Из чего состоит краска. Часть II. Растворители и разбавители

Растворители - это жидкие вещества, способные растворять смолы или связующие без изменения их химической природы, давая, как правило, прозрачные, однородные и стабильные растворы. Поэтому производители красок используют растворители для растворения твердых смол или, в случае использования жидких смол, для поддержания их в состоянии дисперсии (взвеси) вместе с другими ингредиентами.

Растворители также используются для очистки покрасочного оборудования: в этом случае они известны как очистители. Чтобы очистители выполняли свои функции наилучшим образом, они должны быть агрессивными по отношению к остаткам засохшей краски. Поэтому их подбирают для этой конкретной цели и различают в зависимости от того, используют их для обычных или водорастворимых красок.

Растворители.jpg

Здесь необходимо сделать небольшую сноску для улучшения понимания дальнейшего текста. В мировой лакокрасочной промышленности растворителем называют сольвенты или их смеси, добавляемые в ЛКМ (краску, лак, грунт и т.п.) при производстве. Разбавителем же называют сольвенты или их смеси, добавляемые в ЛКМ непосредственно при приготовлении рабочей смеси перед нанесением. Разбавитель может повторять по составу растворитель, используемый в производстве конкретного ЛКМ, а может и существенно от него отличаться – тут все зависит от необходимых характеристик рабочей смеси для конкретного производства в определенный момент времени.

В нашей стране между этими понятиями часто не видят разницы, называя все растворителями, и отчасти правы в этом подходе, но в некоторых случаях, различия в терминологии могут существенно повлиять на понимание материала. В дальнейшем тексте мы постараемся чаще использовать привычный термин «растворитель», оставив термин «разбавитель» только там, где это действительно необходимо.

Разбавители - это смесь растворителей и нерастворителей для смол в определенном продукте, которые добавляются в рабочую смесь для достижения определенных результатов, таких как:

1. Уменьшение вязкости краски и упрощение ее нанесения. Фактически, вязкость краски регулируется в зависимости от используемого оборудования и температуры самой краски.

Что касается используемого оборудования, помните, что для нанесения краскопультом требуется более разбавленная краска (поэтому добавляемое количество разбавителя должно быть больше) по сравнению с тем, что требуется при использовании безвоздушного насоса, который может распылять относительно вязкие краски с приемлемыми результатами.

Краскопульт.jpg

Что касается температуры, очевидно, что холодные краски будут более вязкими, чем тот же продукт при более высоких температурах. Если краска не нагревается, то для нее требуется больше разбавителя, чтобы получить нужную толщину пленки при нанесении.

2. Облегчение образования однородной, хорошо растекшейся пленки без дефектов, за счет контролируемого испарения летучей фракции краски. Если условия окружающей среды или покрасочное оборудование не подходят для использования определенного типа краски, все равно можно получить хорошие результаты, выбрав правильный тип разбавителя.

Например, летом при высоких температурах пленка ЛКП на поверхности слишком быстро сохнет. Таким образом, получается шагрень, поскольку краске не хватает времени для растекания. Также есть второй дефект, вызываемый чрезмерно высокой температурой: краска может слишком быстро высыхать на поверхности, оставляя под ней относительно влажный слой. В этом случае разбавитель, который все еще должен испариться, встречает на поверхности компактный участок пленки и остается внутри, что приводит к образованию пузырей. Они хорошо видны на прозрачных лаках, и для их устранения часто требуются шлифовка, что приводит к потере времени и части продукта. Обе эти проблемы можно решить с помощью медленно высыхающего разбавителя.

С другой стороны, низкие зимние температуры могут увеличить время высыхания, что приведет к усадке или прилипанию пыли к пленке краски. Эту проблему можно решить просто с помощью быстро высыхающего разбавителя.

Использование подходящих разбавителей также может компенсировать дефекты, вызванные неидеальным распылением. Например, поверхность опрыскивается слишком большими каплями, вызывающими разницу в уровне и создающими эффект «шагрени». Использование медленного разбавителя в этом случае даст краске время растечься и выровняться.

