаждения. Термореактивными пленкообразователями могут служить эпоксидные, полиакриловые, полиуретановые олигомеры и полиэфиры.

Полиэфирные порошковые материалы создаются на основе гидроксилсодержащих полиэфиров и отверждаются меламиноформальдегидными или блокированными изоцианатами. Известны также материалы на основе кислых полиэфиров, отверждаемых эпоксидными смолами. Разработаны также акриловые композиции, но они имеют умеренные эксплуатационные свойства и нестабильны при хранении.

Широкое применение получили эпоксидные порошковые материалы на основе диановых смол, отверждаемых аминами. На их долю приходится 80 % объема выпуска термореактивных порошковых материалов. Эти краски представляют собой одноупаковочную систему, отверждающуюся при температуре 150–200 °С. Применяются в радиотехнической и электронной промышленности.

Из-за высоких температур отверждения порошковые материалы используют для окраски металлических и стеклянных подложек. Ими можно отделывать металлические мебельные каркасы, трубы, кровельные материалы, радиаторы, бытовые приборы, торговое оборудование. Покрытия из порошковых материалов характеризуются износостойкостью, ударопрочностью, хорошими антикоррозионными и электроизоляционными свойствами.

Порошковые краски необходимо наносить толстым слоем для того, чтобы получить соответствующий внешний вид, а перед этим довольно тщательно выполнять шпатлевание (пленки больших, чем обычно, толщин обладают еще и хорошими антикоррозионными свойствами). Однако на их основе трудно получить покрытия с металлическим блеском (не просвечивают металлические пигменты).

Отечественной промышленностью выпускаются следующие порошковые краски: П-ЭП-45, П-ЭП-лакс-2, П-ЭП-219, П-ЭП-534, П-ЭП-ПЛ-102. Импортные порошковые материалы на отечественном рынке представлены продукцией концерна Akzo Nobel.

Материалы с высоким сухим остатком

Преимуществами материалов с высоким сухим остатком (ВСО) считаются в первую очередь экологичность, а также то обстоятельство, что они позволяют применять ту же технологию окрашивания, что и для материалов обычного типа. Параметры процесса в этом случае остаются одинаковыми, поэтому возможно использование уже имеющегося оборудования. Недостатки обусловлены тем, что в составе этих материалов содержатся смолы с меньшей массой и вязкостью, в связи с чем увеличивается вероятность образования потеков при нанесении. Поэтому для получения качественного покрытия в процессе работы необходим контроль реологических свойств материала. Кроме того, в состав материалов с ВСО нужно вводить более реакционноспособные смолы. Только в этом случае покрытия будут обладать требуемыми физико-химическими свойствами.

Изменять и регулировать свойства материала можно, используя в композициях с ВСО микрогели, способные образовывать сшитые структуры.

Олигоэфирные лакокрасочные материалы

Из олигоэфиров наибольшее применение находят модифицированные (алкидные) олигомеры и ненасыщенные полиэфирные олигомеры. Исходными продуктами для получения алкидных олигомеров являются пентафтали и глифтали, модифицированные растительными маслами и канифолью. На основе глифталевых алкидов выпускаются грунтовки и шпатлевки, в основном предназначенные для подготовки металлических поверхностей под окраску. Пентафталевые алкиды входят в состав лаков и эмалей, применяющихся для отделки древесины (паркета, оконных блоков) и получения атмосферостойких покрытий. Такие алкиды отверждаются быстрее глифталевых. Пентафталевые покрытия превосходят глифталевые по твердости, механическим характеристикам, атмосферостойкости.

Алкидные материалы недорогие, отверждаются в естественных условиях и при горячей сушке, имеют различные области применения.

Алкидные материалы с высоким сухим остатком

Полиэфирные материалы отличаются высоким содержанием пленкообразующих веществ (70–97%). Основная часть их компонентов при отверждении вступает в химическое соединение. Тем самым создается высокий сухой остаток покрытия.

Основными компонентами полиэфирных материалов являются: ненасыщенная полиэфирная смола, растворенная в мономере (который при отверждении не испаряется, а вступает в реакцию со смолой); инициатор–вещество, вызывающее химическое взаимодействие между смолой и мономером (вводится перед употреблением); ускоритель, интенсифицирующий процесс отверждения.

Олигоэфирмаленаты образуют покрытия с высокой твердостью, светостойкостью к химическим реагентам. На их основе выпускают материалы двух типов: парафиносодержащие и беспарафиновые.

Парафиносодержащие применяются в мебельном производстве для получения высокоглянцевых закрытопористых покрытий, в т. ч. при отделке ДСП. Это двухупаковочные материалы. Так как содержание нелетучих в них составляет 95–97 %, за одно нанесение можно получить достаточно толстый слой покрытия. Недостатком этих материалов является то, что их можно наносить только на горизонтальные поверхности. Кроме того, они имеют пониженную адгезию к подложке, плохо отверждаются на сильносмолистой древесине.

Беспарафиновые материалы являются одноупаковочными. Их можно наносить на горизонтальные и вертикальные поверхности. Получаемые покрытия имеют высокую эластичность и хорошую адгезию к различным подложкам.

Полиэфирные материалы могут отверждаться при комнатной температуре, при конвективном и терморадиационном нагреве, УФ-облучением, электронным облучением в атмосфере инертного газа.

Применение олигоэфираминоформальдегидных систем с ВСО позволяет не только снизить вредные выбросы растворителей на 65 %, но и уменьшить трудозатраты на их нанесение, снизить энергозатраты, транспортные и складские расходы. Их используют в автомобильной промышленности в качестве промежуточных покрытий. Низковязкие композиции такого типа применяются для окраски сельскохозяйственной техники, металлической мебели, бытовых приборов. Составы на основе полиэфирно-меламиновых композиций с ВСО (80 %) хорошо зарекомендовали себя в качестве автоэмалей. Совмещение их с акриловыми сополимерами позволяет получить грунт-эмали для защиты металлических строительных конструкций.

Олигоэфирмеламиновую основу с ВСО содержит отечественная грунтовка ПЛ-0213 горячего отверждения. Низковязкие композиции такого типа выпускаются германской фирмой HR (марки Vesturit 914 и 1211).

Акриловые лакокрасочные материалы

К лакокрасочным системам с ВСО (до 65%) относятся термореактивные полиакрилаты — продукты совмещения мономеров, имеющих реакционноспособную группу (гидроксильную, карбоксильную, эпоксидную и др.) с алкидными, карбамидо- и меламиноформальдегидными, эпоксидными олигомерами.

Покрытия на основе полиакрилатов отличаются хорошими физико-химическими свойствами: атмосферо- и светостойкостью, прочностью, декоративностью, а также хорошей адгезией к различным материалам. Материалы на их основе используют для антикоррозионной окраски автомобильных кузовов, бытовых приборов, алюминиевых конструкций. Недостатком их является относительно высокая стоимость.

Особый интерес представляют водные дисперсии полиакрилатов, получаемые эмульсионной полимеризацией акриловых полимеров и сополимеров. Их используют в водоразбавляемых композициях, образующих твердые, атмосферостойкие и блестящие покрытия. Эти материалы применяют в строительстве для наружной и внутренней отделки зданий и сооружений, а также для отделки древесины.

Полиуретановые лакокрасочные материалы

В качестве пленкообразователя в полиуретановых материалах с ВСО используют олигомеры с наличием гидроксильных групп. В одноупаковочных материалах олигомеры комбинируются с блокированными изоцианатами, в двухупаковочных — с изоцианатами.

Одноупаковочные системы более удобны в применении, однако они отверждаются при достаточно большой температуре. Двухупаковочные системы перед употреблением необходимо смешивать, при этом жизнеспособность приготовленных материалов невелика, однако их преимуществом является гибкость параметров процесса отверждения.

Полиуретановые покрытия характеризуются высокими механическими показателями. Например, их твердость приближается к твердости стекла. Они атмосферо- и водостойкие, устойчивы к воздействию кислот, щелочей, растворителей, имеют хорошую адгезию к древесине, металлам, пластикам, покрытиям на основе других пленкообразователей.

Полиуретановые лакокрасочные материалы токсичны и сравнительно дороги, но высокая стоимость окупается долговечностью защитных покрытий на их основе. Такие материалы используют для окраски морских судов, металлических и бетонных конструкций, в авиастроении, мебельной промышленности и строительстве.

Кремнийорганические эмали

Особый интерес представляют кремнийорганические материалы олигоэфирного типа с ВСО. Силиконовые олигомеры хорошо совместимы с алкидными, акриловыми, олигоэфирными пленкообразователями. Такие материалы образуют атмосферо- и теплостойкие покрытия с хорошей износостойкостью. Их используют для окраски рулонных металлов, различных металлических поверхностей.

Эпоксидные лакокрасочные материалы

К новинкам олигомерных композиций без использования растворителей относятся низковязкие алифатические эфиры с высоким содержанием эпоксидных групп, отверждающиеся циклоалифатическими полиаминами. Эти низковязкие составы обладают высокой стойкостью к растворителям и агрессивным средам. Кроме того, эпоксидные материалы имеют хорошую адгезию к подложке, высокие антикоррозионные и электроизоляционные показатели. Они образуют толстослойные покрытия при одноразовом нанесении. Их используют в тех случаях, когда к защитным свойствам покрытий предъявляют повышенные требования.

В нашей стране создан ряд эпоксидных материалов с ограниченным содержанием растворителей и без них. Это эмали ЭП-793, ЭП-1155, ЭП-5116, ЭП-7100, Б-ЭП-421, Б-ЭП-433, Б-ЭП-0237, грунтовки Б-ЭП-0126, Б-ЭП-0124 и др. Эти материалы предназначены для антикоррозионной защиты трубопроводов, стальных строительных конструкций, полов производственных помещений, градирен, нефтегазопромышленного оборудования и оборудования химической промышленности.

Перечисленные выше грунтовки наряду с эмалями Б-ЭП-68 и Б-ЭП-421 широко используются в промышленном масштабе.

Водорастворимые краски и лаки

Лакокрасочная продукция на современном рынке ЛКМ представлена огромным разнообразием материалов, но пожалуй самыми перспективными и заслуживающими особого внимания и изучения являются лакокрасочные материалы на водной основе.

Основным достоинством водорастворимых красок и лаков является их экологическая безопасность, обусловленная применением воды в качестве растворителя. К тому же такой растворитель дешев и доступен, а выпускаемые на его основе лакокрасочные материалы можно наносить на обычном оборудовании, технология и параметры процесса при этом не изменяются. Однако широкого промышленного применения эти материалы не нашли из-за следующих технологических особенностей. Использование воды увеличивает время сушки и может вызвать необходимость регуляции влажности в распылительной кабине, а камеры с кондиционированием воздуха стоят дорого и требуют специального обслуживания. Выделяющиеся при сушке пары воды могут вызвать образование кратеров на поверхности покрытия. Из-за высокой температуры испарения воды при горячей сушке требуются большие затраты электроэнергии.

Водорастворимые лаки и краски изготавливают на основе олигомеров поликонденсационного типа: алкидных, эпоксидных, полиуретановых, феноло-, карбомидо- и меламиноформальдегидных. Часто водорастворимые лакокрасочные материалы представляют собой смеси олигомеров: алкидно-меламиновых, алкидно-эпоксидных, алкидно-уретановых и других.

В виде водных дисперсий используются сополимеры винилацетата и винилхлорида, полиакрилаты, алкиды, модифицированные маслами, эпоксидные олигомеры. Дисперсии получают эмульсионной и дисперсионной полимеризацией. В ходе эмульсионной полимеризации образуются латексы. Формирование пленок из водных дисперсий происходит в результате коагуляции полимерных частиц при испарении воды. Из водно-дисперсионных лакокрасочных материалов широко применяются дисперсии поливинилацетата и акрилатных сополимеров.

Композиционная огнезащитная система для стальных конструкций с малой приведенной толщиной металла предназначена для обеспечения нормированного предела огнестойкости до 90 минут (R90) конструкций с приведенной толщиной 2,9 ≤ tred ≤ 3,4 мм.

