При отделке деревянных поверхностей краска на водной основе для дерева является лучшим вариантом среди всех лакокрасочных материалов (ЛКМ). Разные виды водорастворимых красок подходят для внутренних и наружных работ. Они отличаются от масляных, алкидных и нитрокрасок тем, что в их составе нет токсичных веществ, благодаря чему они безопасны для здоровья и не пахнут. Кроме того, эмаль на водной основе позволяет поверхности дышать — окрашенная ею древесина не потрескается со временем.
Какой из видов водорастворимых материалов лучше использовать при работе с деревом?
Виды красок на водной основе
Все краски на водной основе являются водно-дисперсионными, то есть связующий компонент в них вместе с пигментом растворен в обычной воде, тогда как в ЛКМ других видов вместо нее используются химические растворители. Если связующий компонент жидкий, краска для дерева называется водоэмульсионной.
При производстве водно-дисперсионных красок используются латексы — либо натуральный каучук, либо искусственные полимерные смолы. По мере высыхания покрытия вода испаряется, а молекулы латекса склеиваются, создавая стойкую пленку на окрашенной деревянной поверхности.
В зависимости от того, какое вещество является связующим в составе краски, водно-дисперсионные ЛКМ делятся на разные виды. Они отличаются эксплуатационными характеристиками — одни подходят только для внутренних работ по дереву, так как неустойчивы к влажности, другие пригодны и для наружной отделки.
Акриловые
Акриловые краски — это лучший вариант по соотношению цена/качество. В их состав входят полиакрилаты, пигменты, наполнители для создания ровной поверхности и защиты поверхности от плесени и других микроорганизмов, а также вспомогательные добавки — антипирены, пеногасители и т. д.
Преимущества акриловых красок:
- Низкая цена по сравнению с другими водно-дисперсионными ЛКМ.
- Универсальность.
- Высокая скорость высыхания — в течение дня можно нанести до 3 слоев материала.
- Долговечность.
- Возможность добавления любых колеров.
- Сохранение текстуры древесины — покрытие ложится тонким слоем. Это, однако, является и недостатком материала — вместе с текстурой на покрытии проступают все дефекты поверхности.
Плотный слой акрила, образующийся при высыхании поверхности, устойчив к механическим воздействиям, ультрафиолету, влаге и перепадам температур, поэтому данный вид ЛКМ может использоваться как внутри помещений, так и для наружных работ по дереву.
При выборе акриловой краски следует учитывать, что при высыхании она меняет свой оттенок. Чтобы не ошибиться, после колеровки нужно нанести материал на небольшой участок поверхности и посмотреть, как будет выглядеть окрашенная древесина.
Латексные
Строго говоря, полиакрилаты — это тоже синтетический латекс, но на рынке ЛКМ под термином «латексная краска» понимается материал на основе бутадиен-стирола. Такие продукты на водной основе дешевле акриловых, но создают менее прочное покрытие.
Бутадиен-стирол достаточно устойчив к влажности, износостойки и эластичны — его можно использовать при отделке неровных поверхностей, окрашенную деревянную стену или потолок можно мыть, а прослужит покрытие довольно долго. Однако использовать латексную краску рекомендуется только внутри помещений — она желтеет под действием ультрафиолета, а от перепадов температур трескается.
Материалы на основе чистого латекса встречаются редко — обычно разные виды искусственного каучука смешиваются, чтобы снизить стоимость продукта при сохранении его качества. Так, акрил-латексная краска, в которой акрилаты соединены с бутадиен-стиролом, может использоваться и при наружной отделке.
Силиконовые
В состав силиконовых красок входят полиорганосилоксаны, или силиконы. Этот класс полимеров наиболее устойчив к влаге, и даже более того — он создает на деревянной поверхности гидрофобную самоочищающуюся пленку, из-за чего силиконовые ЛКМ лучше всего подходят для отделки фасадов.
Есть у этого вида лакокрасочных материалов и другие достоинства:
- эластичность;
- стойкость к поражению древесины микроорганизмами;
- паропроницаемость;
- антистатичность;
- устойчивость к экстремальным температурам — покрытие не расширяется при замерзании и не размягчается при нагреве;
- большой срок службы (до 25 лет), на протяжении которого сохраняется первоначальная яркость и насыщенность цвета;
- универсальность.
Как и акриловые краски для наружных работ, силиконовые ЛКМ поставляются в белом цвете, придаваемом им оксидом титана, но могут быть окрашены любым колером из палитры RAL.
