Что такое водно-дисперсионная краска?

Водно-дисперсионные краски — это краски на основе водных дисперсий полимеров (твердое в жидком). В качестве полимерного связующего используются винилацетатные, акриловые полимеры и их производные и др.

Также на рынке присутствуют водо-эмульсионные краски — это краски на основе водных эмульсий полимеров (жидкое в жидком), например алкидные ВЭ ЛКМ. Популярность водно-дисперсионных и водо-эмульсионных ЛКМ за последние несколько лет значительно возросла. Сегодня доля их на мировом рынке по разным источникам составляет 60-80 % и среди них можно найти составы практически любого назначения. Подробнее стоит остановиться на акриловых ВД ЛКМ, которые наиболее часто встречаются на Российском рынке.

Причиной популярности водно-дисперсионных составов являются их неоспоримые преимущества перед традиционными органо-основными ЛКМ:

1. Низкое содержание (или отсутствие) легколетучих органических растворителей, а, следовательно, пожаробезопасность и малая токсичность самих красок;
2. Доступность и простота методов нанесения (работать с такими красками может даже ребенок);
3. Быстрое высыхание покрытия (20-30 мин от пыли и на ощупь);
4. Стойкость к УФ излучению, результатом чего является отсутствие пожелтения при эксплуатации;
5. Хорошая адгезия ко многим типам поверхностей;
6. Легкое перекрашивание другими ЛКМ и по другим покрытиям;
7. Хорошая паропроницаемость, в результате чего окрашенная поверхность может «дышать»;
8. Долговечность (5-20 лет при правильно организованной подготовке поверхности);

При этом надо иметь в виду, что, несмотря на эти преимущества, водно-дисперсионные краски имеют ряд особенностей, которые необходимо учитывать при работе:

1. Зависимость от погодных условий:

— Холодные и влажные условия могут замедлить образование пленки (высыхание Пк), при температуре ниже +5 °С покрытие вообще не сформируется (мелкое растрескивание пленки), а при влажности выше 80 % оно просто не будет сохнуть из-за медленного испарения воды.

— Попадание осадков на невысохшую пленку может привести к смыванию покрытия, что негативно скажется не только на внешнем виде окрашиваемой поверхности, но и прилегающей к ней территории.

— Покраска в прямых солнечных лучах или в жаркую погоду крайне не желательна. В таких условиях покрытие будет высыхать настолько быстро, что невозможно будет равномерно нанести краску и/или она не будет успевать растекаться (следы от кисти).

— Покраска даже при небольшой вероятности осадков на момент пленкообразования (как min 1 дн.) не рекомендуется. (При выпадении осадков на неотвержденное до конца покрытие срок его эксплуатации снижается).

2. Относительно высокая стоимость. Сложный рецептурный состав и большое число добавок (более 15 компонентов) приводит к тому, что краски в среднем на 10-15 % дороже органо-разбавляемых аналогов. Но при этом существует реальная экономия за счет использования воды вместо растворителей для разбавления, очистки инструментов, оборудования и помещения. (Стоимость 1 л растворителя, необходимого для работы с органо-основными красками, от 20 до 60 руб./л). Поэтому конечная стоимость окраски примерно одинаковая.

3. Окраска водно-дисперсионными составами (это больше касается ВД эмалей и лаков для дерева) требует более тщательной подготовки поверхности, чем для традиционных органо-разбавляемых составов, и дополнительно требует межоперационной обработки (шлифовки). Причина в том, что водно-дисперсионные ЛКМ, с высоким содержанием полимера за счет высокого поверхностного натяжения, наличия твердых полимерных микрочастиц и быстрого высыхания поднимают ворс древесины, а алкидные — нет. Кроме того, под относительно тонкой пленкой вводно-дисперсионной краски (лака) все дефекты подложки становятся очевидными.

Несмотря на популярность, водно-дисперсионные ЛКМ все еще являются новыми для нашего рынка, поэтому мы нередко сталкиваемся с неосведомленностью потребителей в этом вопросе. Наиболее часто задаваемый вопрос — не смоется ли водно-дисперсионная краска водой? Ведь она же водная!?

Конечно, не смоется. Во-первых, вода в краске — всего лишь разбавитель, который испаряется из лакокрасочного покрытия во время высыхания, как и растворитель в традиционной краске. Действительная основа ВД ЛКМ — полимер, диспергированный в воде, которому присущи многие свойства органно-разбавляемых ЛКМ.

Кстати, из-за своей природы водные дисперсии полимеров и водно-дисперсионные лаки в жидком виде имеют вид молока, т.е. белые полупрозрачные или непрозрачные жидкости. Но после высыхания, когда вода испарится из пленки, они образуют абсолютно прозрачные, бесцветные покрытия (в отличие от большинства органно-разбавляемых лаков и смол)

ИЗГОТОВЛЕНИЕ и СОСТАВ ВД ЛКМ.

В состав ВД ЛКМ входят в среднем 15 компонентов. Процесс изготовления ВД краски аналогичен изготовлению органно-разбавляемых ЛКМ и состоит из двух фаз: приготовление и диспергирование пигментной пасты, когда закладываются такие свойства, как степень перетира и механика, и «постановка на тип», для достижения требуемой вязкости. Ориентировочный состав водно-дисперсионной краски приведен ниже.

