| В. И. Логанина, Л. П. Орентлихер
ВАЛЕНТИНА ИВАНОВНА ЛОГАНИНА — доктор технических наук, заведующая кафедрой Пензенского государственного университета архитектуры и строительства (ПТУАС). Область научных интересов: долговечность защитно-декоративных покрытий строительных изделий и конструкций.
ЛИДИЯ ПЕТРОВНА ОРЕНТЛИХЕР — доктор технических наук, профессор кафедры строительных материалов Московского государственного строительного университета. Область научных интересов: повышение стойкости строительных материалов.
440028 Пенза, ул. Г. Титова, д. 28, ПТУ АС, тел./факс (8412)42-05-01.
129337 Москва, Ярославское шоссе, д. 26а, МГСУ, тел./факс (095)367-77-59, (095)183-32-92.
Положение на рынке лакокрасочных материалов
К середине 90-х годов мировое производство лакокрасочных материалов (ЛKM) превысило 21 млн тонн, увеличиваясь ежегодно не менее чем на 3%.
Наиболее быстрыми темпами растет рынок лакокрасочных материалов в развивающихся странах Азиатско-Тихоокеанского региона, Африки, Ближнего Востока, Центральной и Южной Америки. Самый низкий прирост объема производства лакокрасочных материалов (2,1%) наблюдается в странах Восточной Европы. Это объясняется беспрецедентным падением производства лакокрасочных материалов в этом регионе в период 1986—1994 гг., особенно в республиках бывшего СССР, в том числе в России. Только за 1992—94 гг. ежегодный спад производства на российских лакокрасочных заводах составил 30%. Несколько лучше положение в Чехии, Польше и Венгрии. Однако и эти страны испытывают трудности из-за сокращения российского рынка, куда традиционно экспортировалась значительная доля лакокрасочной продукции.
На долю строительных лакокрасочных материалов, включая ремонтные, приходится от 5 до 55% общего объема выпускаемой лакокрасочной продукции, из них краски составляют 46—48%, лаки — 5—8%.
В 1999 г. временное ослабление конкуренции на внутреннем рынке со стороны импортеров, наблюдавшееся после августовского кризиса 1998 г., позволило практически всем отечественным предприятиям увеличить объем производства. Устойчивый спрос на отечественную продукцию сохранился и в 2000 г. Однако в перспективе прогнозируется вытеснение отечественных лакокрасочных материалов с внутреннего рынка. Причины этого явления заключаются во все еще недостаточно высоком качестве отечественных лаков и красок и их высокой стоимости вследствие материало- и энергоемкости химического производства.
К сожалению, современная сложная экономическая ситуация не позволяет пока нашим ведущим заводам, таким как ярославские ОАО «Лакокраска» и «Победа рабочих», С.-Петербургская НПФ «Пигмент», ТОО «Загорский лакокрасочный завод» и ПК «Котовский лакокрасочный завод», имеющим собственные научные разработки и хорошо оснащенную по сравнению с другими российскими заводами производственную базу, выпускать конкурентноспособную по отношению к импорту продукцию.
В отечественной лакокрасочной промышленности, уступающей зарубежным фирмам по уровню технического развития, качеству, ассортименту выпускаемой продукции, конкурентоспособность повышается, когда уровень цен значительно ниже, чем импортных аналогов. Так произошло при повышении курса доллара в 1998 г., которое привело к адекватному возрастанию стоимости импортных лакокрасочных материалов, в то время как цена российских аналогов увеличилась не так резко — на 20—50%.
Если говорить о строительных ЛKM, то использование оптимальных технологий, не требующих больших инвестиций, позволяет в кратчайший срок достичь импортных показателей, при этом цена отечественных ЛKM улучшенного качества в обозримый (1— 1,5 года) период будет ниже цены импортных аналогов, что обеспечит устойчивую тенденцию вытеснения импорта с отечественного рынка.
Вододисперсионные краски
За последние годы значительно увеличился спрос на высококачественную продукцию, характеризующуюся повышенной долговечностью и меньшим расходом на единицу площади. К перспективным направлениям в лакокрасочной промышленности относится разработка и применение вододисперсионных красок.
