Лакокрасочные материалы

Министерство Образования Российской Федерации

Санкт-Петербургский Государственный Инженерно-Экономический Университет.

Реферат на тему: «Лакокрасочные материалы»

Выполнил: Новицкий Н. А., гр. 821 ИРЭиУ

Руководитель: Коновалов В. Ф.

Санкт-Петербург

2003

§ 1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ 3

§ 2. ОСНОВНЫЕ КОМПОНЕНТЫ КРАСОЧНОГО СОСТАВА 4

1. Связующие (пленкообразующие) вещества 4

2. Пигменты 5

3. Растворители и разбавители 8

§ 3. ПОЛИМЕРНЫЕ КРАСОЧНЫЕ СОСТАВЫ 8

1. Полимерные краски 8

2. Полимерные эмульсионные (латексные) краски 9

3. Полимерцементные краски 10

§ 4. ЛАКИ И ЭМАЛЕВЫЕ КРАСКИ 10

1. Лаки 10

2. Эмалевые краски 11

3. Лакокрасочные защитные покрытия 12

4. Обмазки и замазки 13

§ 5. ОЛИФЫ И МАСЛЯНЫЕ КРАСКИ 14

1. Олифы 14

2. Масляные краски 15

§ 6. КРАСОЧНЫЕ СОСТАВЫ НА ОСНОВЕ НЕОРГАНИЧЕСКИХ ВЯЖУЩИХ ВЕЩЕСТВ И КЛЕЯ ИЗ ПРИРОДНОГО СЫРЬЯ 15

1. Цементные и известковые краски 16

2. Силикатные и клеевые краски 16

Список литературы. 18

ЛАКОКРАСОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

§ 1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Лакокрасочными материалами называют вязкожидкие составы, наносимые на поверхность конструкции тонким слоем, который через несколько часов отвердевает и образует пленку, прочно сцепляющуюся с основанием. Схе­ма лакокрасочного покрытия показана на рис. 18.1.

К лакокрасочным материалам относятся:

1) грунтовки и шпаклевки для подготовки поверхности к окраске; нанося их, получают однородные и ровные поверхности;

2) красочные составы (краски), применяемые в вязко-жидком или пастообразном виде, образующие покрытия нужного цвета;

3) связующие вещества и пигменты, из которых изготовляют красочные составы;

4) лаки, соз­дающие пленку, отличающуюся блеском;

5) растворители и разжижители лаков и красок;

6) пластификаторы, отвердители полимерных кра­сок и другие специальные до­бавки.

Лакокрасочные материалы применяют для архитек­турной отделки фасадов зда­ний, они придают помещени­ям красивый вид, создают в них необходимые санитарно-гигиенические условия. Не­редко лакокрасочные материалы помогают предохранить материал конструкции от разрушительных воздействий среды. Отделочный слой фасада здания первый встречает действие дождя, ветра, агрессивных газов, содержащихся в воздухе, изменения температуры среды. Придавая лакокрасочному покрытию водоотталкивающие свойства и эластичность, можно зна­чительно увеличить срок безремонтной службы самой отделки, повысить долговечность конструкции и улучшить эксплуатационные качества зданий. Все шире применяют лакокрасочные материалы специального назначения. Од­ни из них являются химически стойкими, ими покрыва­ют металлические и железобетонные конструкции для предохранения от коррозии, другие необходимы для за­щиты древесины (антисептические и огнезащитные краски для дерева).

Имеются жароупорные лаки, которыми окрашивают промышленное оборудование. Санитарно-техническое оборудование, металлические трубопроводы также нуж­даются в защитной окраске.

Лакокрасочная промышленность выпускает в основ­ном готовые материалы, перед их употреблением добав­ляют лишь растворители или разбавители. Сборные кон­струкции и детали должны поступать с заводов на строи­тельство с полной готовностью, т. е. в окончательно отделанном виде. Для этого на заводах сборных строи­тельных конструкций предусматривается конвейерная ли­ния отделки элементов.

§ 2. ОСНОВНЫЕ КОМПОНЕНТЫ КРАСОЧНОГО СОСТАВА

1. Связующие (пленкообразующие) вещества

Связующими веществами в красочных составах яв­ляются следующие материалы: полимеры — в полимер­ных красках, лаках, эмалях; каучуки — в каучуковых красках; производные целлюлозы — в нитролаках; олифы — в масляных красках; клеи (животный и казеиновый) — в клеевых красках; неорганические вяжущие вещества — в цементных, известковых, силикатных крас­ках.

Полимеры применяют в красках и лаках вместе с растворителем, а также в сочетании с олифой или цемен­том (полимерцементные красочные составы).

Применение синтетических полимеров значительно сократило расход растительных масел на приготовление строительных красок и дало возможность выпускать но

вые виды долговечных и экономичных красочных соста­вов. Хотя некоторые полимерные краски и лаки еще до­роги, все же стоимость окраски 1 м² поверхности поли­мерными составами, отнесенная к одному году эксплуатации, часто бывает ниже стоимости отделки другими строительными красками (известковыми и др.). Широкое применение полимерных лаков и эмалей при­вело к почти полному отказу от импорта дорогих природ­ных смол (шеллака, копалла, даммара), ввозимых из Индии и других стран. Прежде основным сырьем лако­красочной промышленности являлись природные смолы и растительные масла.

