Исходные материалы и их влияние на качество олиф, лаков и красок

Достоинствами нитролаков, помимо их быстрого высыхания, являются: достаточно высокая влагостойкость и бензостойкость, твердость и механическая прочность пленок, легкость исправления дефектов; пленки прозрачны, бесцветны и могут окрашиваться в любой цвет. Недостатками нитроцеллюлозных пленок являются малая светостойкость, сильная горючесть и слабая адгезионная способность, растрескивание на сгибах. Эти недостатки, однако, устраняются добавками различных смол и пластификаторов.

Асфальтобитумные лаки. Это вязкие растворы (черного цвета) нефтяных битумов, а также каменноугольных пеков в бензине-растворителе, скипидаре, сольвент-нафте и их смесях. Обычно используют твердые битумы с высокой температурой размягчения (110—135°С).

Асфальтобитумные лаки получают из дешевого сырья. Они способны образовывать блестящие черные пленки, отличающиеся высокой влагостойкостью, химической стойкостью и электроизоляционными свойствами. Лаки применяют для предохранения  черных металлов от коррозии, а дерева — от гниения.

Недостатками асфальтобитумных лаков  являются пониженная теплостойкость пленок и слабая стойкость их к действию прямых солнечных лучей, которые  вызывают через некоторое время  разрушение (растрескивание) лакового покрытия. Эти недостатки устраняются  введением в асфальтобитумные лаки полимеризованных масел и производных  канифоли. Безмасляные асфальтобитумные лаки применяют для покрытия скобяных изделий, предметов домашнего инвентаря и других изделий из черных металлов для предохранения их от коррозии, в частности в течение времени хранения их на складах.

Асфальтобитумные масляные лаки получают сплавлением битумов и пеков  с растительным маслом и продуктами переработки канифоли при температуре  до 280°С с последующим добавлением сиккативов и охлаждением, а затем растворением в растворителях. Введение канифоли и ее производных в состав асфальтобитумных лаков улучшает свойства пленок. Улучшается также совместимость асфальтов и битумов с растительными маслами (содержание масел в лаках можно повысить).

IV. Красочные составы (краски)

Классификация красок. В зависимости от типа пленкообразующего вещества краски делят на следующие группы: масляные, эмалевые, водоэмульсионные, казеиновые и другие клеевые краски, а также силикатные и известковые красочные составы. Особую группу составляют художественные краски (на основе масел, клеев и др.). Возрастает значение красок специального назначения .(светящихся, термочувствительных и др.). Наиболее многочисленную и разнообразную группу составляют эмалевые краски, которые распределяются на подгруппы в зависимости от вида лаков, применяемых для их приготовления. Внутри каждой группы или подгруппы краски делят в зависимости от цвета пигмента.

Масляные краски представляют собой суспензии пигментов в олифах из высыхающих и полувысыхающих растительных масел. По цвету пигментов их разделяют на белила и цветные масляные краски, а по консистенции — на ту густотертые и готовые к употреблению. Они предназначены для наружных и внутренних защитных и декоративных покрытий металлических и деревянных конструкций (крыш, стен и др.), различных изделий. Их пленки (покрытия) не сильно блестящие, но влагостойкие и атмосферостойкие.

Смешением и растиранием пигментов  с небольшим количеством преимущественно  натуральной олифы получают густотертые  краски пастообразной консистенции, которые содержат лишь часть пленкообразующего  вещества и непригодны для непосредственного  применения. Разводят их до требуемой  вязкости перед употреблением, добавляя при перемешивании олифу (уплотненную, комбинированную или искусственную), а также, если необходимо, растворители и некоторое количество сиккатива.

Густотертыми выпускают белила (цинковые, литопоновые) и цветные краски (охру, железный сурик и др.). В менее широком ассортименте выпускают масляные краски, готовые к употреблению (жидкотертые). Их подразделяют по цвету и назначению (для наружных и внутренних работ).

Эмалевые краски представляют собой высокодисперсные суспензии пигментов в лаках. Их называют также лаковыми красками. Получают их замешиванием и растиранием пигментов с растительным маслом (олифой) или лаком, а затем разведением полученной пасты масляным или иным лаком.

Достоинством эмалевых красок является возможность получения блестящей  поверхности, напоминающей поверхность  стеклоэмали. Благодаря этому можно окрасить изделие один раз и получить красивое покрытие с достаточной стойкостью к различным воздействиям. Масляные покрытия в этом отношении отличаются большей сложностью: обычно сначала изделие покрывают слоем олифы и только после высыхания ее наносят красочное масляное покрытие. Чтобы получить особо блестящую поверхность, высохшую красочную пленку покрывают масляным лаком. После этого масляные покрытия становятся равноценными по внешнему виду эмалевым покрытиям. Следовательно, эмалевая краска как бы соединяет в себе свойства масляной краски и масляного лака.