Вододисперсионные (ВД) краски строительного назначения по типу пленкообразователя разделяются на четыре основные группы: акриловые, акрилстиролъные, бутадиенстирольные и поливинилацетатные. В 1960-х годах на мировом рынке доминировали краски на основе виниловых сополимеров. Однако быстрое загрязнение поверхности, высокое водопоглощение и деструкция пленкообразователя при омылении, с которыми пришлось столкнуться строителям, использующим краски на основе виниловых эфиров практически исключили их из применения. Акриловые дисперсии решают все технические проблемы, но их применение ограничено из-за высокой стоимости. Ниже приведены сведения о наиболее распространенных красочных составах, применяемых в отечественной практике для наружной отделки фасадов зданий.
Краска ВД-ВА-123 представляет собой композицию на основе вододисперсионного поливинилацетатного связующего марки КЭ-89-24, пигмента, наполнителя, ПАВ и антисептика.
Краска ВД-КЧ-112 — это вододисперсионная краска на основе бутадиенстирольного латекса, пигмента, наполнителя; выпускается десяти разных цветов и применяется для окраски пористых поверхностей (в т.ч. деревянных) зданий, а также старых покрытий.
«Унилат» — традиционный вододисперсионный лакокрасочный материал строительного назначения, разных цветов, пленкообразователь — карбоксилированный стиролбутадиеновый латекс, отличается высокой атмосферостойкостью и долговечностью, устойчивостью к загрязнению, большей скоростью высыхания по сравнению с масляными, перхлорвиниловыми, алкидными и другими органоразбавляемыми лакокрасочными материалами.
В настоящее время широкую популярность приобрел класс полимерфосфатных красок, известных под товарной маркой «Полифан».
Вододисперсионная полимерфосфатная краска «Полифан» (ТУ 2316-001-34895598-96) является экологически чистым (без органических растворителей) пожаровзрывобезопасным защитным отделочным материалом. Представляет собой суспензию пигментов, наполнителей, технологических добавок, в том числе фосфатных связующих, в бутадиенстирольном латексе.
Особенностью красок «Полифан» (ВД-КЧ-1Ф) является наличие в их составе ортофосфорной кислоты в сочетании с ее кислыми солями, что обеспечивает высокую адгезию покрытия (не менее 2,6 МПа) за счет химического взаимодействия с веществами основного характера на поверхности бетона и железобетона.
Испытания, выполненные лабораторией коррозии и долговечности бетонных и железобетонных конструкций НИИЖБ, показали, что защитно-декоративное покрытие «Полифан» атмосферостойко, длительно выдерживает воздействие знакопеременных температур, имеет высокую паропроницаемость; трещиностойкость не менее 0,1 мм и адгезию выше 2,5 МПа.
Применение покрытия более чем в два раза повышает морозостойкость бетона и железобетона, на 30— 40% уменьшает водопоглощение, что делает краску особенно эффективной для наружных работ. Срок службы защитного слоя для бетона или арматуры железобетона при этом увеличивается в 6 раз и составляет в умеренном климате более 10 лет.
Покрытие обеспечивает надежную и долговременную защиту бетонных и железобетонных конструкций и сооружений от воздействия агрессивных газовлажных и жидких сред при температуре эксплуатации от -60 °С до +80 °С.
По своим защитным антикоррозионным свойствам полимерфосфатные краски значительно превосходят аналогичные отечественные вододисперсионные краски УНИКОР-2 (бывш. ВД-КЧ-025), ВД-КЧ-124 и др.
Краски «Полифан» отвечают требованиям международных стандартов к защитным и декоративным покрытиям, дают гладкое матовое или полуглянцевое покрытие, прочно скрепленное с окрашиваемой поверхностью.
Краски «Полифан» марки О (ВД-КЧ-1ФО) применяются для окраски фасадов (наружных поверхностей) зданий и сооружений различного назначения, а также для отделки внутренних интерьеров жилых и производственных помещений. Цветовая гамма определяется требованиями потребителя и обеспечивается широким спектром применяемых пигментов, как минеральных, так и органических.
