Современные связующие для водоразбавляемых ЛКМ

*по всем вопросам Вы можете обратиться по телефону (812) 441 21 80.   

Авторы статьи: Курдюкова Ирина Борисовна, к.т.н., технический специалист

Павлов Евгений Алексеевич, к.т.н., региональный представитель

Вода – основа жизни на Земле и самый экологически чистый продукт, созданный Ее Величеством Природой. Поэтому вполне логично и естественно, что она широко используется в самых различных областях человеческой деятельности, включая производство лакокрасочных материалов (ЛКМ). Водоразбавляемые ЛКМ находят все большее применение в строительстве, промышленности и быту. Это обусловлено, прежде всего, экологическими причинами.

Ужесточение требований законодательств большинства развитых стран, в первую очередь, в Западной Европе, в сфере экологии направлено на существенное сокращение использования летучих органических веществ (растворителей) с целью снижения их эмиссии в атмосферу. Одновременно, ЛКМ на водной основе являются нетоксичными и относятся к взрыво-, пожаробезопасным продуктам.

История завоевания рынка ЛКМ водными системами началась с водно-дисперсионных (ВД) красок, изготавливаемых на основе дисперсий (латексов) синтетических полимеров и сополимеров: акриловых, стирол-акриловых, бутадиен-стирольных.

Наибольшее распространение ВД-краски нашли в строительстве (интерьерные, фасадные, отделочные материалы). Доля их потребления в общем объеме водоразбавляемых красок составляет 70-80 %.

В силу своей экономичности наибольшее распространение получили краски на основе стирол-акриловых сополимеров. Реже применяют краски на основе чистых акрилатов, которые обладают повышенными эксплуатационными характеристиками, но и более высокой ценой.

Но, кроме традиционных ВД-красок, современные дисперсии успешно применяются в индустриальных покрытиях по металлу, дереву и пластику. Вот несколько примеров таких дисперсий производства Synthopol, Германия.

Стирол-акриловая LIOCRYL AS 603. Кроме вышеупомянутых областей применения дисперсия AS 603 может использоваться в сочетании с водоразбавляемым алкидом  Synthalat W 30 – с целью получения гибридных ЛКМ, покрытия на основе таких систем обладают хорошей устойчивостью к соляному туману и глянцем.

До сих пор речь шла о, так называемых, первичных дисперсиях, т.е. дисперсиях, которые получают в водной среде. Кроме первичных дисперсий, существуют вторичные акриловые дисперсии, синтезируемые в органических растворителях, которые затем диспергируют в воде.

Из этих смол можно получать 1- и 2-компонентные лакокрасочные системы:

  • совместно с аминосмолами – ЛКМ горячей сушки;
  • при отверждении водоразбавляемым полиизоцианатом – 2К ПУ.

Покрытия на их основе обладают отличной адгезией к любым подложкам (металл, дерево, пластик), высокими механическими характеристиками, блеском, а также атмосферо- и химстойкостью. Основные представители акриловых дисперсий производства Synthopol, Германия, зарекомендовавших себя на отечественном рынке, представлены в таблице 1.

Таблица 1. Акриловые дисперсии и области их применения

Наименование продукта

Вязкость

рН

Содержание твердых веществ

Плотность,

г/см3

Мин. T форм-я пленки, °C

Применение

Liocryl AM 921

20- 200

7,0-8,0

40 +/- 1 %

ок. 1,03

ок. 40

1К и 2К покрытия по дереву, обладающие высокой эластичностью и твердостью

Liocryl AM 955

20- 500

7,0-8,0

40 +/- 1 %

ок. 1,03

45

Индустриальные покрытия, обладающие высокой прочностью. Быстросохнущие покрытия для древесины

 Если рассматривать такой сегмент потребительского рынка ЛКМ, как автопром и техсервис, то на сегодня почти 80% автопроизводителей Западной Европы уже перешли на водные окрасочные системы при конвейерном производстве. Не остались в стороне и европейские техсервисы, они полностью перешли на водоразбавляемые окрасочные системы при ремонтной окраске. Водоразбавляемые акриловые пленкообразователи отвечают самым строгим нормам по содержанию традиционных растворителей, так как изготавливаются на основе материалов с низким содержанием органики. Базовые автоэмали на водоразбавляемой основе обладают отличной укрывающей способностью, причем для полного перекрывания поверхности требуется нанести не более 1-2 слоев материала. После нанесения покровных лаков получается блестящее, прочное и стойкое к атмосферным воздействиям лакокрасочное покрытие.

