Эмали

https://www.dneprkraska.com.ua/emal Вид ЛКМ, включающий суспензии пигментов или их смесей с наполнителями в лаках, образующие после высыхания непрозрачные твердые покрытия, обладающие защитными, декоративными или специальными техническими свойствами.

Покрытия могут иметь различную фактуру и быть глянцевыми, матовыми, муаровыми, а также отличаться цветом и блеском. В зависимости от вида лака, используемого для приготовления эмалей, их подразделяют на масляные, алкидные, смоляные, акриловые, нитроцеллюлозные, битумные. По типу смолы различают эмали на полимеризационных смолах и эмали на поликонденсационных смолах.
Масляные эмали получают путем затирки пигмента с олифой и разводят масляным лаком. Тощие лаки присутствуют в эмалях, используемых для внутренних работ, жирные — в эмалях для наружных работ. Покрытия на основе масляной эмали эластичны, водостойки, однако неустойчивы к истиранию и несветостойки. Применяют их для окраски пола и покрытия деревянных изделий.
Алкидные эмали составляют до 70 % объема производства эмалей. Эмали для внутренних работ — ГФ-230, ПФ-233 — применяются для окраски мебели, окон, дверей, изделий из металла. Для окраски пола используется эмаль ПФ-266, характеризующаяся достаточной твердостью и высокой водостойкостью. Эмали для наружных работ — ПФ-115, MЛ-152, созданные на основе пента-фталевых и других алкидных лаков, предназначены для окраски электробытовых приборов, автомобилей, мотоциклов, велосипедов, детских колясок. Алкидные эмали в покрытиях эластичны, атмосферостойки, прочны и имеют хорошие декоративные свойства.
Смоляные эмали могут быть на основе природных, полимеризационных и поликонденсационных смол. Для производства эмалей используют такие природные смолы как канифоль и битум. Канифольные лаки, например, относят к группе масляных, так как пленкообразователь в них — это смесь олифы и производных канифоли. Хлорированные полиэтиленовые, фторопластовые, нефтеполимерные, перхлорвиниловые, винилхлоридные сополимеры и акриловые эмали созданы на основе полимеризационных смол. В качестве основы эмалей могут быть кремнийорганические и полиуретановые смолы.
Смоляные эмали дают химически- и атмосферостойкие негорючие покрытия, но отличаются невысокой теплостойкостью и длительностью высыхания (нормативное время высыхания при естественной сушке полиуретановых эмалей составляет 36 ч). Используют смоляные эмали только в промышленности и как фасадные краски.
Кремнийорганические эмали обладают очень высокими эксплуатационными свойствами. Они долговечны, атмосферостойки и могут наноситься на поверхность при отрицательных температурах воздуха. Для отделки мебели и интерьера используют полиуретановые эмали. Они образуют высокопрочные с устойчивостью к царапинам и механическим повреждениям покрытия, химически стойкие и теплостойкие.
Перспективными для российского рынка являются водно-дисперсионные акриловые эмали — экологически полноценные заменители традиционных алкидных и нитроцеллюлозных ЛКМ для декоративной окраски дверных и оконных блоков, других поверхностей. Обладая нетоксичностью, быстрым высыханием, пригодностью для окраски различных поверхностей, простотой в применении, акриловые воднодисперсионные эмали, кроме того, образуют декоративные покрытия с различным блеском — от шелковисто-матовых до высокоглянцевых. Кроме импортной продукции на рынке появляются и отечественные разработки, например, под маркой «Акродом».
Нитроцеллюлозные эмали — это суспензии пигментов в нитролаках, они быстро высыхают, в покрытиях имеют повышенный блеск и широкий цветовой ассортимент. Освоено производство нитроцеллюлозных эмалей, дающих матовые покрытия. Кроме того, твердые покрытия в зависимости от количества пластификатора или модификатора имеют различную эластичность. В последнее время в роли модификатора стали использовать полиуретановые смолы, придающие покрытию долговечность и улучшающие эксплуатационные показатели. К недостаткам нитроцеллюлозных эмалей приходится отнести горючесть, недостаточную термостабильность и склонность к старению под воздействием солнечных лучей. Выпускают эмали для внутренних работ — НЦ-25, для наружных работ — НЦ-132 и НЦ-11, покрывного крашения кожи — НЦ-36. Нитроэмаль применяют для окраски автомобилей, холодильников, стиральных машин и др.