Получаемые покрытия обеспечивают надежную и долговременную защиту железобетона, кирпича и оштукатуренных поверхностей, а также цементно- и древесно-стружечных плит, асбестоцементных изделий (шифера) и бордюрного камня от атмосферных воздействий. Краски «Полифан» марки О, выпускаемые с наполнителями различной зернистости, образуют на окрашенной поверхности фактурное защитно-декоративное покрытие.
Окрасочные работы рекомендуется проводить при температуре окружающего воздуха не ниже +15 °С и влажности не выше 80%.
Краски «Полифан» хорошо сочетаются с традиционными ЛKM при ремонтных работах (окраска по ранее окрашенной поверхности) или при получении комбинированных покрытий различного назначения (один-два слоя краски «Полифан» с перекрытием краской другого вида).
Высокая скорость и небольшая температура отверждения покрытия (естественная сушка при температуре 18—23 °С в течение 30—90 мин или при камерной сушке при температуре 60—80 °С, 5—15 мин) обеспечивают существенную экономию электроэнергии и сокращают технологический цикл окраски.
Покрытие «Полифан» обладает в два раза более высокими, чем у аналогов, исходными показателями — гибкостью (эластичностью) покрытия не более 1 мм, прочностью при ударе не менее 50 кг/см, адгезией к подложке (металлу, бетону, кирпичу, черепице, шиферу, дереву) более 2,6 МПа с последующим повышением этих показателей при эксплуатации, что обусловлено химическим взаимодействием компонентов краски с материалом подложки.
В красках «Полифан» нет пожароопасных органических растворителей с резкими раздражающими запахами, что позволяет сохранять чистоту окружающей среды, значительно улучшает санитарно-гигиенические условия технологических процессов производства и применения, а также переводит окрасочные работы из пожаро- и взрывоопасных в пожаровзрывобезопасные.
Поставляемая на строительный рынок краска (вязкость по ВЗ-418-28 с) готова к употреблению, при необходимости допускается разбавление водой, но не более 10% к массе краски.
Для металлоконструкций, эксплуатирующихся в агрессивных средах, применяют комбинированные покрытия — краску «Полифан» с перекрытием химически стойкими лакокрасочными материалами. Срок службы покрытий в умеренном климате более 10 лет.
Одну из разновидностей краски «Полифан» ВД-КЧ-1Ф марки А можно с успехом использовать в качестве фосфатирующего грунта для комбинированных покрытий в сочетании с традиционными лакокрасочными материалами: полиакрилатными, каучуковыми, винилхлоридными, перхлорвиниловыми, масляными, меламиновыми, пентафталевыми, глифталевыми, битумными и другими, и только в случае применения нитроэмалей необходима дополнительная проверка на совместимость покрытий.
Краска «Полифан» рекомендована НИИМосстрой для окраски фасадов зданий и сооружений в Москве. Она включена в «Территориальный каталог для строительства в Москве (Сб. ТК-1-4019, 1995 г.), утвержденный Департаментом правительства.
Ее уже успешно используют при строительных, ремонтных и реставрационно-восстановительных работах для отделки фасадов и интерьеров зданий в Москве (Рублево, Чистые пруды), Подмосковье (Свято-Никольский монастырь, школа в Барвихе, санаторий «Русское поле» и др.), жилых и административных зданий в Казани, Калуге, Солигорске и других городах.
Сравнительный анализ покрытия «Полифан» на основе краски ВД-КЧ-1Ф с покрытием аналогичными вододисперсионными красками зарубежных производителей, такими как фасадные краски «Zolpan» (Франция) и «Beckers» (Швеция), показал, что отечественные краски не уступают зарубежным аналогам по долговечности покрытий на бетоне, имеют почти одинаковые расходные нормы и значительно более низкую (примерно в 3 раза) стоимость.