Связующее вещество — главный компонент красочного состава, который определяет консистенцию краски, прочность, твердость и долговечность образующейся плен­ки. Связующее выбирают, учитывая и прочность его сцепления (адгезию) с основанием после затвердевания. Защитные свойства лакокрасочного покрытия по отноше­нию к металлу, бетону или другому материалу зависят как от связующего, так и от примененного пигмента. Например, алюминиевый пигмент замедляет коррозию стали, в то время как малярная сажа ее ускоряет.

2. Пигменты

Пигменты представляют собой тонкие цветные порош­ки, нерастворимые в связующем веществе и раствори­теле. От них зависит не только цвет, но и долговечность лакокрасочного покрытия. Подобно заполнителю в строительных растворах и бетонах, пигмент уменьшает усадоч­ные деформации пленки при ее твердении («высыхании») и при колебаниях влажности окружающей среды. Искус­ственные пигменты с большой красящей способностью разбавляют белым тонкодисперсным наполнителем, что удешевляет красочный состав. Наполнители: мел, моло­тый известняк или гипс, порошки сернокислого бария или талька, не снижающие атмосферостойкости покрытия. Неорганические пигменты состоят из оксидов и солей ме­таллов различного цвета. Красочные составы, выпускаемые заводами, а также приготовляемые на месте строи­тельных работ, содержат чаще всего неорганические пиг­менты.

Органические пигменты — это малярная сажа, графит и синтетические красящие вещества, обладающие высокой красящей способностью. К ним относятся пиг­менты: желтый и оранжевый светопрочные, алый, голу­бой.

Пигменты бывают природные (мел, охра, мумия, же­лезный сурик, киноварь) и искусственные. К искусствен­ным пигментам, получаемым путем химической перера­ботки сырья, относят белила, кроны, ультрамарин, малярную лазурь и др.

Белые пигменты. К ним относятся белила, мел, из­весть, алюминиевая пудра.

Титановые белила представляют собой тонкий порошок диоксида титана TiO₂. Их считают лучшими из со­временных белил: они светостойки, обладают хорошей кроющей способностью, неядовиты. Применяют для из­готовления масляных, эмалевых и других наружных и внутренних красок по металлу, дереву, штукатурке. Цинковые белила (в основном оксид цинка ZnO) светостой­ки, неядовиты. Однако, как и свинцовые белила, недостаточно стойки к действию щелочей.

Свинцовые белила — белый порошок основного кар­боната свинца 2РbСО₃*Pb(ОН)₂. Вследствие токсичности их применяют редко. Темнеют при действии сероводоро­да, сернистого газа и других сернистых соединений. По­этому свинцовые белила нельзя, например, смешивать с ультрамарином. Литопоновые белила, состоящие из осаж­денных ZnS и BaSO₄, на свету желтеют. В связи с чем их применяют в смеси с голубым пигментом лишь для внутренних покрасок.

Мел широко используется как пигмент и наполнитель для разбеливания цветных пигментов. Чаще всего входит в состав клеевых окрасок помещений, силикатных красок, побелок потолков.

Воздушную известь применяют, главным образом, для побелки фасадов зданий.

Алюминиевый пигмент имеет пластинчатую форму частиц, благодаря которой получают красочное покры­тие, имеющее «панцирное» строение. Алюминиевая мас­ляная окраска металлических конструкций предохраняет их от коррозии, поскольку образующаяся пленка водостойка, практически непроницаема для ультрафиолетовых лучей и долговечна.

Желтые пигменты — кроны и охры. Цинковый крон (хромат цинка) применяют и основном для антикоррозионных окрасок металлических покрытий. Свинцовые кроны (на основе хромата и сульфата свинца) — это пигменты, имеющие цвет от лимонною до оранжевого. Желтые кроны изменяют свой цвет под действием раствора щелочей (краснеют). Свинцовые кроны токсичны, работа с ними требует соблюдения требований охраны труда.

Охры, называемые иногда; земляными красками, состоят из гидроксида железа с примесью глины. Цвет охры может быть от светло-желтого и золотистого до темно-желтого в зависимости от содержания оксида железа и примесей. Прокаленная охра приобретает коричневый или красный цвет.

Коричневые пигменты. Эта группа пигментов вклю­чает умбру и ряд смешанных пигментов, получаемых из железного сурика и мумии. Умбра, как и охра, относится к числу земляных красок. Это тонкий порошок глины, окрашенный в природных условиях Fе₂Оз, МnО₂ и други­ми примесями в различные оттенки коричневого цвета.

Зеленые пигменты — оксид хрома, цинковая зелень и другие смешанные пигменты. Оксид хрома Сг₂О₃ обла­дает многими достоинствами: устойчив к действию ще­лочей, кислот и повышенных температур; для получения зеленовато-синих оттенков добавляют ультрамарин. Цин­ковую зелень получают смешением кронов с малярной лазурью и наполнителем (BaSO₄); она устойчива к дейст­вию щелочей.