Очень часто подобные элементы строительных металлоконструкций встречаются в проектах зданий II степени огнестойкости по СНиП 21-01-97 «Пожарная безопасность зданий и сооружений». В соответствии с этими нормами и правилами связи и распорки между колоннами каркаса здания имеют нормируемый предел огнезащитной эффективности R90, например, каркасы зданий машинных залов теплоэлектросетей и атомных электростанций.

Внешнюю поверхность стальных конструкций необходимо предварительно очистить от загрязнений, ржавчины и старых лакокрасочных покрытий.

После удаления ржавчины на поверхность металла следует нанести грунт ГФ-021 толщиной 0,05±0,02 мм в соответствии с рекомендациями завода-изготовителя грунтовки.

На загрунтованную поверхность во внутреннюю полость металлической конструкции нужно шпателем уложить свежеприготовленный раствор «Формула КП» (см. рис.). Время схватывания раствора ~ 50 минут. После схватывания раствора на защищаемую поверхность следует нанести огнезащитное покрытие «Феникс СТВ» толщиной сухого слоя ~ 1 мм.

Огнезащитный состав Феникс СТВ наносится на поверхность послойно. Способы нанесения: кистью, валиком или методом безвоздушного распыления. Оптимальная толщина каждого последующего сырого слоя, наносимого методом безвоздушного нанесения, — 0,6-0,7 мм, что соответствует 0,3-0,4 мм сухого слоя. Межслойная сушка — 3,5-4 часа.

При достижении сухого слоя в 1 мм необходимо нанести следующий слой огнезащиты «Феникс СТВ», после чего на сырой слой состава для армирования наложить сетку фасадную марки ССАФП 5Х5 125±15 г/м² для последующего нанесения итоговой толщины покрытия. Фасадная сетка ССАФП накладывается по всему периметру уголка в один оборот.

Далее производится последующее послойное нанесение огнезащитного состава «Феникс СТВ» на защищаемую конструкцию до получения общей толщины сухого слоя огнезащитного покрытия ~ 3 мм, включая армирующую стеклосетку.

Для защиты огнеупорного покрытия от воздействия внешних неблагоприятных факторов, связанных с условиями эксплуатации (влажность, несанкционированное попадание воды, масла, растворителей, моющих средств, агрессивных сред и т.п.), а также для придания конструкции эстетического внешнего вида, поверхность может быть окрашена соответствующими эмалями или красками.

Для применения данной огнезащитной системы на атомных электростанциях (АЭС), с целью обеспечения требований по радиационной стойкости и дезактивируемости, рекомендуется в качестве финишного покрытия нанести эмаль ЭП-5285, Эпокор 501Б или Эпокор 502В.

На сегодняшний день большинство покрытий разрабатывается не только для защиты и декорирования поверхностей, но и для решения специализированных задач. Антивандальные покрытия — отличное тому подтверждение. Они созданы для того, чтобы максимально упростить процесс удаления настенных рисунков, а в некоторых случаях и предохранить поверхности от их появления.

Ежегодный ущерб, наносимый уличными художниками жилому фонду и общественному транспорту, оценивается в миллиарды долларов, причем только в США. Как отмечает Стефан Рейнарц, руководитель производственного направления Axalta Coating Systems, вандализму могут быть подвергнуты как камень, так и металл или пластик, поэтому необходимо подбирать защитные системы покрытий для каждого материала отдельно. Зачастую внешний вид зданий портят не только рисунки, но и расклеенные объявления, поясняет Питер ДеНикола, специалист по технической поддержке Evonik. При этом затраты на их ликвидацию могут оказаться существенными.

Антивандальные покрытия, по замечанию Стивена Рейнстадтлера, менеджера по маркетингу в Bayer Material Science (BMS), в первую очередь используются в том случае, когда цена и качество являются сопоставимыми величинами. Архитектурно-строительные антиграффити-материалы чаще всего отбираются для школ, объектов транспортной инфраструктуры (мостов, путепроводов, подпорных стенок и пр.) и для муниципальных построек. Также применяются антивандальные покрытия и при защите внешних и внутренних конструкций железнодорожных вагонов и автобусов, туннелей, почтовых ящиков и трансформаторных будок.

«Одной из альтернатив антивандальным покрытиям является «ничегонеделание», — это, безусловно, наипростейший вариант. Однако муниципальные власти убеждены, что спад граффити-вандализма напрямую зависит от уровня преступности в регионе. Поэтому многие города внедряют программы по работе с молодежью вместо того, чтобы принять действенные меры по распространению настенных рисунков», — отмечает Стивен Рейнстадтлер. По его мнению, нанесение покрытий поверх наклеенных на дешевые декоративные краски листовок — другая альтернатива, но, как правило, подобная «лоскутная техника» не способствует повышению эстетичности зданий.

По этой причине подрядные организации и собственники жилья предпочитают использоватьантивандальные краски, которые могут представлять из себя как жидкие водные ЛКМ или порошковые материалы, так и органорастворимые лакокрасочные системы. В настоящее время антивандальные покрытия в зависимости от сферы их применения принято подразделять на три типа: защищающие, частично защищающие и долговечные.

При создании защищающих или защитных покрытий используются воски, акрилаты или другие легко удаляемые смолы. Эти пленкообразующие системы обеспечивают защиту от граффити, препятствуя их нанесению на подложку. По словам Кристофера Мура, специалиста R&D центра PROSOCO, такие материалы также предохраняют поверхности от наклеивания листовок. Кроме того, они отличаются устойчивостью к воздействию горячей воды или мягкодействующих моющих средств. «Защищающие покрытия лучше всего использовать в тех случаях, когда поверхности подвергаются постоянному риску нанесения нежелательных рисунков или воздействию химических реагентов, способных повредить подложку», — поясняет Кристофер Мур.

Однако данные материалы имеют ряд ограничений. В частности они обладают низкой устойчивостью к проникновению воды. В связи с этим их не рекомендуется использовать для защиты поверхностей, подверженных сильному смачиванию. По словам Питера ДеНикола, воски также склонны изменять внешний вид субстратов. Частично защищающие или полузащитные материалы сходны с защитными системами. Их основное отличие заключается в количестве выдерживаемых чисток.

Долговечные системы могут быть полиуретановыми, акрил-уретановыми, эпоксидными, фторполимерными, силоксановыми и фторсилоксановыми. Ввиду высокой стойкости, которая предполагает многократное очищение покрытий, данные материалы достаточно дороги. Ценовой фактор нивелируется тем, что повторное нанесение подобных систем требуется только в тех случаях, когда в результате погодных воздействий само покрытие истирается до такой степени, что по физико-химическим свойствам не может больше препятствовать нанесению рисунков. Данные материалы одинаково устойчивы к краскам, маркерам и растворителям, при этом их водоотталкивающие свойства и воздухонепроницаемость могут варьироваться в зависимости от пористости подложки (к примеру, бетон или кирпич).

Антивандальные покрытия можно рассматривать как разновидность легконаносимых ЛКМ. «В то время как рынок специализированных материалов испытывает потребность в новых стандартах качества для очистки поверхностей, уже давно и эффективно работают стандарты для очистки посредством моечных машин», — поясняет Стефан Рейнарц. Он также добавляет, что устойчивость покрытий к граффити исходит от правильного баланса между свойствами пленки (потенциально включает поверхностную энергию и плотность сшивки) и стойкостью к очищению.

«В целом, существуют два подхода к барьерным свойствам антивандальных покрытий. Первый вариант предполагает создание комплексной защиты, направленной на чернила и краски, при сохранении должного уровня адгезии с подложкой. Второй подразумевает

защиту покрытия с внутренней стороны от проникновения граффити и в связи с этим предварительное тонирование субстрата», — объясняет он.

Стимулами к развитию антиграффити-технологий становятся растущий спрос на более устойчивые решения и усложняющиеся требования к содержанию летучих органических соединений (ЛОС) в составе ЛКМ, причем каждое одинаково актуально для всех сегментов лакокрасочного рынка. Чем больше стран и городов ужесточают свои требования к содержанию ЛОС в антивандальных покрытиях, тем больше традиционных технологий исключается из спецификаций.

Подрядчики и домовладельцы также предпочитают делать выбор в пользу низкоэмиссионных антивандальных покрытий. По словам Стивена Рейнстадтлера, отдельные требования предъявляются к степени глянца финишного слоя. В частности строители мостовых опор, каменных или бетонных конструкций не хотят, чтобы покрытия придавали поверхностям «мокрый вид».

Как отмечает Скотт Моффатт, менеджер по маркетингу PPG Industries, факт того, что архитекторы закладывают в проекты новых зданий антивандальные покрытия, для лакокрасочных компаний является ключевой мотивацией к разработке новых материалов.

Согласно ожиданиям потребителей, будь то промышленный сегмент, транспортное или жилищное строительство, антиграффити-покрытия должны обеспечивать длительность защиты при одновременной легкости нанесения. «Возможность восстанавливать поверхности с оригинальными покрытиями очень ценна. К примеру, это касается поездов, — утверждает Эрик де Кнооп, специалист по нанесению покрытий в DSM. — Это означает, что антивандальные покрытия должны иметь чрезвычайно высокую химическую стойкость и очень плотную полиуретановую цепочку, при этом не требуя введения дополнительных добавок, которые отрицательно сказываются на восприимчивости поверхностей к повторному окрашиванию». В добавление к ожиданиям клиентов по части простоты применения и приемлемой стоимости разработчики рецептур антивандальных покрытий должны учитывать требования регулирующих органов по вопросам экологичности и качества материалов.

В результате соблюдения всех вышеназванных условий появились новые водно-дисперсионные составы. «Помимо продуктов с высоким содержанием сухого остатка, традиционных аналогов органорастворимых систем, популярными становятся ЛКМ на водной основе с низким содержанием летучих органических веществ», — подчеркивает Кристофер Мур.

Фактически одной из самых масштабных инноваций в сегменте антивандальных покрытий стало изобретение системы, эксплуатационные характеристики которой сходны с органорастворимыми составами, в то время как уровень ЛОС был резко снижен. По сути, это экономичное и экологичное решение. «Тем не менее разработка покрытий, которые предполагают длительную защиту и простоту при нанесении после длительного экспонирования, сопряжена с определенными трудностями», — подчеркивает Эрик де Кнооп. При этом после нескольких лет воздействия ультрафиолетом и после 100 циклов очищения (стандарты для поездов) защитные свойства антивандальных покрытий должны соответствовать уровню свеженанесенных ЛКМ. В добавление к этому высококачественные антиграффити-материалы должны отличаться стойкостью к аэрозолям, несмываемым маркерам и всем типам чистящих средств, включая сильнодействующие смывки, разрабатываемые специально для удаления граффити.

Как правило, создание инновационных продуктов сопряжено с появлением разного рода технических сложностей. Так, работа над фторсодержащими антивандальными покрытиями была смещена в сторону материалов с короткими цепочками фтора в угоду заботы об окружающей среде, которая связана с традиционным использованием макромолекул. «Фторсодержащие системы покрытий придают защищаемым поверхностям гидрофобные и олеофобные свойства. Тем не менее короткие цепочки фторированных материалов используются сегодня менее эффективно», — замечает Стефан Рейнартц. На сегодняшний день существует несколько подходов к разделению содержания фтора, таким образом, чтобы он концентрировался на поверхности. В конечном счете это помогает максимизировать защиту и минимизировать стоимость, по крайней мере первоначально. К сожалению, современные разработки пока не позволяют удерживать фтор на поверхности так долго, чтобы обеспечивать оптимально длительный уровень защиты. Исследования в области фторсодержащих антивандальных покрытий продолжают фокусироваться на более эффективном использовании фтора в слоях покрытия.

