Назначение, виды и состав лакокрасочных материалов

Лакокрасочные материалы — продукты, обладающие способностью при нанесении тонким слоем на изделия образовывать на поверхности защитную или декоративную пленку (покрытие).

Лакокрасочные покрытия в строительной отрасли решают две основные задачи:

1. защищают поверхности различных материалов от разрушения под воздействием атмосферных факторов;
2. выполняют художественно-эстетическую функцию (создание благоприятной среды обитания человека).

Среди лакокрасочных материалов для строительства и ремонта, условно можно выделить 4 основных группы:

1. фасадные краски, в том числе грунтовки, пропитки;
2. ЛКМ для внутренних работ (такие, как эмаль ГФ-230);
3. лакокрасочные материалы для защиты металла от коррозии;
4. краски, лаки, пропитки для древесины.

Основные лакокрасочные материалы классифицируются по виду, по химическому составу и преимущественному назначению материала. К этим материалам относятся эмали, краски, лаки, грунтовки, шпатлевки.

В лакокрасочной промышленности существуют общепринятые термины и определения основных видов материалов и их компонентов:

• Лакокрасочное покрытие (ЛКП) — покрытие, сформировавшиеся на поверхности изделия после нанесения на нее одного или нескольких слоев ЛКМ и обладающее достаточной адгезией к подложке;
• Лак — раствор пленкообразующих веществ в органических растворителях или в воде, образующий после отверждения (высыхания) твердую, однородную и прозрачную пленку;
• Эмаль — суспензия пигментов или их смесей с наполнителями в лаке, образующая после высыхания непрозрачную твердую пленку с различным блеском и фактурой поверхности. По степени блеска эмали подразделяются на: глянцевые, полуглянцевые, матовые, полуматовые;
• Краска — суспензия пигментов или их смесей с наполнителями в олифе, эмульсии, латексе или другом пленкообразующем веществе, образующая после высыхания непрозрачную, однородную пленку. Краски подразделяются на: масляные (на основе олифы), водоэмульсионные (на основе водных дисперсий синтетических полимеров);
• Грунтовка — суспензия пигментов или смеси пигментов с наполнителями в пленкообразующем веществе, образующая после высыхания непрозрачную пленку с хорошей адгезией к подложке. Кроме того они защищают металл от коррозии.
• Шпатлевка — вязкая пастообразная масса, состоящая из смеси пигментов, наполнителей и пленкообразующего вещества и предназначенная для заполнения неровностей и углублений окрашиваемой поверхности.
• Олифа — пленкообразующая жидкость — продукт переработки растительных масел с введением сиккативов для ускорения высыхания.

Химический состав лакокрасочных материалов

Все лакокрасочные материалы состоят из:

• Пленкообразующих веществ, обеспечивающих образование сплошной пленки, которая изолирует и защищает окрашенную поверхность. Варьируются по химическому составу в зависимости от области применения покрытия. Сюда относятся поликонденсационные (алкидные, эпоксидные, полиуретановые, кремнийорганические, и др.), полимеризационные смолы (акриловые, метакриловые, на основе хлористого винила, и др.), природные смолы ( канифоль, битумы, шеллак и др.) водные дисперсии, различные лаки именно они отвечают за образовании пленки.
• Пигментов — онкодисперсных (органических или неорганических) порошков, обеспечивающих цвет, укрывистость и другие оптические и визуальные эффекты, практически нерастворимые в применяемом растворителе. Наиболее часто используются для эстетических целей, но некоторые из них, например, железоокисные пигменты, обладают свойствами игибиторов коррозии.
• Наполнителей, практически нерастворимых в применяемой среде, повышающими укрывистость в дополнение к основному пигменту, улучшающих отдельные технологические свойства и увеличивающих объем (степень наполнения) покровного материала.
• Целевых добавок — веществ, обычно добавляемых в небольших количествах, которые влияют на отдельные химические или технологические свойства, например: ускорители отверждения (сиккативы, отвердители), антиоксиданты, загустители, диспергаторы, матирующие добавки, улучшающие розлив, препятствующие образованию трудноразмешивающегося осадка при хранении ЛКМ, и др.
• Растворителей — жидкостей или смесей жидкостей, способных растворять пленкообразователь, например: сольвент, бутилацетат, уайт-спирит, вода. Растворители обеспечивают возможность нанесения ЛКМ различными способами на подложку. При использовании для корректировки технологических свойств (вязкости) их также называют разбавителями.