Компания «Аттика» предлагает нашим потребителям целый ряд водоразбавляемых акриловых смол, представленных в таблице 2.

Таблица 2. Водоразбавляемые акриловые полиолы

Наименование продукта

Форма

поставки

Гидроксильное число (относительно сухого вещества

Содержание

-ОН групп

Применение

Synthalat WA TH 2188

45% в воде/ диметил-этаноламине/1% n-бутилового эфира пропилен гликоля

75-95

2,6

Общепромышленные грунты и эмали для металла, дерева, пластика, стекла, с очень хорошей адгезией и механическими характеристиками, атмосферо- и химостойкостью.                       Толщина сухой пленки 100 нм.

Synthalat WA TH 2189

45% в воде/ диметил-этаноламине

100-120

3,3

Общепромышленные грунты и эмали для металла, дерева, пластика, стекла, с очень хорошей адгезией и механическими характеристиками, атмосферо- и химостойкостью.                       Толщина сухой пленки 100 нм.

Synthalat WA TH 2202

45% в воде/ диметил-этаноламине

185-215

6,0

Покрытия для пластика, дерева, металла - горячей и холодной сушки. С хорошими механическими характеристиками, адгезией, водо-, химо- и атмосферостойкостью, высоким глянцем.

Synthalat WA 146

42% в воде/ диметил-этаноламине

140-160

4,4

2К быстросохнущие   общепромышленные   и автомобильные   лаки  и  эмали,  лаки  для  электроизоляции;  атмосферо-  и  химостойких покрытий.

 Не избежал участи замены органических растворителей на воду и такой важный многочисленный класс пленкообразователей, как алкидные смолы.

Основные представители водоразбавляемых алкидных смол и алкидных эмульсий производства Synthopol приведены в таблице 3.

Таблица 3. Водоразбавляемые и водоэмульсионные алкидные смолы

Наименование смолы

Форма поставки

Состав жирных кислот

Применение

Synthalat W 30

75% раствор в  изобутаноле/бутилгликоле

Содержание  жирных кислот 30%

Применим для антикоррозионных грунтовок и эмалей горячей сушки (окраска тары), прекрасно подходит для гибридных систем в сочетании с Liocryl AS 603

 

Synthalat W 35

65% раствор акрил-модифицированной алкидной смолы, пренейтрализованная триэтаноламином в  бутилгликоле

Содержание  жирных кислот 35%

Применим для промышленных грунтовок, финишных покрытий

 

Synthalat DRS 05-117

75 % раствор в бутаноле / бутилгликоле

Содержание  жирных кислот 35%

Применим в качестве антикоррозионных грунтовок, эмалей горячей сушки и финишные покрытия.

 

Synthalat W 46

40 % раствор акрил-модифицированной алкидной смолы, нейтрализованной аммиаком в бутилгликоле (10 %) / воде

Содержание жирных кислот 48 %

Применим в качестве промышленных покрытий с быстрым набором водостойкости, покрытия по дереву. Грунт-эмали, финишные покрытия, прекрасно подходит для гибридных систем в сочетании с Liocryl AS 603

Synthalat PWM 883  

50 % эмульсия уретан-модифицированной алкидной смолы

Содержание жирных кислот 50 %

Покрытия на основе данной эмульсии имеют универсальное применение. Для промышленных /декоративных покрытий и паркетных лаков. Для высококачественных продуктов с высоким глянцем, водо- и химстойкостью

Synthalat PWL 926

53 % эмульсия жирной алкидной смол

Содержание жирных кислот 63 %

Для декоративных и промышленных (антикоррозионных) финишных покрытий со стабильным глянцем

Основные характеристики эмали холодной сушки на основе Synthalat DRS 05-117 представлены в таблице 4.

Таблица 4. Результаты испытаний эмали на основе Synthalat DRS 05-117

Наименование показателя

Значение

Степень перетира, мкм

30

Условная вязкость при температуре 25 °С по вискозиметру типа ВЗ-246 с диаметром сопла 4 мм, сек

145

Массовая доля нелетучих веществ, %

58,8

Время высыхания до степени 3 при температуре 25 °С, ч

до 12 часов

Толщина пленки , мкм

35

Адгезия пленки, баллы

1

Твердость по маятниковому прибору типа ТМЛ (маятник А), через 7 сут. отн.ед.