Битумные эмали применяются в промышленности, в технике. Их преимущества — высокие декоративные свойства, малый расход натурального сырья, меньшая трудоемкость при нанесении покрытия.
Водно-дисперсионные (латексные) краски — суспензии пигментов в водных дисперсиях пленкообразователей. Состав этих красок включает 16 компонентов и более. Основные из них:
• пленкообразующие — 50%-ные водные дисперсии таких полимеров, как полиакрилаты, поливинилацетат и его производные, сополимеры стирола и бутадиена. Дисперсия представляет собой мельчайшие капельки полимера, равномерно распределенные в воде. Обычно это продукты эмульсионной полимеризации;
• эмульгатор — ПАВ — обеспечивает устойчивость дисперсии пленкообразователя. Обычно это соли синтетических жирных кислот;
• диспергатор улучшает смачиваемость пигмента. Это фосфаты (например, гексаметофосфат);
• загуститель, повышает вязкость краски. Это поливиниловый спирт, простые эфиры целлюлозы;
• антивспениватели, предотвращают пенообразование при изготовлении и нанесении красок. Это гидрофобы — уайт-спирит, скипидар;
• антисептики, повышают устойчивость красок к плесени и бактериям;
• антифризы, или пластификаторы, повышают морозостойкость красок и покрытий на их основе;
• пигменты, ассортимент их ограничен, так как должны быть хорошая смачиваемость водой и в то же время минимальная растворимость. Чаще всего изготовляют краски белые и светлых тонов.
В ассортименте водно-дисперсионных красок краски на основе дисперсии поливинилацетата — ВА; на основе дисперсии дивинилстирольного, дивинилнитрильного каучука, хлоркаучука, циклокаучука — КЧ; на основе сополимеров (и полимеров) акриловых и метакриловых кислот, их эфиров и других производных с различными мономерами — АК; на основе сополимера винилацетата с другими винильными соединениями — ВС; на основе модифицированных алкидных смол — ПФ.
Поливинилацетатные краски дешевы, однако их покрытия неводостойки. Производство каучуковых красок сильно сократилось, так как их покрытия быстро загрязняются, стареют на свету и темнеют. Акриловые дисперсии дороже, но большая часть (70 %) выпускаемых в мире водно-дисперсионных красок — это именно полиакриловые. Они отличаются высокой атмосферостойкостью, быстро высыхают. Сополимеро-винилацетатные и пентафталевые воднодисперсионные краски малорастворимы.
Пленкообразование водно-дисперсионных красок обусловлено слипанием частиц полимера после испарения воды. Пленки получаются матовыми и пористыми. Высыхают КЧ не более чем за 24 ч, ВА и АК — за 12 ч.
Преимущества водно-дисперсионных красок заключаются в том, что они гигиеничны (пористые пленки легко пропускают влагу, являются паро- и газопроницаемыми); стойки к истиранию; легко моются; атмосферостойки, за исключением КЧ; нетоксичны, экологичны, так как не содержат легколетучих органических растворителей; неогнеопасны. Недостатки: низкая морозостойкость и теплостойкость (до 40 °С) покрытий и низкая морозостойкость самих красок.
Водно-дисперсионные краски применяются для создания декоративных и защитных покрытий.
Акриловые — в основном для наружных работ, поливинилацетатные и каучуковые — для окраски внутри зданий, в том числе по штукатурке. Некоторые водно-дисперсионные краски используются для окрашивания искусственной и натуральной кожи, деревянной мебели.
