Вспомогательные материалы

Вспомогательные материалы – летучие жидкости, растворители, применяемые для растворения высоковязких плёнкообразующих материалов. Краска при этом приобретает “рабочую вязкость” и становится удобной для нанесения на поверхность. К ним относятся уайт-спирит, ацетон, ксилол и др.

К вспомогательным материалам относят:

• грунтовки;
• подмазочные пасты;
• шпаклевки;
• замазки;
• растворители;
• разбавители;
• смывки;
• сиккативы;
• кислоты;
• масла;
• пластификаторы;
• гидрофобизаторы и др.

Эти материалы используют в окрашивающих составах, приготовляемых непосредственно перед употреблением и для выполнения подготовительных работ перед малярной отделкой (шпаклевания, огрунтовывания, подмазки отдельных мест и т.д.).

Растворители – органические летучие жидкости, предназначенные для расширения пленкообразователей (смол, эфиров целлюлозы, масел) и пластификаторов и доведения их растворов до рабочей вязкости.

Растворители могут самостоятельно растворять пленкообразователь или служить только для разбавления готовых растворов. Жидкости, самостоятельно не растворяющие пленкообразователь, называют в отличие от растворителей разбавителями, хотя это название условное, так как одни и те же жидкости могут быть разбавителями для одних и растворителями для других пленкообразователей. Растворители и разбавители должны испаряться после нанесения лакокрасочного материала, а на поверхности изделия должна образовываться твердая лакокрасочная пленка.

В качестве растворителей для лаков и эмалей применяют продукты, принадлежащие к следующим классам:

1. Нефтяные углеводороды (бензин, керосин, уайт-спирит) хорошо растворяют масла и многие смолы; ароматические углеводороды (бензол, ксилол, толуол, сольвент-нафт) хорошо растворяют многие масла, естественные и синтетические смолы.
2. Спирты (этиловый, бутиловый) применяют для растворения шеллака, сандарака и некоторых других смол при приготовлении спиртовых лаков, в качестве разбавителей коллоксилина в нитролаках и нитроэмалях.
3. Сложные эфиры уксусной кислоты (этилацетат, бутилацетат, метилацетат) хорошие растворители коллоксилина и применяются во всех лакокрасочных материалах, в которых используется нитроцеллюлоза.
4. Простые эфиры (этилцеллозоль) растворяют коллоксилин, глифталевые и другие смолы.
5. Кетоны (ацетон, циклогексанол) хорошо растворяют нитроцеллюлозу, многие смолы, масла и жиры.
6. Хлорированные углеводороды (дихлорэтан, трихлорэтилен) – хорошие растворители масел и многих смол. Сильно токсичны, но малогорючи.

Растворители для лакокрасочных материалов должны отвечать следующим требованиям: обладать высокой растворяющей способностью по отношению к пленкообразователям данного лакокрасочного состава, хорошей испаряемостью без сохранения запаха растворителя в лакокрасочной пленке, меньшей токсичностью и огнеопасностью.

Скорость испарения должна быть не слишком малой, чтобы не задерживать высыхания пленок лака, но и не чрезмерно большой, иначе пленка загустеет до разравнивания ее кистью и будет иметь следы от нее.

При быстром испарении в пленке остаются следы от лопнувших пузырьков (механические повреждения), а, кроме того, в результате чрезмерно быстрого испарения растворителя пленка может сильно охладиться и на ней конденсируется влага из воздуха, что может привести к помутнению лаковых пленок.

Это явление особенно характерно для растворителей (и разбавителей), в молекулах которых имеются группы, способные образовывать с молекулами воды водородные связи. Для испарения таких растворителей (спиртов и др.) требуется значительная энергия в виде теплоты испарения (парообразования), и если улетучивание растворителя происходит за счет тепла окружающей среды, то конденсация паров влаги на поверхности лакокрасочной пленки вполне возможна.

Растворители разных классов имеют разную растворяющую способность в отношении смол, нитроцеллюлозы, масел и пластификаторов. Большинство растворителей огне- и взрывоопасно, поэтому с ними следует обращаться осторожно, соблюдая все правила безопасности.