Чистый силикон — весьма дорогой материал, поэтому для массового потребления производятся обычные акриловые ЛКМ с добавлением небольшого количества полиорганосилоксанов. Это улучшает эксплуатационные характеристики стандартной водной дисперсии, незначительно повышая ее стоимость.
Поливинилацетатные
Поливинилацетатная водная краска — это один из лучших материалов для отделки деревянных поверхностей внутри помещения. Свойства ПВА варьируются в зависимости от добавленных пластификаторов, но общие их характеристики таковы:
- простота нанесения;
- устойчивость к огню;
- эластичность;
- стойкость перед воздействием прямых солнечных лучей;
- износостойкость;
- наиболее яркий цвет среди всех латексных материалов;
- хорошая адгезия с поверхностью из древесины;
- стойкость к химическим веществам;
- низкая цена.
Стоит, однако, учитывать и относительно широкий список недостатков. Главный из них — низкая устойчивость к влаге. Тогда как другие водно-дисперсионные краски растворяются в воде только до высыхания, ПВА-материалы легко смываются даже через много лет после нанесения на поверхность. Из-за этого и боязни низких температур поливинилацетатные ЛКМ категорически не подходят для наружных работ.
Кроме перечисленных материалов, при производстве водно-дисперсионных красок могут использоваться изопрен, уретан и другие синтетические виды каучука, а также различные комбинации этих полимеров — свойства ЛКМ от этого меняются незначительно. Все они отлично проявляют себя при работе с деревом, не дают ему гнить, легко меняют цвет и не отравляют воздух, поэтому являются идеальным отделочным материалом.
Вместо краски может использоваться еще один водорастворимый материал — морилка. Она не защищает древесину от повреждений, но придает ей красивый оттенок, сохраняя текстуру дерева, поэтому может использоваться как отделочный материал. Дополнительно окрашенную морилкой поверхность нужно покрыть лаком.
Водоразбавляемые краски преимущества и недостатки.
Постоянное ужесточение законодательства по охране окружающей среды привело к значительному вытеснению в последние годы традиционных красок на органических растворителях более экологически чистыми — водорастворимыми красками.
В 1999 году появилась директива Евросоюза, предписывающая в интересах защиты окружающей среды снизить выбросы органических летучих соединений везде, где это возможно, всеми доступными способами. В частности, в этих целях было решено заменить в автомобильных ЛКМ органические растворители водой. Все вновь вводимые в строй ремонтные станции с 2004 года должны были работать только водоразбавимыми красками, а с 1 января 2007 года вступила в действие Европейская директива 2004 / 42 / EC по VOC, согласно которой запрещено использование базовых покрытий, содержащих органические растворители. Все остальные лакокрасочные материалы — грунты, наполнители и лаки — должны иметь содержание органических растворителей в пределах, указанных директивой. Также с ноября 2007 года производство органоразбавляемых базовых красок в Европе было полностью прекращено.
Хотя водоразбавляемые системы применялись и раньше, принятие законов в ряде стран привело к увеличению их использования с целью уменьшения загрязнения воздушной среды растворителями. Этому требованию отвечают кроме упомянутых еще три вида прогрессивных лакокрасочных материалов с высоким сухим остатком, радиационно отверждаемые и порошковые. Для того, чтобы заменить органические растворители на воду, необходимо изменить состав пленкообразователя в сторону увеличения его гидрофильности за счет введения в его структуру групп, обеспечивающих водорастворимость, применения ПАВ или обоих факторов. В таких системах полимер может находиться либо в растворе, либо в виде дисперсии. Использование воды в качестве растворителя или разбавителя увеличивает время сушки и может вызвать необходимость в регулировании влажности распылительной камеры. Кроме того, из за более высокой теплоты испарения воды при горячей сушке требуются большие затраты энергии. Если после отверждения гидрофильные группы не разрушатся или не дезактивируются, повышенная чувствительность готового покрытия к воде создает в ряде случаев проблемы. Несмотря на указанные недостатки, замена органических растворителей водой повышает безопасность для потребителя как с точки зрения пожароопасности, так и токсичности, уменьшает или устраняет опасность загрязнения окружающей среды летучими веществами при сушке. Эти преимущества могут перевесить приведенные недостатки. Электроосаждаемые лакокрасочные материалы представляют собой особый класс водоразбавляемых систем.
