Компоненты лакокрасочного материала

Лакокрасочные материалы, из которых получают покрытия, в большинстве случаев имеют жидкую консистенцию и имеют сложный состав. Далее приводятся общие сведения о компонентах.

Пленкообразователи — вещества, которые при нанесении тонким слоем на обработанную ровную поверхность высыхают под действием кислорода воздуха, света, теплоты, образуя на ней сплошную пленку.

От свойств пленкообразователей зависят прочность соединения лакокрасочного покрытия с окрашиваемой поверхностью, антикоррозионность, стойкость против воздействия внешней среды и другие важнейшие качества покрытий. В числе пленкообразователей — смолы, нитроцеллюлозы (эфир целлюлозы) и растительные масла. Для усиления тех или иных свойств пленкообразователей часто их получают в виде смеси. Например, масляно-смоляные пленкообразователи, состоящие из олифы и смол, применяют при изготовлении распространенных глифталевых эмалей.

Смолы для пленкообразователей используют только растворимые (лаковые) — природные (канифоль, битумы, копалы) и синтетические (глифталевые, меламинные, фенольные, поливинил-ацетатные, эпоксидные и др.).

Нитроцеллюлозу получают путем обработки древесины или хлопковых очесов азотной кислотой.

Высыхающие растительные масла (льняное и конопляное) в качестве пленкообразователя применяют в виде натуральной или уплотненной олифы. Натуральную олифу получают путем термической обработки высыхающих растительных масел с добавкой сиккативов, а уплотненную — из растительного масла, подвергнутого длительному нагреву до температуры 300 °С с последующей добавкой растворителя (до 50 %). Плохо высыхающие масла (хлопковое, подсолнечное и др.) для получения оксидированной олифы (оксоль и др.) подвергают нагреву (150 °С), окислению кислородом воздуха в присутствии сиккативов, далее добавляют растворитель (до 50 %). Синтетические олифы приготовляют из смол, продуктов переработки нефти и др.

Используемые в настоящее время пленкообразователи в подавляющем большинстве представляют собой синтетические смолы (полимеры) и их композиции. Они позволяют получать покрытия с высокими и разнообразными качествами: атмосферостойкие, термостойкие, стойкие в различных средах, электроизоляционные, токопроводящие и др.

В зависимости от вида пленкообразователя пленки бывают обратимые, т.е. после высыхания они вновь могут быть превращены в жидкое состояние под действием растворителя, и необратимые, которые после отверждения уже не растворяются.

В основе образования обратимой пленки лежит физический процесс — испарение растворителя. При образовании необратимой пленки наряду с испарением растворителя протекают химические реакции окисления, полимеризации и поликонденсации. В этом случае молекулы пленки имеют пространственную структуру.

Термопластичные и натуральные смолы создают обратимую пленку, а термореактивные и ненасыщенные смолы, а также растительные масла — необратимую пленку.

Растворители служат для растворения пленкообразователя, т. е. придания ему определенной вязкости, и представляют собой летучие жидкие органические соединения, которые должны испариться без остатка после нанесения лакокрасочного материала на поверхность. В водоразбавляемых эмалях растворителем может быть вода, содержащая 0,5 % аммиака.

Разбавители используют для частичной замены растворителя. Они дешевле растворителей, т.е. понижают стоимость лакокрасочных материалов. Сами разбавители могут не растворять пленкообразователи, но разбавляют уже готовые растворы. Растворители для одних видов пленкообразователей могут являться разбавителями для других.

Избыток разбавителя может вызвать свертывание пленкообразователя и выпадение его в осадок. Это может быть и тогда, когда испаряемость растворителя более высокая, чем у разбавителя.

Растворители и разбавители применяют в строгом соответствии с пленкообразователем. Например, для смоляных пленкообразователей в качестве растворителя используют состав Р-197, № 651 (90 % уайт-спирита и 10 % бутилового спирта), уайт-спирит, сольвент-нафту, сольвент каменноугольный, каменноугольный ксилол, скипидар и другие, а для нитропленкообразователей — ацетон, спирты, смеси № 646, 647, 648, 645 и др. Ацетон — это продукт сухой перегонки древесины или синтетической переработки ацетилена, уайт-спирит — тяжелая бензиновая фракция нефти с температурой кипения 165...200 °С, скипидар — продукт перегонки каменноугольной смолы.

Пигменты — порошкообразные вещества (сухие краски), придающие лакокрасочным материалам необходимые цвет и укрыви-стость (непрозрачность) — замедляют старение и повышают ат-мосферостойкость лакокрасочных покрытий. Пигменты не растворяются в пленкообразователях и растворителях, а находятся в них во взвешенном состоянии. Пигментами могут служить оксиды и соли металлов, а также сажа, алюминиевый порошок (пудра), глины. Размер частиц пигмента (0,5...2 мкм) должен быть значительно меньше толщины лакокрасочной пленки.

К числу распространенных пигментов относятся белые — Цинковые, свинцовые, титановые белила; желтые — охра, крон свинцовый и цинковый; синие — ультрамарин, лазурь; зеленые — оксид хрома, медянка, зеленый крон; красные — мумие, сурик железный, свинцовый сурик, киноварь; черные — сажа.

Основными цветами являются синий, красный и желтый, а все остальные цвета получают путем смешивания. Например, чтобы получить зеленый цвет, смешивают желтый и синий, фиолетовый — красный и синий, голубой — синий и белый, оранжевый — желтый и красный и т.д.

Красящие вещества, растворяющиеся в пленкообразователях, называют красителями. По отношению к некоторым связующим красители могут быть пигментами.

Пластификаторы, или смягчители, могут добавляться к лакокрасочным материалам для придания покрытию эластичности (гибкости) и долговечности. Они могут повышать прилипаемость, свето-, тепло- и морозостойкость. В качестве пластификаторов используют льняное и касторовое масла, эфиры фталевой, фосфорной и других кислот, камфору, термопластичные смолы.

Вследствие выветривания, выпотевания и выщелачивания пластификатора с течением времени его содержание может уменьшиться. Это повышает хрупкость лакокрасочного покрытия и способствует его разрушению.

Сиккативы — вещества, ускоряющие процесс образования пленки. В их числе оксиды свинца, марганца, кобальта или соли органических кислот этих металлов. Сиккативы применяют в жидком и твердом виде и добавляют к эмалям, содержащим масло, в определенных количествах, так как большие количества сиккативов вызывают не сокращение, а увеличение времени высыхания. При соблюдении пропорции благодаря каталитическому действию сиккативов на реакцию окисления и полимеризации пленка затвердевает в несколько раз быстрее.

Наполнители применяют в качестве примеси к слишком насыщенным и укрывистым красителям с целью частичной их замены и удешевления. Они также способствуют более полному осаждению красителя и лучшему его закреплению. Наиболее распространенными наполнителями являются мел, гипс, каолин, тальк (инертные), а также гидроксид алюминия, блакфикс (активные).