Водоразбавляемые ЛКМ: готовые решения

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

Авторы статьи: Раммо Матвей Валерьевич, генеральный директор

Тимофеева Евгения Александровна, менеджер по маркетингу

Ерофеевская Татьяна Сергеевна, технический специалист

В последние годы потребление водоразбавляемых лакокрасочных материалов (ЛКМ) в РФ переживает период роста как за счет увеличения емкости рынка, так и за счет роста доли занимаемой этими продуктами. Однако в разных сегментах рынка ЛКМ соотношение между органо- и водоразбавляемыми материалами существенно различается. Основными стимулирующими факторами для перехода на потребление водоразбавляемых ЛКМ вместо органоразбавляемых могут стать:

  1. Экономический. Наиболее важный фактор, если судить по структуре потребления водных ЛКМ в РФ. Среди декоративных покрытий водоразбавляемые материалы занимают значительную долю, что связано, с нашей точки зрения, с тем, что основной тоннаж потребления ЛКМ здесь приходится на материалы для стен и потолков (интерьерные и фасадные), к которым не предъявляется высоких требований по износо- и химической стойкости или к физико-механическим характеристикам. Обычно для этих целей не используются и материалы с высоким блеском покрытия. Такая ситуация позволяет выпускать даже финишные ЛКМ с низким содержанием недорогого пленкообразователя (от 4 до 15% по сухому связующему), что возможно при производстве водно-дисперсионных материалов. Таким образом, можно получить качественные (для своего сегмента) материалы при достаточно низкой себестоимости и, в итоге, конечной цене. Однако если речь заходит о ЛКМ промышленного применения, то здесь складывается совершенно иная ситуация.

Требования к покрытиям индустриального назначения значительно выше, и применять малые количества недорогих водных полимерных дисперсий в качестве пленкообразующего компонента невозможно. Следует отметить и то, что лишь ограниченное число полимерных дисперсий низкой и средней ценовой группы позволяет получать материалы с высоким блеском, который зачастую необходим для финишных покрытий промышленного назначения. Вследствие этого водоразбавляемые материалы, сопоставимые по стоимости с органоразбавляемыми, чаще представлены грунтами и грунт-эмалями.

Для получения финишных индустриальных водоразбавляемых материалов, не уступающих органоразбавляемым аналогам, следует применять пленкообразователи топ-класса (акриловые и полиуретановые вторичные дисперсии, водоразбавляемые алкидные пленкообразователи и гибридные системы на их основе, водные двухкомпонентные системы и системы горячей сушки и др.), которые заметно увеличивают себестоимость продукции. Похожая ситуация наблюдается и на рынке декоративных ЛКМ, когда мы рассматриваем напольные и элементные (краски для оконных рам, дверей, радиаторов отопления и т.п.) покрытия. Видимо, именно в связи с вышеизложенной ситуацией доля водоразбавляемых материалов в данных сегментах рынка невелика. В то же время не следует упускать из виду такой факт, как постоянное сокращение ценового разрыва между высококачественными органо- и водоразбавляемыми связующими, что, с одной стороны, связано с относительным снижением стоимости связующих для водных ЛКМ, а с другой — с постоянным ростом цен на растворители, входящие в состав большинства пленкообразователей для органоразбавляемых ЛКМ. Таким образом, в перспективе водоразбавляемые пленкообразователи, вероятно, станут дешевле, что приведет к существенному изменению сегментации рынка.

  1. Качественный. Еще достаточно недавно водоразбавляемые связующие не могли конкурировать с органоразбавляемыми при производстве ЛКМ со значительными эксплуатационными требованиями (окраска коммерческого транспорта, сельскохозяйственной и строительной техники и прочие сферы применения). Однако на сегодняшний день мировая промышленность предлагает водоразбавляемые связующие, удовлетворяющие самым высоким требования по качеству покрытий, и основным сдерживающим фактором является ценовой. С другой стороны, например, в сфере фасадных ЛКМ, где одним из важнейших свойств является паропроницаемость покрытия, по соотношению цены и качества водные материалы занимают, пожалуй, лидирующее положение.
  2. Экологический (снижение вредного воздействия на человека и окружающую среду). Безусловно, низкое содержание летучих органических соединений (или их полное отсутствие) и, как следствие, низкая токсичность, является значительным преимуществом при применении водоразбавляемых ЛКМ.
  3. Политический (государственное регулирование). Если рассматривать рынок промышленных ЛКМ в ЕС, то с учетом несколько более высокой себестоимости покрытий на основе водоразбавляемых ЛКМ — это, возможно, один из важнейших факторов. Низкая токсичность и пожаробезопасность чрезвычайно значимы для принятия мер в виде законодательных актов и предписаний по переводу потребителей на использование водоразбавляемых материалов. По сути дела, именно данный фактор на сегодняшний день оказывает решающее значение в сегменте индустриальных покрытий.

Если рассматривать рынок ЛКМ в РФ, то доля водоразбавляемых ЛКМ в декоративном сегменте уже весьма значительна, а в промышленном — имеет тенденцию к росту как из-за уменьшения разницы в качестве и себестоимости с органоразбавляемыми материалами, так и в связи с требованиями к пожаробезопасности и безвредности ЛКМ, применяемых потребителями. Однако при переходе к разработке водоразбавляемых материалов производителям приходится сталкиваться с некоторыми сложностями по сравнению с органоразбавляемыми.Остановимся более подробно на некоторых моментах.