Большинство водорастворимых композиций содержит определенное количество смешиваемых с водой органических растворителей, которые необходимо было использовать при синтезе смолы еще до введения воды. Их присутствие не вызывает сильного загрязнения окружающей среды, и содержание в атмосфере летучих компонентов не превышает установленных норм, вместе с тем они позволяют регулировать такие свойства композиций, как стабильность, способность к высыханию и реологию. В состав дисперсионных композиций также может входить органический растворитель для облегчения коалесценции. Присутствие смешиваемых с водой растворителей может также способствовать эмульгированию в дисперсных системах, как это хорошо известно в так называемых «микроэмульсиях».
Россия не стремится быстро осваивать новые технологии, тем не менее, от них все равно никуда не деться — конкуренция обязывает. Параллельно с внедрением вслед за Европой норм экологической безопасности все более популярными становятся материалы, их удовлетворяющие. И если пока российские сервисмены ведут беседы об экономической целесообразности водоразбавляемых эмалей, то в скором времени такие краски со сниженным содержанием VOC (летучих органических веществ) будут данностью. Готовиться к будущему советуем уже сегодня.
Итак, рассмотрим преимущества водоразбавляемых красок.
1. Снижению выбросов органических летучих соединений в окружающую среду.
2. Снижению затрат на утилизацию отходов.
Работа с водоразбавляемыми эмалями в этой сфере гораздо проще: краска после промывки окрасочных пистолетов собирается в емкость, куда добавляется специальный реагент (около 20-30 г на пятидесятилитровый бак), осаждающий на дно этого бака твердые отходы, которые в конечном итоге и утилизируются. Такая система позволяет экономить на утилизации до 95%.
3. Уменьшению вреда для здоровья рабочих.
Проведенные исследования подтвердили снижение вредного воздействия на здоровье работников — «Краски на водной основе содержат органических растворители и разные добавки, такие как биоциды, поверхностно-активные вещества, пигменты, связующие вещества, и т.п. Химические добавки могут нести новые потенциальные опасности для здоровья маляра, в частности, возникновение различных аллергических заболеваний.
В Шведции в 1994 году было проведено сравнительное исследование работы с красками на водной основе или на основе растворителей и проводилась оценка воздействия на слизистую оболочку и кожные покровы маляров. В исследовании принимали участие около 300 мужчин маляров в возрасте от 20 до 65.
«Измерения проводились при работе с водоразбавляемыми красками в обычные рабочие дни, кроме этого маляры подверглись воздействию очень малых концентраций пыли, металлов, аммиака, формальдегида и других летучих органических соединений. При работе с красками на водной основе было больше жалоб на частое мочеиспускание. Вкусовых или обонятельных нарушений было существенно меньше, чем при работе с органорастворимыми красками. При работе с органоразбавляемыми красками было больше жалоб на раздражение глаз и кожи. Для других симптомов нет существенных различий обнаружено не было. Исследование показало, что работа красками на водной основе улучшила условия труда маляров. Краски на водной основе вызывают меньший дискомфорт и раздражение дыхательных путей, чем работа с красками на основе растворителей. Неблагоприятные последствия для здоровья ниже. У некоторых из маляров могут проявляться кожные раздражения, вызванные компонентами краски на водной основе. Рабочая среда считается лучше при работе с красками на водной основе по сравнению с красками на основе растворителей». Оригинал статьи из журала «Occupational and Environmental Medicine».
4. Простота чистки оборудования. Согласитесь, одно дело промывать пистолет растворителем, и совсем другое – водой из-под крана.
К недостаткам водоразбавляемых красок можно отнести:
1. Более высокая стоимость(в среднем на 15-20% дороже органичеких).
2. Сложность их транспортировки и складирования(все время необходимо поддерживать плюсовую температуру, не допуская замерзания).
3. Более высокое энергопотребление. Необходимость более жестоко контролировать влажность в камере окраски и сушки.
Недостатки бесспорны, но есть способы по снижению влияния некоторых из них.
Проблему чустительности к температуре можно решить следующим способом — в теплое время года завозить базовые компоненты(имеющие водную основу) в больших количествах, а самую дорогостоющую часть — пигменты(не чувствительны к низким температурам и имеют долгий срок хранения) можно приобретать по-мере необходимости.
Переход на водоразбавляемую систему — это еще и вопрос имиджа. Конечно, Россия не Европа и, конечно, в плане экологии у нас не так все хорошо, как должно быть и как написано в законе. Но ведь самоуважение тоже чего-нибудь да значит. Тогда задумайтесь: должны ли российские специалисты работать теми материалами, которые в Европе с 1 января 2007 года официально запрещены?
