Лакокрасочные материалы (ЛКМ) – многокомпонентная система, которая наносится в жидком или порошкообразном состоянии на предварительно подготовленную поверхность и после высыхания (затвердевания) образует прочную, хорошо сцепленную с основанием пленку. Получившуюся пленку называют лакокрасочным покрытием.
ЛКМ применяются для защиты металлических, а также других видов изделий от влияния внешних вредных факторов (влага, газы, воздух и т.д.), придания поверхности декоративных свойств.
Схема защитного покрытия на основе лакокрасочных материалов.
1) Защищаемая поверхность (металл, дерево, бетон и др.)
2) Грунтовочный слой;
3) Шпатлевочный слой. При окрашивании пористых материалов ( древесины, бетона и т.д. ) может наноситься первым без грунтовочного слоя;
4) Защитно-декоративный слой краски, эмали или лака.
4. Основное назначение грунта - создание прочной связи между окрашиваемой поверхностью и последующими лакокрасочными слоями, а также обеспечение высокой защитной способности покрытия. Главный фактор, определяющий вид применяемой грунтовки – материал основы. Поэтому грунтовки можно разделить на следующие группы:
А) Для штукатурки (шпаклёвки), бетона и кирпичной кладки:
-Грунтовка глубокого проникновения;
-Укрепляющие грунтовки (для рыхлых, осыпающихся поверхностей);
-Грунтовка общего назначения (грунтовка по штукатурке);
Противощелочная грунтовка;
Б) Для деревянных поверхностей:
-Грунтовки от гнили и насекомых (пропитки);
-Грунтовка общего назначения (грунтовка по дереву);
-Грунтовка специальная (для специфических красок);
-Нейтрализатор смолы;
В) Для металлических поверхностей:
- Грунтовка по чёрным металлам;
- Грунтовка для цветных металлов;
- Преобразователь ржавчины;
Г) Специальные грунтовки:
-Грунтовки для поверхностей, не впитывающих воду (т.е. для керамической плитки, стекла, ламината т.п.);
-Грунтовки против пятен;
-Грунтовочно-гидроизоляционные составы.
5. Шпаклевка – смесь наполнителей, пигментов и пленкообразующих веществ, пастообразная вязкая масса, предназначена для заполнения дефектов поверхности, придания ей равномерной фактуры. Эта операция нужна для выравнивания поверхностей. Толстые и недостаточно эластичные слои шпатлевки при эксплуатации могут растрескаться, в результате будут понижены защитные свойства покрытия. Поэтому шпатлевку следует наносить тонким слоем. Каждый слой шпатлевки необходимо хорошо высушить. Число слоев не должно быть больше трех. Рекомендуемая толщина шпатлевочного слоя не более 3 мм.
По назначению шпаклевки можно разделить на такие виды:
• шпаклевки для ремонта и заделки щелей и трещин,
• шпаклевки для выравнивания поверхностей стен и потолков из различных материалов (бетон, штукатурка, гипсокартон, гипсовые блоки и пр.),
•специальные виды шпаклевок для особых случаев или условий (фасадные, влагостойкие),
• особо трещиностойкие шпаклевки (например, для заделки рустов, стыков плит перекрытий, эластичные, декоративные и пр.).
6. ЛКМ разделяют на шесть видов: лаки, краски, эмали, грунтовки, шпатлевки, порошковые краски.
7. пигменты – вещества, придающие покрытиям нужный цвет. Пигменты являются обязательными составляющими любых лакокрасочных материалов за исключением лаков и политур.
Основным компонентом всякой краски служит красящее вещество в виде тонко измельченного цветного порошка, называемого пигментом (от латинского слова "пигмептум", что в переводе означает «краска»). Пигмент, определяющий цветовой тон краски, может таким образом рассматриваться как ее синоним, и в обиходном словоупотреблении обычно различию между словами пигмент и краска не придают значения. Однако для специалиста пигмент представляет лишь главную составляющую часть краски и не может быть полностью отождествляем с нею.
Художественные краски состоят из цветного порошка - пигмента и связующего, которое скрепляет между собой мельчайшие частицы. В живописи используют в основном неорганические красящие вещества, как более стойкие, реже - органические.
