|
ВОДОЭМУЛЬСИОННЫЕ КРАСКИ (воднодисперсионные краски, латексные
краски, эмульсионные краски), суспензии пигментов и наполнителей в водных
дисперсиях (латексах) пленкообразователей. Водные эмульсии последних получают
гл. обр. эмульсионной полимеризацией соответствующих мономеров (синтетич.
латексы), а также диспергированием пленкообразователей в воде (т. наз.
искусств. латексы). В состав В. к. входят обычно 10-15 компонентов, в т.ч.
(% по массе): 40-60%-ная водная дисперсия пленкообразователя 35-40; пигменты
и наполнители 30-37; пластификатор 0-7; функциональные добавки 2-6. Содержание
в В. к. сухого остатка 50-60%.
Наиб. распространенные пленкообразователи В.к.: сополимеры акрилатов
(акрилатные В. к.); поливинилацетат или сополимеры винилацетата с небольшими
кол-вами акрилатов, алкилмалеинатов, этилена и др. (поливинилацетатные
В. к.); сополимеры стирола с бутадиеном, метакриловой к-той и др. (стирол-бутадиеновые
В.к.). Ограниченно применяют также искусств. латексы нитратов целлюлозы,
эпоксидных, алкидных, полиэфирных смол, полиуретанов и др.
Ассортимент пигментов и наполнителей для В. к. ограничен специфич. требованиями
(миним. содержание водорастворимых примесей, достаточная гидрофильность
и др.). Чаще всего изготовляют белые В.к.; цветные краски получают добавлением
в белые подцветочных (колеровочных) паст. Предельное кол-во пигментов и
наполнителей составляет обычно 75-85% от критич. объемного содержания пигмента,
или пигментоемкости (табл. 1), - безразмерной величины, характеризующей
макс. плотность "упаковки" пигмента в монолитной пленке (см. Пигменты
неорганические).
Табл. 1.-ОСНОВНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ ВОДНЫХ ДИСПЕРСИЙ ПЛЕНКООБРАЗОВАТЕЛЕЙ,
ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ВОДОЭМУЛЬСИОННЫХ КРАСОК
|
Показатель
|
Дисперсии акриловых сополимеров
|
Дисперсии гомо- и сополимеров винил ацетата
|
Стирол -бутадиеновые латексы
|
|
Содержал ие, % полимера
|
40-50
|
50-60
|
45-50
|
|
остаточного мономера, менее
|
0,1
|
0,1
|
0,05
|
|
Размер частиц полимера, мкм
|
0,1-0,3
|
0,1-2,0
|
0,12-0,2
|
|
Критич. объемное содержание пигмента
|
0,45-0,48
|
0,35-0,45
|
0,3-0,35
|
|
Миним. т-ра пленкообразо-вания (без пластификато-ра),oС
|
3-10
|
5-30
|
10
|
Функциональные добавки в В.к.: эмульгаторы (дифильные ПАВ и др.); диспергаторы
пигментов и наполнителей (напр., гексаметафосфат натрия); загустители (эфиры
целлюлозы, сополимеры метакриловой к-ты); в-ва, придающие структурную вязкость
и тиксотропность (бентонит, аэросил); консерванты, предохраняющие покрытие
от образования плесени и бактериального разложения (пентахлорфенолят натрия);
пеногасители (напр., кремнийорг. жидкости); в-ва, придающие дисперсии устойчивость
к коагуляции при повторных циклах замораживание - оттаивание (напр., высшие
спирты, водорастворимые олигомеры); ингибиторы коррозии защищаемой пов-сти
(NaNO2, C6H5COONa).
Один из важных показателей дисперсий, характеризующий область применения,
в частности их пригодность для В. к. естеств. сушки, - миним. т-ра пленкообразования
(МТП; табл. 1). Ниже этой т-ры, лежащей вблизи т-ры стеклования полимера,
дисперсия не образует монолитных пленок, а В. к. - покрытий с высокими
твердостью, адгезией и износостойкостью. Хотя миним. т-ра, рекомендуемая
для нанесения В. к. на пов-сть, составляет ~ 5 oС, для получения
красок часто используют дисперсии с более высокой МТП; снижение последней
достигается введением в состав В. к. низкомол. пластификаторов (напр.,
дибутилфталата) или модификаторов (синтетич. олигомеров), а также т. наз.