Преимущества и недостатки лакокрасочных материалов
Общая рекомендательная таблица для выбора лакокрасочных материалов (ЛКМ) по пленкообразующему.
Данная таблица не полностью отображает свойства перечисленных материалов, но может использоваться для получения минимальных знаний при подборе материалов по пленкообразующему.
Тип ЛКМ | Преимущества | Недостатки |
Алкидные ЛКМ (физико-химического отверждения) |
|
|
Акриловые ЛКМ |
|
|
Сополимеро-винилхлоридные (физического отверждения) |
|
|
Хлоркаучуковые (физического отверждения) |
|
|
Эпоксидные ЛКМ (химического отверждения) |
|
|
Полиуретановые ЛКМ (химического отверждения) |
|
|
Источник: Краткий справочник коррозиониста, Артамошина Г.Г., 2008 г.
Грунт-эмаль СК-Акрил Оптима применяется для окрашивания металлоконструкций, эксплуатируемых в умеренном и холодном климате внутри помещений и на открытом воздухе с действием любых атмосферных факторов
Современные виды ЛКМ
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.
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.
Водорастворимые автомобильные краски
Приветствую Вас на блоге Kuzov.info!
В этой статье поговорим о водорастворимых автомобильных красках. Рассмотрим, что они собой представляют, их преимущества, недостатки и особенности применения.
Сейчас водорастворимые краски можно приобрести у многих известных производителей лакокрасочных материалов. Более 70 процентов всех автопроизводителей применяют водорастворимые краски для окрашивания автомобилей. Этот тип красок становится стандартом. Не все они производятся по одной технологии. У них может быть разная полимерная основа (акрил, полиуретан..), а также разные пропорции компонентов и состав добавок. Каждый производитель использует свою собственную формулу, определяющую характеристики красок. Различается способ нанесения, укрывная способность, требования к условиям хранения. Некоторые требуют полной просушки между слоями, а некоторые наносятся мокрый по мокрому. Некоторые производители добиваются такой формулы краски, что она может проходить циклы заморозки и разморозки, без существенного изменения в свойствах.
Водорастворимые краски содержат 15–20 процентов растворителей. В сравнении с обычными красками их на 75–80 процентов меньше. Таким образом, уменьшен вред экологии и здоровью маляра.
Итак, рассмотрим подробнее что это за краски.
Что собой представляют водорастворимые краски?
Такие устоявшиеся названия, как «водорастворимые краски» и «краски на водной основе» являются не совсем корректными. Правильнее было бы называть этот тип красок «водоразбавляемыми». Английское название этих красок «waterborne paints», что дословно переводится, как краски передающиеся водой.
Все краски состоят из 4 главных ингредиентов: пигменты, смолы (полимеры), растворитель и добавки. Водорастворимые краски не исключение, их пигменты, которые придают цвет краске, такие же, как и в красках на основе растворителей, но их больше. Смола (полимер), которая помогает связать пигменты и ровно распределяться при нанесении, тоже такая же, как у обычных красок. Добавки, которые помогают не образовываться осадку и пене похоже на те, что используют в традиционных красках.
Основу водорастворимых красок составляют растворители и смолы (полиуретан или акрил), которые разбавлены водой. Краска по-прежнему сформирована на базе растворителей, а не воды. В качестве растворителя используется эфир гликоля, так как он совместим с водой. Другая причина его использования это то, что он испаряется медленнее воды, что не характерно для большинства растворителей. Таким образом, после испарения воды, эфир гликоля «расплавляет» частицы краски и формируется единая плёнка.
Вода выступает как средство доставки краски к окрашиваемому покрытию.
Для разбавления обычно требуется специальные разбавители на водной основе, но допускается использовать и дистиллированную воду.
Один из самых важных факторов, которые влияют на нормальное высыхание водорастворимой краски – это движение воздуха в помещении, где производится окрашивание.
Далее рассмотрим основные преимущества и недостатки красок, разбавляемых водой.
Преимущества водорастворимых красок:
- Значительно снижен уровень выброса вредных веществ в атмосферу.
- Водорастворимые лакокрасочные материалы менее токсичны. Значительно уменьшается вред для автомаляров. Содержание вредных веществ снижено на 75%.
- Водорастворимые краски не горючие (пожаробезопасность).
