Лакокрасочные составы и покрытия

Спиртовые политуры отличаются меньшим содержанием смолы (10—25%), чем спиртовые лаки (не менее 30%). Они лучше впитываются в древесину, обеспечивая лучшее заполнение пор  и прочное прилипание. Ими отделывают (полируют) нелакированные и лакированные поверхности деревянных изделий. Иногда спиртовые лаки и политуры подкрашивают органическими красителями.

Алкидные лаки.

Ассортимент лаков на основе алкидных смол широк. Важнейшими из них  являются глифталевые (ГФ) и пентафталевые (ПФ) лаки, получаемые из соответствующих  смол (с сиккативами) путем растворения  их в уайт-спирите, сольвентнафте  и др. Они несколько сходны с  масляно-смоляными лаками. Существенное различие заключается в том, что  масляно-смоляные лаки состоят преимущественно  из смеси масла со смолой, тогда  как в глифталевых и пентафталевых  лаках молекулы растительного масла  химически связаны с фталевым ангидридом и пентаэритритом.

В зависимости от количества жирных кислот растительных масел, применяемых  для модификации смол, и степени  их ненасыщенности различают жирные, средней жирности и тощие алкидные смолы. Более жирные алкидные смолы  используют для наружных, а тощие  — преимущественно для внутренних лаковых покрытий.

Пленки лаков на основе жирных алкидных смол атмосферостойки, эластичны и достаточно тверды, поэтому  глифталевые и пентафталевые  лаки успешно заменяют лаки на основе натуральных масел. В основном они  идут на приготовление эмалевых красок. Пленки алкидных лаков и эмалей, однако, недостаточно устойчивы к  действию нефтепродуктов. Для повышения  устойчивости их к действию бензина  и минеральных масел (например, для  автомобильных эмалей) алкидные смолы  сочетают с алкилфенольными, а также  мочевино и меламиноформальдегидными смолами.

Мочееино и меламиноалкидные лаки (МЧ и МЛ)

дают более быстросохнущие пленки, стойкие к действию бензина  и минеральных масел. Эмали на

таких лаках

(с горячей сушкой в  течение 1 ч) успешно используют  для покрытия автомобилей, велосипедов  и др. Мочевино-алкидный лак МЧ-52, например, используют для покрытия  футляров, лыж и др. Пленки его  высыхают за 2 ч при температуре  18— 22°С. При холодной сушке  пленки таких лаков и эмалей  долгое время выделяют свободный  формальдегид, содержащийся в мочевиноформальдегидной  смоле, что является существенным  недостатком.

Полиэфирные лаки

приготовляют на основе ненасыщенных полиэфирных смол (полиэфирмалеинатных, полиэфиракрилатных, полиэфирумаратных), получаемых при взаимодействии ненасыщенных двухосновных кислот (малеиновой, метакриловой, фумаровой) с двухатомным спиртом  гликолем.

Наиболее известны полималеинатные  ненасыщенные лаки (многокомпонентные), используемые для высококачественной отделки мебели, радиоприемников, телевизоров  и др. Они состоят из трех компонентов: полуфаб-рикатного лака — раствора ненасыщенной смолы в жидком реакционноспособном  мономере (стироле или метилметакрилате) или олигомере, инициатора (гидроперекись  кумола) и ускорителя (нафтенат кобальта). Последние добавляются в лак  перед его употреблением. Такие  полиэфирные лаки не содержат летучих  растворителей или содержат их (ацетон, бутилацетат) в очень небольшом  количестве, а поэтому могут образовывать уже при однократном нанесении  относительно толстые пленки (200—300 мкм).

Непосредственно перед нанесением в полуфабрикатный полиэфирный  лак вводят гидроперекись кумола и раствор нафтената кобальта. Гидроперекись кумола инициирует реакцию  сополимеризации стирола или олигомерного эфира метакриловой кислоты с ненасыщенной полиэфирной смолой, а нафтенат кобальта ускоряет эту реакцию.

