06.05.Урок 91-92 для студентів 22-тб групи з будівельного матеріалознавства.

Тема: Фарбові суміші. Лаки. Допоміжні матеріали.

План

• Фарбові суміші.

          • Лаки.

          • Допоміжні матеріали.

1.Фарбові суміші.

1.1.Олійні фарби

Олійні фарбові суміші одержують ретельним розтиран­ням у фарботертушках пігментів з оліфою. їх готують у виг­ляді густотертих фарб, які перед застосуванням треба розво­дити оліфою до малярної консистенції, та фарб, готових д© використання.}Густотерті фарби містять 15—25% оліфи, а фарби, готові до використання, —- 30...50% до маси пігменту.

Діапазон застосування олійних фарб дуже широкий — зовнішнє та внутрішнє фарбування по дереву, металу, бете-ну й штукатурці. Не можна наносити олійні фарби на вологу поверхню. Вибираючи й застосовуючи олійні фарби, потрібно враховувати не тільки колір, а й витрату оліфи для густотертих фарб, покривність та строки тужавіння плівки. Галузь застосування олійних фарб залежить від властиво­стей пігменту й виду оліфи. Фарби олійні на оліфах з рос­линних олій слід застосовувати по сухій штукатурці й за­тверділому бетону.

1.2.Фарби на основі полімерів

На основі полімерів виготовляють емульсійні, лакосмоляні, полімерцементні фарби,

Водоемульсійні фарби — це пігментовані емульсії полімерів у воді.

До них належать:

-полівінілацетатні,

- стиролбутадієнові,

-акрилатні,

-гліфталеві

- та інші фарби.

Крім пігментів до цих фарб додають емульгатори, стабілізатори та інші допоміжні речовини. Твердіння триває в міру розпаду емульсії, внаслідок якого вже через 1...2 год утворюється міцне світло- та водостійке газопроникне покриття.

Емульсійні фарби пожежо- та вибухобезпечні, нетоксичні. Їх можна наносити на просохлу поверхню штукатурки чи бетону, враховуючи вологопроникність утворюваної плівки. Застосовують їх також для зовнішнього та внутрішнього фарбування цегляних, кам'яних, бетонних, оштукатурених та дерев'яних поверхонь.

Акрилові фарби являють собою суспензію пігментів та наповнювачів в акриловому латексі. Як основний покривний пігмент до акрилових емульсійних фарб входить діоксид ти­тану. Ці фарби можуть бути різними за кольором і тоном, вони нетоксичні, пожежо- та вибухонебезпечні, мають висо­ку світло- та атмосферостійкість, можуть застосовуватись в приміщеннях із високою сонячною радіацією. Покриття має приємний зовнішній вигляд, довгий строк служби, добре очищується, застосовують його для зовнішніх та внутрішніх робіт по штукатурці, бетону, дереву та інших пористих ма­теріалах, а також попередньо заґрунтованих металевих по­верхнях.

Полівінілацетатні фарби — це водні емульсії полівїнілацетату з пігментом, пластифіковані дибутилфта-латом. Виробляють їх заводським способом і постачають у пастоподібному стані, а до малярної консистенції розводять водою. Застосовують для внутрішнього та зовнішнього фарбування бетону,, штукатурки й дерева, а також листових ма­теріалів — лінкрусту й картону.

Стиролбутадієнові фарби складаються із суспензії (пігменту в латексі СКС-65ГП) з добавкою емульгатора у вигляді паст. До малярної консистенції їх доводять водою. Використовують для внутрішнього фарбування штукатурки, бетону, дерева й цегли по старій олійній фарбі.

Емульсійні фарби СЗМ — це суспензії з пігменту й емульсії, що складаються з глифталевого лаку, води й емуль­гатора з добавлянням сикативу та розчинника. Перед засто­суванням розбавляють уайт-спіритом, скипидаром або важ­ким розчинником, одержуваним при піролізі нафти. Засто­совують для внутрішнього опорядження приміщень, фарбу­вання металевих поверхонь, дерева й штукатурки.

Водорозбавлювані глифталеві фарби типу ЗМА вироб­ляють білого, жовтого, жовтогарячого та інших кольорів. Во­ни стійкі в умовах підвищеної вологості, застосовуються для зовнішніх і внутрішніх робіт по цеглі, каменю, бетону й шту­катурці.

Лакосмоляні фарби — це суспензія пігментів у лаках. Ви­сихають такі покриття внаслідок випаровування розчинника. Якщо у фарбах є велика кількість зв'язуючого, то покриття виходить із блиском, фарби мають хорошу розмивність.