8. Основные свойства пигментов
Красящая способность пигмента (красящая сила пигмента, интенсивность пигмента) - свойство цветного пигмента придавать свой цвет другим пигментам, с которыми он тщательно перемешан.
Светостойкость пигмента - свойство пигмента сохранять свой цвет при воздействии естественного и искусственного дневного света.
Маслоемкость пигмента – минимальное количество масла, необходимое для превращения сухого пигмента в однородное пастообразное состояние.
cвойство пигмента в смеси с пленкообразующим делать невидимым цвет закрашиваемой поверхности.
cвойство пигмента измельчаться и распределяться в дисперсионной среде под влиянием механического воздействия.
Цвет пигмента - способность вызывать определённое зрительное ощущение в соответствии со спектральным составом и интенсивностью отражаемого или испускаемого видимого излучения. Основные качества цвета - цветовой тон, насыщенность и светлота. Цвет лакокрасочных материалов зависит в основном от цвета пигментов, наполнителей и связующих.
Дисперсность пигмента задается размерами входящих в него частиц, которые должны быть существенно меньше толщины пленки лакокрасочного покрытия, в противном случае поверхность высушенной пленки будет шероховатой и неровной. Для большинства пигментов, применяемых в общестроительных и специальных лакокрасочных материалах, оптимальная укрывистость достигается при размере частиц пигмента 0,2-10 мкм. В промышленности для определения степени дисперсности пигментов применяются методики ситового, микроскопического и седиментометрического анализа.
Маслоемкость пигмента - это способность частиц пигмента удерживать на своей поверхности определенное количество масла (связующего). Этот параметр выражается в относительных единицах (граммах связующего на 100 грамм пигмента).
Насыпная плотность пигмента – показатель, характеризующий плотность упаковки порошка.
Укрывистость пигмента - способность лакокрасочного материала, или пигмента, затертого на олифе, при равномерном нанесении на одноцветную поверхность делать невидимым цвет последней. Укрывистость выражается в граммах краски (пигмента), необходимой для того, чтобы сделать невидимым цвет закрашиваемой поверхности площадью 1 квадратный метр. Укрывистость пигмента во многом зависит от размера и формы его частиц, а также от цвета пигмента.
Красящая способность пигмента – степень передачи пигментом своего цветового тона смеси с белым пигментом.
Светостойкость пигмента – его способность сохранять свойства при воздействии света. Энергия светового излучения инициирует изменение молекулярной структуры красящего вещества, что приводит к постепенной потере красящих свойств и может проявляться в уменьшении насыщенности цвета (выцветании) пигмента и в изменении цветового тона. Существует международная шкала светостойкости пигментов со значениями от 1 (минимальная светостойкость) до 8 (максимальная светостойкость). Большинство природных обладают высокой светостойкостью, некоторые органические пигменты довольно сильно обесцвечиваются в процессе эксплуатации.
Атмосферостойкостъ пигмента — его способность, противостоять воздействию солнечных лучей, дождя, мороза, снега, ветра и других атмосферных факторов (пыли и газов в приземном слое атмосферы) не изменяя своих свойств. Для определения атмосферостойкости образцы с лакокрасочным покрытием выдерживают в атмосферных условиях с последующей количественной оценкой стойкости покрытия по изменению декоративных и защитных свойств.
Химическая стойкость пигмента — его способность не изменять первоначальных свойств и цвета под воздействием химически агрессивных сред (растворов и паров солей, щелочей и кислот).
Щелочестойкость пигмента - способность сохранять свойства и цвет при соприкосновении с щелочными растворами (цементными системами). Пигменты с низкой щелочестойкостью не рекомендуется применять в лакокрасочных материалах, наносимых на бетонные поверхности.