  1. Изменения в процессе производства. Наиболее распространенными пленкообразователями для водоразбавляемых ЛКМ на сегодняшний день являются водные дисперсии полимеров. Данные системы относительно нестабильны и не позволяют проводить диспергирование сухих компонентов после ввода связующего. Соответственно, возникает необходимость диспергирования в воде, то есть низковязкой среде, что требует либо большего времени работы оборудования, либо тщательного подбора диспергаторов, либо предварительного ввода загустителя (например, целлюлозного) для повышения вязкости среды. Наиболее простым и распространенным является последний метод, однако использование целлюлозных загустителей зачастую отрицательно влияет на эксплуатационные свойства покрытия и значительно увеличивает возможность биопоражения системы. С другой стороны, использование загустителей, наличие в системе ПАВ и относительно высокая вязкость системы приводят к заметному пенообразованию, что негативно влияет и на процесс производства, и на свойства готового материала. Таким образом, при разработке рецептуры водоразбавляемых ЛКМ следует уделить внимание проблеме пенообразования, что требует подбора качественного пеногасителя. Компания «Аттика» готова решить проблемы пенообразования и диспергирования за счет использование высококачественных аддитивов компании EFKA.
  2. Хранение. Водоразбавляемые материалы в силу своей природы подвержены биологическому поражению (особенно содержащие целлюлозные или крахмальные загустители). Данная проблема решается подбором тарного консерванта. Надо помнить о том, что в холодное время возможно замерзание материала. Если в качестве связующего применяется дисперсная система, после оттаивания возможна необратимая коагуляция связующего, приводящая к полной негодности продукта. Для решения данной проблемы могут использоваться либо морозостойкие связующие (следует учесть, что большинство европейских производителей тестируют данные материалы при температурах не ниже –25 °С, что недостаточно для зимних условий на значительной территории РФ), либо в рецептуру продукта следует вводить антифирзы (обычно моноэтиленгликоль), которые, к сожалению, могут повлиять на свойства покрытия (например, на устойчивость к мытью). При любом выборе нужно учитывать, что данные меры позволяют лишь транспортировать материалы при отрицательных температурах, хранить же их следует лишь на теплых складах.
  3. Реологические свойства. В значительной мере зависят от сферы применения ЛКМ, а точнее, от метода нанесения и необходимости получения определенной толщины слоя. Наиболее сложно получить материалы с реологией, оптимальной для нанесения валиком или кистью, несколько проще ситуация с материалами индустриального применения. Для получения материалов, удобных для нанесения, следует учитывать реологические характеристики на широком диапазоне скоростей сдвига и проводить тщательный подбор комплекса загустителей с учетом сферы применения. Наша компания готова оказать всестороннюю техническую поддержку в данном вопросе и предложить формирование вязкостных характеристик на основе загустителей торговой марки «Borchers».
  4. Вода, входящая в состав материала. При разработке ЛКМ для металлических поверхностей не следует забывать, что вода в составе продукта способна вызвать коррозионные поражения. Мы рекомендуем обязательно использовать ингибиторы мгновенной коррозии при разработке и производстве всех водоразбавляемых материалов для металлических подложек.
  5. Эксплуатационные характеристики покрытия. При разработке водоразбавляемых ЛКМ требуется тщательный подбор сырьевых компонентов для обеспечения заданных свойств, особенно при определенных требованиях по химической стойкости покрытия, стойкости к воздействию соляного тумана и т.д. Помимо подбора необходимого пленкообразователя, не следует забывать об аддитивах, которые могут значительно улучшить свойства покрытия. Так, например, мы провели испытания добавки Bayoxide Z active производства компании OMG Borchers и получили следующие результаты (табл. 1).

Табл. 1.

Свойства покрытия

Контрольный образец

При использовании добавки Bayoxide Z active, 1%

Устойчивость к статическому воздействию воды

24 ч без изменений

48 ч без изменений

Соляной туман

72 ч

108 ч

Тип подложки: стальная пластина

Толщина слоя: 40 мкм

Метод определения стойкости к соляному туману: первый слой грунтовки наносят и сушат сначала при температуре (20±2) °С в течение 1 ч, а затем при температуре (60±2) °С в течение 1 ч в сушильном шкафу. После горячей сушки покрытие выдерживают при температуре (20±2) °С еще в течение 1 ч. Второй слой наносят в том же режиме.

Перед испытанием по определению стойкости к соляному туману после нанесения второго слоя образцы выдерживают при температуре (20±2) °С в течение 3 ч.

Добавка Bayoxide Z active не только улучшает антикоррозионные свойства покрытия, но и является катализатором сушки, а также улучшает стабильность краски при хранении.

Компания «Аттика» предлагает не только решение узких проблем при разработке рецептур водоразбавляемых ЛКМ, но и готовые решения «под ключ». Одной из областей промышленности в РФ, где окраска водоразбавляемыми ЛКМ уже получила относительно широкое распространение, является производство металлических труб. Мы разработали водно-дисперсионную грунтовку для промежуточной защиты металлоконструкций на основе акрилового полимера и провели ее сравнение с конкурентными продуктами, представленными на российском рынке. Данные сравнения показаны в таблице 2.

Табл. 2.

Показатель

Продукт «Аттика»

Грунт 1

Грунт 2

Вязкость, с (ВЗ-4 при 20 °С)

35–50

100–120

60–80

Перетир, мкм

25

30

40

МДНВ, %

59–65

63–69

47–57

Время высыхания до степени 3

20 °С, мин

60 °С, мин

 

 

40

3

 

 

30

1–2

 

 

30

2

Эластичность (изгиб), мм

1

1

1

Адгезия, балл

1

1

1

Удар, см

50

50

50

Стойкость к воздействию 3%-ного раствора NaCl

48

48

48

 Продукт, предлагаемый нашей компанией, не уступает рыночным материалам, на наш взгляд, имеет сопоставимую себестоимость, и может широко применяться для грунтовки металлических труб и иных металлоконструкций.