При возрастающем объеме строительства все большее значение приобретает проблема долговременной защиты фасадов и интерьеров зданий, что в свою очередь повышает требования как к готовым краскам, так и к исходному сырью. Хорошая водостойкость акрилстирольных дисперсий оказалась важным свойством для создания на их основе фасадных красок. Длительные промышленные испытания подтвердили их преимущества. Даже сегодня, спустя 30 лет, здание, окрашенное в Германии в 1969 г., находится в хорошем состоянии. Основным современным требованиям рынка в полной мере отвечает продукция BASF — одного из крупнейших химических концернов мира. Выпускаемый фирмой BASF продукт Acronal 290 D — одна из наиболее широко известных в настоящее время на российском рынке акрилстирольных дисперсий: практически не содержит остаточного количества мономеров, обладает высокой коагуляционной стабильностью при воздействии различных факторов, великолепной способностью смачивать пигменты. Acronal используют для наружной и внутренней отделки зданий, в качестве связующего слоя, грунтов, клеев для керамической плитки и т.д. При нанесении образует покрытия от полуглянцевых до матовых. Преимущества данной дисперсии особенно очевидны в фасадных красках, где требуются высокая степень наполнения (объемная концентрация пигмента), водо-, атмосферостойкость, коагуляционная стабильность.
В России на основе акрилстирольных дисперсий разработано большое число красок строительного назначения для отделки фасадов зданий и внутренних помещений по таким подложкам, как штукатурка, бетон, кирпич и древесина.
Краска ВД-АК-111 — суспензия пигментов и наполнителей в сополимерной акрилатной дисперсии МБМ-5С (50%-й). Покрытия отличаются высокими водо- и морозостойкостью.
Вододисперсионная акрилатная рельефная краска — ВД-АК-111Р выпускается пяти цветов. Перед применением ее переводят в рельефную краску путем смешения основы с крупнодисперсным песком в соотношении 2:1, придающим покрытию требуемый рельеф.
Отечественная фирма «Октава» разработала одноименные вододисперсионные краски для фасадных работ. Краски изготавливают на основе акрилового латекса, они образуют матовые покрытия, которые устойчивы к атмосферным воздействиям, обладают повышенной белизной, срок службы составляет не менее 8—10 лет.
Объединением «Ярославские краски» освоен выпуск акриловой вододисперсионной краски «Аквест Фасад», предназначенной для фасадных и интерьерных работ по бетону, кирпичу, оштукатуренным или ранее окрашенным поверхностям.
Вододисперсионная краска ВД-АК-101 представляет собой суспензию пигментов и наполнителей в водной сополимерной акриловой дисперсии с добавлением различных вспомогательных веществ. Краска предназначена для окраски зданий и сооружений по кирпичным, бетонным, оштукатуренным поверхностям.
Разработаны фасадные краски на основе искусственных латексов кремнийорганических полимеров и их смесей с латексами ПВА и полиакрилатов.
Вододисперсионная кремнийорганическая краска ВД-КО-124 представляет собой композицию вододисперсионного модифицированного силиконакрилового связующего, пигмента, наполнителя, ПАВ и антисептика.
Красочный состав ГФС-2 (гидрофобный фасадный состав), разработанный НИИМосстроем, изготавливают на основе поливинилацетатной краски ВД-ВА-27 с добавкой жидких гидрофобизаторов: ГКЖ-10 (этилсиликоната натрия) или ГКЖ-11 (метилсиликоната натрия) и жидкого стекла. Это придает краске водоотталкивающие свойства, а жидкое стекло увеличивает его тиксотропность.
В 1991 г. в г. Шебекино Белгородской области было создано предприятие «Экохим» для разработки технологии и организации производства в первую очередь экологически полноценных водоразбавляемых ЛКМ и моющих средств.
Сегодня «Экохим» — один из крупных производителей широкого ассортимента (более 50 наименований) Л КМ строительного назначения, начиная от средств подготовки поверхности (грунтовки, шпатлевки, клеи) и кончая материалами для декоративной отделки (лаки, краски, эмали, составы для рельефных покрытий).
Большой популярностью у потребителей пользуются производимые «Экохимом» шпатлевки строительного назначения, применяемые для выравнивания бетонных и оштукатуренных поверхностей. Шпатлевку масляно-клеевую отличает высокая пластичность при нанесении, быстрое время высыхания. Шпатлевка акрилатная обладает повышенной твердостью и влагостойкостью, может наноситься без растрескивания слоями толщиной до 2—3 мм.
