Из чего состоит краска. Как самостоятельно регулировать и улучшать свойства ЛКМ

Многие любознательные маляры и потребители лакокрасочных материалов (далее по тексту - ЛКМ, краска, эмаль) задавались вопросом – из чего сделана краска или эмаль? 

ОСНОВНЫЕ И ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ КОМПОНЕНТЫ КРАСОК.

Любая цветная краска или эмаль представляет собой сложную композиционную систему, в которую может входить в среднем до 10 – 12 компонентов. Но из всего перечня «ингредиентов» следует выделить три основные функциональные компонента краски – связующее вещество, пигмент и растворитель.

Другие функциональные компоненты, входящие в состав красок являются вспомогательными. Они предназначены для оптимизации производства ЛКМ, обеспечения надлежащего срока хранения, эффективного процесса нанесения материала на поверхность, сокращения времени высыхания покрытия и придания ЛКМ различных специальных свойств.
К этим материалам относятся:
- твердые наполнители (как правило микрокальцит – увеличивает прочностные свойства покрытия);
- сиккатив (компонент участвующий в химической реакции при высыхании покрытия);
- модификаторы ржавчины (позволяют наносить ЛКМ на поверхность с допустимым слоем ржавчины);
- диспергаторы (ускоряют процесс измельчения твердых пигментов и наполнителей);
- антиседиментационные добавки (предотвращают образование осадка из пигментов и наполнителей в процессе хранения);
- загустители и пеногасители (обеспечивают эффективность процесса изготовления водных красок);
- консерванты (препятствуют появлению микроорганизмов в водных ЛКМ в процессе хранения);
- коалесценты (в водных красках способствуют образованию покрытия);
- и некоторые другие.

Но вернемся к основным функциональным компонентам и остановимся на них подробнее.
Связующее вещество (лак, смола), пигмент и растворитель.
Без этих составляющих материал не будет являться краской. Исключение составляют промышленные порошковые краски – не содержат растворителя.
Без какого-либо вспомогательного компонента краску получить все-таки можно – просто какой-то из показателей качества ЛКМ будет не надлежащего уровня, а вот без связующего, пигмента и растворителя в краске не обойтись. Это как в автомобиле – без бокового зеркала, крышки капота или задней двери на машине ехать можно, только с определенной степенью дискомфорта, а без мотора или колеса с места уже не сдвинешься.

Какие функции выполняют основные компоненты красок?

Связующее вещество.
Связующее (пленкообразующее) вещество – при высыхании образует пленку лакокрасочного покрытия с определенным набором защитных свойств и имеющее удовлетворительную адгезию (степень прилипания) к окрашиваемой поверхности. В качестве связующего вещества используются полуфабрикатные лаки, полимерные смолы и некоторые другие вещества способные образовывать пленку. Степень глянца покрытия, время высыхания, твердость покрытия, адгезию, устойчивость к различного рода воздействиям , срок эксплуатации покрытия – все эти свойства определяет связующее вещество. Его можно считать самым важным компонентом в краске.

По типу используемого в краске связующего вещества присваивается название самой краске: алкидные, алкидно-уретановые, акриловые,эпоксидные, нитроцеллюлозные, полиуретановые и другие.

Каждый тип связующих веществ (лаков) обладает своим набором защитных свойств. На пример отличительными свойствами алкидных лаков является хорошая атмосферостойкость, алкидно-уретановых – атмосферостойкость и высокие физико-механические свойства, акриловых – цветостойкость и стойкость глянца, эпоксидных – водостойкость и химстойкость и т.д. При этом указанные типы связующих веществ обладают и другими свойствами необходимыми для их использования в составе красок.
В зависимости от назначения ЛКМ, условий эксплуатации покрытия и выбирается тот или иной тип связующего для изготовления красок и эмалей. Так же имеет значение цена сырьевого компонента. К примеру самыми потребляемыми органорастворимыми ЛКМ являются алкидные и алкидно-уретановые. При этом эпоксидные и полиуретановые ЛКМ обладают более высокими показателями защитных свойств, но в комплексе с ценовым фактором оптимальным вариантом получается алкидный или алкидно-уретановый ЛКМ.

Пигмент.
Пигмент – это то вещество, которое придает краске и получаемому покрытию цвет, и укрывающее поверхность. В качестве пигментов используются цветные порошкообразные органические и неорганические вещества.

Назначение пигментов – сообщить лакокрасочным покрытиям цвет и непрозрачность (укрывистость), а так же повысить прочностные и антикоррозионные свойства покрытия.
Укрывистость – важное свойство пигментов, этим свойством обусловлен их выбор в качестве сырья для красок. Укрывистость отличает пигменты от красителей. Красители окрашивают материал в объеме, но находясь в тонкой пленке поверхность не укрывают. В том что краска «закрашивает» поверхность – заслуга пигментов. Если краска с первого слоя поверхность не закрашивает – значит в ней содержится мало пигмента.
При изготовлении красок пигменты (и другие твердые наполнители) перетираются и измельчаются в диспергирующем оборудовании до минимальных размеров, их удельная поверхность становится высокой и за счет этого обеспечивается надлежащая укрывистость. 