Отдавая дань уважения силиконовым покрытиям, Стефан Рейнарц отмечает, что использование поверхностно-функциональных наночастиц, таких как кремний с функциональными прививками, может быть очень полезно для разработчиков рецептур антивандальных покрытий. Он также добавляет, что достаточно сильно сшитые полиуретановые и полиэфирные системы на водной и органической основе прекрасно очищаются от настенных рисунков.

Не менее важный вопрос, который всегда затрагивают представители экспертного сообщества, — это стоимость сырья, используемого в рецептурах антивандальных покрытий. «Высококачественные продукты, как правило, остаются самыми дорогими для внедрения на рынок системами, — поясняет Питер ДеНикола. — При этом они являются самыми экономически эффективными решениями. К сожалению, во многих случаях, бюджет потребителей антиграффити-материалов бывает ограниченным, поэтому качество

покрытий и сопоставимая с ним стоимость не всегда способствуют принятию решений относительно того или иного продукта», — объясняет он.

В то же время возрастающая потребность в долгосрочной защите на рынке как промышленных, так и декоративных ЛКМ, стимулирует потребителей к более серьезному инвестированию в материалы. В результате спрос на антивандальные покрытия продолжает увеличиваться. Как ожидается, существенный прирост произойдет со стороны транспортного сегмента и отрасли коммерческого строительства. «На рынке архитектурно-строительных ЛКМ, стимулы для развития которого останутся прежними, будет превалировать потребность в снижении уровня уличного вандализма. Города продолжат соперничать друг с другом за туристов, а внешний облик улиц станет ключевым преимуществом», — резюмирует Стивен Рейнстадтлер.

Axalta также намерена удовлетворять потребности своих клиентов в применении легконаносимых защитных покрытий, поэтому антивандальные системы будут и дальше появляться в продуктовом портфеле компании. «Частое использование общественного

транспорта в странах с развивающимся рынком рождает потребность в максимально длительном сохранении внешнего вида покрытий, которые подвергаются не только вандализму, но и многократной очистке. В результате возрастает спрос на легкоочищаемые

материалы для автобусов, вагонов, а также спецтехники».

Де Кнооп отмечает, что стоимость антивандальных покрытий, очистка которых не требует больших усилий, продолжает возрастать. По этой причине домовладельцы не останавливаются в поиске решений, которые бы позволяли быстро удалять граффити. Это

в свою очередь демотивирует уличных художников. Он также полагает, что контроль чистящих средств используется регулирующими органами для того, чтобы удаление настенных рисунков стало стимулом к дальнейшему усовершенствованию антиграффити-технологий. Предполагается, что в перспективе основные технологические новшества будут связаны с достижением сверхгидрофобности.

В настоящее время производители смол заняты активной разработкой специальных связующих для композиций антивандальных покрытий, большие и малые лакокрасочные компании продолжают выводить на рынок покрытия, созданные для защиты от настенных рисунков.

Среди рассматриваемых компаний две представили свои новинки в 2013 г. MCI Wall Defanse от Cortec — устойчивое антивандальное покрытие на силиконово-эластомерной основе, которое может применяться для защиты как окрашенных, так и неокрашенных подложек из бетона, камня и металла. Данный материал отличается высокой устойчивостью к ультрафиолетовому излучению, воздухопроницаемостью и низким содержанием ЛОС. Граффити с поверхности покрытия можно удалять струей холодной воды под давлением.

PPG Industries в прошлом году также разработала два защитных состава для койл-коатинга, которые предполагается наносить в заводских условиях. Их очищение можно проводить при помощи специального продукта компании — DURAPREP 400 Graffiti Remover. Поливинилиденфторид DURANAR GR и винилфторэтилен CORAFLON GR — покрытия, предназначенные для использования на стенных панелях, крышах и оконных рамах жилой застройки. «Мы применили системный подход и создали легкоочищаемые материалы, совместимые с нашими смывками для граффити. В результате домовладельцы получили доступ к простому и проверенному методу сохранения внешнего вида своих стен. Данные покрытия устойчивы к нанесению распыляемых красок, стойких маркеров, цветных мелков, губной помаде», — поясняет Скотт Моффатт. Стоит отметить, что в добавление к антиграффити-свойствам обе системы способствуют долговечности строений и стойкости цвета окрашенных поверхностей.

Axalta Coatings Systems имеет в своем продуктовом портфеле несколько антивандальных покрытий для защиты транспорта и зданий, а также, добавляет Стефан Рейнартц, компания разрабатывает индивидуальные решения с учетом требований своих клиентов. Ассортиментный ряд включает органорастворимые двухкомпонентные полиуретановые покровные лаки для транспорта под маркой EZ-3460S, которые обеспечивают легкость при очищении, а также водно-дисперсионное двухкомпонентное финишное покрытие Imron HydroTopcoat, которое объединяет в себе стойкость с отличной устойчивостью к нанесению граффити. Alesta Spotless — порошковое антиграффити-покрытие, которое характеризуется простотой при очищении и подходит для защиты поверхностей от распыляемых красок и маркеров. Кроме того, оно обеспечивает отличные атмосферо- и химстойкость при нанесении всего в один слой. Покрытие с высокой степенью блеска подходит для указательных щитов, контейнеров, комнат для отдыха, вывесок, терминалов и пр. За последнее время Axalta инвестировала порядка 5 млн долларов в пилотное производство смол, которое позволит быстрее разрабатывать и выводить на рынок новые продукты.

Evonik также пополнила свою продуктовую линейку антивандальным покрытием. Protectosoil ANTIGRAFFITI — фторсилоксановый водный ЛКМ, который можно наносить на бетон, кирпич, железобетон, искусственный и натуральный камень без повреждения внешнего вида поверхности. Материал предохраняет подложки от распыляемых красок, стойких маркеров, чернил, битумных лаков, различных органорастворяемых и водно-дисперсионных ЛКМ. Покрытие может выдерживать более 10 чисток, в зависимости от объема и типа граффити.

Sherwin-Williams, в свою очередь, предлагает низкоэмиссионные (менее 250 г/л) стойкие сохраняющие блеск покрытия, которые подходят для использования как внутри помещений, так и снаружи зданий. Все материалы отверждаются влагой воздуха. Продуктовый портфель содержит однокомпонентные силоксановые составы и двухкомпонентные водно-дисперсионные полиуретановые антивандальные покрытия.

BMS специально для производителей антиграффити-материалов разработала низкоэмиссионные полиуретановые дисперсии со слабовыраженным запахом Bayhydrol A и водостойкие полиизоционаты Bayhydur XP, которые наделяют покрытия высокой стойкостью и небольшим блеском. «В отличие от глянцевых альтернатив, которые требуют дополнительного введения в рецептуру матирующих агентов, эта технология обеспечивает низкий уровень блеска без потери стойкости покрытия», — поясняет Стивен Рейнстадтлер. Готовые покрытия на их основе отличаются высокой УФ- и химстойкостью, подходят для нанесения на бетон, камень, стальные конструкции.

Результаты опроса в декабре 2013 г. продемонстрировали значительное повышение интереса участников в создании технологии, которая отвечает новым вызовам для ЛКМ промышленного назначения. В декабре 2013 г. специалистам был задан вопрос: «Какое направление в технологии смол наиболее актуально для Вас?» В обзоре приняли участие 378 специалистов, что более чем вдвое (181) превышает число участников, ответивших на этот вопрос в октябре 2011 г.

Наибольшее число голосов 45,2% получили водорастворимые смолы для промышленных ЛКМ. Это значительно больше по сравнению с ответами на этот вопрос в октябре 2011 г. — 34,5%. Повышенный интерес к водным смолам появился в результате значительного снижения интереса к гибридным смолам. В декабре 2013 г. гибридные смолы получили только 16,1% голосов по сравнению с 28,2% голосов, полученных в октябре 2011 г. Биоосновные смолы, получив 24,6%, заняли третье место, за ними следовали гибридные смолы. Водные алкиды, востребованные в ряде применений, получив 14,0% голосов, стали последними.

На рисунке представлены результаты голосования по опросу в декабре 2013 г. и октябре 2011 г.

Октябрь 2011 г. Декабрь 2013 г.

Смолы, применяемые в водных ЛКМ с низким ЛОС (летучие органические соединения), не совместимы с водой. Эта несовместимость делает водные ЛКМ более сложными, чем соответствующие органорастворимые ЛКМ. Смолы, применяемые для водных ЛКМ, требуют химической модификации, чтобы легко диспергироваться в воде.

Водные ЛКМ для достижения приемлемых свойств также требуют специальных добавок: пигментной дисперсии, предотвращения пены, коалесценции пленки, хорошего течения и розлива. Особенно сложной задачей является разработка ЛКМ с низким ЛОС, обладающих высокой Tg, которая может удовлетворять минимальной температуре пленкообразования без включения коалесцирующей добавки. Высокие концентрации и некоторые виды химических добавок могут отрицательно влиять на защитные свойства

покрытий, если добавка остается в пленке. Поэтому добавки, обычно применяемые в водных ЛКМ, выбираются с учетом их возможности испаряться из осажденной пленки.

Поскольку государственное регулирование в отношении ЛОС становится все жестче, разработчики ЛКМ направляют свои усилия по созданию новых смол, которые не требуют летучих добавок. Одним из методов, применяемых для снижения ЛОС, является двустадийный микроэмульсионный полимеризационный процесс ядро/оболочка.

Чтобы получить желаемые свойства пленки с меньшим количеством добавок, полимеры должны дополнять друг друга.

Другой подход к исключению летучих добавок — разработка латексных частиц с высокой и низкой Tg, чтобы при их смешении обеспечить приемлемые свойства сухой пленки независимо от добавок.

Биоосновные смолы обычно рассматриваются как органические материалы, в которых углерод служит производным из биоосновного сырья через биологические процессы.

Возрожденный интерес в технологии алкидов значительно вырос вследствие применения биоосновных глицеридов ненасыщенных жирных кислот, обычно относящихся к растительным маслам. Есть целый ряд растительных масел, которые могут применяться при производстве алкидов, их выбор зависит от типа и степени насыщенности, содержащейся в растительном масле.

Растительные масла, содержащие функциональные группы, могут быть модифицированы химическим путем, для повышения ассортимента масел, применяемых в производстве алкидных ЛКМ. Ненасыщенные группы также обеспечивают последующую поперечную сшивку через процесс автоокисления. Неметаллические сиккативы сейчас применяются для производства водных алкидов с низким ЛОС, что обеспечивает время сушки, сопоставимое с органорастворимыми алкилами.

Растительные масла могут также использоваться для изготовления полиуретановых ЛКМ. Ненасыщенные группы растительных масел химическим путем могут быть превращены в гидроксильные группы, которые реагируют с изоцианатами с образованием уретанов. Рицинолевый эфир в касторовом масле уже содержит свободную гидроксильную группу, которая может быть использована для получения полиуретанов через изоцианаты.

Карданол, фенольный липид, обнаруженный в скорлупе орехов кешью, и сахароза, полученная из природного сахара, также применяются для синтеза биоосновных смол. Карданол используется для получения ПАВ, полиуретанов и самосшивющихся эпоксидных смол. Сахароза может использоваться как заместитель глицерина, содержащегося в растительных маслах. К сахарозе можно присоединить до 8 жирных кислот, тогда как к глицерину в природных растительных маслах — только 3. Более высокая концентрация ненасыщенных жирных кислот ведет к получению пленок с высокой плотностью сшивки по сравнению с отвержденными пленками, полученными из эфиров жирных кислот глицерина.

Недавно разработанная гибридная технология позволяет объединить желаемые свойства алкидной смолы с другими пленкообразующими системами для повышения качества покрытий. Один из способов получения акрил-алкидного гибридного ЛКМ — это химическое присоединение ПАВ на основе акрилов к алкидной смоле. Присоединенное акрилированное ПАВ обеспечивает низкое ЛОС и высокие качественные показатели. Технология ядро/оболочка, в которой акриловый полимер прививается на алкид с высоким молекулярным весом, — еще один путь к разработке акрил-алкидных гибридных ЛКМ. Димеризованная жирная кислота, полученная из соевого масла, может быть превращена в полиэфирные полиолы при производстве алкидных гибридных ЛКМ с низким ЛОС.

