1.3. Полиакрилаты, акриловые и стиролакриловые сополимеры
Полимерные акриловые дисперсии делятся на акриловые и стирола-криловые. Акриловые — дисперсии полимеров, полученных из акриловых или метакриловых мономеров, стиролакриловые — при сополимеризации производных акриловой (метакриловой) кислоты со стиролом. В табл. 3 приведены характеристики мономеров, используемых для получения дисперсий обоих типов [13]. Так как акриловую кислоту и ее производные получают из пропана, метакриловую и ее эфиры — из 2-гидрокси-2-метилпропилонитрила, изобутана или изо-бутиральдегида в результате многостадийных процессов, эти мономеры более дороги, чем стирол и винилацетат. Поэтому акриловые сополимеры дороже стиролакриловых и сополимеров ви-нилацетата.
В то же время поли(мет)акрилаты обладают высокой атмосферо-стойкостью, стойкостью к действию УФ-излучения, хорошей водостойкостью и устойчивостью к пожелтению покрытий на их основе, возможностью легко получать сополимеры с заданной жесткостью, гибкостью и твердостью. Высокий блеск покрытий и его сохранение при длительном атмосферном воздействии в сочетании со стойкостью покрытий к действию щелочей, кислот и воды делает этот класс сополимеров незаменимым в рецептурах ЛКМ для наружного применения.
Структура и свойства акриловых сополимеров
Основные свойства полимеров, такие, как температура стеклования (Тст), минимальная температура пленкообразования (МТП) и физико-механические свойства покрытий на их основе, зависят от структуры основной и боковых цепей полимерной макромолекулы.
А что лучше водоэмульсионная или водно-дисперсионная краска? Много расплывчатой информацией о преимуществах той или иной краски, но тем не менее яснее от этого не становится.
На самом деле же, водоэмульсионная или водно-дисперсионная краска в большинстве случаев это одно и то же. Вносят путаницу производители и всё это связано, скорей всего, с маркетингом или продажами, чтобы сделать название продукта привлекательным для покупателя.
Дисперсия это более широкое понятие, она может быть как твердой в жидком, например, мел или известь взболтанные в воде, и это то же водно-дисперсионная краска. Дисперсия это ещё и жидкое в жидком, в этом более узком случае краска водоэмульсионная, то есть одна жидкость диспергирована в другой. Для примера, это капли акриловой смолы с наполнителем и пигментом в воде.
А вот эти сами термины, что называется научный подход.
Дисперсной системой называется система, состоящая как минимум из двух компонентов, один из которых мелко раздробленный (дисперсная фаза) распределён («взвешен») в другом (дисперсной среде). Иногда дисперсные системы, называют взвесями, что является вполне применимым термином.
Суспензия – это дисперсная система, в которой дисперсной фазой является твёрдое вещество, а дисперсной средой – жидкость.
Все краски и эмали относятся к этой группе дисперсных систем (твёрдые пигменты и наполнители распределены в жидкой среде). К этой группе также относятся все воднодисперсионные материалы, все шпатлёвки и многие другие виды ЛКМ.
Эмульсия – это дисперсная система, в которой роль дисперсной фазы и дисперсной среды исполняют жидкости. Наиболее часто встречающейся в быту эмульсией являются молочные продукты: молоко, сметана, кефир и т. д.
Исходя из выше изложенного, получается, что понятие водоэмульсионные краски является весьма распространённым и, к сожалению, неграмотным, так как эти краски конечно не водоэмульсионные, а водосуспензионные или, в более широком смысле, воднодисперсионные, что мы и привыкли слышать.
А вот теперь, мы можем сказать, что такое воднодисперсионные краски. Кстати, термины это конечно же хорошо, но как это сказывается на свойствах краски, ведь это в первую очередь интересует потребителя, на этом мы остановимся ниже при анализе видов водно-дисперсионных красок.
Водно-дисперсионная краска, которую можно в большинстве случаев называть водоэмульсионной, включает следующие компоненты :
Преимущества водно-дисперсионных или водоэмульсионных красок
Водно-дисперсионные краски (водоэмульсионные или латексные) окончательно вытесняют, в плане применения при внутренней отделке, масляные краски. Хотя это до сих пор не произошло и токсичные, вонючие масляные краски до сих пор применяют.
Применяют водно-дисперсионные краски для покраски стен и потолков помещений, где нет повышенной влажности, то есть в спальнях, гостиных, кухнях, офисах.
