Неводные лакокрасочные покрытия успешно применяются при отделке жилья и представлены на нашем строительном рынке достаточно широко.
Масляные краски – это однородная субстанция, включающая в себя пигменты и олифу, которая используется в качестве связующего вещества. Иногда для того, чтобы удешевить свою продукцию, некоторые производители добавляют в состав масляной краски наполнители в виде талька, барита или сернокислого бария. По своей консистенции масляные окрасочные материалы могут быть довольно густые (называют их «густотёртыми» и разводят олифой перед началом работы) либо жидкие («жидкотёртые»).
Производятся такие краски в специальных устройствах (краскотёрочных машинах, шаровых мельницах и др.), которые в несколько этапов растирают пигменты до требуемого состояния. Применяют их в основном для покрытия конструкций из металла и дерева, плёнка же, образованная масляными материалами, устойчива к атмосферным явлениям и влаге.
Как было сказано выше, такие краски изготавливаются на основе олиф (и ими же разводятся густотёртые пасты), которые могут быть как натуральными, так и полунатуральными.
Натуральные олифы – это жидкие вещества коричневого цвета, созданные путём обработки растительного масла. Чтобы олифа приобрела способность к отвердеванию, масло варят при температуре 150° и попутно добавляют в него сиккативы, которые впоследствии ускоряют процесс высыхания нанесённого слоя краски.
Свои названия олифы берут своё начало в наименованиях масел, из которых они были приготовлены. Так, льняная олифа производится из льняного масла, она представляет собой жидкий продукт коричневого цвета (может быть довольно светлой) с плотностью 0,94 г/см 3, покрытие же образовывает эластичное и твёрдое (застывает оно примерно через сутки). Конопляная олифа – также жидкость коричневого цвета (однако в нём присутствует зеленоватый оттенок) с похожей плотностью (0,93-0,94 г/см 3) и таким же временем затвердевания.
Из подсолнечного масла производится олифа подсолнечная , которая медленнее, чем предыдущие вещества, образует плёнку, да и к влаге и механическому воздействию полученное покрытие чувствительно больше, чем его вышеупомянутые аналоги.
Полунатуральные олифы производят следующим образом: в химически обработанные уплотнённые растительные масла добавляют летучие растворители (до 45%).
Оксидированные олифы (их называют ещё «оксоли») делают из льняного масла, которое предварительно нагревают и зачем через него пропускают воздух при наличии сиккативов. Затем густое масло разводят растворителем.
Касторовая олифа – светлая жидкость, получаемая путём удаления из касторового масла воды и последующей полимеризации полученного вещества в присутствии катализаторов (и, конечно, с добавлением летучих растворителей). Также ещё можно отметить другие олифы, производимые с помощью полимеризации – глифталевую и пентафталевую.
Застывают полунатуральные олифы из-за испарения растворителей и из-за окисления масел и смол кислородом из воздуха.
Теперь перейдём к эмалевым красящим составам . Получают такие краски путём измельчения и смешивания пигментов в сухом виде с лаками (глифталевыми, пентафталевыми и другими). Используются они при окрашивании различных поверхностей (в том числе и в машинном производстве), выпускаются полностью готовыми к употреблению, но могут становиться гуще после длительного хранения (в таком случае эмалевые краски можно развести скипидаром). Если при нанесении эмалевого лакокрасочного материала на базе масляного лака плёнка образовывалась без нагревания, то такое покрытие нестойко к влаге, следовательно, использовать такие краски можно только внутри помещений.
Что же представляют собой лаки, которые являются основой эмалевых красок? Вообще лаки – это растворы плёнкообразующих продуктов (синтетических и природных смол, битумов, дёгтя, нитроцеллюлозы и других подобных веществ) в летучих растворителях (речь идёт в данном случае о лаковом бензине, скипидаре, различных эфирах). Наносятся они на поверхность предметов и конструкций тонким слоем, а в итоге получается крепкая плёнка со сравнительно сильным блеском.
Наиболее часто встречающиеся лаки – пентафталевые и глифталевые , они с успехом используются и для внутренних, и для наружных отделочных работ, так как обладают прекрасной адгезией ко многим поверхностям и не боятся воды.
Полиакриловые лаки хороши тем, что у них нет неприятного резкого запаха, а покрытие, полученное с их помощью, является паропроницаемым.
Эпоксидные и полиуретановые лаки обладают рядом защитных свойств, поверхности, спрятанные под ними, могут эксплуатироваться довольно длительное время без внутренней деформации.