Путем сополимеризации силиконов с алкидами получают силикон-гибридные ЛКМ. Тщательный баланс силиконовой и алкидной части дает долговечные гибридные смолы, способные образовывать гладкие эластичные пленки. Гибридные ЛКМ также приготавливаются путем комбинирования компонентов с использованием золь-гель процесса. Одним из примеров неоргано-органического гибридного ЛКМ служит комбинация льняного и подсолнечного масел в качестве органической фазы и двух золь-гель прекурсоров [титан(IV)i-пропоксид, титан (ди-i-пропоксид) бис(ацетил-ацетонат)] как неорганической фазы.

Хотя промышленность уделяет большое внимание разработке водных алкидных ЛКМ, незначительное число голосов, полученное водными алкидами, показывает, что технологии водных алкидов следует существенно трансформировать, чтобы они могли отвечать требованиям по качеству для широких областей применения.

Многие годы биоосновные и гибридные технологии вызывают большой интерес. Тем не менее новейшие водные смолы для промышленных ЛКМ получили 45,2% голосов, что много больше суммарного количества голосов, полученных биоосновной (24,6%) и гибридной (16,1%) технологиями.

Это означает, что большинство участников сосредоточены на создании новейших водных смол для промышленных ЛКМ без использования биоосновной и гибридных технологий.

Антимикробные покрытия применяются для обеспечения дополнительных защитных свойств, поддержки соблюдения гигиенических стандартов и охраны здоровья, уменьшения риска заражения поверхности и попадания микроорганизмов в пищу и организм человека, сокращения частоты мытья и дезинфекции (уменьшение расходов) и сокращения использования обычных биоцидов.

Области применения антимикробных покрытий весьма разнообразны. К ним относятся:

Существуют разные способы и технологии создания покрытий с антимикробными свойствами. К ним относятся введение в рецептуру ЛКМ химических элементов, например, йода, серебра, а также органических и неорганических соединений — аминов, солей металлов, фотоактивного TiO₂, наносолей серебра. Используют биологические активные субстанции (экстракты растений, кислоты и др.), не так давно была разработана технология контролируемого высвобождения активного ингредиента биоцида.

Однако большинство технологий демонстрируют ограниченную эффективность против отдельных бактерий, и это было проверено. Для оценки эффективности антимикробных покрытий можно использовать методики, аналогичные тестированию пленочных консервантов: ISO 15457/15458 или лабораторную методику Schülke 022/023.

Для проверки эффективности антимикробных покрытий были протестированы коммерческие ЛКМ с заявленным антимикробным эффектом, приобретенные в Германии.

Эффективность тестировали по следующим методикам:

Кроме этого оценивали антимикробное действие за счет ионов серебра и/или фотоактивного TiO₂ и дополнительно тестировали образцы с Parmetol^® CF 8 в концентрации 0,5 и 1,0%.

Ни одна из протестированных красок не показала эффективности против тестируемых микроорганизмов. За исключением штукатурки для внутренних работ «плесень-стоп», где наблюдалось некоторое действие против E. coli, ни один из этих продуктов не подтвердил заявленную эффективность.

Все протестированные продукты продемонстрировали явный эффект ингибирования микроорганизмов при добавлении 0,5% Parmetol CF 8.

Оценка:

1-й параметр: Определение области ингибирования в мм;

2-й параметр: Видимый рост водорослей на тестируемых образцах:

Примечание: 0 — нет ингибирования; >1 — эффективность ингибирования.

Краска и штукатурка для внутренних работ «плесень-стоп» показали ограниченную эффективность против протестированных грибков. Однако в их составе обнаружены традиционные органические биоциды IPBC и DBT (дибутилтин) (химический анализ TÜV-Rheinland), что противоречит заявлению на этикетке.

Другие краски оказались неэффективны против грибков.

Введение 0,5% Parmetol CF 8 обеспечивает полную фунгицидную защиту.

Примечание: 0 — нет роста (тест пройден); 1–3 — ограниченная эффективность; 4 — полное покрытие (тест не пройден).

В ЛКМ существуют различные технологии, заявляющие об антимикробных свойствах. Большинство из них чисто маркетинговые. Антимикробная эффективность материала должна быть доказана соответствующими методами.

Большинство антимикробных покрытий не обеспечивают достаточной защиты от распространенных бактерий, дрожжей, водорослей и мха.

На сегодняшний день антимикробные технологии в ЛКМ не могут заменить биоциды. Пленочные консерванты, такие как Parmetol^® CF 8, обеспечивают достаточное действие против микроорганизмов.

Антимикробные (гигиенические) покрытия отвечают концепции самозащиты поверхности от микробного заражения, где благодаря нанесенному покрытию или свойствам субстрата обеспечивается контроль над микроорганизмами. Их разрабатывают для получения самоочищающихся и самодезинфицирующихся поверхностей.

________________________________________

Антимикробные покрытия применяются для обеспечения дополнительных защитных свойств, поддержки соблюдения гигиенических стандартов и охраны здоровья, уменьшения риска заражения поверхности и попадания микроорганизмов в пищу и организм человека, сокращения частоты мытья и дезинфекции (уменьшение расходов) и сокращения использования обычных биоцидов.

Особенности производства водоосновных лакокрасочных материалов — тема в наше время весьма актуальная. Это связано с известным процессом замещения классических органоразбавляемых материалов материалами либо с высоким содержанием нелетучих веществ, либо материалами на основе водоразбавляемых связующих.

Данный процесс в большей степени произошел в европейских странах, в меньшей степени — в России, хотя тоже заметен, причем значительно. Особенно, конечно, это касается строительного сектора, где большую часть материалов уже сейчас составляют материалы водоразбавляемые.

Переход с органоразбавляемых систем на водоразбавляемые связан, пожалуй, с тремя основными причинами. Первая — высокая токсичность органических растворителей. Наверное, если мы говорим о России, это не столько защита окружающей среды, сколько защита тех, кто будет пользоваться этими материалами (маляров, специалистов по нанесению и т.д.). Во-вторых, это высокая пожаро- и взрывоопасность органических растворителей и их паров. И наконец высокая стоимость органических растворителей, которые при этом не принимают непосредственного участия в формировании пленки лакокрасочного покрытия.

Таким образом, мы можем говорить о том, что на сегодняшний день, в том числе и на индустриальном рынке, доля водоразбавляемых продуктов постоянно растет. Наша компания предлагает для индустриального рынка целый ряд материалов для производства водоразбавляемых систем, начиная от пленкообразователей и заканчивая добавками, которые могут в значительной мере изменить свойства лакокрасочного покрытия.

Как показывает наша практика и практика наших клиентов, индустриальные покрытия на основе водных материалов востребованы, равно как востребованы и специфические свойства этих покрытий. В том числе к таким свойствам относится высокая скорость формирования пленки. В данном случае речь идет не о времени высыхания на отлип и не о времени межслойной сушки. Здесь говорится о наборе пленкой водостойкости, атмосферостойкости и стойкости к горюче-смазочным материалам (ГСМ). Обычно при лабораторных испытаниях время сушки пленки до проведения испытаний на водостойкость, на стойкость к раствору NaCl, ГСМ составляет от суток до недели. К сожалению, как показывает практика, в реалиях у фирмы не всегда есть возможность выдерживать объект с нанесенной на него краской в окрасочной/сушильной камере в течение, допустим, 5 суток. В связи с этим перед лакокрасочниками была поставлена задача — разработать водоразбавляемую грунт-эмаль по металлу с толщиной сухой пленки около 55 мкм и набором водостойкости после 6 ч сушки. Для подобных целей рекомендуется применять материалы на основе водных алкидных пленкообразователей либо на основе водных гибридных систем, состоящих из водных алкидных пленкообразователей и стиролакриловой дисперсии.

В данном случае специалисты химической лаборатории разрабатывали покрытие на основе водорастворимой алкидной смолы Synthalat DRS 05-117 компании Synthopol Chemie и специализированной стиролакриловой дисперсии Liocryl AS 603 того же производителя, предназначенной для производства индустриальных антикоррозионных материалов. В соответствии со стартовой рецептурой, предлагаемой производителем связующего, материалы применялись в соотношении 1:1 по сухому. Обращаю внимание, что именно по сухому связующему, так как сухой остаток дисперсии составляет 40%, а сухой остаток смолы — 75%.

Варианты 1 и 2 подразумевают увеличение доли связующего за счет алкидной смолы и дисперсии плюс добавление разного количества циркониевого сиккатива. Варианты 3 и 4 — увеличение доли связующего только за счет добавления стиролакриловой дисперсии и также разное количество циркониевого сиккатива.

Четыре варианта грунт-эмали наносились валиком на обе стороны металлических пластин в 1 слой. Края пластин дополнительно защищались расплавом парафина. Перед испытаниями полученные образцы выдерживали при температуре T=25°С в течение 5 ч.

Испытания проводили погружением окрашенных металлических пластин в воду на одни сутки.

Принятые меры по корректировке рецептуры на данном этапе не привели к положительным результатам: с обеих сторон пластины покрытие покрылось пузырями после нахождения в воде в течение 16 ч. Варианты 3 и 4 с лучше результат по водостойкости, поэтому варианты 1 и 2 были исключены из дальнейших исследований. На рисунках 1 и 2 представлено фото пластин с покрытием по рецептуре 3 через 16 ч нахождения в воде.

В продолжение испытаний решено было увеличить время выдержки образцов покрытий перед погружением в воду с 5 до 6 ч, в результате чего внешний вид покрытий после 16 ч нахождения в воде значительно улучшился по сравнению с предыдущим опытом. На поверхности имели место мелкие пузыри, причем в варианте 4 с 0,6% OS Zr 10 aqua их было мало.

Для гарантированного результата по водостойкости в финишных образцах грунт-эмали количество дисперсии Liocryl AS 603 увеличили до 10%. Через 24 ч нахождения образцов в воде их внешний вид не изменился, пузыри отсутствуют. На рисунках 3 и 4 представлены фото пластин с покрытием по откорректированной рецептуре 3 через 24 ч нахождения в воде.

Из данных, представленных в таблице, следует, что произошел необходимый набор водостойкости (6 ч сушки, 24 ч пластина стоит в воде) и стойкости к ГСМ (24 ч сушки, 12 ч проверяется пластина).

к. т. н. И. Б. Курдюкова. По материалам журнала «ЛКМ и их применение»

Добавки повышают общие свойства лакокрасочной композиции, такие: как адгезия, абразивостойкость, пленкообразование, эстетичность, растекание, стабильность при хранении, прочность пленки и т.д. Концентрация одной добавки в лакокрасочные материалы (ЛКМ) может варьироваться от 0,1 до 2 %. Большинство составов для получения оптимального ЛКМ требует более одной добавки. Однако даже при использовании нескольких добавок их общее содержание обычно не превышает 5% от всей рецептуры.

В июне 2013 г. компания «SpecialChem» провела опрос специалистов по теме: «Какая из предложенных добавок, по Вашему мнению, улучшает свойства существующих материалов?». Были обработаны 336 ответов. Результаты представлены на рисунке 1.

Из данных опроса следует: большинство специалистов считает, что для повышения свойств ЛКМ необходимо более одной добавки. Ответ «Все вышеперечисленные добавки» получил наибольшее число голосов — 25,6 %.

Необходимость нескольких добавок обоснована рядом причин. Перечислим некоторые из них:

Второе место (19,9 % голосов) получили промоторы адгезии — лакокрасочники считают, что они являются наиболее важными единичными добавками для повышения свойств существующих ЛКМ.

Материалы для непористых поверхностей обычно нуждаются в промоторах адгезии, чтобы обеспечить приемлемую адгезию к подложке. Органофункциональный силан как связывающий агент и титанаты обычно используются как добавки в органорастворимые ЛКМ для повышения адгезии пленки к подложке, которая имеет реакционные гидроксильные группы на поверхности.

