У цій статті: історія втиснути фарби; склад водно-дисперсної фарби; технологія виробництва; види і властивості полімерів, використовуваних при виробництві водоемульсійних фарб; експлуатаційні характеристики ВД фарб; як вибрати водно-дисперсну фарбу; рекомендації по використанню.
У всі часи людина бажає, щоб його будинок виглядав охайно і привабливо. Для цього проводяться регулярні косметичні та капітальні ремонти, в ході яких на стелю і на стіни обов'язково наноситься свіжий шар фарби. І серед усіх існуючих видів лакофарбових матеріалів по внутрішній і зовнішній обробці будинку лідирує водоемульсійна фарба, з якої просто працювати і яка не залишає неприємного запаху в приміщеннях, характерного для робіт з іншими лакофарбовими матеріалами.
Фарба водоемульсійна - історія
Як і у випадку з рядом сучасних будівельних матеріалів, появи водно-дисперсійних фарб мимоволі сприяли дві масштабні війни минулого століття - зруйновані міста потрібно було відновлювати, а звичних будматеріалів не вистачало, та й дороги вони були.
Історія водоемульсійних фарб почалася з відкриття німецьким хіміком Фріцем Клатте в 1912 році поливинилацетата, більш відомого нам, як клей ПВА. Дисперсія ПВА стала базовою основою перших водно-дисперсійних фарб, що з'явилися в 20-х роках XX століття.
Німецький хімік Фріц Клатте
В кінці 30-х років минулого століття в Німеччині був створений синтетичний каучук або бутадієн-стирол, який став другим типом дисперсії для водоемульсійних фарб.
Остання з існуючих дисперсій - акрилова - і фарби на її основі спочатку розроблялися для художніх робіт. Перші акрилові водоемульсійні фарби створили в 1946-1949 роках і налагодили їх випуск на початку 50-х під маркою «Magna paint» американські художники Сем Голден і Леонард Боку. Правда, фарби цієї марки призначалися тільки для художників, фасувалися в невеликі тюбики і розчинялися не водою, а скипидаром або уайт-спиртом. Повністю розчинну водою акрилову фарбу Боку створив і випустив в 1960 році.
На будівельні ринки пострадянських держав бутадієн-стирольні і акрилові водоемульсійні фарби надійшли в 90-х з-за кордону - в СРСР проводилися лише фарби на основі полівінілацетату і тільки для промислових потреб.
Склад втиснути фарби
За основним складом вона утворена дрібними частками полімерів, зважених у водному середовищі. Крім того, водно-дисперсійна фарба, в залежності від марки і виробника, може містити близько 10-15 різних добавок, в тому числі: перешкоджають замерзанню антифризи; піногасники, що знижують піноутворення; антисептики (біоциди); інгібітори корозії; загусники; добавки, що підвищують структурну в'язкість; консерванти; диспергатори; пластифікатори і ін.
У відсотковому відношенні за масою складу втиснути фарби такий: 50% - пленкообразователь, розчинений у воді (50-60% водна дисперсія); 37% - наповнювачі і пігменти; 7% - пластифікатор; 6% - інші добавки.
Розглянемо компоненти докладніше. Залежно від призначення фарби, плівкоутворювачем (сополімером) в її складі буде полівінілацетатна, бутадієн-стирольна, стирол-акрилатна, акрилатна або версататовая дисперсії. Роль білого пігменту виконують діоксид титану, оксид цинку, у випадку з водоемульсійними фарбами нижнього цінового діапазона- крейда. Наповнювач - крейда, кальцит, барит, тальк, слюда, найчастіше в якості наповнювача використовується кілька різних мінералів одночасно. Розчинником в водно-дисперсних фарбах служить деминерализованная (очищена від солей мінералів) вода. Хочеться відзначити один з компонентів таких фарб - загущувач, роль якого виконує найчастіше карбоксиметилцелюлоза, вона ж - клей КМЦ.