Шагрень.jpg

Современная тенденция к уменьшению количества растворителей в красках и, в частности, использование водорастворимых продуктов, затрудняет оптимизацию использования краски в неблагоприятных условиях за счет использования определенного типа разбавителя. Поэтому становится все более важным учиться красить правильно.

В зависимости от скорости испарения растворители можно разделить на 3 категории:

1. Легкие (или быстрые) растворители, которые испаряются так быстро, что капли краски начинают высыхать, как только они покидают краскопульт. Следовательно, эти капли попадают на поверхность в более-менее твердой форме и остаются в этом состоянии, поскольку уже не могут растечься. После высыхания поверхность будет зернистой с виду и шероховатой на ощупь, поэтому эти растворители никогда не используются сами по себе, в них добавляют растворители помедленнее, то есть это всегда смесь.

2. Тяжелые (или медленные) растворители, которые очень медленно испаряются. Соответственно, капли краски долго остаются жидкими. Таким образом, они успевают растекаться и сливаться вместе, образуя очень гладкую окрашенную поверхность. Однако длительное время высыхания увеличивает риск усадки пленки и попадания пыли на нее. Эта категория растворителей также используется только в смесях.

3. Средние (или стандартные, обычные) растворители, которые являются наиболее универсальными и, следовательно, наиболее широко используемыми. Могут состоять из одного растворителя, например – этилацетат.

Поскольку разбавитель играет важнейшую роль в составе рабочей смеси, он должен быть того же производителя, что и краска, в которую он добавлен, это аналогично использованию оригинальных запасных частей при ремонте автомобилей. Разбавители для красок, по сути, обычно представляют собой смесь растворителей, которые должны обладать близким сродством с растворителями в красках, с которыми они взаимодействуют.

производство краски.jpg

Приготовление смеси растворителей - очень деликатная работа, требующая точного знания реологических (деформационных) характеристик связующих, в которые она будет добавляться, что является исключительной прерогативой производителя краски. Ведь испарение растворителей и разбавителей из влажной пленки краски должно происходить равномерно, чтобы предотвратить осаждение связующих или других компонентов во время фазы сушки, что может нарушить однородность пленки, снизить ее механические и химические характеристики, а также необратимо испортить внешний вид готовой продукции.

Совет при покупке: как выбрать разбавитель для краски

Учитывая, насколько важно качество разбавителя, основные характеристики хорошего разбавителя для полиуретановых ЛКМ (возьмем как пример) перечислены ниже:

• он не должен содержать более 0,05% воды

• он не должен содержать более 1% гидроксильных соединений (спиртов, гликолей или эфиров гликолей)

• он должен соответствовать точным техническим требованиям, касающихся его применения

• он должен соответствовать стандартам, регулирующим опасность для здоровья в соответствии с требованиями в стране использования и иметь правильную маркировку

Давайте теперь посмотрим, почему эти требования важны.

Содержание воды не более 0,05% определяет предел, в пределах которого растворитель может быть удостоен эпитета «полиуретановое качество».

Очевидно, что пользователь не может контролировать эту характеристику, потому что это требует специального лабораторного анализа, но, тем не менее, это тот предел, который хороший производственник должен требовать от своих поставщиков. Допустимый уровень содержания воды в рабочей смеси составляет 0,001%, и, очевидно, он зависит от количества разбавителя, используемого для разведения краски.

Предел содержания спиртов в 1% является мерой предосторожности, предотвращающей нарушения полимеризации ЛКП. Производитель краски, конечно же, не использует такие растворители для изготовления своей продукции, без веской на то причины. Однако вы не должны доверять разбавителям для полиуретанов, которые содержат метиловый или этиловый спирт, часто встречающийся в переработанных растворителях.

Этиловый и метиловый спирт.jpg

Очевидно, что даже технические характеристики разбавителя для краски зависят от сферы его применения. Разбавитель может подходить как для нанесения кистью, так и для распыления, но при этом некоторые разбавители специально разработаны производителями красок для того или иного способа нанесения.

