Экологичные ЛКМ: порошковые краски, краски с ВСО, ЛКМ на экологичном сырье

При строительстве домов, отделки помещений и не только квартир, но и производственных помещений мы стали задумываться об экологичности используемых лакокрасочных материалов поэтому, главным критерием отбора считается безопасность для здоровья и окружающей среды.

Лакокрасочные материалы всегда вызывали массу вопросов об экологичности и дискуссии на эту тему ведутся давно. Производители ЛКМ «шагая в ногу со временем» и отвечая сегодняшним высоким запросам потребителя, разработали ряд экологичных ЛКМ в состав которых входят сырьевые компоненты отвечающие требованиям эклологичности материала (водоразбавляемый ЛКМ), порошковые краски и краски с высоким сухим остатком.

В данной статье рассказано о некоторых экологичных лакокрасочных материалах.

1. Водоразбавляемые ЛКМ

Водоразбавляемый паркетный лак на основе гибридной системы: полиуретановая дисперсия Liopur PFL 1855 и стирол-акриловая эмульсия Liocryl AS 610 компании производителя Synthopol (Германия), разработанный техническим отделом компании «Аттика».

Liocryl AS 610 имеет экомаркировку “Blue Angel” («Голубой Ангел»), см.Рис 1.

 

Рис.1 Знак «Голубой Ангел».

Знак «Голубой ангел» соответствует установленным требованиям, выполнение которых гарантирует полную экологическую безопасность. А это значит, продукты, отмеченные знаком, соответствуют критериям:

  • имеют низкий уровень выбросов;
  • безопасный уровень консервантов;
  • без запаха;
  • производство безопасно для окружающей среды;
  • безопасен для здоровья при использовании в жилом помещении.

Характеристики паркетного лака на основе гибридной системы

Таблица 1

Наименование

показателя

Значение

Метод

испытания

Условная вязкость по ВЗ-246 с диаметром сопла 4 мм при температуре (20 ± 0,2)°С, с

16

ГОСТ 8420

Определение рН

7,5

ГОСТ Р 52020

Массовая доля нелетучих веществ, %

33,3

ГОСТ Р 31939

Плотность, г/см3

1,06

ГОСТ Р 53654.1

Время высыхания до степ 3, при температуре (20 ± 2)°С, мин

45

ГОСТ 19007

Статическое воздействие воды на пленку, ч

> 120 ч

ГОСТ 9.403,

метод А

Блеск под углом 60 °, %

90

ГОСТ Р 52663

Твердость по маятниковому прибору ТМЛ (маятник А),отн.ед.

через 1 сут.

через 3 сут.

через 5 сут.

через 10 сут.

 

0,22

0,28

0,50

0,60

ГОСТ Р 52166

Антиблокинг покрытия при 25 °С

0,75 см2

20 кг

Внутренний метод

 

   

Рис.2 Внешний вид покрытия после

испытаний на водостойкость

Рис.3 Внешний вид покрытия

на древесине для паркета (бук)

2. ПУс высоким сухим остатком (ВСО)

К экологичным лакокрасочным материалам, так же относят ЛКМ с высоким сухим остатком, в покрытии которых количество выделяемых растворителей приблизительно в 2 раза меньше по сравнению с аналогичными материалами с низким сухим остатком.

Для того что бы удвоить содержание сухого остатка, не изменяя при этом вязкость, необходимо среднюю молекулярную массу пленкообразователя уменьшить приблизительно в 4 раза.

На Рис 4. Приведен график  зависимости вязкости от содержания нелетучего вещества (в % по объему), рассчитанная  для разных ЛКМ, например: грунтовки с ОКП 45% и лака с ОКП 20%. На рисунке отчетливо видно возрастающее влияние концентрации пигмента на вязкость при увеличении содержания нелетучих. 

Рис 4. Графики зависимости вязкости от содержания нелетучего вещества.

Техническим отделом компании «Аттика» разработана 2К ПУ грунт-эмаль с высоким сухим остатком на основе полиэфирной смолы Synthoester 186 HS производства Synthopol. Характеристики грунт-эмали приведены в таблице2.

Характеристики 2К ПУ грунт-эмаль с высоким сухим остатком на основе полиэфирной смолы

Таблица 2

Наименование показателя

Значение

Метод

испытания

Степень перетира, мкм

40

ГОСТ Р 52753

Массовая доля нелетучих веществ, %

  • по массе;
  • по объему

 

79,2

77,9

 

ГОСТ Р 31939

ГОСТ Р 50535

Плотность, г/

1,31

ГОСТ Р 53654.1

Условная вязкость по ВЗ-246 с диаметром сопла 4 мм при температуре (20 ± 0,2)°С, с

 

100

ГОСТ 8420

Толщина мокрого слоя, мкм

100

Внутренний метод

Время высыхания до ст.3

при температуре (20 ± 2)°С, мин.

