Химия в строительстве

Общая характеристика лакокрасочных материалов Лакокрасочные материалы (ЛКМ) – это группа товаров, предназначенных для окраски или покрытия различных поверхностей – древесины, металла, бетона и других поверхностей и применяемых для ремонта в домашних условиях, строительстве, производстве мебели и др. Представляют собой вязко жидкие составы, наносимые на поверхность конструкции тонким слоем, который через несколько часов отвердевает и образует пленку, прочно сцепляющуюся с основанием.

Лакокрасочные материалы Вспомогательные составы Олифы Лаки Краски Грунтовки и шпатлевки

Состав ЛКМ Связующие (пленкообразующие) вещества. 1 2 Растворители. Разбавители. Пластификаторы. Пигменты. Функциональные и технические добавки. Красители

Пленкообразователи - вещества, образующие на материа­ле после высыхания сплошную тонкую твердую пленку. Органические пленкообразователи можно классифициро­вать, например, в соответствии с их молекулярной массой: олигомерные и полимерные пленкообразователи. Олигомерные пленкообразователи не способны формиро­вать твердые пленки в обычных условиях без дальнейших хи­мических реакций. Полимерные пленкообразователи способны формировать качественные пленки без дополнительных химических пре­вращений. К первым относят алкидные смолы, полиуретаны, фе­нольные смолы, эпоксидные, аминосмолы и др. Процессы пленкообразо­вания могут протекать в результате испарения растворителя из раствора или испарения одной из фаз эмульсии, причем, при этом может происходить одновременно и процесс полимери­зации или до указанного процесса. Реакция полимеризации может протекать под воздействием температуры, кислорода, катализатора и др. Разбавителями называют жидкие вещества, хорошо растворяющие смолы и масла (связующие вещества) и вводимые в красочную пасту для снижения вязкости. Разбавители добавляют в краски и лаки для изменения их физических свойств, например, для уменьшения вязкости краски. Это достигается благодаря способности разбавителей полностью растворять пленкообразующее вещества – масла, смолы, а также функциональные добавки. Пигменты представляют собой твердые частицы практи­чески нерастворимые в используемых пленкообразователях, растворителях и разбавителях, способные к диспергированию и обеспечивающие достижение оптимальных свойств, предъ­являемых к лакокрасочным материалам и покрытиям. К основным характеристикам пигментов относят укрывистость, красящую способность (интенсивность), цвет, кристал­лическую структуру, дисперсность, смачиваемость, способ­ность к взаимодействию с пленкообразователем, диспергируемость, свето- и атмосферостойкость, химическая стойкость. Укрывистость пигмента обусловлена его природой. Например, диоксид титана рассеи­вает свет, тогда как сажа поглощает. Химическая природа пигментов предопределяет их ста­бильность к действию тепла, растворителей, кислот, щелочей и других химических веществ. Пигменты могут быть кристаллическими и аморфными. Форма и размер первичных частиц пигмента влияет на их способ упаковки в пленке и оказывает влияние на оттенок цве­та пигмента и полученного покрытия. Влияние размера частиц пигмента на укрывистость можно рассмотреть на примере льда. В виде массивной глыбы - мате­риал прозрачен, но в виде порошка становится белым и непро­зрачным ( на границе лед-воздух возникает многократное пре­ломление из-за различий их показателей преломления ). Размер частиц также влияет на оттенок цвета. Более мел­кие частицы пигментов (мене 0,40 мкм) более яркие, с более чистым оттенком. Интенсивность окраски также зависит от размера частиц пигмента. Для органических пигментов чем меньше размер частицы для одного того же класса пигментов, тем выше ин­тенсивность (эта зависимость различна для разных пигментов). От размера частиц зависит и блеск покрытия. Блеск дости­гается при размерах частиц пигмента не превышающих 0,3 мкм (правильно выбранной концентрации). Большие размеры частиц уменьшают блеск вплоть до получения матовой плен­ки. Показатель преломления. Чем больше разница между по­казателями преломления пигмента и среды, в которой он дисцергирован, тем выше укрывистость. Так, например, диоксид титана имеет более высокую кроющую способность, чем оксид цинка. Природа поверхности частицы пигмента является ее наи­более важной особенностью. Она определяет легкость диспер­гирования пигментов, стабильность готовой жидкой краски. Чем более полярный и гидрофильные молекулы пигмента, тем они лучше диспергируются и обеспечивают большую ста­бильность красящего состава. Пластификаторы - в-ва, вводимые в полимерные материалы для придания (или повышения) эластичности и(или) пластичности при переработке и эксплуатации. Они облегчают диспергирование в полимерах сыпучих ингредиентов, снижают туры текучести (переработки), хрупкости (морозостойкости) и стеклования полимерных материалов, обычно снижают теплостойкость; нек-рые пластификаторы могут повышать огне-, свето- и термостойкость полимеров. Пластификатор способствует расплавлению порошка при более низких температурах и увеличивает эластичность покрытия. Пластификаторы в ЛКМ вводят главным образом для того, чтобы повысить эластичность и морозостойкость готовых покрытий. Растворители - это органические летучие жидкости, при­меняемые для перевода пленкообразователей в состояние, пригодное к нанесению на поверхность и для регулирования вязкости лакокрасочного материала. Тип растворителя зависит от природы пленкообразователя. К природным относятся казеин, животный клей, крахмал, дек­стрин, камеди. К синтетическим водорастворимым пленкообразователям относятся карбоксилированные полиэфиры, мочевино- и меламиноформальдегидные смолы, водораствори­мые алкидные смолы и др. Растворимость водорастворимых пленкообразователей обусловлена достаточным содержанием полярныйх групп: - OH,-NH 2) -СООН, -COONa. Связующие (пленкообразующие) вещества. 1 2 Растворители. Пластификаторы. Пигменты Разбавители.