Синие пигменты: ультрамарин и лазурь малярная. Ультрамарин получают сплавлением каолина с содой и серой (или Na₂SO₄ и углем). Наибольшее распространение нашел синий ультрамарин, служащий пигментом в строительных красках, применяемый также для окраски бумаги и в быту («синька» используется для подсинива­ния белья, льна). Состав ультрамарина приближенно вы­ражается формулой Na₄Al₃Si₃S₂O₁₂. Хотя он стоек к воде, мылу и слабым щелочам, кислоты обесцвечивают ультра­марин, разлагая его с выделением сероводорода и крем­невой кислоты. Малярная лазурь представляет собой интенсивно-синюю соль трехвалентного железа состава Fе₄[Fе(СN)₆]₃ В воде и кислотах лазурь практически нерастворима, но щелочи ее разлагают с выделением

Fe(OH)₃. Поэтому при нанесении на бетон или свежую штукатурку эта краска теряет свой синий цвет.

Красные пигменты. Из этой группы пигментов наибо­лее известны: железный сурик — тонкий порошок оксида железа кирпично-красного цвета, искусственная мумия — пигмент, имеющий различные оттенки в зависимости от соотношения составных частей Fe₂O₃ и CaSO₄, природная мумия — тонкий минеральный порошок, окрашенный в естественных условиях оксидами железа в красный цвет, свинцовый сурик — порошок красно-оранжевого цвета, содержащий в основном PbO*Pb₂O₃. Редоксайд — крас­ный железооксидный пигмент, стойкий к щелочной среде.

Черные и серые пигменты — малярная сажа, диоксид марганца, тонкомолотый графит. Малярная сажа — поро­шок почти чистого углерода. Пигменты, содержащие уг­лерод в свободном состоянии (к ним относится сажа), образуют с железом гальваническую пару, ускоряющую коррозию стали. Диоксид марганца МnО₂ (пиролюзит), получаемый из марганцевой руды, свето- и щелочестойкий, сравнительно дешевый пигмент. Графит содержит 70—95 % углерода, в измельченном виде применяется как серый пигмент.

Основные свойства пигментов. Дисперсность пигмен­та влияет на все его основные свойства. Чем мельче ча­стицы пигмента, тем выше его укрывистость и красящая способность (до достижения оптимальной степени дисперсности). Полифракционный состав пигмента позволя­ет получить плотное красочное покрытие при минимальном расходе связующего вещества. Укрывистость характеризует расход красочного состава (по массе) на единицу окрашиваемой поверхности. Красящая способ­ность — это свойство пигмента передавать свой цвет бе­лому пигменту.

Маслоемкость характеризуется количеством (в г) оли­фы, необходимым для превращения 100 г пигмента в па­стообразное состояние. Светостойкость — свойство со­хранять свой цвет при действии ультрафиолетовых лучей. Большинство природных пигментов (охра, железный су­рик и др. ) светостойки. Литопоновые белила желтеют на свету, некоторые органические пигменты обесцвечивают­ся. Атмосферостойкость — свойство длительное время противостоять воздействию атмосферных факторов: во­ды, кислорода воздуха, сернистых и других газов, попе

ременному увлажнению и высыханию, нагреванию и ох­лаждению.

Антикоррозионные свойства характеризуют способ­ность пигмента (в сочетании с соответствующим связую­щим) образовать покрытие, защищающее сталь от коррозии (анодная защита). При окраске стальных конструкций следует использовать антикоррозионные пигменты. К числу таких пигментов относятся, например, алюминиевая пудра, цинковые белила, цинковые и свинцовые кроны, свинцовый и железный сурик. Алюминии в ряду напряжений металлов занимает место выше железа. При образовании гальванической пары алюминии становится анодом, стремится перейти в состояние ионов, а железо является катодом и не подвергается изменению; образующаяся пленка гидроксида алюминия защищает поверхность стальной конструкции. Другие из перечислен­ных пигментов, например свинцовый сурик, дают в смеси с маслом олифы нерастворимые соли жирных кислот, тоже предохраняющие металл от коррозии.

Химическая стойкость к действию щелочей и кислот. Ряд пигментов изменяет свой цвет или обесцвечивается при соприкосновении с щелочными растворами. Напри­мер, малярная лазурь в щелочной среде обесцвечивается, свинцовый железный крон краснеет. Подобные пигменты не применяют для изготовления красочных составов, наносимых на поверхность свежею бетона или цементно-известковой штукатурки. Щелочестойкими являются поч­ти все природные пигменты (охры, мумия, умбра, пере­кись марганца), а также многие искусственные пигменты (титановые белила, оксид хрома, органические пигмен­ты: алый и оранжевый). Для изготовления специальных кислотостойких красок применяют только кислотостойкие пигменты (графит, титановые белила, оксид хрома). Пиг­менты, содержащие соединения свинца (свинцовые бели­ла, свинцовые крон и сурик), токсичны и при их приме­нении необходимо соблюдать установленные правила ох­раны труда.

