Лакокрасочные материалы для специальных строительных работ
Объем потребления лакокрасочных материалов (ЛКМ) может служить косвенной характеристикой экономического состояния отдельной страны или отдельного региона. Для России и Бразилии этот показатель равен 4,8 кг на душу населения, для Чешской Республики — 12,2 кг, для Соединенных Штатов — 12,7 кг, для Японии — 17,3 кг. Основные направления использования ЛКМ хорошо известны: это создание архитектурно-декоративного вида и защита материалов от воздействия окружающей среды.
Свойства ЛКМ в значительной степени определяются типом пленкообразующего вещества. За рубежом наибольший объем выпуска и потребления ЛКМ для фасадных работ (более 60%) приходится на вододисперсные краски (ВД), в России этот показатель соответствует 15-20%. Стоимостью сырья определяются экономичность и целесообразность применения той или иной краски: от 0,8-1,9 долларов США за 1 кг для алкидов и 2,0-2,9 — для акрилатов, до 2,5-3,0 для эпоксидов и 4,4-6,0 для полиуретанов. Эпоксидные и полиуретановые основы ЛКМ являются наиболее дорогостоящими, но вместе с этим они в большей мере обеспечивают специальные свойства покрытий: атмосфере-, водо-, химо-, абразиво-, морозо- и термостойкость; высокую адгезию к различным подложкам, включая металл, древесину, пластмассу, бетон.
Каждая разновидность ЛКМ имеет свое назначение: одни пригодны исключительно для наружных работ, другие — только для внутренних, третьи — универсальны, четвертые придают поверхностям некоторые специальные свойства.
Специфика состава ЛКМ определяет также характер адгезии покрытия к основанию. Для правильного выбора необходимо знать основу и состав краски, которые предполагается использовать. Некоторые производители, по образцу зарубежных, предпочитают давать своей продукции броские рекламные названия. Традиционные же отечественные краски маркируются специальным способом.
Прежде всего, на упаковке указывается название материала: краска, эмаль, лак и т.д. Следующий за названием индекс из двух букв обозначает вяжущее, входящее в состав краски. Ноль (0) после буквенного кода обозначает грунтовку, два нуля (00) — шпатлевку. Цифры после дефиса указывают назначение краски. Вторая и последующие цифры обозначают номер разработки и на бытовом уровне никакой информации не несут. Только у масляной краски (МА) вторая цифра обозначает вид олифы: 1. — натуральная, 2. — олифа-оксоль, 3. — глифталевая, 4. — пентафталевая, 5. — комбинированная. В немасляных красках через интервал после порядкового номера допускается добавлять одну или две буквы, характеризующие некоторые особенности материала. Например, холодная сушка (ХС), горячая сушка (ГС), пониженная горючесть (ПН), негорючая (НГ), матовая (М), полуматовая (ПМ).
Основными направлениями представленного обзора является описание свойств, достоинств и особенностей применения групп лакокрасочных покрытий, имеющих высокую механическую и химическую стойкость, защищающих поверхности от вредного влияния окружающей среды, коррозии, температурного и огневого напряжений.
Коррозия — это процесс разрушения поверхности металлов под влиянием химического и электрохимического воздействий среды. По статистическим данным, суммарный ущерб от коррозии металлов в промышленно-развитых странах может достигать 4-5% национального дохода. Независимо от типа конструкции и условий ее эксплуатации наиболее простыми и доступными способами борьбы с коррозией является применение защитных лакокрасочных покрытий (ЛКП). ЛКП удобны в нанесении, обновимы, создают декоративный фон. Их защитное действие обусловливается либо механической изоляцией поверхности, либо химическим и электрохимическим взаимодействием покрытия и поверхности. Основными недостатками большинства ЛКП являются их ограниченные паро-, газо-, и водопроницаемость, недостаточные термо- и, в ряде случаев, морозостойкость.