Свойства лакокрасочных систем

К основным свойствам жидких лакокрасочных систем (прозрачных и непрозрачных) относятся:

• химические (массовая доля нелетучих и летучих веществ, содержание отдельных компонентов, кислотное число, рН и др.);
• физико-химические (плотность, вязкость, продолжительность высыхания, укрывистость и т.д.);
• малярно-технологические (сорность, степень перетира, наносимость, розлив, растекаемость, и т.д.).

К основным свойствам лакокрасочных покрытий (пленок) относятся:

• декоративные (цвет, блеск, внешний вид);
• физико-механические (адгезия, твердость, эластичность пленки, прочность при растяжении и изгибе, ударная прочность, износостойкость);
• защитные (устойчивость к атмосферным воздействиям, светостойкость, стойкость к перепаду температур, термостойкость, морозо-, тропико-стойкость и др.);
• малярно-технические (способность шлифоваться, полироваться);
• электроизоляционные (электрическая прочность, удельное электрическое сопротивление, тангенс угла диэлектрических потерь);
• химические (влаго-, водостойкость, масло-, бензостойкость, стойкость к действию кислот, щелочей, растворов солей, агрессивных газов и других химических реагентов).

Специфическими свойствами должны обладать так называемые специальные ЛКМ и покрытия (например, токопроводностью, стойкостью к глубокому холоду и высоким температурам, открытому пламени , рентгеновским и другим видам излучений и др.).

Важнейшее значение имеет контроль качества в процессе производства лакокрасочных покрытий, а также при окраске изделий. Существует общепринятая в нашей стране система обозначений лакокрасочных материалов (ЛКМ), в которой находят отражение их свойства, назначение, условия эксплуатации. При выборе в магазине какой-либо краски или лака достаточно по нижеприведенным правилам расшифровать обозначение на банке, и вы будете точно знать, для чего этот лакокрасочный материал предназначен, где и как может использоваться.

Выпускаемые промышленностью ЛКМ подразделяются на основные, промежуточные и прочие:

• К основным видам ЛКМ относятся лаки, краски, эмали, грунтовки, шпатлевки.
• К промежуточным материалам, используемым преимущественно в качестве полуфабрикатов и полупродуктов, относятся олифы, сиккативы, смолы, растворы смол, разбавители и растворители.
• К прочим видам относятся вспомогательные и подсобные материалы — смывки, пасты, мастики, отвердители, ускорители, и т.п.

Основные лакокрасочные материалы классифицируют по двум признакам:

• химическому составу (типу пленкообразующего) ПФ (пентафталевые), ГФ (глифталевые), ПУ (полиуретановые), МЛ (меламиновые), КО (кремнийорганические), ЭП (эпоксидные), ПЭ (подиэфирные), АК (акриловые), ХВ (перхлорвиниловые), ФП  (фторопластовые), МА (масляные), БТ (битумные), КФ (канифольные), НЦ (нитроцеллюлозные), АЦ ( ацетилцеллюлозные) и т. п;
• преимущественному назначению, т. е. по потребительскому признаку — автомобильные, электроизоляционные, фасадные, термостойкие и т. п. Каждому лакокрасочному материалу присваивают наименование и обозначение, состоящее из слов, букв и цифр.

Обозначение лаков состоит из четырех, а в пигментированных системах (краски, эмали и т. д.) из пяти групп знаков:

• 1-я группа — вид лакокрасочного материала, обозначаемый словом лак, эмаль, краска, грунтовка, шпатлевка;
• 2-я группа — тип пленкообразующего вещества (смолы, эфира целлюлозы, и т. д.), обозначаемая двумя буквами (ПФ, МА, ЭП, КО, МЛ, и т. д.);
• 3-я группа — условия эксплуатации ЛКМ, обозначается одной цифрой (1, 2, 3, и. д.);
• 4-я группа — порядковый номер разработки, присвоенный каждому лакокрасочному материалу разработчиком, обозначаемый одной, двумя или тремя цифрами;
• 5-я группа — цвет эмали, краски, грунтовки, шпатлевки, обозначаемый полным словом.