3. Растворители и разбавители

Растворители применяют при изготовлении полимер­ных и каучуковых красок, лаков, эмалей и некоторых других красочных составов. Способностью растворять полимеры, каучук и масла обладают большей частью углеводородные продукты: ацетон, скипидар, бензол, лако­вый керосин, уайт-спирит, сольвент-нафта, комбиниро­ванный растворитель Р-4.

Разбавители не растворяют пленкообразующие веще­ства и предназначены лишь для уменьшения вязкости красочного состава, т. е. их добавляют для придания краске удобонаносимости. Роль разбавителя выполняет олифа, добавляемая в густотертую масляную краску, или вода, вводимая в водоэмульсионный красочный состав.

§ 3. ПОЛИМЕРНЫЕ КРАСОЧНЫЕ СОСТАВЫ

1. Полимерные краски

Полимерная краска представляет собой суспензию пигмента в растворе полимера или перхлорвиниловой смолы. К числу хорошо зарекомендовавших себя фасад­ных красок принадлежат кремнийорганические эмали, перхлорвиниловая краска, эпоксидно-полиамидная компо­зиция. Вследствие высокой атмосферостойкости краски отделка фасада здания сохраняется 10—12 лет и более, ее можно очищать от пыли, промывая водой. Кремний-органические покрытия непроницаемы для капельно-жидкой воды, но пропускают водяной пар из помещения на­ружу. Такие покрытия не препятствуют естественной вен­тиляции помещений, но в то же время защищают наружные степы зданий от увлажнения. Полимерные краски широко применяют для отделки стеновых пане­лей и блоков полной заводской готовности, а также для окраски и восстановления фасадов построенных зданий. Затраты на отделку единицы поверхности полимерными красками, отнесенные к одному году эксплуатации, ни­же по сравнению с другими красочными составами.

Каучуковые краски получают путем диспергирования хлоркаучука в летучем растворителе. Поскольку каучуко­вые краски химически стойки и обладают высокой водо­стойкостью, то их применяют для защиты от коррозии металлических и железобетонных конструкций. Положи­тельным свойством хлоркаучуковых и кумаронокаучуковых красок является высокая эластичность пленки, бла­годаря чему защитное покрытие следует за деформация­ми конструкции и сохраняется без трещин,

Эфироцеллюлозные краски представляют собой пигментированные дисперсии нитро- или этилцеллюлозы в летучих растворителях. Нитролаки часто применяют взамен масляных красок, причем эти лаки высыхают значительно быстрее масляных красочных составов.

Как видно, полимерная краска содержит органичес­кий растворитель в таком количестве (30—50% по мас­се), которое необходимо для придания составу малярной консистенции. После нанесения покрытия растворитель испаряется (улетучивается) и на окрашиваемой поверх­ности образуется атмосферостойкая пленка. Дисперсия полимера в летучем растворителе должна смачивать ма­териал, тогда она проникает в поры материала (бетона, кирпича и т. д. ), обеспечивая прочное сцепление образу­ющейся пленки с основанием.

Полимерные краски быстро высыхают, однако при этом безвозвратно теряются ценные продукты — летучие органические растворители. Большинство растворителей горит, их пары огнеопасны и взрывоопасны. Накаплива­ясь в закрытых помещениях, пары растворителей вредно влияют на здоровье людей; кроме того, они могут быть причиной пожара, поэтому при их использовании долж­ны соблюдаться установленные меры охраны труда и противопожарной безопасности.

Более безопасными и экономичными являются эмуль­сионные красочные составы па основе полимеров, не со­держащие летучих растворителей или содержащие их в небольших количествах.

2. Полимерные эмульсионные (латексные) краски

Полимерной эмульсионной краской называют красоч­ный состав из двух несмешивающихся жидкостей, в ко­тором частицы (глобулы) одной жидкости (дисперсная фаза) распределены в другой жидкости (дисперсионная среда или внешняя фаза). Для получения устойчивой, практически не расслаивающейся эмульсии необходимо при ее изготовлении ввести соответствующий эмульга­тор. Эмульгатор представляет собой поверхностно-актив­ное вещество, которое адсорбируется одной из жид­костей на поверхности раздела фаз, понижая ее по­верхностное натяжение. Вместе с тем вокруг частиц (глобул) дисперсной фазы образуется механическая прочная оболочка, препятствующая укрупнению и слия­нию глобул.

К числу эмульгаторов относятся преимущественно ве­щества, обладающие значительной полярностью, они со­держат активную полярную и неактивную группы. По­лярная группа нередко представлена гидроксилом ОН, карбоксилом СООН, а также группами COONa. При из­готовлении эмульсий, применяемых в строительстве, эмульгаторами часто служат лигносульфонаты (обычно в виде сульфитно-дрожжевой бражки), натриевые соли нафтеновых кислот (мылонафт), абиетат натрия (омы­ленная канифоль) и др.