Красителями называют вещества, получаемые методами органического синтеза и предназначенные для окраски раз­личных материалов. Глаз человека воспринимает вещества окрашенными, если они поглощают свет в видимой области спектра ( нм), при этом глаз видит предмет окрашенным в цвет, дополни­тельный к поглощаемому. Яркие краски обусловлены поглощением света в узком диапазоне, неяркие (например, коричневый, бордо, хаки) - в широком, серая и черная окраска - поглощением практически во всей видимой области спектра. Функциональные и технологические добавки – позволяют улучшить качество смешивания, изменить вязкость, обеспечить стабильность консистенции и др. В качестве наполнителей используются также бариты, гипс, ангидрит, мел, кремнезем, диатомит, глина, тальк, слюда. В качестве целевых добавок используют сиккативы, отвердители, ускорители. Сиккативы способствуют образованию пленки и регулируют скорость этого процесса.

Олифы Олифы - это пленкообразователи, на основе растительных масел, прошедших специальную обработку (окисление или длительный прогрев при высоких температурах), с добавлением сиккативов и растворителей используемые при изготовлении масляных и разведении густотертых красок, приготовлении масляно-смоляных лаков, шпатлевок, грунтовок. Их применяют для грунтования и шлифовки древесины и других пористых поверхностей перед их окраской, для приготовления окрасочных составов, шпатлевок, а также в качестве самостоятельного декоративного покрытия. Применение олиф Производство красок Самостоятельно для малярных работ; для грунтовки поверхности перед окраской Качество олиф определяют по цвету, прозрачности, вязкости, содержанием нелетучих веществ, времени высыхания, кислотному числу.

Лаки Лаки растворы пленкообразующих веществ в органических растворителях или в воде. При высыхании или отверждении они образуют прозрачное однородное покрытие (пленку, отличающуюся блеском). Выпускаются следующие группы лаков: масляно-смоляные (масляные, алкидные), смоляные, эфироцеллюлозные, асфальтобитумные (непрозрачные).

Краски и эмали Краска - это суспензия пигментов или их смеси с наполнителями в масле, олифе, эмульсии, латексе или другом пленкообразующем веществе, образующая после высыхания непрозрачную окрашенную однородную пленку. Краски по природе пленкообразователя подразделяют на масляные, эмалевые, водно-дисперсионные, клеевые. Белый ГолубойСалатовый КремовыйРозовый Желтый ФиолетовыйСурик СинийКрасный

Масляные краски (МА) суспензии пигментов в олифах. По степени готовности к использованию различают густотертые и готовые к употреблению. Густотертые краски имеют вязкую консистенцию (до 30% олифы), перед употреблением разводятся растворителем. Краски, готовые к употреблению, содержат повышенное количество олифы (до 40%) и растворителя (до 30%). Ассортимент их подразделяют по назначению (для наружных и внутренних работ), цвету и видам олиф. Масляные краски высыхают за ч и образуют и образуют полуматовые покрытия с высокой адгезией к окрашиванию поверхности, эластичные; обладают хорошей химической и водостойкостью.