По преимущественному назначению (применительно к условиям эксплуатации) основные лакокрасочные материалы также делятся на группы:

• Атмосферостойкие — покрытия стойкие к атмосферным воздействиям в различных климатических условиях, эксплуатируемые на открытых площадках;
• Ограниченно атмосферостойкие  — покрытия, эксплуатируемые под навесом и внутри неотапливаемых и отапливаемых помещений в различных климатических условиях;
• Водостойкие — покрытия, стойкие к действию пресной воды и ее паров, а также морской воды;
• Специальные — покрытия, обладающие специфическими свойствами: стойкие к рентгеновским и другим излучениям, светящиеся, терморегулирующие, противообрастающие, для пропитки тканей, окрашивания кожи, резины, пластмасс, гигиенические, противоскользящие;
• Маслобензостойкие — покрытия, стойкие к воздействию минеральных масел и консистентных смазок, бензина, керосина и других нефтяных продуктов;
• Химически стойкие — покрытия, стойкие к воздействию кислот, щелочей, и других жидких химических реагентов или их паров;
• Термостойкие — покрытия, стойкие к воздействию повышенных температур;
• Электроизоляционные и электропроводные — покрытия, подвергающиеся воздействию электрических напряжений, тока, электрической дуги и поверхностных разрядов;
• Консервационные — лакокрасочные покрытия, применяемые для временной защиты окрашиваемой поверхности в процессе производства, транспортирования и хранения изделий.

При обозначении первой группы знаков для красок масляных и алкидных, содержащих в своем составе только один пигмент, вместо слова «краска» указывают наименование пигмента, например, белила цинковые, сурик. Для лакокрасочных материалов, содержащих смесь пленкообразующих веществ, вторую группу знаков обозначают по типу пленкообразующего, определяющего основные свойства этого материала.

Для ЛКМ без летучего растворителя, водоразбавляемых, водоэмульсионных и порошковых между первой и второй группой знаков ставится индекс: Б — для лака без летучего растворителя, В — для водоразбавляемых материалов, ОД — для органодисперсионных (органозольных, пластизольных) ЛКМ, После индекса ставиться тире.

В грунтовках и полуфабрикатных лаках третью группу знаков обозначают цифрой 0 (например, КО-075, ПФ-060), для шпатлевок — 00. Между второй и третьей группой знаков при обозначении всех ЛКМ ставиться тире. После тире перед третьей группой знаков для масляных густотертых красок ставиться цифра 0.

Четвертую группу знаков для масляных и алкидных красок вместо порядкового номера обозначают цифрой, указывающей на какой олифе изготовлена краска: 1 — натуральная олифа, 2 — олифа Оксоль, 3 — глифталевая олифа, 4 — пентафталевая олифа, 5 — комбинированная олифа.

В некоторых случаях для уточнения специфических свойств ЛКМ после порядкового номера ставя индекс в виде одной или двух прописных букв, например, БМ — бензо-, маслостойкая, ПГ — пониженной горючести и др.

Для автоматизированной обработки информации при планировании и учете производства создан классификатор ЛКМ, внесение изменений и дополнений в него, присвоение кодов новым видам ЛКМ осуществляется автором классификатора ГИПИ ЛКП. Каждому ЛКМ присвоен код из десяти цифровых десятичных знаков. Классификация и кодирование продукции, выпускаемой лакокрасочной промышленностью, предусмотрены в классе 23 ОКП: подклассах 231 — лакокрасочные материалы, 232 — пигменты, 233 — материалы художественные и вспомогательные.

 

Назначение ЛКМ и области применения.

Использование лакокрасочных материалов (ЛКМ) известно давно – это наиболее доступный и распространенный способ защиты изделий от воздействия окружающей среды и придания им архитектурно-декоративного вида. Долговечность квалифицированно окрашенных изделий  и конструкций повышается в 2 – 10 раз. Каждый вид ЛКМ имеет свое назначение: одни пригодны исключительно для наружных работ, другие – только для внутренних, третьи – универсальны, четвертые — придают поверхностям некоторые специальные свойства и т.д.

ЛКМ широко применяются в автомобильной промышленности, машино- и станкостроении, в производстве металлоконструкций различного типа и судостроении, в авиационной промышленности, для окраски подвижного состава, для маркировки изделий и нанесения разметки на дорожное полотно и многих других отраслях народного хозяйства.

Значительная часть ЛКМ используется для окраски наружных и внутренних поверхностей зданий. Правильные выбор цвета и фактуры отделки жилых и производственных помещений имеют не только эстетическое, но и санитарно-гигиеническое и психофизиологическое значение, позволяет снизить утомляемость и повысить работоспособность.

Виды ЛКМ, понятие комплексного покрытия.