Если в спирте растворить натуральные смолы, то получатся спиртовые лаки, чья особенность состоит в том, что каждый последующий слой никак не повреждает предыдущий (ведь спирт очень быстро улетучивается).
Если же смолы развести в натуральных олифах (или в растительном масле), то итогом будет создание лаков, которыми покрывают дерево, находящееся внутри зданий (мебель, деревянные поверхности). В зависимости от того, чего в получившемся растворе будет больше – масла или смолы, различают лаки масляные (больше масла) и смоляные (которые, в свою очередь, подразделяются на тощие (больше смолы) и средние (50/50)).
Битумные лаки получают при создании раствора из смол, битума и летучего растворителя. Плёнка у таких лаков чёрного цвета, блестящая, водостойкая, однако для работ вне помещения данные материалы непригодны, так как их покрытие разрушается при воздействии различных атмосферных факторов.
Каменноугольный (пековый) лак – получается путём растворения каменноугольного пека в таком растворителе как сольвентнафта. Получаемое вещество токсично, однако его плёнка водонепроницаема, с хорошей адгезией (применяется данный лак для покрытия предметов из металла).
Нитроцеллюлозные лаки (нитролаки) – составы из нитроцеллюлозы, растворенной в летучем растворителе и специальных добавок в виде смол и пластификаторов. Покрытие при нанесении нитролака получается прозрачным, атмосферостойким, его можно обрабатывать – полировать и шлифовать.
Алкидные краски делаются на основе алкидной смолы (получается при варке растительного масла с добавлением органическими и спиртными кислотами). Лакокрасочное покрытие в данном случае образуется весьма эластичное и блестящее, оно не желтеет со временем, не изменяет свои геометрические размеры при застывании, быстро довольно сохнут (в сравнении с масляными красками). Применяются вышеупомянутые краски весьма широко, ими декорируют и защищают поверхности как внутри помещения, так и снаружи.
Нитроэмалевые краски высыхают в течение 15-45 минут, покрытие у них твёрдое, прочное, с блеском, однако недостаток у таких составов весьма существенный – их плёнки трескаются при длительном воздействии солнечных лучей.
Перхлорвиниловые краски также моментально сохнут, но они могут выцветать на солнце, кроме того, эти краски отрицательно влияют (за счёт своего состава) на здоровье человека, поэтому используются данные вещества только для фасадных работ.
Хлоркаучуковые краски изготавливают их хлорированного каучука, «рассевая» его в органическом растворителе. Красят такими составами поверхности из бетона и металла, их часто используют в промышленности, так как получаемая плёнка является химически стойкой.
Несколько слов стоит также сказать и о сухих красках – их напыляют на поверхность с помощью специального оборудования. Основное преимущество сухих красок – в их экономичности, плёнка получается плотная, тепло- и гидроизолирующая.
Растворы пленкообразующих веществ (смол) в различных органических растворителях (маслах или спиртах). В зависимости от растворителя и смолы носят то или иное название. Обычно дополнительно вводят пластификатор, отвердитель и другие специальные добавки. Бывают светлые и темные лаки, бесцветные и цветные. Лаковая пленка (слой) высыхает с образованием твердых, блестящих прозрачных покрытий назначение которых - защита от агрессивных агентов, декоративная отделка и др. Ими покрывают полы, мебель и др. Высыхают за 48 ч. Лаки также используются для приготовления эмалевых красок, грунтовок, шпатлевок. Кроме масляных, имеются синтетические лаки с разными сроками высыхания.
Масляные лаки - растворы смол высыхающих растительных масел органическими растворителями. Важнейшими техническими свойствами являются: вязкость, прозрачность, цвет, скорость высыхания, твердость и др. По содержанию масла лаки делятся на жирные с высоким содержанием масла, а с низким - тощие. Жирные лаки более прочны и устойчивы к атмосферным воздействиям, поэтому они находят большее применение для наружных окрасок металлических оград, балконных решеток, оконных переплетов, фонарей, наружных дверей и т. д. Скорость высыхания жирных лаков - от 1 до 4 суток. Лаковая пленка достаточно эластичная и стойкая. Тощие лаки быстро высыхают (от 6 до 24 ч), дают твердые, но хрупкие пленки, неатмосферостойки, отличаются сильным блеском.
Алкидные лаки - растворы глифталевых (ГФ), пентафталевых (ПФ) и этрифталевых смол (ЭФ) в органических растворителях. Используются в различных отраслях промышленности и в быту. Разбавители лаков - уайт-спирит и "РС-2". Распространены в строительстве для покрытия внутренних поверхностей зданий по металлу, древесине, а также для лакирования поверхностей окрашенных масляными красками.
