Отделочные защитные материалы

Краткий справочник для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению «Строительство»

Отделочные защитные материалы

Лакокрасочными называют природные или синтетические материалы, наносимые в жидком состоянии на поверхность изделия тонким слоем и образующие после отвердевания покровные плёнки. Покрытие изделий или конструкций лакокрасочными материалами производится с целью защиты их от вредного воздействия атмосферы, пара и газов, предохранения от коррозии, загнивания и возгорания. Лакокрасочные материалы широко используют также в целях повышения художественно-архитектурной выразительности фасадов и внутренних помещений жилых и промышленных зданий.

К лакокрасочным материалам относят: готовые красочные вещества, предназначенные для образования непрозрачного и защитного покрытия данного колера; связующие вещества, наполнители, пигменты и красители, служащие для изготовления красочных веществ; лаки, применяемые для отделочного прозрачного покровного слоя; эмали и вспомогательные материалы -шпаклевки и грунтовки, растворители и разжижители лаков и красок, пластификаторы и отвердители полимерных составов и некоторые специальные добавки, например сиккативы.

Связующие вещества, являясь необходимым компонентом в красочных составах, сцепляют частицы пигмента и наполнителя и образуют прочную пленку (слой) на обрабатываемой поверхности. Связующими веществами могут быть: олифы в масляных красках; полимеры - в полимерных красках, лаках и эмалях; каучуки - в каучуковых красках; клеи - в клеевых красках; неорганические вяжущие - в цементных, известковых и силикатных красках.

Олифы являются основным связующим для приготовления масляных красочных веществ. Они могут быть натуральными, полунатуральными и искусственными (синтетическими).

Натуральные олифы - продукты нагрева до 160 ... 270 °С («варки») растительных высыхающих масел (льняного, конопляного, тунгового).

В целях ускорения высыхания олифы в процессе варки масел в них добавляют сиккативы - соли оксидов свинца, марганца, кобальта или растворы других металлических солей жирных кислот в органических растворителях. Пленка, получаемая после высыхания полимерного масла - натуральной олифы, содержит 100 % масла и отличается повышенной водостойкостью, эластичностью, глянцевитостью и атмосферостойкостью.

Полунатуральные или уплотненные олифы - вязкие продукты «варки» (при температуре полимеризации 300 °С) некоторых полувысыхающих и невысыхающих растительных масел: подсолнечного, соевого или хлопкового. Кроме того, уплотнение масел при получении таких олиф достигается окислительной полимеризацией, путем продувания через слой масла воздуха, нагретого до 150 °С. Полученные вязкие, полимеризованные масла разбавляют до жидкой консистенции органическими растворителями, содержание которых достигает 45 %.

Искусственные олифы представляют пленкообразующие вещества, получаемые из непищевых продуктов. Наибольшее применении получили алкид-ные олифы: глифталевая, пентафталевая, состоящие из 50% алкидной основы и 50% уайтспирита, олифа синтоловая и олифа карбоноль.

Для оценки качества (натуральных и полунатуральных) олиф определяют их вязкость, цвет, отстой и прозрачность, количество сиккатива и растворителя, время высыхания, эластичность пленки на изгиб.

Лаками называют растворы масел, природных или синтетических полимеров, битумов и т.п. в органических растворителях. Лаки, нанесенные на обрабатываемую поверхность, после отверждения (высыхания) образуют прозрачную, достаточно прочную пленку, хорошо сцепляющуюся с обработанной поверхностью.

Лаки делятся на светлые (масляные или масляно-смоляные) и черные (битумные, пековые). Из лаков, получаемых на основе поликонденсанционных полимеров, наибольшее распространение имеют алкидные лаки, на основе по-лимеризационных полимеров - перхлорвиниловые лаки; на основе эфира целлюлозы - нитролаки.

В зависимости от плёнкообразующих веществ и растворителей можно выделить алкидные и масляно-алкидные лаки. Они разделяются на жирные, содержащие более 60 % масла, средние от 40 до 45 %, тощие и сверхтощие -35 % масла. Более жирные лаки используют обычно для наружной отделки, тощие применяют для производства внутренних работ.