В зависимости от состава пигментов и пленкообразующей основы ЛКП могут выполнять роль барьера, пассиватора или протектора. Барьерная защита - это механическая изоляция поверхности. Эффективность ее зависит от проницаемости, стойкости покрытия, степени его сцепления с изолируемой поверхностью и быстроты появления в покрытии микротрещин. Нарушение целостности покрытия даже на уровне появления последних предопределяет проникновение агрессивной среды к основанию и возникновение подпленочной коррозии. Пассивация поверхности металла с помощью ЛКП достигается при химическом взаимодействии металла и компонентов покрытия. К этой группе относят грунты и эмали, содержащие фосфорную кислоту (фосфатирующие - Эмаль ХС-5226), а также составы с ингибирующими пигментами, замедляющими или предотвращающими процесс коррозии. Протекторная защита металла достигается добавлением в материал покрытия порошковых металлов, образующих с защищаемым металлом донорные электронные пары. Для стали таковыми являются цинк, магний, алюминий. Под действием агрессивной среды происходит постепенное растворение порошка добавки, а основной материал коррозии не подвергается.
Долговечность защиты металла от коррозии с помощью ЛКП в значительной степени зависит от тщательности подготовки поверхности металла под окраску. Наиболее трудоемким процессом при этом является удаление продуктов коррозии. В некоторых случаях ржавчину практически невозможно удалить, что предполагает широкое применение материалов, которые можно наносить непосредственно на поверхности, поврежденные коррозией, — ЛКМ по ржавчине. К этой группе относят некоторые специальные грунты и эмали типа Эмаль ХВ-110, используемые в многослойных или самостоятельных покрытиях.
Проблемой для любой поверхности является прямое воздействие огня и высоких температур, что имеет место при пожаре. Специалисты подсчитали, что одна минута пожара обходится в несколько тысяч долларов. Горение — это реакция окисления. Пожарники утверждают, что при соответствующих температурах горит все: дерево (и другая органика), бетон, кирпич. Металлические конструкции могут под действием огня терять прочностные показатели на 80%, претерпевать значительные температурные деформации и, очевидно, также нуждаются в защите.
Химические средства огнезащиты подразделяют на обмазки, лаки и пропитки. Последние используют, как правило, при защите древесины. Обмазки представляют собой растворы на основе цемента, асбеста и других подобных материалов. Их наносят на защищаемые конструкции, подобно штукатурке, толстым слоем, препятствующим контакту поверхности с пламенем. Эти составы используют, в основном, для защиты металлических конструкций и кирпичных стен. Обмазки могут выдерживать прямое действие огня в течение нескольких часов, но не являются ЛКМ по определению.
Показателем эффективности использования огнезащитных составов на металле является время огнестойкости — промежуток от начала испытаний до достижения на защищаемом металле критической температуры +500°С. После испытания покрытию присваивают соответствующую группу. Лучшей считается первая, которой соответствует время достижения критической температуры не менее 150 мин, второй группе — 120 мин. Всего имеется шесть групп.
ЛКМ для покрытия пластиков, пластмассовых поверхностей и пр. также можно отнести к разряду специальных. Взаимодействие покрытия и основы во многом определяется их химическим составом. Возможны три варианта: хорошая адгезия, слабая адгезия, разъедание краской покрытия. Последние два случая нежелательны.
Подход к пластмассовым поверхностям должен быть строго индивидуален, в некоторых случаях бывает достаточно масляной краски. Поэтому перед покраской любых пластиковых поверхностей следует проконсультироваться со специалистами-профессионалами, занимающимися созданием новых ЛКМ. Для крайне нетрадиционных поверхностей или способов ведения работ могут быть созданы ЛКМ, отвечающие пожеланиям заказчика.
Специальными свойствами должны также обладать фасадные ЛКМ, эксплуатирующиеся в жестких климатических условиях, покрытия для полов на основе минеральных вяжущих и для дорожной разметки, покрытия для металлических, органоминеральных и минеральных кровель. Среди показателей, которыми должны обладать подобные ЛКМ, — стойкость к воздействию УФ-лучей, воздействию щелочей, кислот и агрессивных атмосферных газов, стойкость к морской воде, к истиранию и механическим нагрузкам.