Бесцветная вододисперсионная грунтовка с большой проникающей способностью и отличными скрепляющими и адгезионными свойствами предназначена для нанесения на минеральные основания, например кирпич, волокнисто-цементные плиты, гипсокартонные панели, перед их окраской вододисперсионными и масляными красками, алкидными эмалями, а также образующими декоративные рельефные покрытия пастами «Испанская стена» и «Дельтагран».
Для защиты металлических и железобетонных поверхностей, как подвергающихся атмосферным воздействиям, так и эксплуатируемых внутри помещений, выпускается вододисперсионная краска (грунтовка) ВД-КЧ-124. Благодаря наличию в рецептуре модификатора ржавчины ВД-КЧ-124 ее можно наносить на поверхности с остатками плотно держащейся ржавчины. Основные области применения: окраска сантехнических труб и металлоконструкций, консервационные покрытия крыльев автомобилей ВАЗ и труб большого диаметра.
Строительные вододисперсионные краски (ВДК) производства «Экохим» отвечают требованиям различных потребителей по ассортименту, цене и качеству. Наиболее экономичные и широко используемые краски ВД-КЧ-201 (для внутренних работ) и ВД-КЧ-101 (для наружных и внутренних работ) характеризуются достаточно хорошими укрывистостью (до 100 г/м2 по высушенной пленке), защитно-декоративными свойствами и паровоздухопроницаемостью. Эти краски предназначены для наружной и внутренней отделки зданий и сооружений по кирпичным, бетонным, оштукатуренным и другим пористым поверхностям.
В последние годы пользуются спросом высоковязкие строительные ВДК зарубежного производства (Германия, США, Турция и др.). Учитывая конъюнктуру рынка, «Экохим» с использованием зарубежного сырья наладил выпуск аналогичных по качеству, но в 2— 3 раза более дешевых красок для отделки потолков и стен. Эти краски (допускается разбавление водой до 30%) легко наносятся валиком, их отличает экономичность, высокие укрывистость и белизна покрытий.
К числу таких красок относится «Аква-Интерьер», предназначенная для внутренней отделки помещений, в том числе с повышенной влажностью (кухни, ванные комнаты). Для долговечной отделки фасадов домов хорошо зарекомендовали себя краски «Аква-Фасад» и ВД-АК-111, покрытия на основе которых сохраняют защитные и декоративные свойства в условиях умеренного климата на менее 5—6 лет. Хорошо себя зарекомендовали ВДК для шифера зеленого и коричневого цветов, производство которых начато в 1999 г.
К экологически полноценным ЛКМ относятся также водоразбавляемые акрилатные лаки «Аква-Лак» и «Аква-Паркет» («Экохим»). «Аква-Лак» предназначен для лакирования различных деревянных поверхностей, эксплуатируемых внутри помещений. На основе «Аква-Лака» производятся лессирующие водные лаки, придающие древесине различные оттенки, например под орех, красное дерево, черное дерево. «Аква-Паркет» используется для лакировки паркетных и дощатых полов. Покрытия на основе такого лака имеют повышенную твердость (0,5 усл. ед. по маятниковому прибору ТМЛ), износостойкость и стойкость к действию растворов моющих средств.
Для получения рельефных декоративных покрытий предназначены пастообразные составы «Дельтагран» и «Испанская стена» на основе латексных пленкообразователей. «Дельтагран» рекомендуется для отделки фасадов. Текстуру покрытия обеспечивает минеральный наполнитель с диаметром частиц 2-4 мм. Характерная текстура покрытия составом «Испанская стена», применяемым для отделки внутренних интерьеров, образуется при раскатывании его валиком.
Научно-производственная фирма «ВАПА» (С.-Петербург) совместно с фирмой «Ольвия» (С.-Петербург) производит отделочные строительные материалы по собственной технологии на оригинальном оборудовании.
Система защитно-декоративных материалов серии ВАК предназначена для окраски фасадов зданий и сооружений, а также для отделочных работ внутри помещений, в том числе с повышенной влажностью, по бетону, штукатурке, кирпичу, древесине, ДВП, ДСП и т.п.