Эмульсионные красочные составы типа «полимер в во­де» содержат полимер, диспергированный в воде, в виде мельчайших глобул. Кроме пленкообразующего вещества (синтетической смолы или каучука) и воды, красочный состав содержит эмульгатор, пигмент и добавки, улуч­шающие свойства краски. Эмульсионные краски обычно поставляют в виде пасты, которую на месте применения разбавляют водой до малярной консистенции. Воду из нанесенной на поверхность эмульсионной краски частич­но впитывает пористое основание (бетон, штукатурка и т. п. ), а оставшаяся в покрытии вода испаряется. В результате эмульсия распадается и через 1—2 ч обра­зуется прочное гладкое матовое покрытие, свето- и во­достойкое. Благодаря своей пористости покрытие газо­проницаемо. Поэтому эмульсионными красками нередко окрашивают непросохшие поверхности штукатурки или бетона, так как влага из материала подложки может ис­паряться через поры покрытия. Эмульсионные краски не­токсичны, пожаро- и взрывобезопасны. Их применяют для наружных и внутренних малярных работ.

Поливинилацетатная краска представляет собой пиг­ментированную водную дисперсию поливинилацетата, пластифицированную дибутилфталатом; применяют для окраски по бетону, штукатурке, дереву, для отделки древесно-волокнистых плит и деталей из гипсобетона.

Бутадиенстиролъную краску используют преимущест­венно для высококачественной окраски внутри зданий. Для этой же цели применяют эмульсионную краску марки СЭМ, состоящую из глифталевого лака, воды, эмульгатора и специальных добавок.

Акрилатные краски, отличающиеся высокой атмосферостойкостью, применяют для долговечной окраски фасадов зданий, а также для отделки влажных помеще­ний. Их выпускают белого, оранжевого и других цветов.

Водостойкие эмульсионные красочные покрытия мож­но промывать водой с мылом.

3. Полимерцементные краски

Полимерцементные краски изготовляют на основе водной дисперсии полимера и белого портландцемента, в них обычно вводят пигмент и наполнитель (известко­вую муку, тальк и т. п. ). Для получения полимерцементных красок нередко используют поливинилацетатную дисперсию. Полимерцементные составы применяют для заводской отделки крупных панелей и блоков, а также для окраски фасадов зданий (по бетону, штукатурке, кирпичу).

§ 4. ЛАКИ И ЭМАЛЕВЫЕ КРАСКИ

1. Лаки

Лаками называют красочные составы в виде диспер­сии пленкообразующего вещества (природной или син­тетической смолы, битума, олифы) в летучем раствори­теле. Кроме двух главных компонентов лак обычно со­держит пластификатор, отвердитель и другие специаль­ные добавки, улучшающие качество лакового покрытия.

Битумный (асфальтовый) лак — коллоидный раствор битума в летучем растворителе. Битумные лаки образу­ют водостойкие пленки черного цвета, применяют их для антикоррозионного покрытия металлических деталей санитарно-технического оборудования, канализационных и газовых труб. Ими же покрывают «черные» скобяные изделия — петли, дверные ручки и т. п.

Битумно-масляные лаки используют для окраски ме­таллических конструкций и деталей (перил, оград и т. п. ). Вводимые в состав лака растительные масла улуч­шают свойства покрытия — сохраняют эластичность на морозе и не так быстро стареют, как покрытие из безмасляного битумного лака.

Спиртовые лаки и политуры — растворы синтетичес­ких или природных смол в спирте, имеющие коричневый, желтый или другой цвет. Их используют для полировки деревянных деталей, мебели, для покрытия изделий из стекла и металла.

Нитролаки — растворы производных целлюлозы в ор­ганических растворителях, обычно содержащие пластификатор. Нитролак быстро высыхает, дает блестящую пленку коричневого или желтого цвета, его широко при­меняют для окраски мебели и деревянных деталей. Этилцеллюлозный лак бесцветен, им лакируют неокрашен­ные и окрашенные изделия и детали из дерева. Нитро­лаки огнеопасны; высыхая, выделяют вредные для здоровья пары растворителя, поэтому при их использова­нии необходима осторожность и соблюдение установлен­ных правил охраны труда.

Смоляные лаки находят широкое применение сооб­разно свойствам синтетической смолы, диспергированной в органическом растворителе. Лаки на основе мочевино-формальдегидной и полиэфирной смол используют для окраски паркетных полов, для отделки фанеры, столяр­ных изделий, древесно-стружечных плит. Окраска перхлорвиниловым лаком защищает материал строитель­ных конструкций от коррозии. Для лакировки деталей из цветных металлов и дерева применяют алкидный лак.

Масляно-смоляные лаки выпускают разного назначе­ния. Одни из них используют для лакировки мебели и деревянных полов, другие — для наружных малярных работ. Лакировка масляной окраски усиливает антикор­розионные свойства покрытия.