Коррозионная стойкость пигмента – способность пигмента в сочетании с другими компонентами лакокрасочного покрытия препятствовать процессу окисления металла. По коррозионной стойкости пигменты делятся на ингибиторные, нейтральные и пигменты-стимуляторы. К ингибиторным пигментам относятся цинковая и алюминиевая пудра, различные хроматы, свинцовый сурик и др.; к нейтральным — окислы железа (железооксидные пигменты), барит, окись кремния; к стимуляторам — углерод, графит и пигменты, содержащие другие сернистые и сернокислые соединения (например, литопон). Некоторые пигменты замедляют или вовсе блокируют процесс коррозии даже при попадании воды через пленку окраски, т.к. они создают анодную защиту железа. В лакокрасочных покрытиях, содержащих пигменты нейтральной группы, продукты коррозии при попадании под пленку лакокрасочного покрытия, поднимают ее, ускоряя тем самым процесс окисления металла.
Токсичность пигмента – большинство пигментов безвредно, но некоторые ядовиты, поражают дыхательные пути и при неумелом обращении могут вызвать отравление. Наиболее опасными являются пигменты, содержащие соединения свинца, меди, мышьяка и некоторые соединения цинка. Применение ядовитых пигментов при работе кистью не вызывает никакой опасности для человека и окружающей среды при соблюдении правил личной гигиены и охраны труда. Отравляющее действие пигментов проявляется при нанесении окраски распылителем или краскопультом. В этих случаях, необходимо принять меры, чтобы ядовитая пыль не попала в организм человека (работать в спецодежде, защитной маске или респираторе).
9, 11. Укрывистость - важнейший технологический показатель, характеризующий расход лакокрасочного материала на 1 м2 окрашиваемой поверхности. Значение этого показателя определяет равномерность нанесения слоя лакокрасочного материала, что обуславливает его экономическую эффективность. Укрывистость зависит от оптических свойств пигмента, его дисперсности и объемной концентрации в связующем. Существенное влияние на укрывистость оказывают также химический состав, цвет и физико-химические свойства связующего, тип растворителя и др.
Однако, главным образом, укрывистость обусловлена оптическими явлениями, протекающими в пленке.
10. Красящая способность пигмента (красящая сила пигмента, интенсивность пигмента) - свойство цветного пигмента придавать свой цвет другим пигментам, с которыми он тщательно перемешан.
Этот показатель непосредственно может быть использован для характеристики способности пигмента окрашивать любой материал, в том числе и полимерный. Красящей способностью называется способность цветных пигментов передавать при смешении свою окраску другим материалам. При смешении цветного пигмента с белым красящая способность выражает степень насыщенности смеси. Подобным образом для белых пигментов определяется разбеливающая способность — степень понижения цветового тона при смешении с цветным пигментом. На практике красящую способность цветных пигментов обычно определяют при смешении с цинковыми белилами, а разбеливающую способность белых пигментов— при смешении их с ультрамарином.
Красящая способность цветных пигментов, как и разбеливающая способность белых пигментов, выражается обычно в процентах к эталонному пигменту, красящая способность которого принимается за 100 %. Красящая (и разбеливающая) способность связана с дисперсным составом пигмента и увеличивается с уменьшением размера частиц. Следует учитывать, что красящая способность пигмента связана также с его диспергируемостью, т. е. со степенью разрушения агрегатов частиц. Так, при изготовлении пигментных паст на разном диспергирующем оборудовании интенсивность окраски полученных паст может быть различной, что связано с разной эффективностью действия оборудования. Поэтому красящую способность по отношению к эталону следует измерять в строго соблюдаемых стандартных условиях,
Для неорганических пигментов при определении относительной красящей способности готовят пасты испытуемого и контрольного пигментов, смешивая пасту цинковых белил с пастами испытуемого и эталонного пигментов. Для этого перетирают навески пигментов с маслом, взятым в количестве, рекомендуемом в нормативно-технической документации. Наносят шпателем на стеклянную пластинку пасты испытуемого и эталонного пигментов и сравнивают интенсивность окрасок при рассеянном искусственном или дневном свете. При равной интенсивности окраски паст за результат принимают красящую способность эталонного пигмента, выраженную в процентах.
За результат испытания принимают среднее арифметическое двух параллельных определений. Погрешность определения составляет 5 %.