Технологія виробництва втиснути фарби
Процес створення водно-дисперсійної фарби складається з наступних етапів: з'єднання і змішання водного розчину полімерної дисперсії з наповнювачем і пігментом; диспергування отриманої пігментного пасти; введення ряду добавок, які доводять склад фарби до стандарту ТУ; фільтрація і фасування готового продукту.
Диспергація - процес, в ході якого рідкі або тверді тіла проходять тонке подрібнення. Методом диспергації отримують суспензії, порошки, аерозолі та емульсії.
Змішання і диспергація компонентів водоемульсійних фарб виробляються в бісерних і кульових млинах (диспергатори). Подрібнення відбувається в горизонтальній або вертикальній робочій камері млина, всередині якої встановлений вал з дисками, що розганяється металеві бісер (діаметр - до 4 мм) або кульки (діаметр від 30 мм), виготовлені зі сталі, оксидів алюмінію та цирконію. Диспергирование проходить тим інтенсивніше, чим вище твердістю і питома вага металевих кульок.
Отримана в результаті диспергації пігментна паста поміщається в диссольвер. У його ємності, що має форму тора, встановлена рамна мешалка, обертання якої перешкоджає густим і липким компонентів осідати на стінках і дні диссольвера, а склад втиснути фарби доводиться до стандартних характеристик.
Терміни змішування компонентів водно-дисперсної фарби залежать від обсягу суміші, вихідних характеристик закладаються компонентів, потужності диспергатора і диссольвера - як правило, достатньо 20-30 хвилин на кожну з операцій.
На завершальному етапі готова фарба пропускається через сітчасті фільтри і розливається в тару. Весь цикл робіт з виробництва фарби повинен проходити при температурі повітря не нижче +5 ° C.
Залежність характеристик втиснути фарби від сполучного полімеру в їх складі
Продукція, що сьогодні фарби на водній основі містять один з п'яти типів сполучного, додають водно-дисперсної фарбі як позитивні якості, так і недоліки:
- поливинилацетат, маркування фарби «ВД-ВА». За своєю якістю фарби з цим полімерним сполучною найменш якісні - жовтіють з часом, на поверхні утворюється щільна, непрозора плівка, нанесений шар фарби не водостійкий. Слабкі характеристики не виправдовують низьку ціну, такі фарби мають лише вузьконаправлене застосування;
- бутадієн-стирол, маркування фарби «ВД-КЧ». Маючи непоганий водостійкість і невисокою ціною, водоемульсійні фарби на цьому сполучному, як і на ПВА, утворюють надмірно щільну поверхневу плівку і не стійкі до сонячних променів. Фарбу марки «ВД-КЧ» можна використовувати тільки для внутрішніх робіт;
- стирол-акрилат, маркування фарби «ВД-АК». За якісними характеристиками фарби на цьому полімері набагато краще описаних вище, допускають нанесення як на зовнішні, так і на внутрішні поверхні. Утворене ними покриття пористо і, відповідно, паропроникні, стійке до впливів сонячного випромінювання і атмосферних явищ. Малий розмір часток полімеру, що не перевищує 0,15 мкм, забезпечує якісну адгезію практично до будь-яких поверхонь, проникнення в пористі поверхні, що збільшує їх міцність;
- акрілат, маркування фарби «ВД-АК». Даний полімер коштує дорожче стирол-акрилату, володіє більш високими якісними характеристиками по всіх параметрах - більш жорстке покриття дає високу стійкість до сонячного ультрафіолету. Такі фарби широко використовуються в фасадних роботах і для нанесення на дерев'яні поверхні;
- версатат, маркування фарби «ВД-АК». Полімер версатат використовується в складі водоемульсійних фарб не так давно, за якістю покриття на цьому сполучному не поступаються акрилових фарб, при цьому їх ціна нижче і приблизно відповідає вартості фарб на стирол-акрилатно сполучному.
