Глава 18. Лакокрасочные материалы

18.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Лакокрасочные материалы — вязкие жидкости (реже порошки), которые после нанесения превращаются в твердую пленку на поверх­ности окрашиваемого материала. Эту пленку называют лакокрасочным покрытием, а окрашиваемый материал — подложкой.

Использование человеком красок известно с древнейших времен: это и раскрашивание наскальных рисунков, и покрытие красками утвари, лица и тела. Основная цель этих действий — создание декора­тивного эффекта.

В настоящее время лакокрасочные материалы используют не только в декоративных целях, но и в защитных. В некоторых случаях эта функция становится основной; например, покрытие паркета лаком или окраска кровли из листовой жести.

Лакокрасочные покрытия могут преследовать и другие цели: пси­хологические (создание настроения, оповещение о возможной опасно­сти и т. п.), санитарно-гигиенические (облегчение уборки, дезак­тивации), маскировочные и др. ■,

Лакокрасочное покрытие строительных (и не только строительных) конструкций — сложная многослойная система (рис. 18.1). Как прави­ло, окрашиваемая поверхность покрывается грунтовкой (огрунтовыва-ется) для улучшения сцепления других слоев с основанием. По огрунто-ванной поверхности наносится выравнивающий слой: крупные неров­ности (раковины, трещины) выравниваются подмазкой, мелкие — шпатлевкой. По подготовленной таким образом поверхности наносится краска и/или лак.

В последние годы лакокрасочные материалы используют очень широко, а их производство превратилось в крупную отрасль промыш­ленности. Выпускаются краски, лаки, грунтовки и шпатлевки самых разнообразных видов и для самых разных целей. Однако всех их объединяет общность в составе и свойствах в рабочем состоянии и общность в строении и свойствах образуемого ими покрытия, т. е. в эксплуатационном состоянии.

Обязательный компонент в составе всех лакокрасочных материалов — пленкообразующее (связующее) вещество. Для получения покрытия с необходимыми эксплуатационными показателями материал в рабочем состоянии должен обладать определенными реологическими свойства­ми:

• легко наноситься на отделываемую поверхность в виде, тонкой пленки с помощью того или иного инструмента (кисть, валик, распы­литель);

• сразу же после нанесения пленка должна хорошо удерживаться, не стекая, на любых поверхностях.

Для этого подготовленные к нанесению лакокрасочные материалы должны представлять из себя структурированные жидкости, обладаю­щие тиксотропными свойствами. Это значит, что при механических воздействиях, например, при движении кисти, они должны разжижать­ся и, растекаясь по поверхности тонким слоем, сразу же после прекра­щения механического воздействия переходить в вязко-пластичное состояние. Такой лакокрасочный материал не будет стекать под дей­ствием силы тяжести. Эти свойства у лакокрасочных материалов достигаются путем подбора правильного соотношения компонентов: твердых (пигментов и наполнителей) и жидких (растворителей и разжижителей), а также с помощью специальных добавок.

Сформировавшееся лакокрасочное покрытие представляет собой тонкую (0,05... 1 мм) пленку, имеющую достаточно хорошее сцепление с окрашиваемой поверхностью.

У большинства материалов лакокрасочная пленка формируется в основном за счет испарения жидкого компонента и (или) полимери­зации связующего, что сопровождается усадкой пленки. Во время эксплуатации при изменении влажности пленка может испытывать деформации набухания и усадки. Под действием кислорода и УФ-из-лучения в пленке возникают напряжения от структурных изменений в связующем. Все эти процессы вызывают растрескивание пленки и ослабляют ее сцепление с основанием, и тем больше, чем толще красочный слой. Поэтому, как это ни парадоксально, более надежными и долговечными оказываются тонкие лакокрасочные пленки. При необходимости получения толстой пленки целесообразно производить окраску в несколько слоев.

Основные виды лакокрасочных материалов до середины XX в.— лаки и краски на натуральных смолах и олифах, а также известковые и клеевые краски. Во второй половине XX в. все шире начинают применяться краски и лаки на полимерных связующих.

В большинстве водостойких красок используют органические рас­творители — токсичные и пожароопасные. При этом растворители нужны только на стадии нанесения краски, для придания ей необхо­димых реологических свойств. Поэтому все шире начинают приме­няться вододисперсионные (водоэмульсионные) краски, в которых разбавителем служит вода. Это коснулось в особенности красок стро­ительного назначения. Другой вариант высококачественных красок вовсе без растворителя — порошковые краски, в которых рабочая кон­систенция достигается их разогревом до плавления в момент нанесе­ния.

Вододисперсионные и порошковые краски с экологической точки зрения — один из лучших видов лакокрасочных материалов. Доля этих красок в общем производстве лакокрасочных материалов растет. В настоящее время в европейских странах доля вододисперсионных красок составляет 20...30 %, а порошковых — 3...7 % от общего выпуска лакокрасочных материалов.

Надо отметить, что в последние годы снова возрастает интерес к старым традиционным, дешевым и самым безопасным с экологической точки зрения клеевым и известковым краскам.

Лакокрасочные материалы (краски, грунтовки и шпатлевки) — сложные многокомпонентные системы. Обязательный компонент лю­бого из перечисленных материалов — пленкообразующее, (связующее) вещество; в красках обязательный компонент — пигмент, а в грунтов­ках и шпатлевках — наполнители. До рабочей консистенции лакокра­сочные материалы доводятся растворителями или разбавителями. Кроме перечисленных компонентов в лакокрасочные материалы вво­дят различные добавки, обеспечивающие необходимые технологиче­ские и эксплуатационные свойства: отвердители и ускорители, загустители, поверхностно-активные добавки, стабилизирующие веще­ства и т. п.