Для повышения влагостойкости изделия  или повышения прилипаемости пленки эмали применяют специальные грунтовки, которые наносят первым слоем . Для выравнивания поверхности, заделывания трещин и выщербин применяют, кроме того, шпатлевки (шпаклевки).

В эмалевых красках обычно на одну часть смолы или олифы (масла), содержащихся в лаке, приходится 0,5— 1,5 части сухих пигментов и  наполнителей, тогда как в грунтовках и шпатлевках — соответственно 0,5—0,7 и 2—4 части.

Грунтовки наносят непосредственно  на поверхность, подготовленную для  окраски; они должны хорошо прилипать  к ней. Шпатлевки наносят по грунту или непосредственно по материалу. Шпатлевка должна хорошо прилипать  и не растрескиваться после высыхания. Пленки некоторых эмалей (нитроэмали), которые не имеют особого блеска, покрывают еще лаками.

Эмалевые краски подразделяют на подгруппу  в зависимости от вида лака, взятого  для их приготовления. Наиболее распространены масляные эмалевые краски, алкидные, мочевиноалкидные, меламиноалкидные эмали и нитроэмали. Менее распространены эпоксидно-полиамидные  и полиуретановые эмали, отверждающиеся при комнатной температуре, а также кремнийорганические эмали. Последние дают влагостойкие покрытия с особо водоотталкивающими свойствами.

Масляные эмалевые краски получают замешиванием и растиранием пигмента с олифой или масляным лаком и разведением алкидными лаками. Обычно берут масляные лаки, приготовленные из уплотненных олиф и глифталевых, пентафталевых и эфироканифольных смол.

Выпускают масляные эмали общего назначения, поступающие в продажу, и специальные (электроизоляционные, кислотостойкие и др.), используемые в технике.

Эмали общего назначения подразделяют в зависимости от вида лака (масляно-канифольного, глифталевого), примененного для их разведения. Затирают эти эмали преимущественно на олифах из растительных масел. В состав лаков, идущих на разведение, в большом количестве входят резинаты кальция и цинка, которые неустойчивы к воздействию воды и нефтепродуктов. Поэтому эмали общего назначения рекомендуют главным образом для окраски предметов внутри помещений, кроме полов и предметов, подвергающихся действию повышенных температур и нефтепродуктов. Продолжительность их высыхания “от пыли” — не более 10 ч, а полного — не более 72 ч.

Масляные эмали для наружных работ приготовляют на основе жирных масляных лаков, получая более атмосферостойкие покрытия. Ими покрывают металлические  части велосипедов, детских колясок  и др.

Алкидные эмалевые краски — это суспензии пигментов в алкидных лаках с добавлением сиккативов и растворителей. Эмали ГФ готовят на глифталевом лаке, а ПФ — на пентафталевом. Пленки их высыхают при температуре 20°С за 24 ч и при 100—120°С—за 1,5—2 ч. Обладая высокой стойкостью к действию влаги и к резким изменениям температуры, пленки алкидных эмалей, однако, недостаточно тверды и не очень стойки к действию нефтепродуктов.

Качество покрытий на основе алкидных смол улучшают с помощью мочевино- и меламиноформальдегидных смол. При совмещении алкидных смол с этими смолами происходит химическое взаимодействие между ними, в результате чего лаковые и эмалевые пленки быстрее отверждаются (сокращается время сушки) и твердость их возрастает. Увеличивается также стойкость пленок к действию нефтепродуктов.

Мочевиноалкидные (МЧ) и меламиноалкидные (МЛ) эмали (черные, белые, под слоновую кость и др.) нашли широкое применение для окраски автомобилей, холодильников, стиральных машин, велосипедов, швейных машин, металлической мебели и других изделий и приборов, позволяющих применять горячую сушку. Продолжительность сушки при температуре 100—120°С составляет 1 ч. При комнатной температуре после добавления кислотного отвердителя сушку завершают за 2—3 ч.

Нитроэмали, или нитроцеллюлозные эмалевые краски, представляют собой суспензии пигментов в нитролаках с добавлением пластификаторов, эпоксидных и жирных алкидных смол. Введение их способствует повышению эластичности и адгезионной способности нитропленок.