Характеристики водно-дисперсних фарб
Залежно від типу і кількості полімерного сполучного, ці фарби мають такими позитивними якостями:
- не містять токсичних компонентів, практично без запаху;
- легко наносяться на поверхні, розбавляються водою;
- здатні перекривати тріщини шириною до 1 мм;
- не горючі;
- стійкі до впливу вологи (опір змивання);
- еластичні і міцні, відсутня Мелен;
- стійкі до ультрафіолету і атмосферних явищ;
- стійкі до зносу;
- просто колерувати в будь-який відтінок кольору;
- випадкові краплі фарби легко видалити за допомогою вологої ганчірки;
- паропроніцаєми, а значить - не з'являться колонії грибка і цвілі;
- стійкі до дії лугів;
- мають високу адгезію (щільне прилягання) до основи;
- зберігають колір, блиск і стійки до пожовтіння;
- швидко сохнуть, як правило, за 40 хвилин;
- шар втиснути фарби на забарвлених ними поверхнях прослужить близько 10-15 років.
Негативні якості водоемульсійних фарб, в порівнянні з алкідними і олійними ЛФМ:
- зберігання та фарбувальні роботи можна проводити тільки при температурах понад +5 о С. Фарбування при більш низьких температурах призведе до нерівного розподілу фарби, вона буде довго сохнути. Якщо ж під час зберігання фарба пройшла цикл заморозки і відтавання - її якісні характеристики будуть повністю втрачені;
- для фарбування зовнішніх поверхонь і поверхонь вологих приміщень можна використовувати тільки дорогі водно-дисперсні фарби, на акрилатно і верстатовом сполучному;
- висока вартість, що перевищує ціну органо-розбавляються ЛФМ на 10-15% - виробники пояснюють це складним складом фарби. З іншого боку, приміщення після фарбування ВД АК набагато простіше прибирати, тому що не потрібно відтирати плями ганчіркою з неприємно пахне розчинником;
- перед фарбуванням водоемульсійними фарбами дерев'яних поверхонь потрібно їх ретельна підготовка - нанесення першого шару, його повне висихання, потім ретельне шліфування і новий шар фарби, повторна шліфування. Справа в тому, що поверхневий натяг шару водно-дисперсної фарби набагато вище, ніж у інших ЛФМ - буде піднято деревне ворс.
Як вибирати водоемульсійну фарбу
Галузь застосування. Водно-дисперсні фарби спеціалізовані за вимогами до забарвлюваним поверхонь - для внутрішніх і зовнішніх робіт, для сухих і вологих приміщень. Відповідно, фарбу для внутрішніх робіт на зовнішні поверхні або фарбу для сухих приміщень на поверхні у вологих нанести можна, але вона злізе через кілька місяців, тому що в її складі меншу кількість пленкообразователя і захисних добавок.
Зовнішній вигляд. Виробляються водоемульсійні фарби, що дають матове, глянцеве і шовковисто-матове покриття. Фарби, що утворюють матову і шовковисто-матову поверхню, відмінно підійдуть для стель і для забарвлення шпалер, але, на відміну від глянцевих поверхонь, вони менш стійкі до стирання - їх не можна часто мити.
Колір. Водно-дисперсні фарби, найчастіше, мають білий колір - для отримання бажаної колірної гами їх потрібно колеровать. Баночки з кольорами і таблиці кольоровості, створюваної кольором даного кольору, присутні в кожному господарському магазині.
Показники якості за зовнішнім виглядом:
- кольоровість. Розкрийте банку з фарбою, візуально оціните ступінь її білизни - якщо виробник використовував якісну і дорогу двоокис титану, то колір буде виключно білим, без будь-яких відтінків;
- покриваність. Від неї залежить витрата фарби і кількість шарів, які необхідно нанести на поверхні для приведення їх у належний вигляд. Цей показник залежить від процентного вмісту і якості пігменту, щільності та густоти фарби. Є два способи здешевлення виробництва втиснути фарби, популярних серед дрібних виробників - 1) долити води, знизивши щільність емульсії, 2) ввести більше недорогого наповнювача, підвищивши при цьому щільність. Оцінити покриваність без тестової забарвлення можна, якщо зважити 10-ти літрову банку з водно-дисперсної фарбою - в середньому її щільність повинна становити 1,5 кг / л, тобто якісна фарба в 10-ти літрової ємності буде важити близько 15 кг ( «+» або «-» 1 кг).