 

360

ГОСТ 19007

Адгезия пленки, баллы

1

ГОСТ Р 54563

Прочность при ударе на приборе У-1, см

50

ГОСТ 4765

Эластичность пленки при изгибе, мм

1

ГОСТ 6806

Твердость по маятниковому прибору типа ТМЛ (маятник А)

через 1 сут.

через 3 сут.

через 5 сут.

через 7 сут.

 

0,31

0,33

0,35

0,35

ГОСТ Р 52166

Жизнеспособность, ч

6

Внутренний метод

Блеск под углом 60 °, %

85

ГОСТ Р 52663

3. Порошковые ЛКМ

Общеизвестно, с точки зрения экологичности  применение порошковых ЛКМ имеет значительные преимущества, так как данные материалы практически не выделяют летучих органических соединений (ЛОС) при отверждении, допускают повторное использование, а их утилизация проста и безопасна. За счет решения экологических проблем,  производство порошковых красок за последние двадцать лет с каждым годом увеличивается на 10%.

Порошковая краска - это сухая смесь пленкообразующего вещества, пигментов и наполнителей, формирующая после сплавления, охлаждения и отверждения твердую непрозрачную пленку.

Основным компонентом порошковых красок является смола, обычно используются эпоксидные, полиэфирные или акрилатные смолы. Большинство твердых смол в настоящее время не относят к вредным для здоровья веществам. Некоторые получаемые из них покрытия допущены для контакта с продуктами питания, при условии применения разрешенных отвердителей.

Формирование покрытий из порошковых красок заключается в сплавлении частиц порошка в неразрывную (сплошную) пленку, соединенную с поверхностью изделия силами адгезии. Температурно – временной режим выбирают в зависимости от теплоемкости изделий, способа нанесения и природы порошкового полимера.

 

Рис. 5 Классификация порошковых красок

У термореактивных красок в сравнении с термопластичными лучше адгезия, термостойкость, выше твердость и блеск, так же выше показатель химической стойкости.

Эпоксидные порошковые краски имеют наибольшее распространение - около 75% объема производства красок из категории термореактивных. Эпоксидные порошковые покрытия отличаются высокой влагостойкостью, устойчивостью к перепадам температур, способностью к сохранению электроизоляционных свойств.

Преимущества порошковых красок:

  • исключает применение органических растворителей (и жидкостей вообще), благодаря этому улучшаются санитарно-гигиенические условия труда;
  • снижение огнеопасности в процессах производства и применения в связи с отсутствием в составе порошковых красок горючих и токсичных органических растворителей;
  • порошковые покрытия обладают повышенной химической стойкостью и улучшенными физико-механическими свойствами;
  • полное отсутствие производственных выбросов;
  • сокращает технологический процесс окрашивания путем замены многослойных покрытий однослойными необходимой толщины (50-500 мкм);

 

Рис. 6 Способы нанесения покрытий.

С техническими характеристиками порошковых эпоксидных смол (категории термореактивные) компании производителя KUKDO (Корея) можно ознакомиться  в таблице 3.

 Таблица 3

Наименование смолы

Эпоксидный экв., г/экв

Вязкость,

mPas

Применение

KD-213

730 – 840

3500 – 7000*

Для традиционных и гибридных систем порошковых декоративных покрытий

KD-214C

875 – 975

2000 – 4000*

Для традиционных, гибридных систем и трубных порошковых покрытий

KD-9011

400 – 500  

 -

Порошковые краски с высокой температурой стеклования (140 °С)

KD-2011

400 – 500

2000 – 4000

Порошковые краски с высокой температурой стеклования

 (150 - 160 °С)

     

KD-2012Н

550 – 650

3000 – 8000*

* вязкость расплава при 150 °С.

Технический отдел компании «Аттика» осуществляет поддержку производителям ЛКМ, разрабатывая не только рецептуры с традиционными свойствами, но и рецептуры, удовлетворяющие повышенным требованиям.

Список литературы:

1. Лившиц М.Л., Пшиялковский Б.И. Лакокрасочные материалы: Справочное пособие. — М.: Химия,1982.

2. Гольдберг М.М., Бобков Л.С., Дорфман В.Л. и др. Лакокрасочные покрытия в машиностроении. Справочник. — М, Изд. 2-е, 1974.

3. Брок Т., Гротэклаус М., Мишке П. Европейское руководство по лакокрасочным материалам и покрытиям. — М, Пэйнт-Медиа, 2007.