Перхлорвиниловые лаки - растворы средневязких перхлорвиниловых смол (ПСХ-ЛС и ПСХ-ЛН) в растворителях "РЧ", "Р12", также вводят модификаторы, пластификаторы и различные добавки. Модификаторы (алкидные смолы, №135, ФЛ-390, АС-4) вводят для повышения блеска, адгезии и снижения термопластичного покрытия. Пластификаторы (дибутилфталат, трикрезилфосфат и др.) повышают эластичность лакового покрытия и снижают их паронепроницаемость. В качестве добавок - сиккативов и отвердителей применяют полиамиды, полиизоцианаты и др. Процесс получения лаков состоит из следующих стадий: растворение перхлорвиниловой смолы, модификаторов и пластификаторов; очистка лака и расфасовка. Растворение смолы производят при 50- °С в течение 2 ч. Для снижения вязкости и содержания веществ добавляют растворитель. Выпускается широкий ассортимент перхлорвиниловых лаков, включая марки атмосферостойких (в том числе для тропического климата и холодного климата Севера), водостойких, химически стойких, огнезащитных лаков. Наиболее применяемы в строительных отделочных работах марки ХВ- , ХВ-784.
Паркетный лак - суспензия из уплотненных масел и смол, содержащих сиккатив, и разбавленная растворителем для снижения вязкости. Относится к жирным лакам, в составе которого примерно 41,4% масла, % смолы, 36% растворителя и 0,2% сиккатива. Применяют для лакировки паркетных полов или дощатых полов, окрашенных масляной краской. Лак также можно использовать для окраски деревянных панелей, дверей встроенной мебели. Для отделки паркетных полов широко используют мочевиноформальдегидные и глифталевые лаки марок "М4-248", "ГФ-257". Отвердитель добавляется непосредственно перед нанесением лака на поверхность. Наиболее высококачественным лаком для паркетных палов является алкидноуретановый лак "АУ-271". К числу наиболее атмосферостойких лаков, предназначенных для наружных работ, следует отнести лаки на основе полиакрилатов, например, "АК-156" (растворитель №646). Лак выпускают как бесцветным, так и цветным. Он предназначается для отделки поверхности из металла, стекла, штукатурки, бетона и загрунтованной древесины. ХВ-113, ХВ-244, ХВ-1100 предназначены для внутренних и наружных малярных работ (по металлу и древесине).
Полиэфирные лаки - растворы насыщенных полиэфирных смол и специальных добавок горячей сушки. Выпускают лаки марок ПЭ-933, ПЭ-943, ПЭ-955 (для электроизоляционных работ), ПЭ-246, ПЭ-265 (для мебели и других изделий из древесины).
Нитроцеллюлозные лаки представляют собой коллоидные растворы лакового коллоксилина в смеси растворителей с добавлением смол и пластификаторов. Цветные лаки содержат органические красители растворимые в спирте и ацетоне. Используют пластификаторы - фталаты, себациниты, фосфаты до 0,7-0,8 массовых частей. Разбавителем нефталатов служат толуол и ксилол. Процесс получения нитролаков состоит из следующих стадий: растворения коллопсилина и твердых смол в органических растворителях и смешивания с растворами смол пластификаторов; очистки и расфасовки лака.
Выпускаются нитроцеллюлозные лаки различных марок: "НЦ-ВЧ" - для покраски деталей и конструкций из древесины и металлов; цветной, быстросохнущий лак; "НЦ-243" - матовый, дающий шелковистое покрытие без блеска, устойчив при температурных колебаниях от -12° до +60°С; "НЦ-218" - самый светлый и быстросохнущий лак, который дает глянцевую поверхность; "НЦ-223" и "НЦ-584" - позволяющий получить глянцевые поверхности, покрытие можно шлифовать, полировать. Лаки марок "НЦ-218", "НЦ-223" и "НЦ-584" используют для отделки конструкций из дерева (стены, потолок), а также мебели. Рекомендуемые разбавители лаков - №645, №646.
Битумные, каменноугольные лаки - растворы смолы и битума (или каменноугольного пека) в растворителях. Примерный состав битумных лаков: смола - 20%, битум - 45%, летучий растворитель (уайт-спирит, бензин и др.) - 35%. Пленки битумных лаков черного цвета, обладают сильным блеском, электроизоляционными свойствами и высокой водостойкостью. Наиболее распространены марки: "БТ-577","БТ-242", "БТ-783" (антикоррозийный, кислотостойкий); применяются для окраски металлических поверхностей.