Полімерцементні фарби одержують, розводячи цементні фарби полівінілацетатною, перхлорвініловою та іншими вод­ними емульсіями полімерів.Характеризуються хорошим зчепленням з різними будівельними матеріалами, підвищеною атмосферостійкістю, еластичністю, здатністю тверднути при зниженій вологості.

1.3.Фарби на основі мінеральних вяжучих

У цементних фарбах зв'язуючою речо­виною є білий портландцемент; пігменти до них мають бути лугостійкими.; Щоб збільшити водоутримувальну здатність фарбової суміші, до неї вводять гашене вапно (до 15%) та хлорид- кальцію. Для підвищення атмосферостійкості дода­ють 1% гідрофобізуючих речовин — милонафт, стеарат кальцію. Орієнтовний склад цементної фарби, % за масою: цемент — 75, гашене вапно — 15, пігмент — 6, хлорид кальцію— 3, гідрофобізуюча добавка — 1...5.

Застосовують для зовнішніх малярних робіт та внутрішнього фарбування по бетону, цеглі, штукатурці у во­логих виробничих приміщеннях.

Увапняних фарбах в'яжучою речовиною є іашене вапно. Вапняне молоко має бути потрібної малярної консистенції. Пігменти використовують лише лугостійкі (вохри тощо).

Щоб у нанесеній суміші зберігалася волога, потрібна "для повної карбонізації вапна, до-складу цієї суміші вводять водоутримувальні добавки: кухонну сіль, хлорид кальцію чи алюмінієві галуни. Такі фарбові суміші дешеві, доступні й широко використовуються для фарбування фасадів, хоча че­рез слабку атмосферостійкість потребують поновлення.

У силікатних фарбах в'яжучою речови­ною є силікат калію К_гО ∙ тSіО₂ у вигляді колоїдного розчи­ну. До фарбового складу крім в'яжучого входять мінеральний лугостійкий пігмент (вохра, залізний сурик то­що) і кремнеземистий наповнювач (мелений кварцовий пісок, діатоміт чи трепел), який підвищує водостійкість плівки. Силікат калію, що є плівкоутворювальною речови­ною, у воді зазнає гідролізу:

К₂ SiО₃ + 3Н₂О = 2КОН + Si О₂ ∙ 2 Н₂О.

Дигідрат кремнезему має в'яжучі властивості, а їдкий луг зв'язується діатомітом чи трепелом:

2КОН + mSiO₂ = К₂О ∙ mSіО₂ + Н₂О,

і плівка силікатної фарби стає малорозчинною у воді.

Силікатними фарбами фарбують дерев'яні конструкції для захисту від займання. їх використовують для фарбуван­ня фасадів і внутрішніх приміщень. Атмосферостійкість зовнішнього покриття підвищується при нанесенні силікатної фарби на основи, що містять вільний гідроксид

кальцію (свіжа цементна чи цементно-вапняна штукатурка або бетон).

До складу клейових    фарб   входять тваринні, рослинні чи полімерні клеї.

До тваринних клеїв належать:

-              міздровий,

-              кістковий,

-              ка­зеїновий.

Міздровий клей одержують розварюванням у воді міздрі (шкірних покривів тварин) з наступним згущенням та сушінням розчину.

Кістковий клей — це продукт переробки клейової речовини, одержуваної із знежирених кісток тва­рин.

Казеїновий клей у вигляді порошку складається з ка­зеїну, гашеного вапна, деяких мінеральних солей і гасу. Для приготування фарб на казеїнових клеях слід використовува­ти лише лугостійкі пігменти.

Клеї рослинні — декстрини — одержують обробкою крох­малю кислотою чи нагріванням його до 150...200 °С. Де­кстриновий клей широко застосовують у фарбових сумішах, для клейового шпаклювання, грунтування, наклеювання па­перових шпалер.

Клеї штучні — це розчини модифікованих природних полімерів у воді.

У водно-клейових фарбових сумішах їх найчастіше вико­ристовують у вигляді карбоксилметилцелюлози. Карбоксил-метилцелюлоза — це продукт хімічної переробки деревної целюлози, здатний набухати й розчинятися у воді.