Клеевые краски представляют собой суспензии пигментов в водных растворах пленкообразователей — клеев. Клеевые краски готовят, смешивая водный раствор пленкообразователя, то есть клея, с пигментной пастой. Применяются для отделочных работ внутри помещений. Клеевые краски готовят непосредственно перед употреблением. Достоинства клеевых красок заключаются в том, что они нетоксичны; гигиеничны, так как покрытия газо- и паропроницаемы; покрытия имеют хорошие декоративные свойства. Клеевые краски в ассортименте:
• краски на основе клеев животного происхождения — мездрового, костного, рыбьего. В их составе 15 —20-процентный водный раствор клея, содержащий антисептик. Покрытие обладает хорошей адгезией и высокими декоративными свойствами. Перед окрашиванием штукатурку грунтуют растворами медного купороса, хозяйственного мыла, чтобы образующаяся пленка не позволила клеевому составу впитываться в штукатурку;
• казеиновые. По качеству они мало уступают воднодисперсионным. Казеин растворяется в воде с добавками щелочных соединений (например, тринатрийфосфата или извести). Пигменты должны быть устойчивыми к щелочи. Покрытие атмосферостойкое, долговечное (4—5 лет);
• силикатные краски — суспензии пигментов в водном растворе жидкого стекла (силиката калия). Выпускаются в виде паст или сухих смесей пигментов, которые перед употреблением нужно развести в водном растворе клея. Используются для окраски деревянных, известковых, цементных поверхностей. Покрытия обладают огнезащитными свойствами, но не устойчивы к атмосферным воздействиям. Под действием температуры и влаги постепенно осыпаются.
По сырьевому признаку выделяют две ассортиментные позиции: порошковые краски и краски с высоким сухим остатком, которые в наибольшей степени отвечают жестким экологическим требованиям.
Порошковые краски представляют собой мелкодисперсную сухую смесь, состоящую из твердых полимеров, наполнителей, пигментов и специальных добавок. В качестве связующего используются термореактивные полимеры — эпоксидные, эпоксиполи-эфирные, полиэфирные и полиуретановые.
Порошковые краски наносятся на поверхность методом электростатического распыления или трибостатическим методом (без приложения внешнего электрического поля) с помощью специальных пистолетов.
Затем изделие поступает в термокамеру, где происходит его разогрев до температуры 140 — 200 °С — до расплавления порошка и полимеризации покрытия. Такие режимы обработки обусловливают применение порошковых красок в первую очередь для окрашивания металлических изделий. Для неметаллических материалов предусмотрены технологии радиационной сушки, УФ-отверждения, понижения температуры за счет введения ускорителей отверждения.
Эпоксидные порошковые краски появились первыми. Они механически прочные, имеют хорошую химическую стойкость и высокую адгезию. Недостатком является пожелтение покрытия при эксплуатации.
Эпоксиполиэфирные порошковые краски выдерживают высокие температуры и не желтеют.
Полиэфирные порошковые краски атмосферостойки, но недостаточно устойчивы к растворителям.
Полиуретановые порошковые краски являются наиболее современными, но дорогостоящими и в России не производятся.
В нашей стране преобладают эпоксидные порошковые краски. В настоящее время производятся порошковые краски любого цвета и любой степени блеска — от высокоглянцевых до глубокоматовых за счет введения в рецептуры полимерных восков; с различной текстурой — от эффекта «апельсиновой корки» до эффекта «шершавой наждачной бумаги». Краски типа «металлик» могут быть получены с помощью специальных пигментов.
Порошковая технология отличается высокой экологичностью, так как потери при ее применении сведены к минимуму (коэффициент использования порошка 98 — 99 %). Порошковые краски не содержат и не испаряют при сушке токсичных органических растворителей. Благодаря сокращению технологических операций процесс высокоэкономичен. Порошковая технология успешно применятся для окрашивания продукции производственно-технического назначения, бытовой мебели, светильников, корпусов холодильников и стиральных машин, прочих бытовых приборов, деталей автомобилей, мотоциклов, велосипедов.
Краски с высоким содержанием сухого остатка являются переходными от органоразбавляемых красок к краскам без растворителей (порошковым). Содержание сухого вещества в них достигает 60 — 80 %. Наиболее эффективны такие краски на основе жидких эпоксидных смол, которые дают стопроцентный сухой остаток. Эти краски относятся к двухупаковочным и поставляются в комплекте с отвердителем. При окрашивании образуется полимерное покрытие без выделения в окружающую среду растворителей. Краски с высоким содержанием сухого остатка используются как строительные, а также для окрашивания транспортных средств и бытовой электротехники.