Для нитроэмалей применяют особо  тонкодисперсные и высокоукрывистые пигменты, так как содержание нитроцеллюлозы (коллоксилина) в нитролаке невелико и не вполне достаточно для связывания больших количеств малоукрывистых пигментов. Обычно пигменты перетираются с пластификаторами на краскотерочных машинах, а затем полученная паста смешивается с нитролаком в смесителе. Нитроэмали готовят также с помощью шаровых мельниц.

Отличаясь быстротой сушки в  обычных условиях (30—60 мин), нитроэмали дают твердые прочные пленки, способные  полироваться до зеркального блеска, достаточно стойкие к воздействию  влаги, слабых кислот и щелочей, нефтепродуктов. Эти достоинства обусловили широкое  распространение нитроэмалей не только для внутренних, но и для  наружных малярных работ, для окраски  кожи, автомобилей, приборов, мебели, различных предметов домашнего обихода, а также для многих технических целей.

Недостатками нитроэмалей являются горючесть их пленок, пониженная термостабильность (до 80°С), а также склонность к старению (растрескиванию) под действием солнечных лучей. Горючесть коллоксилина в пленках нитроэмали существенно снижена пластификаторами и минеральными пигментами. Совмещение коллоксилина с алкидными и эпоксидными смолами существенно повышает не только адгезионную способность, но и водостойкость и атмосферостойкость нитроэмалевых покрытий.

Выпускают несколько марок нитроэмалей  различного состава и назначения: для покрытий по дереву, металлам, коже. Они удобны, в частности, при ремонте  кожаных изделий, автомобилей и  др. В эмалях для отделки кожи содержится повышенное количество пластифицирующих добавок.

Водоэмульсионные краски представляют собой суспензии пигментов (вместе с наполнителями) в водных эмульсиях пленкообразующих веществ. Наибольшее распространение получили эмульсионные краски на основе водных дисперсий поливинилацетата и акриловых смол (краски ВА и АК), а также стирол-бутадиенового латекса.

Водоэмульсионные краски различного назначения, кроме пленкообразующего  вещества, пигментов и наполнителей, содержат пластификаторы и функциональные добавки: эмульгаторы (соли синтетических  жирных кислот и др.), диспергаторы пигментов и наполнителей (гексаметафосфат натрия и другие полифосфаты), загустители, тиксотропные добавки (карбоксиметилцеллюлозу, бентонит, двуокись кремния и др.), консерванты (для устойчивости к плесени и бактериальному разложению) и ингибиторы, предотвращающие коррозию металлических поверхностей.

Водоэмульсионные краски обладают многими достоинствами. Они имеют слабый запах, неогнеопасны и быстро высыхают. Пленки их обладают достаточно высокой атмосферостойкостью, хорошей адгезией к древесине, бетону, кирпичу и даже к старым покрытиям (без специальной подготовки поверхности). Благодаря устойчивости к действию щелочи эти краски можно наносить по свежей (не полностью высохшей) штукатурке и цементу. Их разбавляют водой, легко наносят валиком, кистью и краскораспылителем, причем даже на влажные поверхности и при повышенной влажности воздуха. Они быстро сохнут (от 30 мин до 2—3 ч).

Поэтому Водоэмульсионные краски широко применяют не только для внутренних, но и для наружных покрытий. Использование  эмульсий для приготовления красок приводит к существенному удешевлению  их, к экономии многих дефицитных органических растворителей, к резкому улучшению  условий работы с этими красками, так как многие растворители токсичны и сильно огнеопасны. Применение эмульсий для красок, кроме того, экономит растительные масла.

Особенностью пленкообразования  эмульсионных красок является самослипание частиц пленкообразователя после испарения воды. Хотя получаемые при этом высохшие пленки пористые и менее блестящие, чем пленки масляных и эмалевых красок, тем не менее совокупность их положительных свойств обеспечивает пригодность водоэмульсионных красок для широкого и самого разнообразного применения.

Недостатками водоэмульсионных красок являются их относительно низкая стабильность при хранении, в особенности при  пониженных температурах, возможное  образование плотных осадков  при длительном хранении и изменение  цветового оттенка, а также запах, обусловленный наличием остатков мономера. Металлические поверхности перед  покрытием нуждаются в специальной  подготовке (обезжиривании и др.).

Поливинилацетатные водоэмульсионные краски получают путем затирания пигментов на поливинилацетатной эмульсии, получаемой при эмульсионной полимеризации винил ацетата в водной среде. Для повышения эластичности пленок в состав эмульсии вводят некоторое количество- пластификаторов (дибутилфталата и др.).