Клеї синтетичні — це полімерні продукти, які мають ви­соку клеючу (адгезійну) здатність. Ці клеї використовують у вигляді емульсій чи водних та спиртових розчинів. Засто­совують їх для з'єднання конструктивних елементів із дере­вини, бетону, сталі, скла та інших матеріалів. Синтетичні клеї бувають на основі: поліконденсаційиих полімерів — епоксидних, фенолформальдегідних; полімеризаційних полімерів — полівінілацетату тощо. їх також розрізняють за видами: гарячого (при температурі 100...160 °С), теплого (40...90 °С) та холодного (16...30 °С) твердіння. Найбільш поширені в будівництві клеї холодного твердіння, які дають змогу склеювати елементи конструкцій з різних матеріалів при кімнатній температурі, без застосування складного об­ладнання.

Клеї на епоксидній основі широко використовують для з'єднання металевих конструкцій із сталі та легких сплавів, а також елементів залізобетонних конструкцій.

Клей К-17 (МФ-17), який складається із сечовинофор-мальдегідного полімеру, наповнювача, деревного борошна та отверджувача   (щавелевої  кислоти),   використовують  для

кріплення декоративного паперовошаруватого пластика, а також деревноволокнистих плит до дерева.

Клей «Бустилат-М» виготовляють на основі полівінілацетатної дисперсії. Він є водною дисперсією латек­су, крейди, натрійкарбоксилметилцелюлози й кухонної сояі. Широко використовують при склеюванні синтетичних ки­лимів, лінолеуму, облицювальних плиток, плівкових ма­теріалів та шпалер на різні основи.

Полівінілацетатна дисперсія — це продукт полімери­зації вінілового спирту й ацетату у водному середовищі в присутності ініціюючих та інших компонентів. Ці дисперсії випускають таких марок: непластифіковані — Д50Н, Д50С, Д50Б і Д60В та пластифіковані — ДФ48/5С, ДФ48/5НЛ то­що. Літери до цифр означають: Д — дисперсія, Ф — пла­стифікатор (діоктилфталат); літери після цифр показують в'язкість дисперсії: Н — низьков'язка, С — середньов'язка, В —• високов'язка, Л — лакофарбова. Цифрові позначення марок указують на вміст полімеру в процентах (перші дві цифри), а також на вміст пластифікатора (решта цифр).

Полівінілацетатні дисперсії використовують для прикле­ювання різних облицювальних матеріалів, плівок, синтетичних і ворсових килимів, декоративного паперово-шаруватого пластика тощо.

Клей АДМ-К — співполімер бутилакрилату, вінілацетату й метакрилової кислоти, модифікованих каніфоллю з напов­нювачем   (каоліном).  Використовують для приклеювання різних полівінілхлоридиих матеріалів до бетону, дерев'яної основи, цементної стяжки.

1.4. Емалеві фарби

Емалевою фарбою називають композицію з лаку та пігменту. Плівкоутворювальними речовинами в емалевих фарбах є полімери: гліфталеві, перхлорвінілові, алкідно-стирольні, синтетичні смоли, ефіри, целюлози. Будівельні емалі з гліфталевих. смол найчастіше використовують для внутрішніх опоряджувальних робіт по штукатурці й дереву, а також для заводської обробки азбестоцементних листів, де­ревноволокнистих плит. Нітроглифталеві та пентафталеві емалі застосовують для внутрішніх та зовнішніх малярних робіт.

Перхлорвінілові емалі та лаки випускають у вигляді дис­персії полімеру в розчиннику. Для утворення захисного ла­кофарбового покриття наносять 8—10 шарів емалі.

Алкідиі емалі,— це суспензії тонкодиеперсних пігментів у глифталевому, пентафталевому та інших лаках із додаван­ням розчинників та сикативу. Алкідно-стирольні емалі ма­ють підвищену хімічну стійкість, водостійкість, високу твердість та блиск.

Епоксидні емалі та лаки одержують на основі епоксидно­го полімеру в органічному розчиннику (ацетоні, толуолі то­що), їх широко застосовують для антикорозійних покриттів

Суспензія пігменту в сечовиноформальдегідних смолах

утворюється карбамідними емалевими фарбами, які мають підвищену водостійкість; застосовується для покриття вбудо­ваного обладнання.

Розчиняють емалеві фарби бензином, сольвентом, скипи­даром, ксилолом, толуолом та деякими іншими органічними речовинами.

2.Лаки

Лаками називають розчини масел, природних чи синте­тичних полімерів, |бітумів тощо в органічних розчинниках. Лаки, нанесені на оброблювану поверхню, після затвердіння (висихання) утворюють міцну прозору плівку, яка добре зчеплюється з нею. )

Лаки поділяють на світлі (масляні чи масляно-смоляні) й чорні (бітумні й пекові). Серед лаків, одержуваних на основі поліконденсаційних полімерів, найпоширенішими є алкідні лаки,   на  основі  полімеризаційних  полімерів  —  перх­лорвінілові лаки, на основі ефіру целюлози — нітролаки.