- Этот тип красок, в целом, легче наносить и отмывать краскопульт.
- В сравнении с красками на основе органических растворителей, водоразбавляемые краски более укрывистые. Из-за более высокой укрывной способности, краски требуется на 25–30% меньше. Где требуется 3–4 слоя обычной краски, потребуется 1–2 слоя краски, разбавляемой водой.
- Водорастворимые лакокрасочные материалы совместимы со всеми покрытиями. Снижается вероятность «поднятия» краски, которое происходит из-за действия растворителя краски на наносимое покрытие.
- Больше вероятности, что цвет совпадёт, так как многие автопроизводители красят красками, разбавленными водой. К тому же толщина слоя получается в 2 раза тоньше, чем у обычных красок, что снижает вероятность искажения цвета. С типом красок, использующих воду в качестве разбавителя, легче достичь незаметного перехода.
- В сравнении с обычными, в водорастворимых красках частицы металлика не располагаются неправильно.
Недостатки водорастворимых красок:
- Этот тип красок чувствителен к влажности воздуха. Низкая влажность может стать причиной слишком быстрого высыхания краски при нанесении и появления кратеров. В противоположность этому, высокая влажность является причиной очень медленного высыхания краски. Это может стать причиной образования подтёков.
- Качество покрытия красок, разбавленных водой очень сильно зависит от чистоты поверхности. При незначительных загрязнениях краска может очень плохо растекаться. Это происходит из-за высокого поверхностного натяжения этого вида краски. Незаметные загрязнения могут стать причиной дефекта при покраске. Наиболее частым дефектом при распылении на недостаточно чистую поверхность является «рыбий глаз». (см. статью о дефектах лакокрасочных покрытий)
- Стоимость водорастворимых красок выше, чем обычных. Однако это компенсируется их меньшим расходом.
- Краски, разбавляемые водой нужно беречь от заморозки, так как это может значительно ухудшить их характеристики. В идеале, они должны храниться при температуре не ниже +20 градусов по Цельсию. Критична температура хранения ниже +5 градусов по Цельсию.
Что необходимо для покраски водорастворимыми красками?
При переходе на водорастворимые краски необходимо учесть определённые моменты и, возможно, приобрести некоторое оборудование.
- Картонные листы для выкраски придётся поменять на алюминиевые или стальные, так как картон от воды будет размокать.
- Помещение для покраски должно быть обязательно оборудовано вентиляцией. Это необходимо не столько для удаления вредных испарений, сколько для нормальной сушки водорастворимых красок, для которых циркуляция воздуха очень важна.
- Температура в помещении, также, является важным фактором как для хранения, так и для распыления этих красок.
- Для распыления водоразбавляемых лакокрасочных материалов требуется, чтобы краскопульт был защищён от коррозии (нержавеющая сталь или пластик). Краскопульты известных брендов подходят как для обычных, так и для водорастворимых красок.
- Маскировочные материалы для заклеивания частей, не подлежащих окрашиванию должны быть стойкими к воздействию воды.
Ручные нагнетатели воздуха для сушки водорастворимых красок, установленные на стойку
- Нагнетатели воздуха для сушки специально разработаны для ускорения испарения влаги с распылённой краски, разбавленной водой (см. фото). Такие сушки работают от сжатого воздуха, что может потребовать дополнительной производительности компрессора.
- Краска, разбавленная водой очень чувствительна к влажности воздуха и его чистоте.
- Для распыления требуется чистый сухой воздух. Для этого требуется многоэтапная фильтрация.
Стационарная система обдува в покрасочной камере для сушки водорастворимых красок
Подготовка поверхности к нанесению водорастворимой краски
Водорастворимые краски дают более тонкую плёнку. Поэтому очень важно, чтобы на поверхности не было царапин, так как краска не сможет их заполнить. Поверхность подготавливается более мелким абразивом, чем для окраски традиционными материалами. Нужно использовать шлифовальные материалы с размером абразива от P800 до P1000 .
Чистота поверхности очень важна и малейшие загрязнения более критичны, чем при применении обычных красок. При недостаточной чистоте поверхности легко получить дефект «рыбий глаз».
Рекомендуется сначала обезжирить обычной обезжиривающей жидкостью, а потом специальным обезжиривателем на водной основе.
Процесс нанесения и сушка
Процесс нанесения красок, разбавляемых водой, во многом напоминает применение обычных красок, но есть и некоторые особенности. В зависимости от рекомендаций производителя, некоторые моменту могут различаться.