Акрилфосфатные функциональные мономеры, добавленные в рецептуры ЛКМ, также улучшают адгезию пленки к металлической подложке.

Покрытия, наносимые на подложки, имеющие низкие энергии поверхности, требуют смачивающих агентов для повышения адгезии сухой пленки. Добавки хлорированных полиолефинов обеспечивают хорошие смачивающие свойства поверхностям пластиков, приводя к приемлемой адгезии.

Пленки УФ/ЭП-отверждаемых ЛКМ в процессе отверждения претерпевают значительную усадку, как результат — плохая адгезия отвержденной пленки к непористой поверхности. Разработчики обычно добавляют небольшое количество акриловой кислоты или многофункциональный акриловый мономер, содержащий свободные кислотные группы для улучшения адгезии к металлической поверхности.

Небольшие количества многофункциональных органосилановых связывающих агентов используются в рецептурах акриловых материалов, применяемых на поверхностях с реакционными гидроксильными группами. Со временем силановая группа образует химическую связь с поверхностью, усиливая адгезию.

Катионные УФ/ЭП-отверждаемые ЛКМ дают минимальную усадку при отверждении и, как правило, демонстрируют суперадгезионные свойства по сравнению с акриловыми составами.

На третье место вышли добавки, повышающие стойкость к истиранию, получив 17,0 % голосов. Среди одиночных наиболее важных добавок, повышающих свойства существующих ЛКМ, они заняли второе место. Добавки, устойчивые к царапанью или делающие пленку более скользкой, могут улучшить стойкость к истиранию.

Коллоидный и осажденный оксид кремния (fumed silica) служит примером обычных добавок, применяемых для повышения стойкости к истиранию. Однако высокие концентрации оксида кремния могут привести к проблемам с осаждением, вязкостью и тиксотропностью в рецептурах ЛКМ. Наноразмерный оксид кремния и другие наноразмерные неорганические оксиды придают покрытиям отличную абразивостойкость при значительно более низких концентрациях, чем соответствующие неорганические оксиды с большим размером частиц.

Более низкая концентрация наночастиц исключает проблемы с жидким ЛКМ, вызываемые высокими концентрациями соответствующих неорганических оксидов. ЛКМ, содержащие углеродные нанотрубки, также обладают повышенной абразивостойкостью.

Силиконы, полипропилен высокой плотности, политетрафторэтилен, карнаубский воск — примеры добавок, повышающих стойкость к царапанью (mar resistance) путем придания поверхности скользкости. Эти материалы могут мигрировать к поверхности покрытия, чтобы обеспечить абразивостойкость.

Поверхностно-активные вещества получили 15,5 % голосов, заняв четвертое место и третье место среди одиночных добавок для улучшения свойств ЛКМ. ПАВ — общий термин, который включает эмульгирующие и смачивающие агенты, диспергаторы и пеногасители. Большинство ПАВ, применяемых в водных ЛКМ, неионные. Анионные, катионные и амфотерные ПАВ также подходят для специальных применений. Две причины для поиска новых ПАВ связаны с исключением ПАВ с высоким содержанием ЛОС и заменой алкилфенолэтоксилатных ПАВ на более экологически безопасные ПАВ.

Высокомолекулярные акриловые эмульсии и неароматические алкилэтоксилаты — потенциальные заменители ПАВ без ЛОС для замены АФЭО.

Другие ЛОС-совместимые ПАВ включают низкомолекулярные жирные кислоты, акриловые латексы, полиакрилаты, модифицированные силиконом, полиэфиры, фторуглероды, полиамиды, эфиры фосфорной кислоты.

Загущающие агенты получили 12,2 % и заняли пятое место и четвертое среди одиночных добавок. Загущающие добавки применяются для повышения вязкости материала, производимого эмульсионным способом. Более высокая вязкость ЛКМ препятствует

оседанию пигментов при хранении и обеспечивает необходимую вязкость при использовании.

Существует широкий набор органических и неорганических загустителей для разных целей:

Поглотители УФ-излучения заняли последнее место — 9,8 % голосов — и пятое среди добавок для улучшения свойств существующих материалов. УФ-излучение, поглощаемое химическими группами в ЛКМ, может стать причиной разрушения покрытия. Добавки УФ-абсорберов поглощают УФ-излучение и приводят к внутримолекулярным обратимым реакциям без разрушения. В итоге получается защита покрытия от разрушения.

Примеры органических УФ-абсорберов включают 2-гидроксибензофеноны, 2-гидроксифенилтриазины и 2-гидроксифенилбензотриазолы. Неорганические УФ-абсорберы сейчас начинают применяться для защиты покрытий от УФ-излучения. Они включают наночастицы диоксида титана, оксида цинка, оксида церия.

УФ-абсорберы используют и в сочетании с HALS (пространственно затрудненными аминными светостабилизаторами). HALS действуют как свободнорадикальные поглотители, удаляя реакционносвободные радикалы, которые могут присутствовать в виде примесей или получаться в в покрытии в результате внутренних реакций. Закон Ламберта–Бера ограничивает эффективность абсорберов УФ-света для толстых и высокопигментированных покрытий. HALS не лимитированы законом Ламберта–Бера и, следовательно, они обеспечивает защиту толстых покрытий и покрытий с высоким содержанием пигмента.

Пигменты в основном используются в ЛКМ и печатных красках для обеспечения цвета, укрывистости и контроля блеска. Дополнительные преимущества от пигментов включают улучшение защиты от истирания поверхности и разрушения от УФ-облучения.

Для того чтобы оптимизировать свойства, все пигменты в ЛКМ и печатных красках должны быть однородно распределены.

В марте 2013 г. Special Chem провел опрос специалистов, задав им вопрос: «При выборе системы пигмент-диспергирующий агент, какие свойства для Вас наиболее важные?». Результаты голосования и наиболее важные свойства системы пигмент–диспергирующий агент (опрос Special Chem, 384 респондента) представлены на рисунке 2.

То, что вопрос о пигментной дисперсии получил много ответов, свидетельствует о его важности для участников. Процесс производства пигментной дисперсии включает три этапа: 1) эффективное диспергирования, 2) защита от агломерации, 3) защита от коагуляции при хранении.

Из общего числа участников 75,9 % опрошенных считают, что важны все вышеуказанные моменты. Таким образом, большинство участников заинтересованы в процессе диспергирования пигментов в целом, а не только в какой-то одной стадии.

Производители пигментов предлагают пигменты с различным размером частиц в зависимости от конечного использования. Однако мелкие частицы пигмента имеют тенденцию к образованию агломератов при хранении и транспортировке, поэтому изготовители ЛКМ и печатных красок должны довести частицы пигмента до их первоначального размера и предотвратить от реагломерации отдельных частиц пигмента. Чтобы оптимизировать качество продукта, разработчик должен учитывать все три стадии диспергирования пигмента.

Ответ эффективное диспергирование пигмента получил 14,3 % голосов и занял второе место. Обычно пигмент диспергируют с помощью оборудования, в котором механическая энергия разделяет агломераты пигмента до первоначальных частиц. Первая стадия диспергирования пигментов заключается в смачивании — замене воздуха и воды на поверхности пигмента с использованием диспергирующего агента. Для полного смачивания пигментных частиц и предотвращения от их реагломерации в процессе необходим диспергатор. В качестве диспергаторов используют ПАВ или полимерные добавки. В настоящее время для разработчика доступны многочисленные диспергирующие агенты с разными химическими и физическими свойствами. Диспергаторы-ПАВ представляют собой катионные, анионные и неионные добавки. Это низкомолекулярные жирные кислоты, полиэфиры, полиамиды, эфиры фосфорной кислоты и ассоциативные аминные группы. Полиамидные диспергаторы обычно содержат уретановые и акриловые цепочки, модифицированные по сторонам цепочками сложных и простых полиэфиров, и имеют молекулярную массу от 5 до 30 тыс. г/мол. Полимерные диспергаторы обычно неионной природы. Высокомолекулярные диспергаторы заменяют традиционно используемый алкилфеноксиэтоксилат (АФЕО), так как обнаружено, что этот продукт токсичен для водных организмов.

Ответ «защита частиц от агломерации» занял третье место и получил только 5,3 % голосов. Процесс заключается в следующем: один конец диспергатора сорбируется на поверхности частиц пигмента, а другой конец отталкивает частицы, препятствуя агломерации. Полимерные диспергаторы с высокой молекулярной массой препятствуют слипанию частиц за счет стерического отталкивания. Низкомолекулярные ПАВ с концевыми ионными группами препятствуют агломерации пигментов за счет электростатического отталкивания.

Пигменты отличаются по химическому составу и свойствам. Одни пигменты способны сорбировать воду, другие нет. Диспергаторы следует выбирать таким образом, чтобы соответствовать химическим особенностям пигмента.

При изменении пигментной составляющей рецептуры следует проверить диспергатор, чтобы убедиться в стабильности состава. Хорошие диспергаторы обеспечивают потребителю лучшую укрывистость и устойчивость цвета.

Предупреждение коагуляции при хранении заняло четвертое место (4,5 % голосов). Коагуляция пигмента во время хранения материала может быть предотвращена путем выбора диспергирующего агента таким образом, чтобы, во-первых, он обладал совместимостью с пигментом и пигментом с предварительной обработкой поверхности, во-вторых, чтобы он был совместим со связующим ЛКМ, в-третьих, чтобы он был совместим с условиями производственного процесса диспергирования пигмента. Это важно для предотвращения вытеснения диспергатора с поверхности измельченного пигмента при погружении его в связующее ЛКМ.

Достижения в области технологии диспергаторов в настоящее время облегчают разработчикам оптимизацию качества цвета пигмента при использовании в краске.

Эти модификаторы сохраняют значительную роль на рынке лакокрасочной промышленности.

Результаты опроса «Special Chem» в июле 2013 г. показывают, что участники опроса находят новые реологические модификаторы вместо целлюлозных при сравнении с данными февраля 2012 г., когда этот вопрос впервые был задан. За относительно короткий промежуток времени — 1,5 года — применение целлюлозных модификаторов реологии переместилось с первого на последнее место. Тем не менее результаты голосования показывают, что участники по-прежнему считают, что реологические модификаторы на основе целлюлозной технологии продолжают занимать существенную долю на рынке лакокрасочной промышленности.

В июле 2013 г. компанией «Special Chem» был задан вопрос: «Каким вы видите будущее целлюлозных модификаторов реологии в рецептурах ЛКМ?» Этот же вопрос задавали в феврале 2012 г. Повторение вопроса через некоторый период времени позволяет получить информацию о важных тенденциях в лакокрасочной промышленности и производстве печатных красок. В феврале 2012 г. целлюлозные реологические модификаторы заняли первое место и считались рабочей лошадкой, которая имеет ограниченную конкуренцию, получив 31,5 % голосов. Для сравнения, в июле 2013 г. только 21,2 % участников разделяют это мнение.

Такое значительное снижение числа голосов за относительно короткий промежуток времени показывает, что в настоящее время появились новые реологические модификаторы, способные заменить целлюлозные агенты. В июле 2013 г. 31,3 % респондентов проголосовали за то, что аспект возобновляемости дает целлюлозным модификаторам вторую жизнь — это первое место.

Целлюлозные реологические модификаторы, еще известные как загустители, применяются для регулирования вязкости ЛКМ. ЛКМ, содержащие загущающие агенты, имеют высокую вязкость при низких скоростях сдвига и низкую вязкость при высоких скоростях. Такое сочетание реологических свойств очень важно для коммерческих ЛКМ. Например, высокая вязкость, имеющая место при хранении, предотвращает оседание пигментов. Низкая вязкость в результате воздействия высоких скоростей сдвига при нанесении краски кистью на поверхность, улучшает потребительские свойства.

Целлюлоза является основой целлюлозных загустителей и представляет много преимуществ по сравнению с другими материалами, применяемыми в качестве загустителей.