Алкідні та масляно-смоляні лаки поділяють на жирні, які містять понад 60% маслі; середні — 4О...45%, знежирені та надзнежирені — 35% масла. Жирні лаки використовують звичайно для зовнішнього опорядження, знежирені — для виконання внутрішніх робіт (наприклад, покриття де­рев'яних конструкцій, розбавлення емалей тощо).

і Нітро- та етилцелюлозні лаки — це розчини ефіроцелюлозних смол в органічних розчинниках. Щоб підвищити якість лаку, до нього додають пластифікатори — натуральні, штучні чи синтетичні смоли. Нітроцелюлозний лак буває жовтого та коричневого кольорів. Застосовують його для лакування виробів з дерева. Етилцелюлозний лак безбарвний, його використовують для лакування фарбованих та нефарбованих виробів з дерева.

Синтетичні, безмасляні лаки — це розчини синтетич­них полімерів в органічних розчинниках. Найбільш поширені поліакрилатні, полівїнілацетатнї тощо. Лаки, одержані на основі сечовиноформальдегідного полімеру, ши­роко використовують для покриття паркетних та дощатих підлог.

Бакелітовий лак — це розчин різольного фенолформаль-дегідного полімеру, використовуваний для захисту від ко­розії промислової апаратури, приладів та споруд.

Бітумні та асфальтові лаки — це розчин бітумів та рослинних олій в органічних розчинниках. Ці лаки мають чор­ний колір, характеризуються високою хімічною та атмосферостійкістю. Бітумні й асфальтові лаки застосовують для за­хисту металевих конструкцій від корозії.

Спиртові лаки та політури одержують із природних чи синтетичних полімерів розчиненням їх в етиловому спирті чи суміші спирту з іншими лаками — розчинниками. Політура (рідкий лак) на відміну від звичайних лаків має в своєму складі значно більшу кількість розчинника (10...20% плівкоутворювальних речовин и 80...90% спирту). Спиртові лаки застосовують для покриття дерев'яних деталей та ви­робів, а політуру — для остаточного опорядження лакованої поверхні дерева й надання їй рівного блиску.

Силіконові кремнійорганічні лаки одержують на основі кремнійорганічних полімерів, часто модифікованих іншими високомолекулярними речовинами. Вони мають підвищену температурну стійкість і здатність витримувати короткочас­ний вплив високих температур (до 500 °С). їх застосовують звичайно для фарбування димових труб, печей та інших спо­руд, які під час експлуатації зазнають дії підвищених темпе­ратур.

3.Допоміжні матеріали

Наповнювачі —це нерозчинні мінеральні речо­вини, які здебільшого мають білий колір і добавляються до лакофарбових матеріалів з метою економії пігментів та надання цим матеріалам особливих властивостей, наприклад підвищених міцності, кислотостійкості, вогнестійкості тощо. Для водних фарбових сумішей одночасно барвником і напов­нювачем є крейда або вапно.

Щоб зекономити білила, в олійних фарбах застосовують барит. До малоклейових сумішей, аби надати їм жирності, добавляють каолін. Для олійних, силікатних, емульсійних та деяких інших сумішей з метою підвищення міцності як наповнювач застосовують тальк, а також мелені слюди, діабаз, андезит, важкий шпат та інші матеріали.

Розчинники —це рідини, використовувані для доведення малярних сумішей до робочої консистенції. Вони не вступають у хімічну взаємодію з речовиною, яка розчи­няється, і мають бути досить леткими, аби легко випарову­ватися при висиханні розчину. Органічні розчинники вико­ристовують для олійних фарб та лаків, гліфталевих та-бітумних речовин, епоксидних, перхлорвінілових та нітроцелюлозних лаків і фарб.

Скипидар — це продукт деструктивної перегонки смоли­стої деревини сосни. Нетоксичність скипидару дає змогу ви­користовувати його для внутрішніх опоряджувальних робіт. Він є розчинником середньої активності й застосовується для розведення олійних, алкідних та інших лакофарбових сумішей.

Уайт-спірит — це продукт перегонки нафти, середня фракція між важким бензином та тракторним гасом. Засто­совують для розчинення олійних лаків і фарб, а також для змивання раніше нанесених і затверділих плівок олійних лаків та фарбових сумішей.