• Олифы применяют для приготовления масляных и разведения густотертых красок, масляно-смоляных лаков, грунтовок, шпатлевок. Они применяются также для грунтования и олифки древесины и других пористых поверхностей перед окраской. Высыхая на воздухе, олифы образуют мягкие эластичные пленки с невысокими защитными и механическими свойствами.
• Грунтовки — это материалы, являющиеся суспензиями пигментов, как правило, противокоррозионных (или пигментов с наполнителями) в пленкообразующем веществе и образующие после высыхания однородную непрозрачную пленку, которая должна надежно защищать окрашиваемую поверхность (металлическую – от коррозии, древесину – от гниения) и обеспечивать надежное сцепление этой пленки как с окрашиваемой поверхностью, так и с материалами, которые наносятся поверх грунтового слоя (заполнение пор древесины и штукатурки, обеспечения водо- и воздухонепроницаемости покрытия. Грунтовки наносят непосредственно на подготовленную к окраске поверхность изделий и после их отверждения на слой грунта наносится шпатлевка или эмаль.
• Шпатлевки — материалы, представляющие собой вязкую пастообразную массу, состоящую из смеси пигментов с наполнителями в пленкообразущем веществе. Предназначены для заполнения неровностей и углублений, пазов, выбоин, швов, стыков, т.е. сглаживания окрашиваемой поверхности изделий. Шпатлевки состоят из пленкообразователей, наполнителей, дешевых, чаще всего природного происхождения, пигментов и небольшого количества растворителей. Обычно шпатлевку наносят на предварительно загрунтованную поверхность слоем толщиной до 300 мкм. Перед нанесением последующих окрасочных слоев шпатлевочный слой подвергают сухому или мокрому шлифованию. В быту применяются алкидные, нитроцеллюлозные, эпоксидные и другие шпатлевки.
• Краски — это суспензии пигментов или их смеси с наполнителями в пленкообразующем веществе (например масле, олифе, эмульсии, казеине, латексе), которые после высыхания образуют непрозрачную окрашенную однородную пленку. Масляные краски выпускаются готовыми к употреблению и густотертыми, которые перед применением разбавляются олифой. Кроме того, к масляными краскам относятся цинковые, титановые и литопонные белила.
• Эмали — это суспензии пигментов или их смесей с наполнителями в синтетических смолах или других высокомолекулярных соединениях, растворенных в органическом растворителе, образующие после высыхания непрозрачную твердую пленку с различной фактурой. В зависимости от типа пленкообразователя выпускают алкидные (глифталевые и пентафталевые) эмали, нитроцеллюлозные, кремнийорганические, карбамидно- и меламиноформальдегидные и другие эмали. Эмали, полученные замешиванием и растиранием пигментов с олифой, а затем разбавленные лаком, называют масляными эмалями. По физико-механическим и защитным свойствам эмали превосходят масляные краски.
• Лак – раствор пленкообразующих веществ в органических растворителях или в воде, образующий после высыхания твердую, прозрачную однородную пленку.
• Комплексное ЛКП – покрытие состоящее из нескольких слоев ЛКМ, располагающихся в следующем порядке: грунтовка, шпатлевка, эмаль, лак – при необходимости.

Комплексное лакокрасочное покрытие

Все лакокрасочные материалы (лаки, краски и эмали) содержат в своем составе связующее вещество, пигменты и наполнители, растворители, а также целый ряд специальных добавок (стабилизаторы, эмульгаторы, антисептики, фунгицидные добавки и т.д.), предназначенных для повышения их технологических и эксплуатационных характеристик. Косвенным показателем наличия добавок, как, впрочем, и качества остальных составляющих, является цена продукта. Несмотря на то, что добавки присутствуют в сравнительно небольших количествах, стоимость их достаточно высока, поэтому не следует ожидать безупречного качества от дешевых красок.

Лакокрасочные материалы делятся на две большие группы: водоразбавляемые составы и составы, содержащие летучие органические растворители. Твердая непрозрачная пленка, образующаяся при отверждении нанесенного на поверхность изделия ЛКМ, выполняет защитно-декоративные функции. Проще говоря, она должна скрыть под собой поверхность и защитить ее от возможных механических воздействий, а также обеспечить необходимый уровень визуального комфорта. Эти свойства ЛКМ обеспечиваются его рецептурой, т.е. свойствами входящих в состав ЛКМ компонентов и их соотношением в рецептуре.