Целлюлоза — это нетоксичный, имеющийся в больших количествах возобновляемый сырьевой материал, к тому же биоразлагаемый. Эти благоприятные свойства важны для сегодняшнего рынка для выполнения государственных норм по экологии и контроля расходов.

Целлюлозные загустители базируются на водных полимерах. За исключением натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы они являются неионными, имеют четко определенные гидрофильные и гидрофобные группы и функционируют путем связывания с поверхностью частиц связующих в эмульсионном ЛКМ.

Гидроксиэтилцеллюлоза (HEC) более 40 лет доминировала в строительных красках. За это время были разработаны другие целлюлозные загустители, чтобы удовлетворить требованиям новых лакокрасочных технологий. Эти дополнительные загустители включают:

Новейшие целлюлозные загустители разработаны для улучшения растворимости целлюлозных загустителей, применяемых в печатных красках и лаках. Дополнительные свойства вновь введенных загустителей улучшают псевдопластичность, пленкообразование и защитные свойства пленок, а также способность к нанесению распылением.

Результаты голосования в июле 2013 г. подчеркивают, что возобновляемость целлюлозных загущающих агентов и возможность промышленности модифицировать ее, чтобы отвечать требованиям к новому загустителю ЛКМ, дают им вторую жизнь.

Второе место в июле 2013 г. и в феврале 2012 г. с примерно одинаковым числом голосов (25,9 и 24,5 % соответственно) получил ответ, что в большинстве применений целлюлозные реологические модификаторы в рецептурах могут быть заменены на HASE/HEUR. HASE — это акроним для гидрофобно модифицированных щелочнонабухающих эмульсий; HEUR — акроним гидрофобно модифицированных этоксилированных уретанов. HASE и HEUR — это ассоциативные загустители, обычно поставляемые как латексные дисперсии.

Эти загустители относятся к неионным и, как известно, обеспечивают хороший розлив и пленкообразующие свойства. Однако известно, что они дают плохую стойкость к образованию потеков в большинстве областей применения. Отсутствие приемлемой стойкости к образованию потеков — один из важных недостатков HASE- и HEUR-загустителей, что препятствует полной замене целлюлозных загустителей.

Развитие лакокрасочной индустрии становится более проблематичным и с точки зрения качества, и с точки зрения государственного регулирования. К счастью, поставщики добавок предлагают новые технологии, чтобы удовлетворять меняющимся требованиям.

В данной статье приведены результаты исследований эффективности огнебиозащитного состава КСД-А (марка 1) для глубокой пропитки древесины в автоклаве и методом горячехолодных ванн. Показано, что эффективность состава непосредственно зависит от давления, температуры и продолжительности пропитки древесных материалов. Установлены оптимальные режимы пропитки древесины для достижения наибольшей эффективности в снижении пожарной опасности деревянных строительных конструкций.

Одним из наиболее применяемых видов огнезащитной обработки древесины является ее пропитка антипиренами. Эффективность огнезащитного состава зависит от многочисленных факторов, в том числе от способа его нанесения.

В настоящее время широкое распространение получил способ поверхностной пропитки древесины антипиренами, однако надежную огнезащиту получить данным способом достаточно сложно, что во многом обусловлено слабым проникновением пропиточного раствора в древесину. Проникновение антипирена в структуру древесного материала определяется многими факторами, такими как влажность древесины, пропитываемая часть древесины (ядро, заболонь), особенности строения, разновидность древесины и т.д. Относительно легко пропитываются безъядровые лиственные породы: береза, бук, клен, ольха, а также заболонь ядровых лиственных и хвойных пород древесины. Трудно пропитываются спелодревесные хвойные породы: ель, пихта, а также ядро хвойных и лиственных пород — сосны, лиственницы, дуба, ясеня и др. В этом плане, несомненно, приоритетными способами обработки древесины представляются пропитка в горячехолодных ваннах и глубокая пропитка а автоклаве.

Способ горячехолодных ванн получил широкое промышленное применение в качестве основного способа пропитки строительных деталей на ряде крупных деревообрабатывающих комбинатов. Данный способ оказался весьма рациональным при различных масштабах пропитки (от 5 до 30тыс. м³ древесины в год) в тех случаях, когда требуется хорошо пропитать различные количества древесины на месте строительства, не транспортируя ее на деревопропиточные заводы. Сущность способа горячехолодных ванн состоит в том, что древесина сначала выдерживается определенное время в ванне в горячем (80-95 ^оС) растворе антипирена, а затем — в менее нагретом, «холодном» (35-45 ^оС). В горячей ванне воздух в полостях клеток древесины нагревается, расширяется и частично выходит наружу. После помещения древесины в холодную ванну оставшаяся в клетках паровоздушная смесь охлаждается и сокращается в объеме. В результате в клетках древесины образуется некоторый вакуум (полости), обеспечивающий подсос туда раствора. Важнейшим условием, определяющим правильность применения этого способа пропитки, является отсутствие соприкосновения нагретой древесины с воздухом при смене ванн. По глубине пропитки и степени поглощения растворов этот способ приближается к пропитке под давлением.

При использовании автоклавной пропитки под давлением наблюдается глубокое и равномерное проникновение и сравнительно высокое поглощение антипирена, что обеспечивает более эффективную защиту древесины.

Различают два основных способа пропитки древесины в автоклаве: способ полного поглощения т способ ограниченного поглощения. Способ ограниченного поглощения, как правило, используется для пропитки древесины масляными растворами. В случае применения водорастворимых антипиренов широко распространен способ полного поглощения, который заключается в том, что древесину загружают в автоклав, а затем удаляют из него воздух, создавая разрежение. После этого в автоклав подается пропиточный раствор и создается давление в диапазоне от 0,9 до 1,5 МПа, что способствует более глубокому проникновению огнезащитного состава в структуру древесины.

Эффективность применения способов глубокой пропитки антипиренами для огнезащиты деревянных конструкций во многом обусловлена правильностью выбора технологических режимов пропитки древесины. К сожалению, в настоящее время практически отсутствует информация по выбору оптимальных режимов глубокой пропитки древесины огнезащитными составами, что затрудняет более эффективное применение их для огнезащиты деревянных строительных конструкций.

В настоящей работе была поставлена цель — определить максимально технологичные и экономически эффективные режимы глубокой пропитки огнебиозащитным составом КСД-А (марка 1) с установлением оптимального привеса сухих солей антипиренов, позволяющие обеспечить эффективное снижение пожарной опасности строительных конструкций из древесины.

Глубокая пропитка древесины составом КСД-А (марка 1) проводилась с использованием малогабаритного автоклава для обеспечения требуемого режима пропитки древесины (температура и давление) и специальных ванн, оборудованных для горячехолодной пропитки.

Оценку огнезащитной эффективности состава для глубокой пропитки проводили по методу определения эффективности огнезащитных составов и веществ для древесины по ГОСТ Р 53292-2009.

Горючесть огнезащитной древесины предварительно оценивали по методу экспериментального определения группы трудногорючих и горючих твердых веществ и материалов по ГОСТ 12.1.044-89, п. 4.3.

Характеристики пожарной опасности древесины, подверженной глубокой пропитке огнезащитным составом, определяли по ГОСТ 30244-94, ГОСТ 30402-96, ГОСТ Р51032-97, ГОСТ 12.1.044-89, п.4.18, 4.20.

Оценку пожарной опасности строительных конструкций из древесины проводили по методу ГОСТ 30403-96, сущность которого заключается в определении показателей пожарной опасности конструкции при ее испытании в условиях теплового воздействия, установленных настоящим стандартом, в течение времени, определяемого требованиями к этой конструкции по огнестойкости.

Ранее было установлено, что поверхностная обработка древесины огнебиозащитным составом КСД-А (марка 1) обеспечивает I группу огнезащитной эффективности по ГОСТ Р 53292-2009 с расходом не менее 400 г/м². Дальнейшее снижение пожарной опасности материалов и конструкций на основе древесины возможно при более глубоком проникновении антипирена в структуру древесины.

В целях выбора оптимального режима глубокой пропитки древесины были исследованы зависимости скорости пропитки и содержания (привеса) сухих солей в древесине от давления в автоклаве, температуры раствора и времени выдержки древесины под давлением. Интересно отметить, что повышение температуры состава до 60 ^оС и увеличение давления свыше 8 ати практически не повышают эффективности пропитки. Установлено также, что наиболее оптимальным является режим пропитки при комнатной температуре и давлении 7-8 ати без предварительного вакуумирования древесины.

Исследована зависимость привеса сухих солей состава от времени глубокой пропитки древесины в автоклаве. Из результатов можно сделать вывод о том, что при повышении температуры раствора наблюдается незначительное увеличение привеса сухих солей антипирена. Так, при температуре раствора 20 ^оС, давлении в автоклаве 8 ати и времени пропитки 1,5 ч привес солей антипирена составляет 50 кг/м³, а при повышении температуры раствора до 60 ^оС происходит увеличение их привеса до 57 кг/м³. В то же время после 4-6 ч пропитки в автоклаве наблюдается увеличение сухого привеса антипирена с 73 до 92 кг/м³.

После проведения глубокой пропитки древесины в автоклаве возможны некоторые потери антипирена за счет стекания раствора, которые необходимо обязательно учитывать для получения достоверной информации по оптимальным режимам глубокой пропитки. Исследована зависимость количества (в литрах) стекающего с 1 м³ древесины состава КСД-А (марка 1) от времени выдержки древесины над сборником автоклава после глубокой пропитки.

Установлено, что основные потери антипирена после глубокой пропитки наблюдается в интервале от 1 до 5 ч в зависимости от способа и режима глубокой пропитки. Таким образом, для значительного снижения потерь огнебиозащитного состава необходима выдержка древесины после пропитки над автоклавом не менее 1 ч для сбора стекающего состава. При пропитке древесины по методу горячехолодных ванн требуется время (0,5 ч) для стекания основного количества раствора по сравнению с другими методами пропитки. Это обусловлено тем, что при этом методе раствор проникает в меньшем количестве и на незначительную глубину по сравнению с пропиткой древесины в автоклаве.

Исследование состава, остающегося в автоклаве после окончания процесса пропитки древесины, показало, что свойства состава (физические, химические, огнезащитные) не претерпевают каких-либо изменений. Следовательно, состав КСД-А (марка 1) может использоваться для многократной пропитки до полного израсходования; при необходимости в него может добавляться свежий состав.

Результаты исследования зависимости потерь массы от привеса сухих солей антипиренов в обработанной древесине показали, что I группа огнезащитной эффективности (потери массы менее 9%) может быть получена уже при содержании сухих солей 20 кг/м³. Привес же сухих солей 40 кг/м³ обеспечивает получение устойчивой I группы огнезащитной эффективности (потери массы менее 7%). При дальнейшем увеличении содержания сухих солей потери массы снижаются менее интенсивно. Так, при увеличении привеса сухих солей от 60 до 100 кг/м³ потери массы изменяются соответственно от 5,5 до 4,0%.

В то же время результаты исследования горючести древесины по ГОСТ 12.1.044-89, п. 4.3 свидетельствуют о том, что древесина становится трудногорючим материалом (прирост температуры менее 60 ^оС) при содержании сухих солей антипиренов свыше 40 кг/м³.

Учитывая характер зависимости горючести от содержания сухих солей, обеспечения устойчивых результатов можно ожидать при перевесе сухих солей от 50 кг/м³ и выше. Установлено, что необходимый привес сухих солей антипиренов (50 кг/м³) обеспечивается глубокой пропиткой древесины в автоклаве при давлении 8 ати и температуре 20 ^оС за 1,5-2 ч.

При пропитке древесины методом горячехолодных ванн защищаемый материал приобретает свойства трудногорючего при привесе сухих солей не менее 55 кг/м³, однако устойчивый результат можно ожидать при их содержании 60 кг/м³.

Результаты исследования эффективности огнезащиты древесины при глубокой пропитке составом КСД-А методом горячехолодных ванн:

Масляные краски — достаточно распостраненный, хотя и несколько устаревающий вид лакокрасочных материалов.