Ацетон одержують сухою перегонкою деревини чи мето­дом синтезу. Це безбарвна, прозора легколетка рідина з ха­рактерним запахом, змішується з водою та спиртом у різник відношеннях. Він є розчинником багатьох органічних речовин, у тому числі жирів та деяких синтетичних полімерів. Ацетон токсичний і легкозаймистий, а тому має обмежене застосування.

Сольвент кам'яновугільний — це продукт коксохімічного виробництва; його одержують під час ректифікації фракцій сирого бензолу. Використовують для розведення пер­хлорвінілових, глифталевих та бітумних лаків і фарб у суміші з уайт-спіритом.

Розріджувачі (емульсії та оліфи) призначені для розрідження густотертих чи розведення сухих мінеральних фарб. На відміну від розчинників розріджувачі містять плівкоутворювач у кількості, потрібній для ©держан­ня якісного лакофарбового покриття.

Кількість розріджувача для різних фарб не повинна пе­ревищувати 22...40%.

Ґрунтовки та шпаклівки потрібні для підготовки поверхні до нанесення лакофарбових покриттів. Види їх мають відповідати видам фарбових сумішей. Таж, при вапняному фарбуванні застосовують вапняні, а при

силікатному — силікатні ґрунтовки. При використанні олійних та інших безводних фарб рекомендується застосову­вати ґрунтувальні та шпаклювальні суміші на оліфі й син­тетичних в'яжучих.

Найширше використовувані ґрунтувальні суміші, частин за масою: цолівінілацетатна (дисперсія полівінілацетату — 25, вода — 100); миловар (вода — 100, негашене вапно — 20, господарське мило — 2, оліфа — 0,25); силікатна (рідке скло — 100, крейда мелена — 20); емульсійна (клей кістковий — 10, луг — 1,5...2,0, оліфа — 8,5, вода — 100); суміш для профілювання (оліфа-оксоль — 10, пігмент — 0,5...1,0, розчинник — 0,5...1,0); латексна на основі латексу СКС65ГП.

Шпаклівки — це опоряджувальні суміші, які застосову­ють для вирівнювання поверхонь, що мають бути зафарбо­вані. Бувають різні за складом залежно від виду фарби. Під водорозбавлювані фарби застосовують купоросну чи квасцову, клейову та полівінілацетатну шпаклівки.

Шпаклівки перхлорвінілові та полістирольні — це пасто­подібні маси, які наносять на поверхню з дерева, бетону, штукатурки й металу до фарбування. Перхлорвінілові шпаклівки водостійкі, швидко сохнуть (не більш як 2 год).

Замазки — це пастоподібні суміші, які застосову­ють для промазування віконних хрестовин при склінні, фальцьових з'єднань та гребенів покрівлі з листової сталі.

Для віконних хрестовин використовують крейдяну, білильну та нафтенову замазки, які складаються з оліфи на­туральної, крейди меленої та сурику.

При влаштуванні покрівлі з листової сталі застосовують спеціальну покрівельну замазку, яка складається з нату­ральної оліфи, крейди та сурику залізного, або замазку з кузбасівського лаку, залізного сурику та крейди меленої. За­мазки мають високі водостійкість та пластичність.

Усе ширше застосовують теплопровідну кислотолугостійку самотверднучу замазку «Арзамит універсальний» як антикорозійний теплопровідний футерувальний матеріал, як зв'язуючий компонент при футеруванні хімічного облад­нання, влаштуванні хімічно стійких підлог, штукатуренні будівельних конструкцій. Замазку випускають у вигляді двох компонентів: розчину та порошку, які змішують перед застосуванням. Вона стійка до дії кислот, лугів, до змінних середовищ, впливу органічних речовин.

Фаізол-замазку виготовляють на фурфурол-ацетоновому мономері (ФА) з додаванням бензосульфокислоти (БСК Наповнювачем у ній є графіт, андезит або порошкоподібний кекс. Фіазоя-замазки стійкі до дії води, лугів, органічних розчинник» (крім ацетону) та кислот. Ці замазки токсичні, тому роботи з ними слід виконувати, строго додержуючи встановлених правил охорони праці»

Контрольні запитання

1.     Які форби відносять до водоемульсійних на основі полімерів?

2.     Який склад емалей?

3.     Який наповнювач використовують для підвищення кислотостійкості?

4.     Назвіть види розчинників.

5.     Чим відрізняється розчинник від розбавлювача?

6.     Для чого призначені грунтівки?

7.     Які матеріали є наповенювачами і пігментами?

8.     Де застосовують чорні лаки?

9.     Які клеї містять клейові фарби?

Практична робота

Зробити характеристику емалей у табличній формі

№п/п	Назва емалі	Ескіз	Характеристика