Пигментная паста:

Вода
Загуститель (целлюлозный или на основе глины)
Регулятор среды (щелочь)
Диспергатор пигментов
Смачиватель пигментов
Внутритарный консервант
Пеногаситель
Фунгицид (в специальных рецептурах)
Пигменты
Наполнтели

«Постановка на тип»:

Коалесцент (сорастворитель-пластификатор)
Полимерная дисперсия
Пеногаситель
Добавки для улучшения свойств поверхности (ПАВы)
Вода

Основным показателем, определяющим область применения и качество покрытия, является соотношение пленкообразующей (дисперсии) и пигментной части в краске. Отсюда вытекает основная классификация ВД ЛКМ по внешнему виду, и, частично, по области применения:

Одним из перспективных направлений являются водно-дисперсионные акриловые краски-"эмали«, как экологически полноценные заменители традиционно используемых алкидных и нитроцеллюлозных составов при декоративной окраске дверных, оконных блоков, пола и других поверхностей. Имея все преимущества матовых водно-дисперсионных красок (нетоксичность, быстрое высыхание (в течение 1 часа), адгезия к различным поверхностям, простота использования и т.д.), акриловые водно-дисперсионные эмали образуют также декоративные покрытия со степенью блеска от шелковисто матовых до глянцевых (на ощупь очень приятные, гладкие, скользящие).

Кроме того, акриловые ЛКМ более долговечны в эксплуатации, чем их алкидные аналоги. Хотя покрытия алкидных красок на основе олиф, глифталевых, пентафталевых и масляно-фенольных лаков обладают высокими показателями по блеску и твердости, срок их эксплуатации ограничен из-за особенностей связующего. В результате взаимодействия кислорода воздуха с алкидом процесс нарастания твердости его покрытия происходит непрерывно. В конце концов, покрытие становится настолько твердым и жестким, что не выдерживает микродеформаций основания. Следствием этого является растрескивание покрытия. Дополнительно происходит непосредственное разрушение алкида под действием УФ лучей, в результате чего алкидные покрытия подвержены желтению, мелению, потере глянца. Таким образом, за 1 год алкидное покрытие теряет свои декоративные и защитные свойства.

Акриловые покрытия напротив являются прозрачными для УФ лучей, поэтому связующее в них практически не подвержено окислению при взаимодействии с воздухом, т.е. более долговечно и не желтеет. Что касается твердости, то процесс формирования пленки и набора твердости завершается через 14-28 дней с момента нанесения, после чего пленка остается относительно эластичной и легко справляется с микродеформациями основания на протяжении всего времени эксплуатации. Результатом является повышенная долговечность по сравнению с алкидными аналогами (5-8 лет на новой древесине и 5-20 по штукатурке, при соблюдении технологии подготовки поверхности перед окраской).

Стоимость ВД эмалей значительно выше органических аналогов и матовых ВД ЛКМ, так как высоко декоративные покрытия водно-дисперсионных эмалей обеспечиваются не только выбором соответствующего типа полимерной дисперсии, но и другими сырьевыми компонентами высокого качества: пигментами, смачивателями и диспергаторами, пеногасителями и др.

ОСОБЕННОСТИ НАНЕСЕНИЯ ВД ЛКМ

Вследствие своей дисперсной природы (твердые частички, распределенные в воде) ВД ЛКМ обладают меньшей проникающей способностью, чем растворенные органические составы. Полимер из дисперсии как бы фильтруется через поры подложки (дерево, минеральные поверхности), оседая на ее поверхности, а водо-растворимые добавки (фунгициды, альгициды, биоциды) проникают настолько глубоко, насколько может проникнуть вода. Таким образом, формируется прочная лакокрасочная пленка на подложке. Для обеспечения прочности сцепления этой пленки (адгезии) с подложкой должна быть достаточная шероховатость, чтобы ей было за что «зацепиться». Поэтому ранее окрашенные поверхности необходимо перед покраской заматовать.

Новые же поверхности, особенно деревянные, должны быть отшлифованы. Как было сказано ранее вводно-дисперсионные краски обладают одним существенным недостатком, создающим проблемы в технологии покраски: они «задирают ворс» дерева (см. выше). Поэтому первичные дефекты (ворсинки) дерева должны быть минимальными, а схема окраски выглядит следующим образом:

Предварительное шлифование чистой древесины;

• Нанесение первого, грунтовочного слоя эмали (или грунтовки, лучше кистью для более эффективного проникновения эмали в подложку);
• Шлифование загрунтованного и высушенного покрытия;
• Нанесение последующих слоев эмали (если потребуется, также с межслойным шлифованием) В качестве грунтовки в данной системе может быть использована алкидная водо-эмульсионная грунтовка, которая ворс практически не задирает.

В качестве общих требований к нанесению любых ВД ЛКМ будут выступать следующее:

• Перед покраской поверхность должна быть обезжирена промывкой раствором моющего средства и, далее, водой, и просушена;
• Инструменты, оборудование ни в коем случае нельзя промывать растворителем во избежание их забивания скоагулировавшим полимером ВД ЛКМ.

Также запрещается разбавлять ВД ЛКМ растворителями. Единственным растворителем ВД ЛКМ является вода.