Водостойкие водно-дисперсионные краски
В ассортименте крупных производителей есть воднодисперсионные краски для использования в условиях повышенной влажности, то есть водостойкие воднодисперсионные краски.
В водостойких красках в качестве связующего применяются акриловые сополимеры или по-другому акрилаты, латексы (бутадиен-стирол), поливинилацетатная дисперсия, причем чаще комбинации указанных веществ.
Виды водно-дисперсионных красок
В основном выделяют следующие виды водно-дисперсионных красок, хотя возможны и другие классификации, но в рамках статьи о водно-дисперсионных красках воспользуемся этой. Надо же как-то их классифицировать, хотя понятия налагаются друг на друга.
Минеральные водно-дисперсионные краски
Минеральные водно-дисперсионные краски изготавливают на основе извести или белого цемента. Эти краски хорошо переносят атмосферные воздействия, но плохо сухой и влажный износ.
Минеральную краску в основном применяют для окрашивания фасадов, стен и потолков в жилых, административных, коммерческих и производственных зданий.
Краски представляют собой сухие смеси из которых предстоит ещё с помощью воды сделать водно-дисперсионную краску, что называется в классическом исполнении согласно терминологии.
Рис. 1. Пример минеральной краски Основит Унивита СС90
Силикатные водно-дисперсионные краски
Силикатные краски содержат натриевое или калиевое жидкое стекло, благодаря чему она прочно связывается с минеральными основаниями, образуя более долговечные покрытия.
Вроде как, эти краски относятся также к минеральным краскам, но тем не менее, в рамках нашей классификации они вынесены в отдельную разновидность.
Силикатные водно-дисперсионные краски атмосферостойкие и служат аж до 30 лет после нанесения.
Силикатная краска предназначена для окрашивания декоративных штукатурных покрытий, а также бетона, цементно-песчаных, цементно-известковых и известковых штукатурок, как внутри, так и снаружи зданий.
Рис. 2. Пример силикатной краски CT 54
Поливинилацетатные водно-дисперсионные краски
Поливинилацетатные краски изготавливают на основе водной эмульсии клея ПВА. Поливинилацетатная краска нашла свое широкое применение в качестве связующего для потолочных и интерьерных материалов для сухих помещений.
Поливинилацетатные краски с добавлением полимера на акриловой основе, который играет роль связующего компонента, сделал поливинилацетатные краски более гибкими с точки зрения эксплуатационных свойств.
Рис. 3. Пример краски поливинилацетатной водно-дисперсионной Caparol Samtex 7 E.L.F.
Латексные водно-дисперсионные краски
С точки зрения химии, латексом называется только бутадиен-стирольный или каучуковый латекс.
Большинство производителей называют латексами все водные дисперсии полимеров, используемые в качестве связующих для воднодисперсионных материалов.
Если Вы обратили на рисунок 4, то там на банке краски поливинилацетатной водно-дисперсионной Caparol Samtex 7 E.L.F. также написано, что она латексная.
Бутадиен-стирольный латекс является более дорогим и износостойким и влагостойким связующим. Именно он с точки зрения химии и есть латекс, и именно его можно найти в природе (млечный сок).
Может применяться для широкого спектра материалов для внутренних работ, однако обладает низкой устойчивостью к УФ лучам, что делает его малопригодным для материалов для наружных работ.
Рис. 4. Пример латексной краски Аквакрас
Латексные краски применяются на разных поверхностях: структурированные обои, стены (бетон, штукатурка, кирпич, гипсокартон), потолки. Высыхают за 20-60 минут. Но их светостойкость ниже, чем у эмульсионных акриловых красок и ПВА.
Силиконовые водно-дисперсионные краски
Связующим в силиконовых водно-дисперсионных красках являются эмульгированные силиконовые смолы.
Здесь всё максимально : стойкость к воде, сухому и влажному истиранию, устойчивость к загрязнениям. Ну и цена максимальна, начинается от 150 рублей за килограмм.
Рис. 5. Пример фасадной силиконовой краски Акцент
Акриловые водно-дисперсионные краски
Акриловые краски лучший вариант воднодисперсионные красок для отделки наружных фасадов и в интерьере жилых помещений со всеми преимуществами этих красок.