2. Эмалевые краски

Эмалевой краской (или сокращенно эмалью) называ­ют композицию из лака и пигмента. Пленкообразующими веществами в эмалевых красках являются полиме­ры — глифталевые, перхлорвиниловые, алкидно-стирольные, синтетические смолы, эфиры, целлюлозы. Строи­тельные эмали из глифталевых смол чаще всего исполь­зуют для внутренних отделочных работ по штукатурке и дереву, а также для заводской отделки асбестоцементых листов, древесно-волокнистых плит. Нитроглифталевые и пентафталевые эмали применяют для внутрен­них и наружных малярных работ.

Перхлорвиниловые эмалевые краски водостойки: их применяют преимущественно для наружной отделки.

Битумную эмалевую краску получают, вводя в битумно-масляный лак алюминиевый пигмент (алюминиевую пудру). Эти эмали стойки к действию воды, поэтому их предназначают для окраски санитарно-технического обо­рудования, стальных оконных рам, решеток.

3. Лакокрасочные защитные покрытия

Лакокрасочные материалы применяют для защиты строительных конструкций л сооружений от воздействия воды и влажной атмосферы, содержащей агрессивные газы. Химически стойкие красочные составы приготов­ляют на основе перхлорвиниловых, эпоксидных и фуриловых смол. Используют также резольную фенолоформальдегидную смолу (бакелитовый лак), нефтяной би­тум и каменноугольный пек. Покрытие обычно состоит из грунтовки, шпаклевки и покровных слоев красочного состава (лака, эмалевой или эмульсионной краски).

Перхлорвиниловые лаки и эмали выпускаются в ши­роком ассортименте в виде дисперсии ПХВ смолы в рас­творителе Р-4. Химически стойкие эмали (ХСЭ) отлича­ются кислотостойкостью: для получения плотного по­крытия наносят несколько слоев эмали (до 6—10 слоев).

Эпоксидные лакокрасочные материалы (эмали, лаки, шпаклевки) получают на основе эпоксидных смол и их смесей с другими смолами (компаунды). Используют известные органические растворители — ацетон, толуол, а также специальные растворители. Эпоксидные лаки и эмали отличаются высокой стойкостью к щелочам, со­лям, маслам и к большинству растворителей. Они наш­ли широкое применение для защиты различных соору­жений (резервуаров, отстойников, вытяжных труб), а также металлических конструкций и оборудования.

Бакелитовый лак — дисперсия резольной фенолформальдегидной смолы в растворителе. Для ускорения от­верждения бакелитовые лаки подвергают тепловой обра­ботке. Они стойки к кислотам, солям и к ряду органичес­ких растворителей (ацетону, анилину и др. ) при темпе­ратуре до 120°С, но разрушаются в растворах щелочей и при воздействии влажного хлора и окислителей (азот­ной и крепкой серной кислот). Бакелитовые лаки при­меняют для защиты от коррозии промышленной аппара­туры и сооружений.

Фуриловые лаки — это спиртоацетоновые растворы фуриловых и фенолформальдегидных смол. Используют их для защиты бетонных и стальных поверхностей про­тив кислых и щелочных сред.

Кремнийорганические (силиконовые) лаки и эмали получают на основе кремнийорганических смол, модифи­цированных другими смолами. Они отличаются повышенной теплостойкостью (до 200—300°С), могут выдер­живать кратковременное действие высоких температур (до 500°С), поэтому силиконовые полимеры применяют в термостойких покрытиях для окраски дымовых труб, печей, вентиляторов и т. п.

При нагреве силиконовых смол выше определенной температуры (например, метилсиликонов свыше 260— 300°С) происходит постепенное отделение и окисление алкильных и акрильных групп.

Если пленки пигментированы, то образующиеся вы­сокоактивные силиконовые группы могут вступать в ре­акцию с пигментом. Этим объясняется, что пигментиро­ванные силиконовые пленки часто не разрушаются даже при 350—500°С, причем сохраняется их адгезия к под­ложке, тогда как непигментированные пленки разрушаются и отклеиваются. Силиконовые краски наносятся кистью, распылителем и др. Некоторые из них высыха­ют при комнатной температуре, другие — при нагревании до 260°С.

На основе кремнийорганических смол получают так­же эмали общего назначения. Они представляют собой суспензию пигментов и наполнителей в кремнийорганическом лаке (с добавлением растворителя). Эмали вы­пускают разных цветов, их используют в качестве за­щитных декоративных покрытий.

Лакокрасочная защита строительных конструкций привлекает сравнительной простотой выполнения по­крытия, возможностью легко возобновить защиту, отно­сительной экономичностью по сравнению с другими ви­дами защиты (оклеечная изоляция, футеровка).

Все шире начали применять сложные компаунды, ко­торые получают сочетанием различных полимеров или со­вмещением их с другими продуктами (например, с биту­мом). В компаундах используют положительные свойства компонентов, что позволяет достигнуть почти универ­сальной стойкости (исключая действие сильных окис­лителей). Получают распространение покрытия, арми­рованные волокнами или тканями (хлопчатобумажной, синтетической или стеклотканью в зависимости от сре­ды). Для создания более надежной защиты прибегают к утолщенным покрытиям — обмазкам.