Относительную красящую способность испытуемого пигмента определяют по значению цветового различия между контрольной и испытуемой пастами при помощи градуировочного графика.
Для органических пигментов относительная красящая способность определяется визуальным методом в определенной среде (в масляном, нитроцеллюлозном или другом связующем, в резине, поливинилхлоридной пленке).
Разбеливающую способность белых пигментов определяют аналогично красящей способности цветных пигментов, но вместо пасты цинковых белил применяют пасту ультрамарина. Готовят испытуемую пасту, подбирая количество ультрамариновой пасты, которое дает окраску, по интенсивности равную окраске контрольной пасты.
При инструментальном методе на приборе ФКЦШ-М измеряют логарифмы отношений коэффициентов отражения испытуемой и контрольной паст. Разбеливающую способность (в условных единицах) вычисляют но следующим формулам.
Укрывистость
Понятие укрывистости специфично для лакокрасочного производства, но иногда этим показателем ошибочно пользуются в производстве пластмасс, чтобы охарактеризовать способность наполнять пластмассу, придавая ей непрозрачность и насыщенный цвет. Последнее свойство связано скорее с красящей способностью пигмента. Укрывистость пигмента является характеристикой его поведения в красочной системе. Укрывистость — это способность краски при равномерном нанесении ее на одноцветную поверхность делать невидимым цвет последней, а при нанесении на черно-белую (контрастную) поверхность уменьшать контрастность между черной и белой поверхностями до исчезновения различия между ними.
Укрывистость существенно зависит от соотношения показателей преломления пигмента и связующего: чем ближе значения показателей преломления пигмента и среды, в которой он распределен, тем меньше укрывистость. Повышение дисперсности пигмента до некоторого предела (до размеров частиц 0,2—0,3 мкм) увеличивает укрывистость, при дальнейшем повышении дисперсности укрывистость снижается, поскольку рассеяние света частицами начинает подчиняться закону Рэлея. При окрашивании пигментами полимерных материалов показатель «укрывистость пигмента» можно использовать лишь как косвенную характеристику его дисперсности, поскольку показатели преломления полимерных материалов отличаются от показателя преломления лакокрасочного связующего (масла), в котором диспергируют пигмент при определении укрывистости, а объемные концентрации пигмента в окрашенном полимерном материале значительно меньше, чем в краске.
Укрывистость определяют визуальным и инструментальным методами. Сущность определения заключается в нанесении слоев краски на стеклянную пластинку до прекращения просвечивания черных и белых квадратов шахматной доски, подложенной под стекло.
При инструментальном методе на пять стеклянных пластинок наносят лакокрасочный материал с постепенно увеличивающейся толщиной. Пластинки высушивают и определяют коэффициенты яркости покрытий, помещая их на черную и белую подложки.
12. Маслоемкость пигмента - это способность частиц пигмента удерживать на своей поверхности определенное количество масла (связующего). Этот параметр выражается в относительных единицах (граммах связующего на 100 грамм пигмента).
13. Светостойкость пигмента – его способность сохранять свойства при воздействии света. Энергия светового излучения инициирует изменение молекулярной структуры красящего вещества, что приводит к постепенной потере красящих свойств и может проявляться в уменьшении насыщенности цвета (выцветании) пигмента и в изменении цветового тона. Существует международная шкала светостойкости пигментов со значениями от 1 (минимальная светостойкость) до 8 (максимальная светостойкость). Большинство природных обладают высокой светостойкостью, некоторые органические пигменты довольно сильно обесцвечиваются в процессе эксплуатации.
14. Антикоррозионная (пассивирующая) стойкость — свойство пигмента в сочетании со связующим образовывать покрытия, надежно защищающие металлические поверхности от окисления (ржавления). Этим свойством пигментов пользуются при окрашивании стальных кровель, несущих конструкций (колонн, балок), а также труб, отопительных радиаторов, вентиляционных коробов. Пленка окраски должна быть непроницаемой для влаги, эластичной, надежно сцепляться с основанием и не содержать веществ, вызывающих коррозию черных металлов.