Масляными красками называют суспензии неорганических пигментов и наполнителей в олифах, изготовляемых из растительных масел с достаточно высокой способностью к высыханию или маслосодержащих алкидных смол.

Пигментами в масляных красках служат следующие составляющие ЛКМ:двуокись титана, охра, железный сурик, окись хрома, свинцовый крон и другие.

Наполнителями, которые применяют производители масляных красок, в основном, для экономии пигментов, могут служить тальк, каолин, слюда и другие.

В качестве вспомогательных (не основных) компонентов в состав масляных красок технологи лакокрасочных производств вводят ускорители сушки краски — сиккативы: растворимые в олифах соли кобальта, марганца, свинца, а также различные поверхностно-активные вещества; последние облегчают диспергирование пигментов и наполнителей при производстве масляных красок.

В лакокрасочной промышленности в основном выпускают масляные краски двух видов: так называемые густотертые (иначе их называют пастообразные) и готовые к употреблению (жидкие масляные краски).

При производстве густотертых масляных красок сначала готовят в смесителе однородную пигментную пасту, а потом растирают ее на краскотерках.

Готовые к непосредственному применению масляные краски получают путем перемешивания всех компонентов в шаровых мельницах или разбавлением густотертых красок олифой.

Масляные краски наносят на поверхность кистью, валиком или распылением.

Не допускается наносить масляные краски на поверхность изделий толстым слоем, т. к. пленка до конца может не высохнуть и потеряет защитные и декоративные свойства.

Образование пленки при высыхании слоя масляных красок обусловлено окислительной полимеризацией растительных масел.

Скорость высыхания масляных красок и защитно-декоративные свойства пленки напрямую зависят от типа применяемого в рецептуре ЛКМ масла и пигмента, а также от условий сушки (температуры, освещенности и т. п.).

Пленки масляных красок, высушенные при комнатной температуре, характеризуются невысокой твердостью и водостойкостью и разрушаются под действием щелочей и кислот.

При повышении температуры сушки технические характеристики (показатели) пленок улучшаются. Например, пленки ЛКМ, высушенные при температуре 250-300 °С, стойки в слабых растворах щелочей.

Масляные краски просты в использовании, дешевы, что зачастую является определяющим фактором применения их при недорогом ремонте. Основная область их применения — окраска стен, крыш и т. д.

Помимо масляных красок общестроительного (ремонтного) назначения, важное значение имеют также художественные масляные краски, которые готовят растиранием пигментов в отбеленном рафинированном льняном масле (иногда с добавками орехового или подсолнечного). Эти масляные краски наносят на предварительно загрунтованные холст или древесину.

Минувший век характеризуется возникновением огромного количества принципиально новых материалов, нашедших широкое применение в разнообразнейших отраслях человеческой жизнедеятельности, включая и строительную. Собственно говоря, в материаловедении произошла подлинная революция, причем значительное внимание было уделено вопросам предотвращения коррозии металлов и разработке материалов, необходимых для достижения этой цели. Так, например, появились различные композитные панели, гальванические покрытия, облицовочные материалы из строительной керамики (керамогранит, облицовочный кирпич и т. д.), прочие современные строительные материалы, не нуждающиеся в защите путем дополнительной обработки.

Применение в строительстве металлических изделий, как и прежде, остается востребованным чрезвычайно широко. Перила, декоративные решетки и ограждения даже сегодня чаще всего изготавливают из металлов, которые подвержены коррозии. Так, отделка фасадов, которую в наше время осуществляют посредством использования тех или иных материалов, устойчивых к воздействию атмосферной влаги, все же не обходится без применения крепежа, узлов ввода-вывода коммуникаций, иных скрытых элементов. Данные компоненты наиболее часто выполняются из металла, а потому жизненно нуждаются в антикоррозионной защите.

Хорошо известно, что основной причиной коррозии является вода, которая неминуемо попадает на металлические поверхности даже в помещениях. А потому наиболее эффективным и, пожалуй, единственным способом защиты металлов, подверженных коррозии, является нанесение изолирующих составов и химических покрытий.

К традиционным способам предохранения металлических изделий от коррозии относится механическая зачистка старой ржавчины, а также нанесение преобразователей ржавчины, позволяющих удалить ее остатки, после чего поверхность металла покрывается грунтом и лакокрасочным защитным слоем.

Некоторые из производителей лакокрасочных материалов рекомендуют осуществить завершение этого процесса путем нанесения поверх слоя краски специального защитного состава. При этом основное внимание необходимо обратить на то, чтобы грунтовки, краски и лаки были качественными. На упаковках с грунтами указываются виды специальных добавок, улучшающих свойства состава: изолирующих, фосфатирующих, пассивирующих и протектирующих.

Как видим, окраска металлических поверхностей «по старинке» — процесс достаточно сложный и трудоемкий, отнимающий много сил и времени. Ныне компании-производители рекомендуют разработанные ими антикоррозионные составы, отличающиеся большей универсальностью, применение которых позволяет одновременно решать не какую-либо одну, а сразу несколько задач. Наиболее популярными среди потребителей являются так называемые средства «два в одном» и «три в одном». Краска «два в одном» сочетает в себе находящиеся в одной емкости грунтующий и окрашивающий составы, при помощи которых возможно выполнение как грунтования, так и окончательной окраски металлических поверхностей.

Нередко производителями подобных красок рекомендуется использование составов типа «два в одном» по предварительно огрунтованным поверхностям, работающим в агрессивных средах, к примеру для кровли. Также данной защитной системой могут быть окрашены трубы и детали трубопроводов из чугуна и специальных сплавов.

Композиции «три в одном», кроме грунта и краски, включают в свой состав также и преобразователь ржавчины. Их целесообразно использовать при окрашивании сильно заржавевших поверхностей, при этом необходимо удалить лишь верхний рыхлый слой ржавчины. На упаковках подобных составов обычно можно видеть надпись — непосредственно на ржавчину.

Может ли вода защитить металл от коррозии?

Казалось бы как вообще такое возможно? Этого не может быть, потому что этого быть не может никогда! Однако прогресс не стоит на месте. Он стремительно движется вперед во всех отраслях, в т. ч. и в сфере разработок новых видов лакокрасочных материалов.

Преимущества, которыми обладают лакокрасочные материалы (ЛКМ) на основе водных полимеров, способствуют ежегодному росту их производства и применения. На состоявшейся 3–4 декабря 2013 г. в г. Дюссельдорфе (Германия) конференции European Coatings Conference «Waterborne coatings» были рассмотрены достижения, проблемы и пути их решения в области водных ЛКМ.

Высокое качество водных 2К полиуретановых систем в сочетании с низкой эмиссией растворителей вызывает большой спрос промышленности. Эти материалы успешно зарекомендовали себя во многих сегментах рынка, поскольку они позволяют преодолеть разрыв между растущей потребностью в «зеленых» решениях и требованиями к качеству со стороны промышленности и профессионалов. Поставщики лакокрасочных материалов (ЛКМ) постоянно совершенствуют качество водных систем, а сырьевая отрасль развивает инновационные концепции как для смол, так и для отвердителей.

В докладе д-ра Кристофа Ирла (Christoph Irle), Bayer Material Science (Германия), особое внимание было уделено производству и надежности таких составов. Рассмотрение этих вопросов в дальнейшем поможет получить водные 2К системы, близкие к самой высокой отметке, которая уже многие десятилетия установлена для 2К полиуретановых систем. Продолжил тему полиуретанов д-р Норберт Питшман (Norbert Pietschmann), Institute fur Lack und Fabric (Германия), выступив с докладом «Водные УФ-отверждаемые ЛКМ для защиты стали от коррозии». При испытаниях противокоррозионных свойств пигментов, ингибиторов, связующих или их комбинаций он использовал электрохимические измерения, обеспечивающие более быстрое получение результатов. Этим методом

было установлено, что оптимальная комбинация связующего состоит из смеси УФ-отверждаемых и физически высыхающих дисперсий. Кроме того, был найден подходящий и быстрый способ выбора антикоррозионного пигмента и ингибитора. На основе предварительных исследований могут быть созданы модельные рецептуры с отличной адгезией и коррозионной стойкостью. После нанесения на сталь испарения влаги и УФ-отверждения были испытаны на стойкость к соляному туману и конденсации влаги. Электрохимические исследования подтвердили отличную адгезию и устойчивость к коррозии, однако это было получено только на стальных поверхностях с цинкфосфатным подслоем.

Защита металла от коррозии в домашних условиях

Существуют ли «народные» средства против ржавчины?

И обычное железо, и даже высококачественная сталь во влажном воздухе, который наверняка присутствует в гаражах, сараях и прочих подсобных помещениях подвергаются коррозии — постепенно покрываются буро-коричневой рыхлой пленкой ржавчины. Порой абсолютно новая вещь, случайно оставленная под открытым небом или «забытая» на зиму на даче, покрывается неприятной на вид бурой коростой. Ржавчина, которая состоит из смеси оксида железа Fe₂O₃ и метагидроксида железа FeO(OH), не защищает его поверхность от дальнейшей «агрессии» со стороны кислорода воздуха и воды, и со временем некогда прочный железный предмет разрушается (очень часто полностью).

Секреты удаления ржавчины есть. Ржавчину проще всего снять обработкой разбавленным водным раствором соляной или серной кислоты, содержащим ингибитор кислотной коррозии уротропин. Ингибиторы (от латинского «ингибео» — останавливаю, сдерживаю) — вещества, тормозящие химическую реакцию (в данном случае реакцию растворения металла в кислоте). Но ингибитор коррозии не мешает взаимодействию кислоты с оксидом и гидроксидом железа, из которых состоит ржавчина.

Если заржавели оконные шпингалеты, мелкие детали велосипеда, болты или гайки, их погружают в 5% раствор кислоты с добавкой 0,5 г уротропина на литр, а на крупные вещи такой раствор наносят кистью.

Использовать растворы сильных кислот без ингибитора рискованно: можно растворить не только ржавчину, но и само изделие, поскольку железо — активный металл и взаимодействует с сильными кислотами с выделением водорода и образованием солей. В качестве ингибитора кислотной коррозии при удалении ржавчины можно использовать и картофельную ботву. Для этого в стеклянную банку кладут свежие или засушенные листья картофеля и заливают 5-7%-й серной или соляной кислотой так, чтобы уровень кислоты был выше примятой ботвы. После 15-20-минутного перемешивания содержимого банки кислоту можно сливать и использовать для обработки ржавых железных изделий.

Преобразователь ржавчины превращает ее в прочное покрытие поверхности коричневого цвета. На изделие кистью или пульверизатором наносят 15-30%-й водный раствор ортофосфорной кислоты и дают изделию высохнуть на воздухе. Еще лучше использовать ортофосфорную кислоту с добавками, например, 4 мл бутилового спирта или 15 г винной кислоты на 1 л раствора ортофосфорной кислоты. Ортофосфорная кислота переводит компоненты ржавчины в ортофосфат железа FePO₄ , который создает на поверхности защитную пленку. Одновременно винная кислота связывает часть производных железа в тартратные комплексы.

Металлические поверхности, сильно изъеденные ржавчиной, обрабатывают:

• смесью 50 г молочной кислоты и 100 мл вазелинового масла. Кислота превращает метагидроксид железа из ржавчины в растворимую в вазелиновом масле соль — лактат железа. Очищенную поверхность протирают тряпочкой, смоченной вазелиновым маслом;
• раствором 5 г хлорида цинка и 0,5 г гидротартрата калия в 100 мл воды. Хлорид цинка в водном растворе подвергается гидролизу и создает кислую среду. Метагидроксид железа растворяется за счет образования в кислой среде растворимых комплексов железа с тартрат-ионами;

Отворачивать приржавевшие гайки помогает смачивание керосином, скипидаром или олеиновой кислотой. Через некоторое время гайку удается отвернуть. Затем можно поджечь керосин или скипидар, которым ее смачивали. Обычно этого достаточно для разъединения гайки и болта. Самый последний способ: к гайке прикладывают сильно нагретый паяльник. Металл гайки расширяется, и ржавчина отстает от резьбы; теперь в зазор между болтом и гайкой можно впустить несколько капель керосина, скипидара или олеиновой кислоты, и на этот раз гайка отвернется ключом.

