Лакокрасочные изделия

По атмосферостойкости алкидная олифа почти не уступает натуральной, а по физико-механическим показателям пленки во многом превосходит ее. Синтетические полимерные связующие - эпоксидные, полиэфирные, полиуретановые. Лучшие краски и лаки получают на полиуретановых связующих путем регулирования их состава.

Перхлорвиниловые полимеры, продукт ограниченного хлорирования поливинилхлорида - ПВХ. Перхлорвинил содержит 62,5...64,5% связанного хлора. В отличие от ПВХ перхлорвинил хорошо растворяется во многих органических растворителях (хлорсодержащих, ароматических, ацетоне). Пленки, получаемые из раствора перхлорвинила, атмосферостойкие, теплостойкие (до 100°С) и морозостойкие (до -45°С). Перхлорвинил широко используют для получения фасадных красок.

Полиакрилаты - группа полимеров сложных эфиров акриловой кислоты. В зависимости от состава полиакрилаты могут иметь вид от клейких каучукоподобных продуктов до твердых стеклообразных полимеров. Полиакрилаты используют в производстве лакокрасочных материалов высокого качества.

Водные дисперсии полимеров представляют собой мельчайшие частицы полимера (1...100мкм), взвешенные в воде. Концентрация полимера 40...50%. От слипания частицы полимера защищены тонкой пленкой эмульгатора (стабилизирующего поверхностно-активного вещества) ПАВ.

Растворители - летучие жидкости, образующие со связующими истинные растворы, стабильные во времени. Разбавители - хорошо совмещающиеся с красочным составом жидкости, образующие с ним устойчивые смеси (суспензии или эмульсии).

От растворителей и разбавителей требуется химическая инертность к связующему и другим компонентам лакокрасочного материала. В некоторых случаях, наоборот, растворителем выбирают вещество, входящее при твердении в состав лаковой пленки (например, стирол в лаках на основе ненасыщенных полиэфиров).

Органические растворители токсичны, поэтому при работе с ними необходимо соблюдать меры безопасности: проветривать помещение и одевать перчатки, респираторы и противогазы. По степени повышения токсичности растворители располагаются в такой последовательности:

скипидар → уайт-спирит → этилацетат → ацетон → бензол → толуол→ ксилол→ дихлорэтан.

Недостаток органических растворителей - горючесть. Их пары при определенных концентрациях с воздухом образуют взрывоопасные смеси. В помещениях, где хранят материалы с растворителями или работают с ними, необходимо строго соблюдать противопожарные правила.

Спирты - кислородсодержащие растворители. Используются низшие одноатомные спирты: бутиловый, этиловый и метиловый (метанол). Из-за высокой токсичности применение последнего ограничено.

Сложные и простые эфиры - кислородсодержащие растворители. Чаще всего используют эфиры низших спиртов и уксусной кислоты (ацетаты): этилацетат (Т_кип = 75°С) и бутилацетат (Т_кип = 125°С) - прозрачные жидкости с фруктовым запахом: Они хорошо растворяют большинство синтетических эмалей.

Правильный выбор вида и количества растворителя - во многом определяет качество лакокрасочного покрытия. Как правило, для конкретных материалов применяют не один растворитель, а специально подобранную смесь растворителей.

Пожароопасность и токсичность органических растворителей, присутствие которых в лакокрасочном материале необходимо только на стадии нанесения, делает использование материалов с такими растворителями крайне нерациональным. Лучший растворитель - вода. Но и у нее есть недостатки: с ней нельзя работать при температуре ниже 0°С и она не способна растворять большинство масляных красок и эмалей. Последний недостаток преодолим путем замены растворов полимеров на их водные дисперсии, в которых вода является не растворителем, а разбавителем.

Современные тенденции развития лакокрасочной промышленности связаны именно с разработкой материалов, не содержащих органических растворителей, например, водоразбавляемых или порошковых.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Пигменты и наполнители

Пигменты. Качество пигментов характеризуется комплексом технологических и эксплуатационных свойств.

Красящая способность пигмента - способность передавать свой цвет при смешивании с белым пигментом. Чем больше красящая способность, тем меньше требуется пигмента для получения окраски нужного тона, и он может быть частично заменен наполнителем.

Кроющая способность (укрывистость) - способность пигмента, перекрывать цвет подложки. Это свойство обусловлено рассеянием света частицами пигмента и зависит от разности показателей светопреломления пигмента (n_пиг) и пленкообразующего вещества (n_пл). Чем она больше, тем больше укрывистость пигмента. Поскольку у органических пленкообразующих (олиф, полимеров) n<1,5..1,6, то укрывистыми будут пигменты с n>1,6. Укрывистость зависит также от дисперсности пигмента. Она оценивается расходом пигмента (г) на 1 м² окрашиваемой поверхности, необходимым для закрытия контрастной окраски этой поверхности.

Безвредность пигментов. Эта проблема связана с тем, что некоторые пигменты содержат ядовитые вещества: соединения свинца, хрома и других тяжелых металлов; это необходимо учитывать при окраске интерьеров.

Природные минеральные пигменты. Их получают механическим обогащением, помолом или отмучиванием окрашенных горных пород (главным образом, глин). Эти пигменты имеют приглушенную окраску, но свето- и атмосферостойкость их очень высока.