Некоторые пигменты тормозят процесс коррозии даже при попадании воды через пленку окраски. Такими высоко антикоррозионными пигментами являются: свинцовые белила, медянка, цинковые и свинцовые крона, железный сурик, алюминиевая пудра и цинковая пыль, создающие анодную защиту железа. Другие пигменты, наоборот, ускоряют процесс коррозии, например малярная сажа, содержащая свободный углерод, образует с железом гальваническую пару, при этом железо разрушается вследствие электрохимической коррозии. Пигменты, содержащие сернистые и сернокислые соединения, например литопон и синтетическая мумия, могут химически взаимодействовать с железом и разрушать его. Поэтому при применении окрасочных составов необходимо учитывать антикоррозионные свойства данного пигмента.
15. Атмосферостойкостъ пигмента — его способность, противостоять воздействию солнечных лучей, дождя, мороза, снега, ветра и других атмосферных факторов (пыли и газов в приземном слое атмосферы) не изменяя своих свойств. Для определения атмосферостойкости образцы с лакокрасочным покрытием выдерживают в атмосферных условиях с последующей количественной оценкой стойкости покрытия по изменению декоративных и защитных свойств.
16.
17. По происхождению красящие пигменты можно разделить на два вида:
1) Природные (естественные, минеральные пигменты) - получают из природных минералов путем механической переработки. Их основные преимущества: безопасность, экологичность, устойчивость к воздействиям различного рода, более низкая цена. Подразделяются, в свою очередь, на:
2) Органические - красители органического происхождения, нерастворимые в лакокрасочных дисперсионных средах
3)Неорганические - представляют собой соли и оксиды различных металлов
4) Синтетические (искусственные) пигменты - получают путем синтеза (химической реакции). Такие пигменты превосходят природные по яркости.
18. К неорганическим пигментам относятся двуокись титана, окись цинка, литопон (дают белый цвет), охра (дает желтый цвет), железная лазурь, ультрамарин (синий), железный сурик, оранжевый крон, мумня (красный), медянка, окись хрома (зеленый цвет).
19. Отличие окры, сурика железного и природного мумня по составу:
Охры получают из глин содержащих до 25% по массе Fe2O3;
Сурик железный получают из железной руды содержащей не менее 75% по массе Fe2O3;
Мумня природная тонко дисперсный порошок глины окрашенный оксидом железа в красные тона, содержащие Fe2O3 от 20 до 70%;
20. КОРИЧНЕВЫЕ ПИГМЕНТЫ - Умбра натуральная, Природная сухая мумия, сурик железный.
21. ЧЕРНЫЕ ПИГМЕНТЫ – перекись марганца, графит.
22. Технический углерод или сажа черная широко применяется в строительстве в качестве пигмента для чернения кладочного раствора, при выполнении кладки из кирпича и декоративного камня. Благодаря своей структуре технический углерод (сажа) комфортно вступает во взаимосвязь с цементом, что окончательно окрашивает раствор. Ее получают путем неполного сжигания различных углеродосодержащих веществ ( природного газа, твердых органических веществ).
23. Белила цинковые - по составу представляют собой оксид цинка с небольшим количеством примесей. Эти белила применяются как для внутренних, так и для наружных работ. Они обладают хорошей свето - и атмосферостойкостью. Укрывистость - не более 100-110 г/кв.м., коэффециент отражения - 99,7%.
Белила свинцовые - углекислый свинец, атмосферостоек, химически вреден, поэтому применяется для наружной отделки.
24. БЕЛЫЕ ПИГМЕНТЫ
Белила литопоновые применяют для изготовления красочных составов с масляными и лаковыми связующими. Литопоновые белила ввиду малой светостойкости и атмосфероустойчивости используются, главным образом, при внутренних работах для грунтовок и первых окрасок с последующим покрытием цинковыми белилами.
Выпускается литопон трех сортов: «белая печать», «красная печать» и «зеленая печать». Отличие сортов — в количестве сернистого цинка, увеличение содержания которого благоприятно сказывается на укрывистости белил. Чтобы отличить литопоновые белила от других, на них действуют разбавленной соляной кислотой: литопоновые белила при этом выделяют запах, схожий с запахом тухлых яиц.