Алкидные материалы

Алкидные эмалевые краски изготавливаются на основе алкидных смол. Это синтетические смолы, про­дукты поликонденсации многоосновных карбоновых кислот с многоатом­ными спиртами; высоко­вязкие жидкости. Наиболее распространены алкидные смолы, получаемые из фталевой кислоты и глицерина или пентаэритрита, называ­емые соответственно глифталевыми смолами (глифталями) и пентафталевыми смолами (пентафталями). Применяются главным об­разом для приготовления алкидных лаков.

Алкидные лаки — рас­творы алкидных смол (часто их смесей с карбамидными смолами или с другими по­лимерами) в органических растворителях. Образуют антикоррозийные и атмосферостойкие покрытия. Применяются для защиты дерева и металла, а эмале­вые краски и грунтовки из алкидных лаков — для отдел­ки транспортных средств.

До сих пор алкидные лаки - довольно-таки ши­роко распространенный вид лакокрасочной продукции, вот только из авторемонтной отрасли они безвозвратно ушли. Главным побуди­тельным стимулом к их вы­теснению с рынка стала их высокая токсичность, которая сильно не устраи­вала природозащитные ор­ганизации. Это, наверное, один из немногих случаев, когда интересы экологов и авторемонтников пересек­лись (хотя последним-то, конечно, глубоко все равно, насколько экологически вредны или безвредны ис­пользуемые ими материалы, главное - чтобы ими было удобно работать).

Алкидными же эмале­выми красками работать было не совсем удобно. Как они ни модифицировались, как ни совершенствовались, существенных улучшений добиться так и не удалось. В них добавляли кислотные растворители, но кислота фактически разрушает структуру материала, при полимеризации молеку­лярные решетки сшива­ются вообще бессистемно. Молибденовые присадки, делающие решетку более напряженной, ускоряли время сушки эмалевых красок, но за счет того, что твердость материала наби­ралась очень резко, сколообразование увеличивалось в той же пропорции.

Более того: алкидные смолы после синтеза имеют желтоватый оттенок, при­чем ярко выраженный, не поддающийся полной опти­ческой очистке. Поэтому при колеровке приходилось де­лать значительные коррек­тировки, что существенно усложняло работу с этими материалами.

Ну и самый большой минус алкидных эмалевых красок, по сравнению с современными материала­ми, — долгое время поли­меризации. Ведь первичное высыхание алкидных мате­риалов происходит только за счет испарения летучих веществ из лакокрасочного материала, которое и при­водит к сшиванию молекул связующего в молекулярные цепочки. После высыхания образуется достаточно тон­кая пленка, поскольку эти материалы содержат боль­шое количество раство­рителя.

Однако по окончании полимеризации, всех ее этапов и циклов алкидные эмалевые краски по всем физическим и декоратив­ным свойствам (твердость, глянец и т. д.), в принципе, вполне сравнимы с акрило­выми, и большой разницы между ними нет. Правда, все эти свойства алкидная смола приобретает не за час, не за два, а за дни и месяцы.

Так что, как видим, высокая токсичность — не самое большое зло, ис­ходившее от алкидных лаков. По крайней мере, для авторемонтников - в любом случае находиться рядом с только что покрашенной машиной никто долго не на­меревался. Да это и вряд ли удалось бы: пары алкидных смол настолько едки, что после покраски надо было пулей вылетать на свежий воздух, чтобы не задохнуться.

Все эти минусы и приве­ли к созданию революцион­ного материала. Мы начали с ним знакомиться в начале 90-х, хотя во всем мире он используется уже лет 30.

Акриловые материалы

Акриловые лаки (поли­акриловые лаки) - раство­ры полиакрилатов или их производных в органиче­ских растворителях. Обра­зуют свето-, атмосферо- и водостойкие покрытия с хорошей адгезией к ме­таллу. Применяются для антикоррозийной защиты алюминия и его сплавов, эмалевые краски, на основе акриловых лаков используют при отделке самолетов, автомобилей и т.д.

Так чем же революцио­нен акрил? Да тем, что полимеризуется он по совер­шенно иной схеме, нежели алкидные материалы - они однокомпонентны (1 К), по­этому полимеризуются под воздействием естественных процессов в окружающей среде. Здесь же мы имеем двухкомпонентный матери­ал (2К), поэтому полимери­зация перестает зависеть от множества неподконтроль­ных нам факторов.

Это приводит к тому, что мы получаем возможность значительно сократить вре­мя полного сшивания поли­мерных цепочек. Считается, что необратимые изменения во всех акриловых эмалевых красках при сушке в есте­ственных условиях, т. е. при температуре около + 20°С и нормальной влажности около 80 %, завершаются примерно за 16 часов. Твер­дость затем набирается еще в течение нескольких суток, в зависимости от того, чем модифицирована краска. Чистое акриловое связую­щее при + 10 °С полностью отвердевает за 2-3 суток. Если оно модифицировано полиуретаном, то за 7-10.

Происходит так потому, что сшивание молекуляр­ной цепочки акриловой эмалевой краски осуществляется, в отличие от алкидной, за счет добавления отвердителя. Полимеризацию  двухкомпонентных материалов обусловливает исключительно химическая реакция между связующим (акриловой смолой) и отвердителем  (полиизоционатом). Растворитель в этом случае добавляется только для получения требуемой вязкости. Однако сегодня у многих производителей есть линейки продукции, в которых рас­творителя нет вообще. Более того, он там и не нужен, и его не надо туда добавлять. Это современные высоконаполненные UHS-материалы, наносимые одним толстым слоем. Их вязкость фактически за­кладывается уже при про­изводстве и соответствует оптимальным условиям покраски (под ними здесь и  далее  подразумеваются следующие: температура воздуха + 20 °С, влажность 80 %). Поэтому, повторимся: разбавление таких материалов раство­рителем недопустимо.

А нельзя этого делать по следующей причине: в них и так присутствует достаточно сольвентов, которые при сушке испаряются, и для их испарения необходимо определенное время. До­бавление же растворителя значительно сокращает время сушки, и сольвенты попросту не успевают улетучиться. При этом верхний слой полимеризуется бы­стрее, образуется пленка, препятствующая испарению «летучки» из жидких фрак­ций, расположенных в ниж­них слоях, и это приводит к образованию на поверхности лакокрасочно­го покрытия всем известных дефектов.

Возвращаясь к общей характеристике акриловых материалов, надо заметить следующее. Длинные молеку­лярные цепочки сшиваются в процессе химической реакции между молекула­ми смолы и молекулами отвердителя, поэтому по­лимеризация, в принципе, может идти без доступа воздуха, в закрытом объеме и при низких температурах. Хотя следует учитывать, что скорость реакции прямо зависит от температуры: при низкой сшивание идет значительно медленнее.

В пользу акриловых ма­териалов свидетельствует и тот факт, что они поддаются практически 100% - ной оптической очистке. Это позволяет колористам спокой­но подбирать цвет ремонти­руемых покрытий, не делая поправок на желтизну лака (хотя это спорный тезис: часто встречаются желтые акриловые лаки, но все относительно).

Основным же моди­фикатором является по­лиуретан, способствующий увеличению слоя. Кроме того, он придает эмалевым краскам более высокую износостойкость за счет увеличения пластичности: лакокрасочная поверхность лучше противостоит летяще­му из-под колес гравию (от здоровенных булыжников он, конечно, не спасет).