Эмали - это суспензии пигментов или их смесей с наполнителями в лаках. Эмали обладают более высокими потребительскими свойствами, они хорошо перемешаны, легко ложатся на поверхность и образуют после высыхания непрозрачную твердую пленку глянцевую или матовую, с различной фактурой или декоративным эффектом. В зависимости от вида лака, используемого для приготовления эмали, группу эмалей подразделяют на масляные, алкидные, нитроцеллюлозные и др. Покрытие, образующееся из эмали, блестит и, как правило, значительно более твердое, чем из краски. Свое название материал получил за внешнее сходство покрытий из него со стеклоэмалью – слоем на поверхности металла, который всем нам знаком по кастрюлям и бытовым ваннам.

Водно-дисперсионные краски (другое название водно- эмульсионные, водно-дисперсные, водные, латексные) это суспензии пигментов в водных дисперсиях пленкообразователей (водных эмульсиях). Вода не является растворителем, поэтому краски на водной основе это сложные коллоидные системы, они содержат компонентов. Специальные антифризы предохраняют водную фазу краски от замерзания при снижении температуры; при хранении водно- дисперсионных красок не допускается замораживания продукции. Образующиеся пленки водно-эмульсионных красок получаются матовыми и пористыми, высыхают за 3-12 ч., некоторые дисперсионные краски высыхают за мин.

Акриловые краски представляют собой воднодисперсионные краски, содержащие в своем составе воду, полимеры и пигменты. Акриловая краска пользуется большой популярностью в строительстве и при ремонтных работах благодаря своим преимуществам. Преимущества акриловых красок такие краски не боятся прямых солнечных лучей, а значит, их можно использовать для фасадов зданий; водостойкость окрашенные акриловыми красками поверхности можно мыть, а краски можно использовать в помещениях с повышенной степенью влажности; состоят из экологически чистых материалов, поэтому абсолютно безопасны для здоровья, в том числе, для людей с аллергическими реакциями, кроме того, краски практически не имеют запаха; высокая степень воздухопропускаемости, такой краской можно смело красить потолки и стены; пожаробезопасность состав акриловых красок является пожаробезопасным, а значит, такие краски можно использовать в различных общественных заведениях (школы, детские сады и т.д.); быстрота высыхания и удобство в работе акриловые краски быстро сохнут, и второй слой можно наносить уже через 3-4 часа; присутствие в акриловых красках латекса компонента, который создает водоотталкивающий эффект лакокрасочного слоя, это позволяет поверхности выдерживать порядка 5 тыс. циклов мытья; широкая цветовая палитра поскольку такие краски легко поддаются колеровке, то у покупателей есть огромнейший выбор цветов; долговечность краски срок ее службы составляет свыше 15 лет; доступная цена на акриловую краску; низкая газопроницаемость, что позволяет защищать армированный бетон от коррозии; термостойкость краски не тускнеют на солнце и выдерживают большие перепады температур.

Мастики, грунты и шпатлевки применяют для выравнивания поверхности (древесина, металл), придания твердости, повышения адгезии с лицевым покрытием. Например, у древесины они должны заполнить поры, укрепить стенки клеток, уменьшить впитываемость в древесину лицевого отделочного слоя (лака, краски). Мастики - это смесь воска, парафина (или его модификации) и скипидара. Они размягчаются при Т=35 С. Используются под отделку масляными и спиртовыми лаками. Грунты имеют более жидкую консистенцию. Состав традиционный (пленкообразующее вещество, наполнители, растворители, разбавители). Грунты делятся по типу пленкообразующего вещества: масляные, клеевые, НЦ, ПВА, ПЭ, эмульсионные и др. Грунты бывают малярные (применяют при непрозрачной лицевой отделке) и столярные (применяют при прозрачной отделке; они не должны скрывать текстуру дерева). Грунтовку используют перед шпатлеванием для того, чтобы обеспечить в последствии максимально крепкое сцепление с клеем или краской. Грунты имеют свойство проникать в слои поверхности, тем самым, укрепляя ее, и обеспечивая максимально прочное сцепление с покрытием. Шпатлевки - это пастообразные массы, состоящие из смеси пигментов и наполнителей со связующим веществом. В качестве связующего - клеевые растворы, олифу, лаки; в качестве наполнителя - мел, шпат и др.