Синтетические, безмасляные лаки - растворы синтетических полимеров в органических растворителях. Наибольшее распространение получили глифта-левые, мочевино-меламиноформальдегидные, перхлорвиниловые, полиакриловые лаки.

Спиртовые лаки и политуры получают из природных или синтетических полимеров путем их растворения в этиловом спирте или смеси спирта с другими легкими растворителями.

Спиртовые лаки применяют для покрытия деревянных деталей и изделий, а политуру для окончательной отделки лакированной поверхности дерева и придания ей ровного блеска.

Нитроцеллюлозные лаки (нитролаки) - растворы эфироцеллюлозных полимеров в органических растворителях с добавлением пластификаторов. Такие

лаки быстро (утверждаются (высыхают) и образуют блестящую прочную пленку.

Для красочных веществ и приклейки отделочных материалов применяются клеи. Обычно используются животные, растительные, искусственные и полимерные клеи. Животные клеи - мездровый, костный, казеиновый, получают соответственно из кожных покровов животных, их обезжиренных костей, действия органических кислот на снятое молоко.

Клеи искусственные представляют собой растворы модифицированных природных полимеров в воде. В водно-клеевых красочных составах чаще всего они используются в виде карбоксилметилцеллюлозы и метилцеллкшозы.

Клеи растительные - декстрины получают в результате обработки крахмала кислотой или нагреванием его при 150 ... 200 °С.

Клеи синтетические - полимерные синтетические продукты, обладающие высокой клеящей (адгезионной) способностью. Эти клеи используются в виде эмульсий или водных и спиртовых растворов.

Поливинилацетатная дисперсия - продукт полимеризации в водной среде в присутствии инициирующих и других компонентов.

Универсальный клей «Бустилат-М» - белая, сметанообразная масса, изготовленная на основе поливинилацетатной дисперсии. Он представляет собой водную дисперсию латекса, мела, натрийкарбоксиметилцеллюлозы и поваренной соли.

Растворители и разбавители - жидкие среды, в которых растворяемое вещество равномерно распределяется в виде молекул и ионов.

Они не вступают в химическое взаимодействие с растворяемым веществом и должны быть достаточно летучими, легко испаряться при высыхании раствора. Наибольшее распространение получили скипидар, уайт-спирит, ацетон.

Скипидар - слабокрашенная жидкость, продукт деструктивной (без доступа воздуха) перегонки смолистой древесины (древесный скипидар) или разгонки смолы хвойных деревьев (животный скипидар). Скипидар является растворителем средней активности и применяется для разведения масляных, алкидных и других лакокрасочных составов, он легко воспламеняется и взрывоопасен.

Уайт-спирит - слегка окрашенная жидкость, продукт перегонки нефти, средняя фракция между тяжелым бензином и тракторным керосином. Он применяется для растворения масляных красок и лаков, а также для смыва ранее нанесенных затвердевших пленок. Растворяющие свойства уайт-спирита ниже, чем у скипидара.

Технический ацетон - бесцветная, прозрачная, легколетучая жидкость с характерным запахом, смешивается с водой и спиртом в различных отношениях. Ацетон получают при сухой перегонке древесины или синтетическим путем.

Пигменты и наполнители - тонкодиспертные цветные порошки, нерастворимые в пленкообразующих веществах или органических растворителях, но способные равномерно смешиваться с ними. От разновидности пигмента и наполнителя зависят цвет (колер) лакокрасочного покрытия, его долговечность, устойчивость против атмосферных факторов, агрессивных сред и повышенных температур.

Благодаря способности избирательно отражать лучи дневного света пигменты обладают различным цветом. Так, например, пигменты, почти полностью отражающие свет, кажутся белыми и, напротив, пигменты, поглощающие световые лучи, придают красочному составу черный цвет. Пигменты бывают неорганические и органические, искусственные и природные.

Искусственные неорганические пигменты получают в результате сложных химических процессов. Такие пигменты состоят почти полностью из оксидов и солей металлов (белила, кроны, ультрамарин, лазурь малярная).