Хороший разбавитель для нанесения полиуретанов распылением будет состоять из смеси растворителей, которые способны обеспечить растекаемость краски, выровнять распределение матирующих веществ в пленке, предотвратить усадку и образование проколов в ЛКП. Это будет смесь легких эфиров или кетонов:

•        30/40% этилацетата или метилэтилкетона

·         30/40% среднеароматических кетонов и сложных эфиров (бутилацетат, метилизобутилкетон, толуол, ксилолы)

·         20/30% медленных сложных эфиров (метоксипропилацетат, этоксипропилацетат).

В летнее время медленных компонентов должно быть немного больше.

Растворители формулы.jpg

С другой стороны, хороший разбавитель для нанесения кистью должен обеспечивать максимально длительное время жизни смеси. Особых требований к растекаемости не будет, но при этом должна быть обеспечена оптимальная гладкость поверхности. Предпочтительны в основном легкие и средние кетоны (метилэтилкетон и метилизобутилкетон увеличивают время жизни смеси), в то время как присутствие медленных растворителей не обязательно.

В обоих случаях присутствие ароматических веществ (толуол, ксилол) технически не является негативным. Например, ацетон очень быстрый растворитель сам по себе и легко гидратируется (набирает воду из окружающего воздуха). Поэтому его не используют в хороших разбавителях для полиуретановых красок, особенно летом. Разбавитель должен содержать в минимальном количестве вредные продукты, то есть менее 12% ароматических веществ, не содержать простых эфиров, гликолей, ацетатов, этилгликольацетата, метилгликольацетата, в последнее время их заменяют пропилсодержащими растворителями: метоксипропилацетатом и этоксипропилацетатом.

Теперь посмотрим с точки зрения вредности и токсичности растворителей, используемых в лакокрасочной промышленности. Легкие спирты (этиловый, метиловый) должны быть полностью исключены из хороших разбавителей, в то время как пропиловый и бутиловый спирты допустимы.

Гликоли и простые эфиры гликоля должны присутствовать в количестве менее 10% по объему. Также лучше, чтобы разбавители содержали совсем немного ацетона, рекомендуется заменять его метилэтилкетоном, изобутилацетатом, бутилгликолем.

В общем случае допускается содержанием до 1% воды (но, как мы поняли, не для полиуретанов!) Особое внимание следует уделить маркировке. Для эфиров гликоля требуется символ черепа (символ токсичности), если они присутствуют в количествах, превышающих 10%.

Практика использования разбавителей для морилок очень разнообразна, и обобщить ее практически невозможно. Наконец, в качестве очистителя можно использовать любой продукт, если он соответствует требованиям гигиены труда и не используется в качестве разбавителя для краски!

646.jpg

В заключение, очевидно, что разбавители, содержащие растворители, переработанные из других секторов (например, автомобильной, фармацевтической промышленности или просто 646, 647 растворители, украинские аналоги по ТУ), вряд ли смогут соответствовать всем вышеперечисленным характеристикам. Они могут содержать вещества, которые обычно не используются производителями краски например:

- фармацевтическая переработка содержат хлорированные вещества, которые могут повредить насосы, прокладки и металлические части распылительного оборудования или высокотоксичные фосфорорганические примеси
- украинские аналоги непонятно по какой причине, но все же не работают как оригинальные, так как содержат все те же примеси и воду в недопустимых для разбавления краски количествах

D1010 - ICA.jpg

Мы рекомендуем свои оригинальные растворители и вот почему. Мы не будем перечислять всякие мелочные аргументы, а назовем всего лишь один:
Расход рабочей смеси на оригинальном растворителе при равных настройках оборудования, будь то ручной краскопульт или помпа будет всегда на те же 20 -30 % меньше, чем на неоригинальном. Проверено временем.

Сомнительная экономия получается - сначала купить дешевле на 30 % потом на 30 % больше израсходовать материала. Куда? На атомизацию и потери при переносе материала, на стремление маляра натянуть ровную пленку при нанесении, чтобы не выглядела как апельсиновая корка.
Поэтому использование недорогих переработанных разбавителей допустимо только после тщательной оценки состава, технического описания и безопасности продукта.

Другие части этого цикла статей:

Из чего состоит краска. Часть I. Связующие

Из чего состоит краска. Часть III. Пигменты и добавки