Значительная часть растворителей ядовита и оказывает вредное влияние на человеческий организм при вдыхании их паров и попадании на кожу. Из спиртов наибольшую токсичность имеет метиловый спирт.

При малом содержании паров растворителей в воздухе они не оказывают сильного воздействия на организм человека. Для снижения концентрации паров растворителей в помещениях, где используют органические растворители, следует устраивать хорошую приточно-вытяжную вентиляцию.

Разбавители – жидкие, летучие органические материалы, необходимые для разбавления густотертых или разведенных сухих неорганических красок, неспособные самостоятельно растворять данное пленкообразующее вещество, но хорошо смешивающиеся с уже полученным концентрированным лакокрасочным раствором. Они содержат пленкообразующие вещества, необходимые для получения качественного лакокрасочного покрытия.

При выборе разбавителя учитывают, чтобы он обладал большей упругостью пара и скоростью испарения, чем растворитель. В противном случае вследствие более быстрого испарения растворителя в нанесенном покрытии может произойти коагуляция пленкообразующего вещества. Это приводит к получению пористых пленок с малым защитным действием.

Современная промышленность выпускает более 50 разновидностей растворителей и разбавителей для наиболее распространённых видов красок. Свойства и назначение некоторых из них указаны в таблице.

Таблица – Свойства и назначение некоторых растворителей и разбавителей

Смывки – жидкости, необходимые для удаления отвердевших красочных пленок. Наиболее часто употребляют СД на основе смеси органических растворителей, АФ-1, СП-7 и др.

Сиккативы – жидкости и порошки, представляющие собой соли карбоновых кислот (льняного масла, канифоли и др.), растворимые в маслах и продуктах их переработки, добавляемые к масляным краскам, лакам, олифам для ускорения их высыхания в десятки раз. Так, например, одно из лучших и наиболее распространенных в России масел – льняное дает пленку, которая высыхает без сиккативов лишь за 6-8 суток, с сиккативами высыхание заканчивается за несколько часов (6-10 ч).

Наибольшее ускорение достигается с помощью смешанных сиккативов (свинцово-кобальтовых, марганцево-кобальтовых, свинцово-марганцевых).

Сиккативы выполняют лишь роль катализаторов. Образующиеся в них перекиси металлов и передают маслу атомарный кислород, активируют реакции окисления и полимеризации молекул масла, ускоряя тем самым процесс высыхания масляной пленки.

Быстрое высыхание лакокрасочных покрытий имеет большое экономическое значение, так как резко сокращается продолжительность малярных работ и уменьшается возможность смывания невысохшего покрытия атмосферными осадками. Однако избыточное введение сиккатива ускоряет образование плотных осадков пигмента при хранении красок или сорных покрытий, а также ухудшает цвет.

Для приготовления сиккативов применяют соли жирных, смоляных и нафтеновых кислот кобальта, марганца, свинца, цинка и др.

Сиккативы вырабатывают сплавливанием (например, канифоли с окислами РЬ, Мn, Со) или осаждением из растворов (взаимодействием мыла с солями РЬ, Мn, Со). В соответствии с этим получают плавленые (темные) и осажденные (более светлые) сиккативы, легко растворимые (при температуре около 120°С) в масле. Обычно применяют бензиновые или скипидарные растворы этих сиккативов (экстракты) светлой или темной окраски.

Воски – жироподобные вещества, их применяют в виде восковых эмульсий при изготовлении масляно-восковых красок и казеиновых эмульсионных составов. Их делят на:

• животные (пчелиный, шерстяной, спермацет);
• растительные (пальмовый, канделильский);
• ископаемые (церезин);
• синтетические (церезин синтетический, олифиноювый и др.).

Гидрофобизаторы – жидкости-добавки, необходимые для придания окрасочным слоям большей атмосферостойкости и водоотталкивающих свойств, особенно при отделке наружных поверхностей.

Пластификаторы. Для снижения вязкости, придания пленкам лакокрасочных материалов эластичности, гибкости, прочности к удару, большего удлинения при растяжении плёнки до её разрыва, в состав полимеров и пленкообразователей вводят пластификаторы.