0,31

Прочность пленки при ударе по прибору типа У-1, см

50

С использованием водоразбавляемых алкидных смол, кроме ЛКМ холодной сушки, за счет окислительной полимеризации в присутствии сиккатива, можно получать эмали горячей сушки. Так, хорошие результаты были получены при использовании смолы Synthalat W30 в сочетании с меламиновой смолой Itamin HM3 производства Galstaff (Италия) (таблица 5).

Таблица 5. Результаты испытаний эмали горячей сушки на основе Synthalat W 30

Наименование показателя

Значение

Условная вязкость при температуре 25 °С по вискозиметру типа

ВЗ-246 с диаметром сопла 4 мм, сек                              

 начальная

через 48 ч.

 

 

44

49

Степень перетира, мкм

20

Режим отверждения

30’ 120 °C

Толщина сухой пленки, мкм

24

Адгезия пленки, баллы

1

Прочность пленки при ударе по прибору типа У-1, см

50

Твердость по маятнику Кенига                           

начальная

через 24 ч.

0,26

0,28

Эластичность при изгибе, мм

1

Блеск 85о, %

87

 Представленная эмаль с успехом может использоваться в качестве покрытия для жестяной тары (бочки, ведра, барабаны) – can-coating.

В настоящее время широкое распространение получил другой вид покрытия горячей сушки по листовому металлу – coil-coating.

Эти покрытия также могут быть получены на основе водоразбавляемых смол – полиэфирных – в комбинации с меламиновыми смолами Itamin HM3 или РМ3 производства Galstaff (Италия).

В таблице 6 приведены основные водоразбавляемые полиэфирные смолы производства Synthopol (Германия).

Таблица 6. Полиэфирные водоразбавляемые смолы

Наименование продукта

Форма

поставки

Значение рН

Применение

Synthoester W 142

50% в воде        n-бутиловом эфире пропилен- гликоля/ДМЕА (34,5: 12,5:3)

7,7-8,6

Финишные покрытия для металла, дерева, стекла, пластика с очень хорошей адгезией          атмосферо – и химостойкостью.

Synthoester W-TH 1900

40% в воде/ диметил-этаноламине

7,0-8,5

В сочетании с миламиновыми смолами для покрытий Can- и Coil-Coatings с очень высокой атмосферо – и химостойкостью.                     Температура сушки > 130˚C

Synthoester CC 55

70 % в бутилгликоле

-

Нежелтеющие покрытия горячей сушки с высоким глянцем.

Результаты испытаний эмали на Synthoester W 142 сведены в таблицу 7.

Таблица 7. Результаты испытаний эмали на основе Synthoester W 142

Наименование показателя

Значение

Условная вязкость при температуре 25 °С по вискозиметру типа

ВЗ-246 с диаметром сопла 4 мм, сек                                    

начальная

 рабочая

 

203

38

Степень перетира, мкм

20

Режим отверждения

30’ RT + 30’ 160 °C

Толщина сухой пленки, мкм

23

Прочность пленки при ударе по прибору типа У-1, см

50

Твердость по маятнику Кенига                                           

начальная

через 48 ч.

0,35

0,39

Эластичность при изгибе, мм

1

Блеск 85о, %

95

В заключении хотелось бы сказать: несмотря на то, что получение качественных покрытий с применением водоразбавляемых ЛКМ сложнее, по сравнению с традиционными материалами, в то же время такие покрытия обладают достаточно высокими техническими характеристиками. Современным водоразбавляемым материалам уделяется пристальное внимание, они интенсивно разрабатываются, совершенствуются и проходят самые тщательные исследования. Благодаря этому по своим защитным качествам эти покрытия сегодня зачастую даже лучше, чем некоторые традиционные ЛКМ на органических растворителях.

Компания «Аттика», предлагая на отечественном рынке сырья высококачественные водоразбавляемые смолы европейских производителей, сопровождает их продажи необходимым ассортиментом добавок, стартовыми рецептурами и технической поддержкой на протяжении всего времени внедрения и производства ЛКМ.