Схематически высохшее покрытие цветной краски или эмали можно представить следующим образом:

А – отвержденная пленка связующего вещества;
Б – цветной (красный) пигмент;
В – твердые наполнители.

Растворитель.

Растворитель – это тот компонент, который необходим для нахождения краски в жидком виде и как следствие возможности нанесения ее на окрашиваемую поверхность. Практически все растворители для ЛКМ представляют собой бесцветные прозрачные жидкости с характерным запахом (исключение вода – не имеет запаха).
Если из объема краски удалить растворитель, то в банке  с краской мы получим сухую твердую «пасочку» которую кисточкой или валиком не возможно нанести на поверхность.

После нанесения краски на поверхность весь растворитель из покрытия улетучивается.
Растворитель для ЛКМ выбирается по типу связующего вещества. То есть растворитель по своей химической природе подобен связующему веществу и обладает способностью его растворять или разбавлять. Например для алкидных ЛКМ растворителем служит уайт-спирит, для эпоксидных – растворитель 646, для нитроэмалей – растворитель 647, для акриловых – бутилацетат и этилацетат, для водно-дисперсионных ЛКМ – вода и т.д.

Более подробно о растворителях и их особенностях в нашей статье: Выбор растворителя для ЛКМ

РЕКОМЕНДАЦИИ ПОТРЕБИТЕЛЮ ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ И УЛУЧШЕНИЯ СВОЙСТВ ЛКМ.

Рассмотрев основные компоненты краски и их функции можно сделать некоторые полезные рекомендации для потребителя.

Если вязкость краски неудовлетворительно высокая для нанесения (остаются потеки, получается толстый слой и др.) мы добавляем в краску соответствующий растворитель. Он сделает краску удобной для нанесения, но затем весь улетучится.
Если необходимо повысить глянец покрытия - в краску можно добавить аналогичный лак (например в эмаль ПФ-115 лак ПФ-170, то есть лак ПФ в эмаль ПФ).
Есть желание повысить защитные свойства покрытия – добавляем в краску лак.
Если не устраивает время высыхания алкидной эмали – в нее можно добавить алкидно-уретановый лак. Время высыхания заметно сократиться, так как алкидно-уретановый лак имеет быстрое время высыхания и совместим при этом с алкидными ЛКМ.
Это тот случай когда кашу маслом не испортишь.
Вряд ли целесообразно приобретать для этого отдельно лак и краску. Но если, к примеру, есть остатки лака, использование которого не предвидеться в ближайшее время, и есть необходимость в окрасочных работах с краской – то сработав лак в краску получится достигнуть более высокие показатели качества покрытия. Или уже приобретенная краска не устраивает по качеству - описанные выше приемы выход из положения.
Пигменты в краску для повышения укрывистости к сожалению не добавишь, так как в розничной продаже их нет (за исключением алюминиевой пудры), и вводятся в краску они с помощью специального диспергирующего оборудования.

Состав других ЛКМ (лаки, грунтовки, шпатлевки) отличается от краски в основном количественным содержанием компонентов и присутствием различных целевых добавок, но основные функциональные компоненты – связующее, пигмент и растворитель выполняют те же функции. За исключением лаков – в них пигменты не содержатся.
Например органорастворимая грунтовка имеет похожий состав с краской под которую грунтуется поверхность, но отличается повышенным содержанием антикоррозионных пигментов и более высокой адгезией к поверхности. Шпатлевка то же имеет похожий состав с краской, только содержание твердых наполнителей настолько высоко, что материал находится в пастообразном виде. Водная грунтовка принципиально отличается от органорастворимой – она пигменты не содержит.

ЭМАЛЬ И ГРУНТОВКУ НЕ СМЕШИВАЕМ.

У потребителей ЛКМ, по причине схожести состава ЛКМ иногда бытует ошибочное мнение, что смешав краску и грунтовку можно получить грунт-эмаль (2 в 1) и получить покрытие с более высокими показателями или сократить время покрасочных работ за счет нанесения в один слой полученного материала. Это в корне неверно!
Добавляя грунтовку в краску или наоборот – только ухудшаются свойства того или иного материала. Слой грунтовки с высокими антикоррозионными и адгезионными свойствами должен быть нижним, а слой эмали с высокими защитными и декоративными свойствами – верхним.

Лакокрасочная промышленность производит грунт-эмали  «2в1» и «3в1» (с преобразователем ржавчины),но они изготавливаются по специальной технологии, а не просто смешением двух готовых продуктов. Эти материалы удобны в применении и позволяют достичь эконом-эффекта за счет снижения расхода материала, сокращения время окрасочных работ и получить покрытия с высокими показателями качества.

Внимание!  Запрещается копирование текста без разрешения редакции Gaia-lkz и указания источника