4. Обмазки и замазки

Для защиты стальной арматуры от коррозии, особен­но опасной в ячеистых бетонах, применяют защитные по­крытия в виде обмазок. Хорошо себя зарекомендовали смеси, приготовленные на основе растворов химически стойких синтетических смол и портландцементов.

Цементно-полистирольную обмазку приготовляют из портландцемента, полистирольного клея и молотого пес­ка. Полистирольный клей получают растворением поли­стирола в скипидаре в соотношении 1: 4 (по массе). Об­мазка высыхает на воздухе при 20°С примерно за 30 мин.

Цементно-перхлорвиниловая обмазка состоит из перхлорвинилового лака и портландцемента, взятых в соот­ношении 1: 1. Сушка обмазки продолжается 4 ч. Армату­ра покрывается обмазкой, имеющей сметанообразную консистенцию, малярными средствами либо погружени­ем. Обмазка может использоваться в сочетании с ингиби­торами коррозии арматуры (нитритом натрия и др. ). Применяют и другие виды обмазок: цементно-казеиновую смесь, цементно-битумную мастику и глинобитумную пасту.

Замазки применяют преимущественно в качестве вя­жущих при выполнении облицовочных и футеровочных работ. Кроме того, их используют как покрытие для за­щиты от коррозии металлической промышленной аппа­ратуры. Арзамит-замазку приготовляют на основе рас­твора резольной фенолформальдегидной смолы с добав­кой отвердителя и наполнителя (молотого кварцевого песка, сернокислого бария, графитового порошка и т. п. ). Она водостойка, хорошо противостоит действию кислых и нейтральных сред. Обладает сравнительно высокой прочностью на растяжение (3 — 5 МПа) в зависимости от марки. Замазку рекомендуется применять при 18—20°С.

Фаизол-замазку изготовляют на фурфуролацетоно­вом мономере (ФА) с добавлением бензосульфокислоты (БСК). Наполнителем является графит, андезит, кокс в виде порошка. Фаизол-замазки стойки к действию воды, щелочей, органических растворителей (кроме ацетона) и кислот (за исключением окисляющих). Замазки токсич­ны, поэтому работы с замазками следует выполнять при строгом соблюдении установленных правил охраны труда.

§ 5. ОЛИФЫ И МАСЛЯНЫЕ КРАСКИ

1. Олифы

Олифами называют связующие вещества в масляных красочных составах. Применяют натуральные и полуна­туральные олифы.

Натуральные олифы получают путем специальной об­работки растительных масел: льняного, конопляного и некоторых других. Высыхающие масла представляют со­бой смесь сложных эфиров и жирных кислот, содержа­щих двойные и тройные связи. Наличие кратных связей предопределяет способность отвердевать в тонком слое на воздухе вследствие окислительной полимеризации. Чтобы ускорить процесс отвердевания («высыхания»), масло подвергают термической обработке при темпера­туре около 150°С с добавлением в него 2—4 % сиккати­вов. Сиккативами являются окислители, растворяющие­ся в нагретом масле, — марганцевые, кобальтовые соли жирных или нафтеновых кислот. Получаемая таким об­разом олифа быстро высыхает в тонком слое (за 12— 24ч). Термин «высыхание олифы» — условный, он харак­теризует переход олифы из жидкого в твердое состояние, обусловленный химическими процессами окисления кис­лородом воздуха и полимеризации.

Полунатуральные олифы (оксоль) получают путем растворения сильно уплотненного масла в летучем орга­ническом растворителе. Для производства полунатураль­ных олиф можно применять невысыхающие и полувысы­хающие пищевые масла (хлопковое, подсолнечное, сое­вое, касторовое), непригодные для натуральных олиф. В результате специальной обработки такие масла сильно уплотняются, превращаясь в густовязкое вещество. Ча­ще всего применяется оксидация, осуществляемая в присутствии сиккативов, путем продувания воздуха при 130—150°С. Происходящая в этом процессе окислитель­ная полимеризация масла дает возможность изготовлять оксидированные олифы (оксоли). Полученная густая масса доводится до малярной консистенции на заводе до­бавлением примерно равного (по массе) количества раст­ворителя. Полунатуральные олифы высыхают вследст­вие испарения растворителя, а также взаимодействия масла с кислородом воздуха. Реже применяют уплотне­ние масла путем его варки в атмосфере нейтрального га-

за в вакууме при температуре около 300°С. Полунату­ральные олифы уступают натуральным по показателям прочности и атмосферостойкости пленки, поэтому их при­меняют преимущественно для внутренних малярных работ.

Глифталевая олифа представляет собой дисперсию синтетической глифталевой смолы в летучем органичес­ком растворителе с добавкой около 35 % растительного масла. Эта олифа по своей атмосферостойкости почти не уступает натуральной олифе.

Пентафталевая олифа изготовляется из пентафталевой смолы, модифицированной растительным маслом, с добавлением сиккатива и уайт-спирита в качестве раст­ворителя. По свойствам близка к глифталевой олифе.

Качество олиф характеризуется цветом, прозрач­ностью, скоростью высыхания, долговечностью и эластич­ностью пленки.

