Назначение, виды и состав лакокрасочных материалов

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.

Рис. 1  Комплексное лакокрасочное покрытие

Состав и назначение компонентов ЛКМ.

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.

• Пленкообразователь (связующее) – основной компонент любого ЛКМ, вещество, способное после отверждения тем или иным способом образовывать достаточно твёрдую плёнку на окрашиваемой поверхности и хорошо прилипающую к нему. От свойств связующих в значительной мере зависит удобонаносимость ЛКМ, скорость отверждения (высыхания), прочность и долговечность образовавшегося покрытия.
  
• Пигменты – выскокодисперсные неорганические или органические вещества, нерастворимые в пленкообразователях и способные образовывать с нимизащитные, декоративные, или декоративно-защитные покрытия. Пигменты придают цвет ЛКМ, укрывистость (непрозрачность), увеличивают твердость, атмосферостойкость покрытия, улучшают защитные, декоративные и другие свойства.
  
• Наполнители – белые или слабоокрашенные выскокодисперсные неорганические или органические вещества, отличающиеся более низким показателем преломления света, чем пигменты. Они не обладают защитными и декоративными свойствами, но могут частично заменять дорогостоящие пигменты и улучшать свойства ЛКМ и покрытий на их основе. Наполнители часто выполняют специфические функции (например, повышают вязкость красок, армируют покрытия, препятствуя образованию потеков на вертикальных и наклонных поверхностях, понижают блеск покрытия).
  
• Функциональные добавки – компоненты рецептуры ЛКМ, обычно вводимые в малых количествах (как правило, не более 1 – 2%), и придающие ЛКМ и покрытию на его основе специальные свойства. Например:
  
• реологические добавки – препятствуют оседанию пигментной части и расслоению ЛКМ под действием силы тяжести при хранении ЛКМ, а также придают ЛКМ свойство тиксотропии – способности не образовывать потеки;
  
• смачиватели, диспергаторы – вещества, обеспечивающие эффективное диспергирование пигментов и наполнителей в растворе пленкообразователя;
  
• матирующие добавки – вещества снижающие степень блеска ЛКП.
  
• сиккативы – вещества, обеспечивающие высыхание ЛКМ, пленкообразователь которых отверждается за счет реакции окисления кислородом воздуха;
  
• антиоксиданты – вещества, препятствующие образованию окисных пленок на поверхности ЛКМ при их изготовлении и хранении.
  

Для водно-дисперсионных (ВД) ЛКМ можно упомянуть:

• эмульгаторы – вещества, обеспечивающие стабильность эмульсии ВД-красок;
  
• антифризы – вещества, препятствующие замерзанию водно-дисперсионных ЛКМ при пониженных температурах и обеспечивающие восстановление свойств ЛКМ после нескольких циклов заморозки-разморозки.
  
• фунгицидные добавки – вещества, входящие в состав ЛКМ и обеспечивающие защиту окрашиваемой древесины от плесневых грибов и насекомых.
  
• антисептики – вещества, входящие в состав водно-дисперсионных ЛКМ и препятствующих их разрушению при изготовлении и хранении в таре под воздействием бактерий и микроорганизмов.
  
• Растворители – жидкие компоненты рецептуры ЛКМ, обеспечивающие требуемую вязкость и текучесть.