Также по теме

КРАСКИ И ПОКРЫТИЯ

КРАСКИ И ПОКРЫТИЯ. Краски – или, в более широком значении, покровные материалы – это суспензии, которые после нанесения на поверхности превращаются в твердые защитные пленки (покрытия). Рисунки на стенах доисторических пещер доказывают, что краска – одно из древнейших изобретений человека. В древнем искусстве рисования природные смолы и масла использовались как связующие, окрашенные грунты – как пигменты, камни применялись для измельчения пигментов, а волосяные кисти – для нанесения на поверхность дисперсии этих материалов в воде.

Главное назначение окраски – защита поверхности от воздействия окружающей среды. Эта защита необходима для столь различающихся объектов, как дом, велосипед и мост. Чтобы служить защитой, краска должна обладать нужной совокупностью свойств. Скажем, краска, используемая на открытом воздухе, должна выдерживать действие солнца, изменений температуры и влажности, обычных и кислотных дождей, града и снега. Краска, применяемая в помещении, должна быть моющейся и иметь удовлетворительные характеристики старения и износа. Покрытия металлических деталей самолетов, автомобилей, судов и мостов должны защищать металл от коррозии.

КОМПОНЕНТЫ ПОКРЫТИЙ

Покрытие состоит из связующего (пленкообразователя), сшивающего агента, пигмента, растворителя и добавок. После нанесения покрытия на поверхность растворитель испаряется, а пигмент остается в прочной пленке, удерживаемой связующим (например, смолой).

Связующее.

Полимерное связующее (слово «полимер» образовано от греч. poly – много и méros – часть) состоит из гигантских молекул, образованных многими мономерными звеньями. При использовании в покрытии полимер образует прочную пленку, которая остается на поверхности, когда растворитель испаряется. (Слово «связующее» используется и потому, что полимер связывает в одно целое компоненты покрытия.) Химическая природа полимера определяет свойства покрытия, в том числе атмосферостойкость и силу сцепления с поверхностью. Разработка основных свойств покрытия – задача для химика-полимерщика, который синтезирует полимер, используя такие мономеры, которые позволяют получить, скажем, твердое и хрупкое или мягкое и эластичное покрытие. Полимеры бывают натуральными или синтетическими. До Второй мировой войны большинство покрытий получали с использованием натуральных полимеров, извлекаемых из растительных масел, например льняного или соевого. Успех в разработке синтетических полимеров, достигнутый благодаря работам Г.Штаудингера в Германии (1920), а также У.Карозерса (1929) и П.Флори (1939) в США, позволил превзойти характеристики и свойства натуральных полимеров. В настоящее время большинство покрытий изготавливают на основе разнообразных синтетических полимеров, получаемых из мономеров, которые являются нефтепродуктами.

Латексные полимеры.

Эти полимеры используются в качестве связующих в латексных красках для помещений и составляют наибольший объем среди полимеров, применяемых в покрытиях. Латексный полимер эмульгируют в воде, а не растворяют в растворителе. Латексные частицы слипаются с образованием пленки покрытия по мере того, как вода испаряется. Для получения латексных полимеров используют такие мономеры, как метилметакрилат, бутилакрилат, стирол, винилацетат, винилхлорид, акриловая и метакриловая кислоты. Типичный состав латексных белил для жилых помещений приведен в табл. 1.

Таблица 1. ТИПИЧНЫЙ СОСТАВ АКРИЛОВЫХ ЛАТЕКСНЫХ БЕЛИЛ
ДЛЯ ЖИЛЫХ ПОМЕЩЕНИЙ

Компонент

Вещество

Объем, л

Пигмент Двуокись титана
Слюда
Силикат магния
Карбонат кальция

7,29
1,28
4,21
3,70

Связующее Акриловый латекс как
46%-я эмульсия в воде

56,63

Растворитель Вода

10,00

Загуститель Гидроксиэтилцеллюлоза – вода

12,12

Диспергатор Неионный эмульгатор в виде
25%-ого водного раствора

1,16

Смачиватель Алкиларильное поверхностно-активное вещество

0,28

Противовспениватель Промышленный препарат

0,26

Термостабилизатор Этиленгликоль

2,69

pH-стабилизатор Гидроксид аммония в виде
29%-ого водного раствора

0,27

Фунгицид Ртутьорганический фунгицид

0,11

Итого:

100,00

Акриловые полимеры.

На основе этих полимеров изготавливают прочные, гладкие, атмосферостойкие покрытия. Акриловые полимеры получают из тех же мономеров, что и перечисленные выше для латексных полимеров. Акриловые полимеры используются либо сами по себе, либо в смеси с изоцианатами для образования полиуретанов. Покрытия из полиуретанов широко применяются на легковых и грузовых автомобилях, судах, самолетах и вообще в тех приложениях, где нужна долговечность на открытом воздухе.

Алкидные полимеры.

Алкидные полимеры получают из смеси растительных масел, например соевого и подсолнечного, и синтетических мономеров, скажем, адипиновой кислоты, фталевого ангидрида, этиленгликоля и пентаэритрита. Алкидные полимеры дают гладкие покрытия, которые имеют хорошую влагостойкость и часто используются в душевых или для изготовления навесов. Поскольку они относятся к наиболее дешевым полимерам, их применяют в разнообразных красках.