Водно-дисперсионные ЛКМ, полиуретановые и акриловые дисперсии, водоразбавляемые алкиды
Куликова Н.Г., Технический специалист по водным системам компания «Аттика», г.Санкт-Петербург Водно-дисперсионные лакокрасочные материалы (ЛКМ) используются при изготовлении красок, грунтовок, шпатлевок и непигментированных материалов. Они классфицируются по химической природе пленкообразующего вещества, которое является основным компонентом рецептуры. Водные ЛКМ, как правило, изготавливаются на акриловых, стирол-акриловых, полиуретановых дисперсиях, водоразбавляемых алкидах и т.п. Под водными дисперсиями полимеров подразумевают дисперсии, в которых обязательным компонентом дисперсионной среды является вода. Использование водоразбавляемых дисперсий в качестве пленкообразующих систем в значительной мере позволяет решить проблемы окружающей среды. Классические сферы применения водно-дисперсионных (ВД) ЛКМ — это строительство и бытовой ремонт, но благодаря новым технологиям производства дисперсий их стало можно применять и в промышленном направлении для окраски древесины, металла, пластика, стекла, минеральных оснований и т.д. Формирование покрытий на основе ВД ЛКМ происходит путем испарения воды. Полимерные частицы сначала уплотняются до образования упаковки шаров (рис. 1), затем круглые полимерные частицы под влиянием капиллярного давления жидкости деформируются до ромбических додекаэдров, которые в результате диффузии молекул пленкообразователя постепенно теряют границу раздела (коалесцируют).
Рис. 1 Процесс пленкообразования водных дисперсий
Ассортимент дисперсий, выпускаемых в настоящее время компанией Synthopol, очень широк, рассмотрим некоторые из них. 1. Акриловые дисперсии — одна из разновидностей полимеров, получаемая путем полимеризации акриловой кислоты и ее эфиров в присутствии эмульгаторов и стабилизаторов. Основные свойства дисперсий (температура стеклования, минимальная температура пленкообразования — МТП) и физико-механические свойства покрытий на их основе зависят от структуры основных и боковых цепей полимерной макромолекулы. Лакокрасочные покрытия на основе акриловых дисперсий сохраняют цвет и выдерживают интенсивное УФ-излучение, обладают высокой эластичностью и водоотталкивающими свойствами, что позволяет успешно применять такие ЛКМ для минеральных и деревянных поверхностей как снаружи, так и внутри помещений.
Таблица 1. Основные характеристики акриловых дисперсий
Наименование дисперсии
Массовая доля нелетучих веществ, %
Минимальная температура пленкообразования, ºС
Для пропиток по дереву одним из главных показателей является глубина проникновения и водопроницаемоть пропитки, отвечающие за качественные показатели готового продукта. Глубиной проникновения (Рис.2) называется расстояние, измеряемое в миллиметрах от наружной поверхности древесины до границы проникновения пропитки. При пропитке древесины глубину проникновения определяют путем измерения окрашенной зоны дре-весины (пропитка была затонирована для более точной оценки испытания).
Рис. 2 Глубина проникновения пропитки на основе Synthalat PWL 819
Водопроницаемость пленки определяют, чтобы показать эффективность и работу пропитки. Пропитка, просачиваясь вглубь древесины, не просто проникает, а закупоривает поры, обеспечивая их водонепроницаемость и увеличивая водостойкость финишного слоя.
Водопроницаемость пленки на древесине
Контрольный образец древесины (неокрашенный)
Начало испытаний
Через 3 мин испытаний
Через 14 мин испытаний
Пропитка на SynthalatPWL 819
Начало испытаний
Через 7 мин испытаний
Через 14 мин испытаний
В настоящее время широкое применение нашли водоразбавляемые ЛКМ. По сравнению с ЛКМ на основе растворителей они обла дают рядом преимуществ, так как экологически безопасны для человека и окружающей среды. Компания «Аттика» является эксклюзивным дистрибьютером сырья для ЛКМ компании-производителя SYNTHOPOL CHEMIE на отечественном рынке. Компания предлагает высококачественные водоразбавляемые дисперсии европейского (Германия) производителя, осуществляя техническое сопровождение продаж и индивидуальный подход к каждому клиенту. Список литературы: 1. Сорокин М.Ф. Химия и технология пленкообразующих веществ. — М.: Химия, 1989. 2. Мюллер Б., Пот У. Лакокрасочные материалы и покрытия. Принципы составления рецептур. — М.: Пэйнт-Медиа, 2007. 3. Мельников И. Лакокрасочные материалы. Виды лакокрасочных материалов. — ЛитРес, 2011. 4. Казакова Е.Е., Скороходова О.Н. Водно-дисперсионные акриловые лакокрасочные материалы строительного назначения. — М.: Пэйнт-Медиа, 2003.
