Лакокрасочные материалы, их применение в строительстве. Эмали, пигменты для краски.

Назначением лакокрасочных материалов является создание покрытий, имеющих декоративные или защитные функции. Они наносятся на поверхности различных типов - на строительные материалы, промышленные изделия, детали различных механизмов и тому подобное. Принцип действия лакокрасочных материалов заключается в образовании на поверхности материала герметичной плёнки, наделённой определёнными характеристиками, в зависимости от типа используемого лакокрасочного материала и его назначения.

Лакокрасочные материалы содержат в себе определённые компоненты. Это пигмент, задающие цветовые характеристики лакокрасочного материала, наполнитель, от которого зависят физико-химические свойства образующегося покрытия, и различного типа добавки, улучшающие те или иные характеристики смеси. Качество и свойства лакокрасочных материалов зависят не только от типа используемых компонент, но также и от их количественного содержания.

Лакокрасочные материалы обладают большим списком достоинств, их применение экономически обоснованно, особенно при защите или декорировании конструкций и сооружений имеющих большую площадь поверхности. Допускается использование на поверхностях сложной конфигурации, для которых невозможно изготовить защитные покрытия с использованием другого типа защитных материалов. Легко производится восстановление повреждённых покрытий, без особых материальных затрат. Имеется возможность совмещать защитные и декоративные функции, что также позволяет экономить средства.

ЛКМ используются в самых различных областях, от производства военной техники и обеспечения пожарной безопасности до оформления уличной рекламы. Краски использующиеся в различных областях имеют различающиеся основные характеристики. Если речь идёт о промышленном производстве, то здесь основное внимание уделяется свойствам красок и лаков защищать металлические поверхности от коррозии, если лакокрасочный материал используется в строительстве, то основным требованием к нему является способность обеспечить защиту от гниения, в рекламных областях требуется наличие широкой цветовой гаммы красок.

Главной составной частью каждого лакокрасочного материала является пленкообразующие или связующее, вещество способное в результате отвержения образовывать прочную пленку, хорошо прилипающую к подложке (твердой поверхности). Возможность формирования слоя покрытия определяется пленкообразующим веществом (пленкообразователем).

Вторым важным компонентом являются пигменты - вещества, придающие покрытиям нужный цвет. Пигменты являются обязательными составляющими любых лакокрасочных материалов за исключением лаков и политур.

Эмали.
Эмалями называют суспензии пигментов или их смесей с наполнителями в лаках, образующие после высыхания непрозрачную твердую пленку с различной фактурой (глянцевые, матовые, "муаровые" и др.) и декоративностью.
По физико-механическим характеристикам пленок (твердости, эластичности) и защитным свойствам эмали превосходят масляные и вододисперсионные краски. Эмали, содержащие, как правило, большое количество пленкообразователя (синтетического лака) и малое количество наполнителя, обладают повышенной декоративностью.
Очень часто различие между красками и змалями ошибочно сводят к блеску: эмали блестят, краски же – матовые. Такая упрощенная трактовка терминов встречается, к сожалению, и в литературе по лакам и краскам для быта.
Ассортимент лаков – синтетических пленкообразователей – чрезвычайно разнообразен. О некоторых из них, применяемых в качестве самостоятельных покрывных материалов, мы уже рассказали. Но число лаков, используемых для производства эмалей, учитывая их разнообразные сочетания для получения заданных свойств, во много раз больше.

Основные свойства битумов.

Физические свойства органических и неорганических вяжущих веществ и материалов, изготовляемых на их основе, различны; Для органических веществ в отличие от минеральных характерны гидрофобность, атмосферостойкость, растворимость в органических растворителях, повышенная деформативность, способность размягчаться при нагревании вплоть до полного расплавления. Эти свойства обусловили применение органических вяжущих для производства кровельных, гидроизоляционных и антикоррозионных материалов, а также их широкое распространение в гидротехническом и дорожном строительстве.

Плотность битумов в зависимости от группового состава колеблется в пределах от 0,8 до 1,3 г/см3. Теплопроводность характерна для аморфных веществ и составляет 0,5–0,6 Вт/(м•°С); теплоемкость — 1,8–1,97 кДж/кг•°С. Коэффициент объемного теплового расширения при 25°С находится в пределах от 5•10–4 до 8•10–4°С1, причем более вязкие битумы имеют больший коэффициент расширения; при пониженных температурах — около 2•104°С-1. Устойчивость при нагревании характеризуется: 1) потерей массы при нагревании пробы битума при 160°С в течение 5 ч (не более 1%) и 2) температурой вспышки (230–240°С — в зависимости от марки).

Водостойкость характеризуется содержанием водорастворимых соединений (в битуме не более 0,2–0,3% по массе). Электроизоляционные свойства используют при устройстве изоляции электрокабелей.

Физико-химические свойства. Поверхностное натяжение битумов при температуре 20–25°С составляет 25–35 эрг/см2. От содержания поверхностно-активных полярных компонентов в органическом вяжущем зависит смачивающая способность вяжущего и его сцепление с каменными материалами (порошкообразными наполнителями, мелким и крупным заполнителем). Прочные хемосорбционные связи битум образует с наполнителем из известняка, доломита с большим количеством адсорбционных центров в виде катионов Са3+ и Ме+2.

Старение — процесс медленного изменения состава и свойств битума, сопровождающийся повышением хрупкости и снижением гидрофобности. Ускоряется под действием солнечного света и кислорода воздуха вследствие возрастания количества твердых хрупких составляющих за счет уменьшения содержания смолистых веществ и масел.

Реологические свойства битума зависят от группового состава и строения. Жидкие битумы, имеющие структуру типа золь, ведут себя как жидкости, течение которых подчиняется закону Ньютона. Твердые битумы, имеющие структуру типа гель, относятся к вязко-упругим материалам, так как при приложении к ним нагрузки одновременно возникает упругая (обратимая) и пластическая (необратимая) составляющие деформации. Для описания процесса деформирования вязко-упругих тел используют реологическую модель Максвелла и др. (см. разд. 1).

Химические свойства. Наиболее важным свойством является химическая стойкость битумов и битумных материалов к действию агрессивных веществ, вызывающих коррозию цементных бетонов, металлов и других строительных материалов. По данным Н. А. Мощанского, битумные материалы хорошо сопротивляются действию щелочей (с концентрацией до 45%), фосфорной кислоты (до 85%), а также серной (с концентрацией до 50%), соляной (до 25%) и уксусной (до 10%) кислот. Менее стойки битумы в атмосфере, содержащей окислы азота, а также при действии концентрированных растворов кислот (особенно окисляющих). Битум растворяется в органических растворителях. Благодаря своей химической стойкости и экономичности битумные материалы широко применяют для химической защиты железобетонных конструкций, стальных труб и др.

Физико-механические свойства. Марку битума определяют твердостью, температурой размягчения и растяжимостью.

Твердость находят по глубине проникания в битум иглы (в десятых долях миллиметра).

Температуру размягчения определяют на приборе «кольцо и шар», помещаемом в сосуд с водой; она соответствует той температуре нагреваемой воды, при которой металлический шарик под действием собственной массы проходит через кольцо, заполненное испытуемым битумом.

Растяжимость характеризуется абсолютным удлинением (см) образца битума («восьмерки») при температуре 25°С, определяемым на приборе — дуктилометре.

Марку битума выбирают в зависимости от назначения. По назначению различают битумы строительные, кровельные и дорожные.