Каменноугольные лаки (пековый лак, или Кузбасс лак) дает пленку высокого качества: поверхность гладкая блестящая и черного цвета, не подвержена деформациям, водонепроницаема и антикоррозийна. К недостаткам лаковой пленки относится малая пластичность и слабая сопротивляемость к резким температурным изменениям. Пековые лаки (марка "БТ-5100" и др.) предназначены для создания антикоррозийных покрытий на металлических частях санитарно-технического оборудования, металлических конструкций подземных и подводных сооружений.
Лак "БТ-577", смешанный с алюминиевой пудрой ПАП-2, образует краску, которая после затвердевания дает ровную серебристую пленку. Применяют для окраски наружных и внутренних трубопроводов и других металлических конструкций.
К числу наиболее атмосферостойких лаков, предназначенных для наружных работ, следует отнести лаки на основе полиакрилатов, например "АК-156". Он предназначен для нанесения на металл, стекло, штукатурку, бетон и загрунтованную древесину. Его выпускают как бесцветный, так и цветной. При необходимости лак разбавляют растворителем №646.
Политура - спиртовой лак с небольшим содержанием смолы. Она оставляет более тонкую пленку, чем лак. Бывают цветные политуры. Применяются для полировки дерева, высыхают за 1 ч, некоторые быстрее.
Немного о лаках, их изготовлении и применении
Лаками называют материалы, представляющие собой растворы природных и синтетических смол или полимеров в воде или летучих органических растворителях. При нанесении лака на поверхность растворитель испаряется, а на поверхности за счет полимеризации пленкообразующего остается твердая прозрачная бесцветная или окрашенная пленка. Пленку можно вновь растворить тем же растворителем, так процесс становится обратимым.
Лаковые покрытия применяются тогда, когда нужно защитить и сохранить либо подчеркнуть структуру поверхности. Лаки наносят на подготовленную поверхность и образуют последний слой многослойного покрытия.Название лаков определяется видом пленкообразующего вещества, например, масляные, смоляные, нитролаки, битумные, акриловые и др. Лаки могут классифицироваться и в зависимости от вида растворителя (например, спиртовые, водные... ).
Масляные лаки получают растворением природных или синтетических смол в высыхающих растительных маслах с добавлением сиккативов и растворителей. В качестве природных смол применяют канифоль, янтарь и шеллак. Т.к. природные смолы, кроме канифоли, дефицитны, их заменяют синтетическими смолами (полимерами) - перхлорвинилом, алкидными, фенолформальдегидными и др.
Масляные (или "жирные") лаки содержат масла больше, чем смолы. Сохнут они продолжительное время - от 1 до 4 суток и дают эластичную и стойкую пленку. К жирным относят, к примеру, лак для покрытия пола. В его составе 41,2% масла, 22% смолы, 36% растворителя и 0,2% сиккатива. Масляные лаки больше других подвержены воздействию атмосферных факторов и используются для внутренних работ, в частности, для покрытия деревянных полов, повышая их декоративность и долговечность (сопротивление к стиранию растет). Такие пленки мало чувствительны к сезонным колебаниям относительной влажности воздуха внутри помещения, вызывающим изменение гидроскопической влажности древесины и, как следствие, ее усушку или набухание. В зависимости от применяемого растворителя различают несколько видов лаков. Лаки на основе термопластичных полимеров Лаки на основе хлорсодержащих полимеров Лаки на основе термореактивных полимеров АКРИЛОВЫЕ (НА ВОДНОЙ ОСНОВЕ)
Лаки, содержащие больше смолы, чем масла, или равное количество, называются соответственно "тощими" и "средними". "Тощие" лаки быстро высыхают (от 6 до 24 часов), дают твердые, но хрупкие пленки, неатмосферостойкие; отличаются сильным блеском. Средние лаки высыхают за время до 48 часов, имеют среднюю эластичность и сильный блеск, хорошо шлифуются, но недостаточно атмосферостойки. Лак средней жирности содержит примерно 30% масла, 42% шеллака и 28% растворителя. Такой лак является хорошим покрытием для мебели, сохраняя текстуру древесины. Покрытая им древесина легко полируется спиртом до полного блеска.
Спиртовые лаки
- 30-35%-ные растворы смол, например, шеллака, в этиловом спирте. Для высыхания спиртовых лаков при комнатной температуре требуется 15 минут.
Шеллачные лаки.
Шеллак образуется в результате жизнедеятельности насекомых, питающихся соком лакового дерева. Ввозится главным образом из Индии.
Эфироцеллюлозные лаки
- раствор эфиров целлюлозы с добавкой смол и пластификаторов в органических растворителях.