2. Масляные краски

Масляные краски выпускают в виде однородных сус­пензий, в которых каждая частица пигмента окружена адсорбированным на ее поверхности связующим вещест­вом — олифой. На заводах масляные краски изготовля­ют путем тщательного растирания олифы с пигментом и наполнителем в специально предназначенных машинах. Выпускают густотертые и жидкотертые масляные крас­ки. Густотертые краски — в виде паст — доводят до ра­бочей вязкости добавлением олифы па месте работ. Жидкотертые краски выпускают готовыми к употребле­нию с содержанием 40—50 % олифы. К таким краскам относятся, например, титановые и цинковые белила.

Масляные краски применяют с учетом вида олифы и пигмента, входящих в их состав. Краски на натуральной олифе используют для защитной окраски стальных кон­струкций мостов и гидротехнических сооружений, сталь­ных опор и т. п., а также для окраски оконных переплетов, полов и других деревянных элементов с целью предохра­нения древесины от увлажнения. Нижние части стен больничных и школьных помещений, подвергающиеся частой промывке, окрашивают масляной краской. Матовое по­крытие получают, применяя водоэмульсионные масляные составы, к тому же более дешевые, чем масляная краска.

§ 6. КРАСОЧНЫЕ СОСТАВЫ НА ОСНОВЕ НЕОРГАНИЧЕСКИХ ВЯЖУЩИХ ВЕЩЕСТВ И КЛЕЯ ИЗ ПРИРОДНОГО СЫРЬЯ

1. Цементные и известковые краски

В цементных красках связующим веществом является белый портландцемент; пигменты должны быть щелочестойкими. Для увеличения водоудерживающей способно­сти красочного состава в него вводят известь-пушонку и хлорид кальция. Для повышения атмосферостойкости в краску добавляют гидрофобизующие вещества — мы­лонафт, стеарат кальция. Примерный состав цементной краски (% по массе): цемент — 75, известь-пушонка — 15, пигмент — 6, хлорид кальция — 3, гидрофобизующая добавка 1 —1, 5. Цементные краски применяют для на­ружных малярных работ и внутренней окраски влажных производственных помещений по бетону, кирпичу, штука­турке (окрашиваемую поверхность предварительно ув­лажняют).

В "известковых красках связующим веществом служит гашеная известь. Известковое молоко должно иметь подходящую малярную консистенцию. Пигменты приме­няют только щелочестойкие (охры и т. п. ). Для сохранения влаги в нанесенном составе, необходимой для успешной карбонизации извести, в состав вводят водоудерживающие добавки: поваренную соль, хлористый кальций или алюминиевые квасцы. Доступность и дешевизна обусловили все еще довольно широкое применение из­вестковых составов для окраски фасадов, хотя из-за сла­бой атмосферостойкости эти покрытия приходится часто возобновлять.

2. Силикатные и клеевые краски

В силикатных красках связующим веществом является силикат калия K2O*mSiО2 в виде водного коллоидно­го раствора. В красочный состав входят, кроме связую­щего, минеральный щелочестойкий пигмент (охра, же­лезный сурик и др. ) и кремнеземистый наполнитель (молотый кварцевый песок, диатомит или трепел), повы­шающий водостойкость пленки. Силикат калия, являю­щийся пленкообразующим веществом, в воде подверга­ется гидролизу

K₂SiO₃ + ЗН₂О = 2КОН + SiO₂*2Н₂O.

Дигидрат кремнезема обладает вяжущими свойства­ми, а едкая щелочь связывается диатомитом или трепе­лом

2КОН + mSiO₂ = К₂О* mSiO₂ + H₂О

и пленка силикатной краски становится малораствори­мой в воде.

Силикатными красками окрашивают деревянные кон­струкции для защиты от возгорания. Их используют для окраски фасадов и внутри помещении. Атмосферостойкость наружного покрытия повышается при нанесении силикатной краски на основания, содержащие свободный гидроксид кальция (свежая цементная или цементно-известковая штукатурка или бетон).

Клеевые красочные составы приготовляют, используя клеи из природного сырья: мездровый, костяной или ка­зеиновый; они-то и являются связующим веществом. Сле­довательно, клеевая краска представляет собой суспен­зию пигмента и наполнителя (мела) в коллоидном вод­ном растворе клея. Красочное покрытие отвердевает по мере высыхания клеевого состава. Прежде клеевые краски были распространены во внутренних малярных рабо­тах по сухой штукатурке и дереву. Однако клеевые со­ставы неводостойки, для них используют природное сырье (например, казеин, а его получают из молока). Теперь клеевые краски успешно заменяют синтетически­ми красочными составами.

Список литературы.

1. Горчаков Г. И., Баженов Ю. М. Строительные материалы.Учебник для вузов. Стройиздат. 1986

2. Рыбьев И. А. Общий курс о строительных материалах. Учебник для вузов. Москва. 1987

3. Материалы интернет-ресурса www.tecs.ru

4. Материалы интернет-ресурса www.sadolin.ru

5. Материалы интернет-ресурса www.yarko.ru

6. Материалы интернет-ресурса himtek.yaroslavl.ru