Маркування на банку з фарбою. Водоемульсійна фарба маркується літерами «ВД», що означає «водно-дисперсна», далі літерне позначення полімеру, наприклад, «КЧ» або бутадієн-стирол. За нею йдуть цифри - перша означає область застосування даної фарби, якщо це «1», то «для зовнішніх робіт», якщо «2», то «для внутрішніх». Цифри, наступні за першою, означають каталожний номер - вони нам не потрібні. Переконайтеся в наявності напису про відповідність умовам ГОСТ 28196-89, якщо замість цього наводиться ТУ - якість фарби може бути невисоким.
Виробник. На місцевому ринку ви виявите значний асортимент водоемульсійних фарб як вітчизняних, так і зарубіжних виробників. Судити про якість тієї чи іншої марки можна за відгуками ваших знайомих, які її вже використовували в ремонті і за віком даної компанії-виробника - якщо вона молодша 3-х років, з її продукцією краще не зв'язуватися. Справа в тому, що виробництво водно-дисперсних фарб не вимагає якогось особливо масштабного виробництва - за великим рахунком потрібно лише диспергатор і диссольвер. Тому проводити їх може будь-який хоч трохи тямущий «малий підприємець», найчастіше становить фарбу «на око» і не має ні лабораторії, ні технолога в своєму штаті. Чим більша компанія-виробник, чим ширше асортимент її продукції - тим якісніше буде сама продукція.
Ціна. Вона ніяк не може бути нижче одного 1 $ (США) за літр - якщо вам пропонують фарбу за нижчою ціною, то вона поганої якості. Вартість втиснути фарби визначає не територіальне розташування заводів виробників і не витрати на робочу силу, а поточна ціна компонентів, який вводяться до її складу. Практично всі світові виробники якісних пігментів і полімерів знаходяться в Європі, тому вартість хорошою водно-дисперсної фарби буде практично однакова і в Європі і в Росії - за ввезення з-за кордону сировини для виробництва втиснути фарби російські виробники оплачують досить високі митні збори. А ось справжні причини низької вартості - дешеву сировину і порушення технології при виробництві.
У висновку - рекомендації по фарбувальним робіт
Перед початком робіт по фарбуванню водоемульсійною фарбою поверхні необхідно підготувати: раніше пофарбовані очистити від забруднень і пилу, послідовно вимивши її водою з пральним порошком і чистою водою; пофарбовані крейдою і вапном очистити від шарів старої фарби; нерівності вирівняти за допомогою шпаклівки, після висихання якої зашкуріть і очистити поверхні від пилу.
Якщо фарбувальні роботи проводяться в холодний сезон, то банку з фарбою потрібно витримати в приміщенні не менше 24 годин, потім розкрити, видалити всі видимі включення і плівки, ретельно перемішати і додати, при веденні забарвлення розпилювачем, 10% води. Витрата фарби вказано виробником на ємності, в середньому він становитиме 150-250 г / м 2 при двошаровому нанесенні. Розрахувавши приблизний витрата, виконайте колеровку фарби - необхідно отколеровать на 10% більший обсяг, ніж той, що побут розрахований вами по середній витраті фарби. Причини: витрата буде вище в будь-якому випадку, а «потрапити в колір» при спробі отколеровать нову порцію фарби не вдасться - колірна тональність буде хоч трохи, але відрізняться.
Скоротити витрати втиснути фарби допоможе попереднє нанесення на поверхню шару грунтовки - вона значно дешевше фарби.