В результате реакции сополимеризации  жидкая пленка целиком (без испарения  каких-либо веществ) отверждается, превращаясь  в трехмерный полимер, не размягчающийся при нагревании, причем практически  без усадки, так как побочных продуктов  реакция не дает. Для предотвращения окисляющего действия кислорода  воздуха на пленку, задерживающего процесс сополимеризации со стиролом, в полуфабрикатный лак вводят немного парафина или синтетических  жирных кислот, образующих на поверхности  пленки тончайший защитный слой.

Лаковые пленки ненасыщенных полиэфиров отличаются высокой твердостью и при нагревании не размягчаются. Они отличаются также от размягчающейся пленки нитролаков более высоким (зеркальным) блеском, морозостойкостью, водостойкостью и химической стойкостью, в частности  стойкостью к действию бензина, спирта и пищевых жиров. Эти достоинства  благоприятствуют применению полиэфирных  лаков для покрытия кухонных столов, лицевой поверхности шкафов и  др.

Лаки на основе полиакрилатов

образуют прозрачные атмосферостойкие эластичные покрытия с хорошей адгезией; их применяют для электроизоляции, для отделки кожи, в живописи и  др. Покрытия, однако, недостаточно теплостойки. В качестве растворителей применяют  ароматические углеводороды, ацетон, дихлорэтан. Для разбавления используют лаковый бензин. В сочетании с  нитроцеллюлозой акриловые смолы  применяют при изготовлении эмалевых красок для легковых автомобилей.

Полиуретановые лаки

дают пленки, которые могут  отверждаться без горячей сушки (однокомпонентные лаки) или только при горячей сушке (лаки, состоящие  из двух компонентов, смешиваемых перед  нанесением). Эти лаки перспективны; их используют для отделки мебели, паркета, кожи и др. В зависимости  от состава они дают твердые и  эластичные покрытия с хорошей адгезией и высокой стойкостью к действию тепла, влаги и химических реагентов. Полиуретановые покрытия с трехмерной структурой отличаются, кроме того, высокой стойкостью к истиранию. Полиуретановыми лаками отделывают изделия из древесины, металлов, кожи, резины и др.

Эпоксидные лаки

применяют обычно в виде двухкомпонентных составов (раствора смолы и отвердителя). С помощью отвердителей (полиаминов и др.) пленки лаков приобретают  трехмерную структуру. Часто отвердителями  служат полиамидные и другие смолы, взаимодействующие с эпоксидными  соединениями. Известны, например, эпоксидно-полиамидные  лаки. Пленки эпок-сидных лаков имеют  большую твердость, влагостойкость и высокую химическую стойкость. Эти свойства позволяют применять  эпоксидные лаки для покрытия химической аппаратуры и изделий, работающих в  условиях повышенной влажности и  температуры.

Нитроцеллюлозные лаки (НЦ).

Представляют собой растворы нитроцеллюлозы (коллоксилина) с другими  пленкообразователями и пластификаторами в летучих органических растворителях. Пленки их прозрачны и бесцветны, но при добавлении в лак органических красителей получают и окрашенные прозрачные лаки (цапонлаки) различного цвета.

Нитролаки нашли широкое  применение для лакирования мебели, карандашей, кожи, клеенки и других изделий, в автомобиле и самолетостроении, а также в других отраслях промышленности. Их распространение обусловлено  быстрым высыханием пленок, что связано  с применением летучих органических растворителей (ацетона, этил ацетата, бути л ацетата и амилацетата). Для разбавления лаков применяют  спирты и ароматические углеводороды. Для различных видов нитролаков время высыхания их пленок составляет от 15—20 мин до 1 ч, что позволяет  быстро, когда это необходимо, наносить второй слой лака. Для лакирования  мебели применяют главным образом  нитроглифталевые лаки, пленки которых  при комнатной температуре высыхают через 20—40 мин, хорошо шлифуются и  после полирования имеют блестящий  вид.

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).

Масляные асфальтобитумные лаки применяют для покрытия многих металлических изделий, в частности  велосипедов, деталей автомашин (шасси, рамы и др.). Они известны в основном как влагозащитные, электроизоляционные  и кислотоустойчивые лаки.

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.