Есть и другой способ разъединения ржавых гайки и болта. Вокруг заржавевшей гайки делают «чашечку» из воска или пластилина, бортик которой выше уровня гайки на 3-4 мм. Заливают в чашечку разбавленную серную кислоту и кладут кусочек цинка. Через сутки гайка легко отвернется ключом. Чашечка с кислотой и металлическим цинком на железном основании — это миниатюрный гальванический элемент. Кислота растворяет ржавчину, и образовавшиеся катионы железа восстанавливаются на поверхности цинка; в то же время металл гайки и болта не растворяется в кислоте до тех пор, пока у кислоты есть контакт с цинком, поскольку цинк более активный в химическом отношении металл, чем железо.

Чтобы предохранить от ржавления столярный или слесарный инструмент, его смазывают с помощью кисточки раствором 10 г воска в 20 мл бензина. Воск растворяют в бензине на водяной бане, не используя открытого огня (бензин огнеопасен).

Полированный инструмент защищают, нанося на его поверхность раствор 5 г парафина в 15 мл керосина. А старинный рецепт мази для защиты металла от ржавчины таков: растапливают 100 г свиного жира, добавляют 1,5 г камфоры, снимают с расплава пену и смешивают его с графитом, растертым в порошок, чтобы состав стал черным. Остывшей мазью смазывают инструмент и оставляют его на сутки, а потом полируют металл шерстяной тряпочкой.

Чтобы в будущем не мучиться, отворачивая крепежные изделия с проржавевшей резьбой, ее заранее смазывают смесью вазелина с графитовым порошком. Вместо вазелина можно взять и любую другую жировую смазку нейтрального или слабощелочного типа. Болты и гайки на такой смазке легко отворачиваются даже через несколько лет пребывания под открытым небом.

Это вещество имеет светло-желтый оттенок. Оно отличается высокой термопластичностью, так как при воздействии отвердителя на смолу ЭД-20, она начинает приобретать высокую плотность, превращается в твердые полимерные соединения.

Широкое применение смолы ЭД-20 обусловлено ее склеивающими свойствами. Но стоит отметить, что данный клей имеет:

Качественные характеристики эпоксидной смолы ЭД-20 позволяют использовать этот клей в различных сферах промышленности. Ее применяют для:

ДБФ пластификатор имеет маслянистую и жидкую консистенцию. Цвет этого вещества отличается легким желтым оттенком. Его практически невозможно растворить водой, но он прекрасно растворяется с помощью этанола, бензина, различных спиртов или ацетона.

Также хорошую среду для полного растворения обеспечивают органические растворители. Температура кипения ДБФ составляет 340 °С. Это вещество не имеет сильной вязкости.

Пластификаторы по своей природе:

Из-за такого разнообразного круга применений, это вещество разделяют на три сорта:

Высший сорт ДБФ используют для производства материалов из поливинилхлорида. Сорт данного пластификатора считается одним из самых востребованных, так как его добавляют в продукцию, которая должна иметь высокую стойкость к свету. Его добавляют в состав неокрашенных пластиков.

Первый сорт применяют для полимерной продукции, которая подвергается покраске в светлые тона. Это вещество можно увидеть в составе искусственной кожи, лакокрасочной продукции.

Второй сорт предназначен для полимеров, которые подвергаются окрашиванию в темные тона.

А знаете ли вы, что такое промышленная химия?

Масштаб данной отрасли настолько высок, что подобное даже трудно себе представить. При этом речь идет не только о том, что используется в промышленности, но и о тех веществах, которые применяет в своей жизни практически каждый человек – все это звенья одной цепи, так как краски, клеи, всевозможные присадки – производные от такого значимого ресурса, как промышленная химия. Чтобы вы смогли осознать весь масштаб данной сферы, предлагаем вашему вниманию классификатор, который поможет сформировать представление о том, насколько универсальна промышленная химия.

• Лакокрасочные покрытия. Огромная совокупность товаров, включающая в себя краски, эмали, лаки, грунтовку и прочие вещества, с помощью которых осуществляется изменение цвета и обработка поверхностей самого различного типа. Такая промышленная химия используется повсеместно.
• Клеящие вещества. В этом случае речь идет о всевозможных клеях и герметиках, которые за счет особых химических соединений обеспечивают надежную фиксацию стыковочных поверхностей. Такая промышленная химия также используется во всех сферах человеческой жизнедеятельности.
• Пищевая продукция. Как ни странно, промышленная химия применяются и в данной сфере для создания всевозможных красителей, вкусовых добавок и прочих веществ, которые весьма популярны сегодня.
• Медицина. К примеру, недостаток желудочного сока можно восполнить посредством соляной кислоты – подобное лечение практикуется уже достаточно долгое время.
• Технические жидкости. Фреон, антифриз, присадки в топливо – все это промышленная химия, хотя, в данном случае правильнее отнести классификацию к нефтепромысловой области, однако, обе сферы тесно связаны друг с другом.
• Очистительные средства. На основе некоторых химических веществ создается широкий спектр составов, которые способны удалить загрязнение того или иного типа (как органического, так и неорганического происхождения). С их помощью мы моем посуду, ликвидируем старую краску, обезжириваем поверхности и т.д.
• Удобрения, агрохимия и пестициды. Не стоит забывать, что промышленная химия используется и во благо сельского хозяйства. Все прикормы и удобрения – химические соединения, которые применяются во всей стране.
• Кислоты. Это, пожалуй, наиболее впечатляющая сфера, которая имеет общеэкономическое значение в масштабах всей страны. Серная, соляная, фтористоводородная, уксусная кислота – все это используется в металлургии и других значимых отраслях для решения широкого круга задач. Например, обработка металлов или очистка веществ. Промышленная химия незаменима и здесь.

Герметическими средствами пользуются, чтобы заделывать швы, которые появляются при укладке плитки, а также при монтаже пола с плинтусами и при установке встраиваемой бытовой техники.

До того как заделать швы или трещины, необходимо убедиться в том, что поверхность сухая и на ней отсутствуют жировые наслоения. Также перед применением герметического средства, необходимо сделать выбор нужного материала для отделки.

Нейтральными силиконовыми герметиками можно воспользоваться при ремонте или монтаже санитарной техники.

Главным достоинством герметических средств из силикона считается их основа, которая после того, как будет нанесена на поверхность, будет сохранять свои свойства в течение пятнадцати – двадцати лет. Главным недостатком этих средств является то, что они не подлежат окраске. Герметики из силикона спустя некоторое время растягиваются, чего не выдерживает ни одна краска.

До нанесения герметика из силикона надо дать оценку глубине, на которую образовался шов или трещина, чтобы уменьшить количество средства, можно раньше сделать укладку внутрь трещины специального шнура или уплотнителя.

Чтобы нанести герметическое вещество на поверхности из дерева, пользуются герметиками из полимера с акриловой основой разных цветов. Применяя их, выполняют заделывание трещин и герметизацию стыков на поверхностях из дерева.

Для нанесения силиконового герметика необходимо наличие пистолета, ножа и малярной ленты. Порядок действий при проведении работ выглядит следующим образом:

Когда необходимо выполнить герметизацию помещения по площади периметра или когда швы примыкают один к другому под углом в девяносто градусов, советуют каждый шов не герметизировать. В местах углов швы могут плохо формироваться. К примеру, внутри помещения прямоугольной формы в ванной комнате, рекомендуют сперва выполнить герметизацию четырех углов на стенах. Потом, спустя двадцать- тридцать минут, чтобы средство на стенах высохло, выполнить примыкание пола и с двумя параллельными стенами. Подождать в течение двадцати – тридцати минут, выполнить остальные два примыкания.

До того как приобрести и применить герметик, нужно тщательно изучить инструкцию по применению или спросить рекомендации у продавца. Надо не забывать, что есть токсичные герметические средства, которые могут повредить ткани, поэтому советуют нанести его специальным инструментом, а при окончании работы хорошо помыть руки.

Таким образом, герметик представляет собой универсальное средство для заполнения пространства между швами и плиткой, и для предотвращения попадания влаги и разрушения материалов. Быстрое высыхание позволяет не делать больших перерывов в процессе нанесения вещества. При работе с материалом необходимо соблюдать базовые меры предосторожности – клей обладает слабо выраженными токсическими свойствами, которые не имеют негативного воздействия на человеческий организм при правильном обращении. Для применения герметика необходим основной инструментарий, который есть в арсенале у каждого мастера.

Силиконовый клей-герметик состоит из кремниевого порошка и полимеров. С его помощью можно склеивать различные материалы, а также заделывать небольшие щели. У него хорошая сцепка со стеклом, резиной, деревом, керамикой и пластиком. Когда силиконовый клей полностью засыхает, он становится механически прочным и упругим. Поскольку в составе герметика нет растворителей и быстро улетучивающихся веществ, то после затвердения в материале отсутствует усадка.

Силикон отлично переносит перепады температур, воздействие влаги, ультрафиолетовое излучение. Чаще всего клей-герметик используют для заделки тонких щелей между кирпичной стенкой и ванной либо умывальником. Также материал хорошо подходит для устранения течи в аквариуме, поскольку длительное воздействие влаги нисколько не уменьшает его прочности. К тому же в составе клея отсутствуют отравляющие компоненты, которые способны принести вред живым организмам.

Поскольку силиконовый клей-герметик не содержит токсичных веществ, при работе с ним не требуется соблюдать правила особой техники безопасности. Материал очень простой в использовании. Чтобы успешно с ним работать, не обязательно иметь большой опыт в строительстве или обладать специфическими знаниями. Когда шов полностью застывает, он становится прочным и эластичным. Без всякого повреждения он может свободно растягиваться и сгибаться. Такие свойства материал сохраняет при температуре от – 40 до + 200 градусов Цельсия.

Однокомпонентный силикон затвердевает под обычным воздействием воздуха. Чтобы застыл двухкомпонентный материал, в него добавляется специальный катализатор. Для пищевой промышленности выпускаются нейтральные герметики, в которых отсутствуют какие-либо отравляющие вещества. Большинство силиконовых материалов обладают хорошей огнестойкостью, а также являются диэлектриками.

Сегодня силиконовый клей-герметик используется в строительстве, а также при монтаже различного оборудования. С его помощью герметизируют швы трубопроводов холодного и горячего водоснабжения. Срок службы герметика составляет 40 лет. Его можно наносить как на горизонтальные, так и на вертикальные поверхности. Однако вследствие большой эластичности, материал не рекомендуется использовать для фиксации лобового или заднего стекла автомобиля, а также в качестве прокладки под головку двигателя.

Силан – водородное соединение кремния — SiH4. Бесцветный газ с характерным неприятным запахом. Он получается из силицидов различных металлов при взаимодействии их с кислотами. Этот кремневодород никогда не образуется как моносилан. Вместе с ним получаются ди- и трисиланы, где атомы кремния связаны между собой. Как и моносилан, дисилан – газообразное вещество, остальные представители силанов – летучие ядовитые жидкости, а высшие члены семейства – твердые вещества.

Силаны делятся на три вида:

Силаны можно назвать одними из основных современных стратегических материалов, которые нашли применение в разных сферах:

Силаны, имеют целый ряд важнейших эксплуатационных качеств:

При перекрашивании множества объектов не обязательно удалять старое покрытие, тем более, если оно хорошо держится на поверхности. Зная, каким материалом была ранее окрашена поверхность, легко подобрать новые ЛКМ, которые не будут вздувать и расслаивать предыдущие слои краски.

Предложенные таблицы помогут подобрать правильное сочетание лакокрасочных материалов (шпатлевок, грунтовок, красок).