Водорастворимые краски требуют определённых условий при нанесении (температура, обдув), поэтому подойдут не для каждой мастерской. Чтобы вода испарялась, нужен поток воздуха. Лучше, чтобы поток воздуха шёл по касательной к машине, а не прямо на неё. Однако, краска будет сохнуть и без специальной вентиляции, но дольше. Если в помещении нет соответствующей вентиляции, то дополнительно можно использовать специальный нагнетатель воздуха для сушки краски. Такие нагнетатели работают от компрессора и могут устанавливаться на стойки.
Нужно удостовериться, что краскопульт не содержит остатков старой краски. Остатки обычной краски в смеси с водорастворимой краской могут образовать гелеобразную массу. Лучше использовать отдельный покрасочный пистолет для распыления красок, разбавленных водой.
Расстояние дюзы от поверхности должно составлять около 30 см. Это больше рекомендованного расстояния при окрашивании обычными красками.
Минимальная температура распыления составляет +10 градусов по Цельсию.
В большинстве случаев, водорастворимые краски укрывают ремонтную область или другой цвет панели за 1–2 слоя.
При работе с этими красками очень важным условием является правильная межслойная сушка.
Главная разница между водой и растворителем в том, как они испаряются. Вода испаряется дольше, чем растворители. Для воды имеет значение влажность воздуха.
После нанесения базы, вода должна полностью испариться до того, как будет нанесён лак. Если это условие не соблюдать, то это может привести к отслаиванию лака. Лак, в большинстве случаев, по-прежнему применяют обычный.
Для красок на базе растворителей существует определённый период времени, в течение которого нужно нанести лак, после нанесения базы. Этот период времени дольше для красок, разбавленных водой (до 72 часов). При этом не возникнет проблем с адгезией для дальнейшего нанесения лака.
Когда наносится базовая краска на водной основе, то кажется, что оттенок не совпадает. Оттенок краски меняется после испарения воды. Это отличает водорастворимые краски от обычных. В мокром состоянии они имеют голубовато-зелёный оттенок.
Мифом являются высказывания о многократном увеличении производительности при использовании водорастворимых красок. При правильной сушке производительность нельзя будет увеличить в разы, а лишь незначительно.
Краски, разбавляемые водой, содержат в значительной степени меньше вредных компонентов, но при этом не исключают необходимости использования респиратора.
Чистка краскопульта после распыления водорастворимых красок
После распыления водорастворимых красок краскопульт нельзя отмывать растворителем. Также, краски не отмоются с помощью простой воды и мыла, как это можно сделать с бытовыми красками на водной основе, так как в их состав входит определённый процент растворителей.
Лучше применять смесь воды с бытовыми чистящими средствами, содержащими нашатырный спирт. Нежелательно хранить краскопульт с остатками воды внутри. Для полного удаления воды из краскопульта, можно налить в бачок и распылить немного изопропилового спирта.
Бывают ли водорастворимые грунты и лаки?
Водорастворимые краски, в основном, применяются в качестве базы. Они покрываются обычным автомобильным лаком и по эксплуатационным качествам не отличается от обычных красок.
Водоразбавляемые грунты использовались ещё раньше водорастворимых красок, но это были больше специализированные продукты. Некоторые виды водорастворимых грунтов выпускаются и сейчас. Они применяются (в особенности в Европе) и имеют преимущество в полной совместимости со всеми покрытиями. Исключается вероятность поднятия грунта при его нанесении.
Водоразбавляемые лаки также производятся и некоторые автопроизводители применяют их для окраски автомобилей. Водорастворимые лаки требуют специфических условий для нанесения, которые не все мастерские способны реализовать.
Водорастворимые лаки и грунты пока не обладают теми же эксплуатационными характеристиками, что и традиционные автомобильные лаки и грунты и не пользуются большой популярностью. Известные компании, производящие лакокрасочные материалы постоянно работают над улучшением свойств водорастворимых продуктов. Возможно, в ближайшем будущем свойства грунтов и лаков значительно улучшатся. У потребителя должна быть причина в виде значительного преимущества, по которой он станет использовать водорастворимые лаки и грунты вместо традиционных. Уменьшение вреда экологии и здоровью является важным фактором при применении водорастворимых продуктов, но что касается лаков и грунтов, пока что выигрывают обычные продукты, с уменьшенным содержанием вредных веществ. Они так же вписываются в экологические нормы.