Пластификаторами многих полярных пленкообразователей являются эфиры кислот (фталевой, фосфорной, адипиновой и др.). Эти практически нелетучие органические маслообразные жидкости с относительно высокой температурой кипения хорошо растворяют пленкообразующие вещества и смешиваются с растворителями и разбавителями.

Пластификаторы особенно необходимы для таких пленкообразователей (нитроцеллюлозные и др.), пленки которых (без пластификаторов) плохо прилипают к покрываемой поверхности, легко морщатся и растрескиваются.

Действие пластификаторов сводится к взаимодействию с полимером и к раздвижению его макромолекул и агрегатов макромолекул, к ослаблению межмолекулярных сил между ними. Это сопровождается повышением эластичности и адгезионной способности, а иногда также морозостойкости покрытия. В то же время пластификатор снижает твердость и прочность пленки на растяжение. В качестве пластификаторов используют жидкости с температурой кипения от 200°С и выше.

Наиболее часто применяются из них дибутилфталат, трикрезилфосфат и кастероль (касторовое масло – растительный продукт, получаемый при обработке семян клещевины). Обычно их вводят в количестве 20-50% от массы плёнкообразующего вещества.

Подмазочные пасты необходимы для заделки мелких выбоин, неровностей и трещин. Они отличаются от шпаклевок тем, что не дают усадки. При окрашивании известковыми составами применяют гипсо-меловую пасту, состоящую из гипса, мела и водно-клеевого раствора; при клеевом окрашивании применяют подмазку из раствора животного клея, квасцовой или купоросной грунтовки, а также смесь гипса и мела.

Также применяют масляную подмазку, состоящую из мела, воды, животного клея и олифы, и лаковую подмазку из шпаклевочного лака, мела, животного клея и воды.

Грунтовки – это составы, которые содержат растворы смол, нитроцеллюлозы и пластификаторов в смеси растворителей и образуют нижний слой отделочного покрытия. После нанесения они пропитывают поверхностный слой древесины, делая его плотным и твердым, частично заполняют поры древесины, уменьшают расход лака.

Они должны легко наноситься на поверхность древесины, быстро высыхать, легко шлифоваться. После высыхания грунтовки образуют однородные твердые непрозрачные покрытия, главная особенность которых – высокая адгезия (прилипание) и влагостойкость. Помимо хороших адгезионных способностей все грунтовки обладают и антикоррозионными свойствами.

От окрашивающих составов они отличаются меньшим содержанием пигментов. Каждой группе окрашивающих составов соответствует своя грунтовка.

Грунтовки-модификаторы (или реактивные краски) содержат вещества, способные восстанавливать повреждённый ржавчиной металл подложки. Обладают высокой токсичностью. После высыхания образуют прочную пленку, обладающую хорошими адгезионными и антикоррозионными свойствами.

Грунтовки противокоррозионные. В англоязычных странах их иногда называют праймер-кондиционерами (от английского primer – грунт). Они не только выполняют основные функции грунтовок, но и, взаимодействуя с металлом подложки, надежно защищают его от коррозии.

Известковая грунтовка применяется при окрашивании известковыми составами по штукатурке и кирпичу для наружных и внутренних работ.

При клеевом окрашивании используют квасцовую или меднокупоросную грунтовку. Для закрепления ранее окрашенных поверхностей применяют жидкую грунтовку («травянку»), которая «протравливает» загрязненные поверхности. Все купоросные и квасцовые грунтовки применяются для внутренних работ по штукатурке и бетону под клеевые и силикатные составы. Для всех пигментов применяют также мыльно-клеевую грунтовку.

При казеиновых окрашивающих составах используют грунтовку на основе казеинового клея или готовых красок. При окрашивании силикатными составами грунтовку приготовляют на основе жидкого стекла.

Есть группа грунтовок, состоящая из нитролака, карбамидоформальдегидной смолы и модификаторов. Предназначена для нанесения под лаки кислотного отверждения и нитроцеллюлозные. На отделываемые поверхности данные грунтовки наносят методом налива, распыления, вальцевания, окунания или втирания тампоном.