Ацетобутиратцеллюлозные лаки
готовятся на основе ацетобутирата целлюлозы - смешанного сложного эфира целлюлозы с уксусной и масляной кислотами.
Перхлорвиниловые лаки
- растворы перхлорвиниловой смолы в органических растворителях. Перхлорвиниловую смолу ПСХ получают хлорированием поливинилхлоридной смолы до содержания хлора 62-65%. Эти лаки бесцветны, сохнут в течение двух часов при температуре 18-23 °С. Лаки ХСЛ наносят на масляные покрытия с целью улучшения их антикоррозионных свойств, а лаки ХС-76Д защищают строительные конструкции от воздействия агрессивных сред. Эти лаки токсичны, их применяют лишь в помещениях, где люди находятся непродолжительное время. Расход - 350 г/м2.
Алкидные лаки
- растворы синтетических (алкидных) смол в органических растворителях (уайтспирте или в смеси его с ксилолом или сольвентом с добавкой сиккативов). Алкидные лаки образуют твердые, прозрачные, почти бесцветные пленки, стойкие к воздействию влаги. Алкидные лаки - самые распространенные из применяемых в быту для внутренних и наружных работ. Расход лака в среднем на однослойное покрытие - 70-75 г/м2, время высыхания - 48 часов.
Полиуретановые лаки
. При взаимодействии изоцианатов, содержащих две и более реакционноспособные группы с соединениями, имеющими несколько гидроксильных групп, получают вначале моноуретаны, которые затем превращаются в полиуретаны - высокомолекулярные смолы. Полиуретановые и алкидноуретановые лаки дают пленки с очень высокими прочностью и износоустойчивостью. Ими лакируют мебель, полы, музыкальные инструменты.
В эпоксидных лаках
основным пленкообразующим компонентом является эпоксидная смола марок ЭД-16 и ЭД-20. Перед употреблением в них добавляют отвердитель. Пленки этих лаков отличаются высокой водо- и щелочестойкостью, плотностью, адгезией к различным материалам, но подвержены воздействию атмосферных факторов. В бытовых условиях эпоксидные лаки используются для приготовления шпатлевок, склеивания, изготовления сувениров и др.
Этот вид лаков считается наиболее экологически чистым. Они не горючи, что выводит их в разряд пожаробезопасных. Так как основой является вода, их использование возможно преимущественно для внутренних отделочных работ. Акриловые лаки имеют достаточно высокие показатели прочности и эластичности, а также не <поджигают> древесину, сохраняя ее первоначальный цвет и естественную фактуру. Недостатком акриловых лаков является их зависимость от микроклимата помещения, в
котором производятся работы. Для нормальной кристаллизации необходимо, чтобы влажность была не менее 50%, а это зачастую тяжело обеспечить, особенно в зимний период.
Политуры
- это 10-14%-ные растворы твердых смол в этиловом спирте-сырце. Применяются для полировки древесины после шлифовки и грунтовки ее поверхности.
Среди полимерных пленкообразующих ведущее место принадлежит конденсационным полимерам (алкидным, мочевино-меламино-формальдегидным, эпоксидным, фенолоформальдегидным).
Нитроцеллюлозные лаки (нитролаки) - это нитрат целлюлозы, растворенный в смеси летучих органических растворителей с добавкой смол и пластификаторов. Их отличают высокие атмосферостойкость, прозрачность, способность шлифоваться и полироваться. Имеют запах грушевой эссенции. Нитролаковое покрытие высыхает за 10-15 минут. Нитролаки служат для окраски стен специального назначения в поликлиниках и других лечебных учреждениях, ими покрывают встроенную мебель. Покрытия из этих лаков имеют улучшенные физико-механические характеристики, повышенную светостойкость и стойкость к слабым растворителям и химическим реагентам.
Лаки битумные представляют собой растворы смол и битума специальных марок в летучем растворителе. Состав: смола светлая -20%, битум - 45%, растворитель - 35%. Высыхая, лаки образуют черную пленку с сильным блеском, обладающую стойкостью к воде и ряду других химических реагентов. Эти лаки не пригодны для наружных покрытий из-за недостаточной атмосферостойкости, обладают антикоррозийной стойкостью и применяются для окраски металлических поверхностей, т.к. они дешевле других защитных средств.
Каменноугольный лак, называемый также пековым лаком или кузбаслаком, представляют собой раствор каменноугольного пека в сольвентнафте. Пленка имеет высокую адгезию, водонепроницаема; к недостаткам можно отнести малую пластичность и сопротивляемость резким температурным изменениям. Каменноугольный лак является хорошим антикоррозийным покрытием для металлических изделий санитарно-технического оборудования.