Серия ВАК включает:
— водоразбавляемый состав для санации фасадов ВАК-01-С. Как известно, поверхность штукатурки, мрамора, природного камня, кирпича, находящаяся в условиях постоянной влажности и инсоляции, представляет собой идеальную среду для расселения водорослей, плесневых грибов, лишайников. Микроорганизмы резко ухудшают внешний вид фасадов, продукты их жизнедеятельности разрушают неустойчивые к кислотам строительные материалы, такие как известняк, мрамор. Антисептирующий состав, разработанный фирмой «ВАПА», при нанесении на зараженный фасад уничтожает колонии микроорганизмов. После обработки составом фасад очищают щеткой, при необходимости промывают водой;
—строительные грунты (порозаполнители и адгезивы): фасадный грунт ВАК-01-Ф, укрепляющий ВАК-01-У, антисептирующий ВАК-01-Ф. Фасадный и укрепляющий грунты повышают влагостойкость покрытия без снижения его паропроницаемости, увеличивают адгезию последующего слоя краски, способствуют усилению рыхлых поверхностей, снижению расхода краски. Антисептирующий латексный грунт помимо обычной функции грунта обеспечивает биологическую стойкость обрабатываемой поверхности, препятствуя заражению микроорганизмами под лакокрасочным покрытием;
— шпаклевку фасадную ВАК-001, шпаклевку- антисептик ВАК-001 А. Атмосферостойкая акриловая шпаклевка Вак-001 предназначена для выравнивания окрашиваемой поверхности. Для предупреждения биоразрушения ее используют в комбинации с ВАК-001 А;
— акриловые краски: фасадная ВАК-25 и антисептик ВАК-25А. ВАК-25 выполняет не только декоративные функции, но и защищает фасад от различных атмосферных воздействий, а ВАК-25А помимо этого обеспечивает ему биологическую стойкость, предотвращая заражение и разрастание микроорганизмов на окрашенной поверхности;
— эмали водоразбавляемые для матовых (ВАК-35) и глянцевых (ВАК-50) покрытий предназначены для окраски загрунтованной поверхности металла и деревянных деталей на фасаде (например, оконных рам);
— грунт противокоррозионный ВАК-02-ПК для окраски металлических деталей на фасаде (козырьки, карнизы, навесы и т.п.).
Для эффективной защиты рекомендуется следующая обработка: составом ВАК-01-С (при необходимости — 1—2 раза), ВАК-01-Ф — 1 слой, ВАК-001 — 1 слой (при необходимости), ВАК-25 — 2 слоя.
Материалы серии ВАК изготавливают и на основе импортных дисперсий акриловых полимеров и специальных марок диоксида титана по технологии, гарантирующей воспроизводимость качества продукции. Наносят при температуре воздуха и подложки не ниже 8 °С.
Фасадные краски поставляют различных цветов либо в соответствии с колерными книжками отечественных и зарубежных фирм-производителей колеровочных паст, либо по образцу, предоставленному потребителем. Пигментированные материалы получают на основе колеровочных паст.
Результаты проведенных испытаний подтвердили высокие защитно-декоративные свойства покрытия на основе ВАК при воздействии таких атмосферных факторов, как жесткое УФ-излучение, влага и сернистый газ, знакопеременные температуры. Поэтому эти материалы можно эффективно использовать для окраски бетонных, оштукатуренных и кирпичных поверхностей, не имеющих достаточной конструктивной зашиты от осадков: внутренних помещений, эксплуатируемых в условиях повышенной влажности.
Особое внимание следует обратить на подготовку поверхности перед окраской, особенно при нанесении материалов с повышенной исходной влажностью. Окрашиваемые объекты должны быть сухими не только снаружи, но и в глубинных слоях. При этом необходимо учитывать наличие зон увлажнения кладки в результате дефектов кровли, протечек трубопроводов, подсоса влаги из грунта, неблагоприятного температурно-влажностного режима внутренних помещении здания. Поэтому после кладочных и штукатурных работ и до окраски необходимо выдержать определенное время.
Российский Химический Журнал. Том XLVII (2003) №4
Химия современных строительных материалов |