Полиэфирные грунтовки обеспечивают высококачественную подготовку покрытия при низком расходе (35-80 г/м²) и используются под все виды лаков. Грунтовки ультрафиолетового отверждения сокращают время сушки до 8-12 с.

Грунтовки в виде алкидно-акриловой дисперсии на водной основе, которая применяется в промышленности для пропитки оконных рам, дверей, садовой мебели и т.д. с целью защиты от синевы и гнили, а также как прозрачная грунтовка, выравнивающая цвет тёмных пород древесины. При наружном применении без дополнительной отделки имеет ограниченную стойкость.

Наносится окунанием, вакуумированием, наливом и кистью. Содержание нелетучих веществ – 12%. Время сушки при температуре 20°С – 1 ч., при принудительной сушке с температурой 20-25°С – 30 мин.

Малярные грунтовки – это смеси пигментов и наполнителей, затертых на масле или лаковой основе, разбавленные до нужной вязкости. Предназначены для подготовки поверхности под укрывистую отделку. Применяются ограниченно в мебельном производстве из-за низких физико-механических характеристик малярных грунтовок и длительности сушки покрытий.

Шпатлёвки – густые пасты или вязкие жидкости с повышенным содержанием минеральных наполнителей и пигментов в растворах пленкообразующих с добавлением пластификаторов.

Защитными свойствами они не обладают и поэтому после обработки их нужно немедленно покрыть грунтом или основным покровным материалом.

Шпатлевки классифицируются на:

• густые, предназначенные для местного шпатлевания;
• жидкие – для сплошного выравнивания по всей поверхности.

По составу пленкообразующих веществ шпатлевки разделяются на:

• масляные;
• лаковые;
• клеевые;
• нитроцеллюлозные;
• полиэфирные.

Лаковые, клеевые и нитроцеллюлозные шпатлевки содержат большое количество летучих компонентов, вследствие чего при высыхании дают значительную усадку. Поэтому для получения качественной поверхности необходимо многократное их нанесение.

Клеевые шпатлевки имеют лучшую адгезию к древесине и быстрее сохнут, чем масляные. Применяются под все грунты и эмали. Недостаток – дают хрупкие и неводостойкие покрытия. Клеевые шпатлевки готовят в основном на месте потребления.

Грунтовки наносят первым слоем, они обеспечивают сцепление всех последующих слоёв с основанием, например, с металлом.

Шпатлёвки наносят промежуточным слоем, предназначены они для заполнения различных неровностей окрашиваемой поверхности. В их состав входят недорогие наполнители тальк, мел и др., которые должны обладать высокой химической инертностью, не растворяться и по возможности не набухать в растворителях и пленкообразователях, с которыми они смешиваются.

В качестве наполнителей применяют тонкоизмельченные порошки горных пород и пигменты белого цвета (мел, тальк, каолин, аморфные формы кремнезема, полевой шпат, стекло).

Различают три основных типа шпатлевок:

1. Грубые или наполняющие. В их состав входят стекловолокна, металлические хлопья и другие армирующие наполнители. Предназначены для ремонта проржавевших частей кузова или элементов с ослабленной несущей функцией. Могут наноситься даже на незагрунтованные подложки.
2. Универсальные. Могут использоваться и как наполняющие, и как тонкие, отделочные шпатлевки. Предназначены для заделки небольших неровностей, глубоких царапин, а также сколов на поверхности старого покрытия. Обладают высокой пластичностью и хорошо шлифуются. Обычно, наносятся на загрунтованную поверхность или непосредственно на зашлифованный и обезжиренный старый красочный слой.
3. Тонкие. Обычно применяются при исправлении мелких дефектов поверхности, в частности, небольших царапин, оставшихся после шлифовки. Тонкие шпатлевки пластичны и хорошо шлифуются мелкими абразивами. К тонким шпатлевкам относят и однокомпонентные композиции для так называемого ремонта в последнюю минуту.