Природные пигменты, хотя и уступают искусственным по яркости и насыщенности колера, однако значительно дешевле по стоимости. Их получают в результате переработки руд и глин, содержащих значительной количество примесей оксидов железа (железный сурик, мел, мумия, охра).

Пигменты характеризуются химическим составом, укрывистостью, плотностью, маслоемкостью, красящей способностью, дисперсностью, светостойкостью, атмосферостойкостью, химической стойкостью, огнестойкостью и стойкостью против коррозии. Химический состав обуславливает цвет, коррозионную и химическую устойчивость, термостойкость и др. Укрывистость -способность краски (изготовленной на олифе и пигменте) закрывать первоначальный цвет при равномерном нанесении ее на поверхность. Укрывистость характеризуют количеством пигмента (в г) на 1 м окрашиваемой поверхности. Красящая способность (интенсивность цвета) - свойство пигмента передавать свой цвет в смеси с белыми, черными или синими пигментами. Маслоемкость - способность пигмента удерживать определенное количество масла. Она характеризуется количеством масла (в % по массе), которое необходимо добавить к пигменту для получения красочной пасты. Дисперсность - тонкость помола частиц пигмента. Чем меньше частицы, тем выше его укрывистость и красящая способность. Размеры частиц пигмента не должны превышать толщину пленки красочного покрытия во избежании шероховатостей и неровностей.

Пигменты группируются по цвету: белые, черные, красные и коричневые, желтые, синие и зеленые.

Белые пигменты могут быть искусственные и природные. Из искусственных белых пигментов, получаемых путем химической переработки минерального сырья, широко используют цинковые, свинцовые, титановые и сернистые белила.

Мел как пигмент и наполнитель используют для разбеливания цветных красочных веществ. Он применяется также для изготовления клеевых и силикатных красок.

Известь воздушная применяется для побелки фасадов промышленных и гражданских зданий.

Черные пигменты: сажа газовая, нефтяная, перекись марганца и тонко молотый графит.

Красные и коричневые пигменты: мумия искусственная и природная, сурик железный, крон красный, сурик свинцовый.

Желтые пигменты: кроны различных оттенков (от лимонного до оранжево-красного) и охры.

Синие пигменты: ультрамарин и лазурь малярная. Зелёные пигменты: оксид хрома, зелень цинковая, зелень свинцовая, хромовая.

Цинковые белила - оксид цинка ZnO с небольшим количеством примесей. Содержание оксида цинка должно быть не менее 92 %, плотность -5.6 г/см3 , укрывистость - 100 ...ПО г/м2 , они светостойки, не ядовиты, невысокая атмосферостойкость.

Свинцовые белила по химическому составу представляют собой основную углекислую соль свинца 2РвСОз Рв(ОН)2. Они укрывисты, атмосферо-стойки, но токсичны.

Титановые белила по химическому составу - диоксид титана TiCA. Они являются лучшими из существующих белил, их укрывистость составляет 50 ... 70 г/м2 , плотность 4.24 ... 3.84 г/см3. Титановые белила обладают высокой стойкостью к воздействию атмосферы, кислот, щелочей и повышенных температур, они не токсичны.

Перекись марганца (МпСЬ) в тонкоизмельченном состоянии образует черный пигмент со значительной кроющей способностью. Мумия природная -тонкоизмельченный порошок глины, окрашенный оксидом железа в красные тона. Сурик свинцовый - оранжевый или красный порошок, представлят собой свинцовую соль ортосвинцовой кислоты Рв3О4, токсичный, тяжелый (плотность 8.3 ... 9.2 г/см3) пигмент.

Ультрамарин - алюмосиликат натрия Na4Al3Si3S2Oi2, содержащий серу в коллоидном состоянии, получают путем отжига каолина с содой и серой.

Лазурь - железная соль железистосинеродистой кислоты Fe4|Fe(CN6)|3, светостойкий пигмент, однако разрушается под воздействием щелочей и поэтому не применяется для покрасок по штукатурке и цементным растворам. Оксид хрома Cr2O2 устойчив к воздействию щелочей, кислот и повышенных температур. Получают нагреванием хромника K2Cr2O7 с восстановителем.