коалесцирующих добавок - летучих пластификаторов (напр., моноэтиловых эфиров
этилен- или диэтиленгликоля), высших спиртов. Осн. достоинство В. к. -
отсутствие в них орг. р-рителей. Это обусловливает нетоксичность В. к.,
взрыво-и пожаробезопасность процессов их приготовления и нанесения, относительно
невысокую стоимость. Недостаток нек-рых В. к.-неприятный запах, связанный
с присутствием в них остаточного мономера. При длит. хранении В. к., особенно
выше 30°С или ниже 0°С, возможны образование плотных осадков пигментов
или коагуляция дисперсной фазы (т.е. необратимая порча В.к.).
Технология получения В.к. включает: 1) приготовление водного р-ра диспергатора
и др. добавок; 2) диспергирование в этом р-ре пигментов и наполнителей
(операция может вызвать затруднения из-за плохой смачиваемости большинства
пигментов водой); 3) смешение пигментной пасты с водной дисперсией пленкообразователя.
Операции 2 и 3 осуществляют на таком же оборудовании, что и при получении
эмалей (см. Краски). В случае приготовления нек-рых эпоксидных В.
к. суспензию пигмента в олигомере эмульгируют в водном р-ре отвердителя
непосредственно перед использованием краски.
В. к. для окраски строит. объектов наносят гл. обр. при помощи валика,
а также распылением или кистью. Сушат покрытия чаще всего на воздухе; продолжительность
выдержки перед нанесением след. слоя не более 2 ч, время полного высыхания
не более 24 ч. Покрытие формируется в результате испарения воды и слипания
частиц полимера с образованием сплошной фазы.
На основе акриловых латексов, а также дисперсий эпоксидных и алкидных
смол, сополимеров, синтезированных с применением небольших кол-в (3-10%)
метакриловой к-ты, акриламида, винилйиридина и др., изготовляют В. к. пром.
назначения, образующие термоотверждаемые покрытия с хорошей адгезией к
металлу. Такие В. к. наносят, напр., валковым методом или электроосаждением
и сушат при 80-180°С; на основе стирол-бутадиеновых латексов получают грунтовочные
противокоррозионные композиции, наносимые хемоосаждением (о методах нанесения
красок см. Лакокрасочные покрытия).
Покрытия естеств. сушки с наилучшими св-вами образуют акрилатные В.
к. (табл. 2). Поливинилацетатные покрытия недостаточно водостойки, стирол-бутадиеновые
склонны к загрязнению и потемнению под действием солнечного излучения.
По комплексу защитных и мех. св-в покрытия, образуемые В. к., уступают
эмалевым, В.к. применяют гл. обр. в стр-ве, на транспорте, в пром-сти и
в быту для получения защитно-декоративных и противокоррозионных покрытий.
Акрилатными В. к. окрашивают фасады зданий, деревянные надстройки судов
и др., поливинилацетатными и стирол-бутадиеновыми -преим. интерьеры. Термоотверждаемые
В. к. используют также как противокоррозионные грунтовки по металлу. Нек-рыми
В. к. окрашивают натур. и искусств. кожу, деревянную мебель. Доля В. к.
в лакокрасочной продукции промышленно развитых стран составляет ок. 30%.
Табл. 2.-ОСНОВНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ ПОКРЫТИЙ, ОБРАЗУЕМЫХ ВОДОЭМУЛЬСИОННЫМИ
КРАСКАМИ
|
Показатель
|
Акрилатные краски
|
Поливинил-ацетатные краски
|
Стирол-бутадиеновые краски
|
Стирол-бутадиеновая грунтовка
|
|
Твердость (по прибору М-3)
|
0,25-0,40
|
0,2-0,3
|
0,20-0,25
|
0,35-0,50
|
|
Водопоглощение за 24 ч, %
|
0,5-1,0
|
1-3
|
1-3
|
0,5
|
|
Смываем ость, г/м
|
1-3
|
3-7
|
2-5
|
0
|
|
Ориентировочный предельный срок службы покрытия,
гг.
|
8
|
5
|
3
|
|
Осн. пути улучшения св-в и расширения ассортимента В.к.: применение
новых сополимеров, преим. акрилового ряда, в т.ч. содержащих реакционноспособные
звенья; создание эффективных функциональных добавок; модифицирование синтетич.
латексов водоразбавляемыми олигомерами, окислителями и др.; создание новых
искусств. латексов.
===
Исп. литература для статьи «ВОДОЭМУЛЬСИОННЫЕ КРАСКИ»: Толмачев И. А., Верхоланцев В. В., Новые воднодисперсионные
краски, Л.; 1979. В. В. Верхоланцев.
Страница «ВОДОЭМУЛЬСИОННЫЕ КРАСКИ» подготовлена по материалам химической энциклопедии.
|