Охра (желтый цвет), сурик железный (кирпично-красный цвет), мумия (коричневато-красный), умбра (коричневый, после прокаливания - красно-коричневый), сиена (темно-желтый, после прокаливания - каштановый).

Черные пигменты - перекись марганца (МnО₂) - марганцевая руда пиролюзит и графит - модификация чистого углерода - дают красивую гамму тонов от серебристо-серого до черного; исключительно термо-, химически- и атмосферостойкий пигмент.

Белый пигмент - мел (СаСО₃) применяется как наполнитель в шпатлевках.

Искусственные неорганические пигменты получают химической обработкой минерального сырья. Свето- и атмосферостойкость их ниже, чем у природных.

Белила титановые (ТiO₂) - диоксид титана самый распространенный белый пигмент высокого качества (n = 2,72; укрывистость - 15...25г/м²); свето- и атмосферостоек; применяется для всех видов красок.

Пигменты на основе оксидов железа: желтый, железоокисный, красный железокисный (редоксайд). Они отличаются высокой укрывистостью, атмосферо- и светостойкостью.

Свинцовые и цинковые пигменты: крон свинцовый (лимонный, желтый и оранжевый), крон цинковый (лимонный и желтый) и сурик свинцовый (оранжево-красный). Эти пигменты (кроме сурика) менее стойки, чем железоокисные, и ядовиты (в особенности свинцовые).

Железная лазурь (милори) - ферроцианид железа и калия - пигмент синего цвета, применяется в смеси с белыми и желтыми (для получения зеленого цвета) пигментами; не щелочестоек.

Ультрамарин - алюмосиликат натрия, содержащий серу; щелоче- и светостоек; в кислых средах обесцвечивается.

Кобальт синий - пигмент очень высокого качества; из-за высокой стоимости применяется редко, как краска для керамики.

Оксид хрома (Сr₂О₃), оливково-зеленого цвета, обладающий высокой свето- и атмосферостойкостью. Его применяют в смеси с наполнителями; используется для приготовления всех видов красок и эмалей.

Медянка (основная уксуснокислая медь) - интенсивно окрашенный зеленый пигмент; применяется в смеси с титановыми белилами для получения светло-зеленых красок. Недопустимо смешение с пигментами, содержащими цинк или сернистые соли (например, цинковыми белилами и литопоном). Светостойкость медянки ниже, чем у оксида хрома.

Зеленые пигменты можно получить смешиванием синих пигментов с желтыми; например, зелень цинковую - смесь цинкового крона с лазурью, применяют в красках для деревянных поверхностей; из-за низкой щелочестойкости не рекомендуется для окраски бетонных и оштукатуренных поверхностей и полностью не пригодна для известковых и силикатных красок.

Для красок используют газовую сажу, имеющую минимальное количество примесей. Сажа абсолютно свето- и химически стойка. Кроме сажи, особенно для цветных штукатурок, применяется щелочестойкий пигмент железная черная (закись - окись железа - FeO*Fe₂O₃).

Металлические пигменты - это тонкодисперсные металлические порошки (алюминиевая, бронзовая пудра) с защитным покрытием; используют для защитных окрасок металлоконструкций и как второй пигмент в красках типа - металлик. В водных красках не применяется.

Органические пигменты - это органические красители, переведенные в нерастворимую форму. От неорганических они отличаются большей интенсивностью окраски, разнообразием и чистотой тонов, но меньшей свето-, атмосферо- и химической стойкостью. Наибольшее распространение получили азопигменты, фталоцианиновые и полициклические пигменты.

Азопигменты имеют непрерывную гамму цветов от зеленовато-желтого до бордо. Они устойчивы к действию щелочей.

Фталоцианиновые пигменты имеют синий, голубой и зеленый цвета. Это одна из самых устойчивых к ультрафиолетовому излучению, нагреву и химическим воздействиям группа органических пигментов, используемых для строительных целей

Наполнители - минеральные порошки, нерастворимые в связующем, более дешевые и доступные вещества. Их используют для экономии дорогостоящих пигментов, а также для улучшения малярно-технических и эксплуатационных свойств покрытий. В большом количестве их используют в шпатлевках. В зависимости от способа получения различают наполнители:

природно-дисперсные наполнители: каолин, мел, бентонит, диатомит;

механически диспергированные: асбест хризотиловый пылеватый, барит, тальк, слюда, мусковит, гипс;

синтетические: аэросил; белая сажа; бланфикс - синтетический барит; окись и гидроокись алюминия и др.

Совместное применение пигментов и наполнителей с частицами разной формы и размера позволяет получить более плотную упаковку, благодаря чему уменьшается расход связующего и, как следствие, повышается атмосферостойкость и твердость пленки. Так, у красок на титановых белилах (ТiO₂) атмосферостойкость покрытия резко возрастает при введении 25% слюды или 35...50% талька (от массы ТiO₂).

Наполнители с высокой маслоемкостью (аэросил, каолин, мел и т. п.) снижают блеск эмалей, делая поверхность матовой. С помощью подбора наполнителей могут быть решены и другие задачи.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список использованной литературы.

1.Лахтин Ю.М., Леонтьева В.П. Материаловедение Издательство: Машиностроение Страниц: 528 

2. А.Н. Гормаков . Материаловедение. Учебно-методическое пособие Издательство: ТПУ

3.Моряков О.С.Издательство: Материаловедение Академия .Страниц: 240