Водоэмульсионная краска

В этой статье: история водоэмульсионной краски; состав водно-дисперсной краски; технология производства; виды и характеристики полимеров, используемых при производстве водоэмульсионных красок; эксплуатационные характеристики ВД красок; как выбрать водно-дисперсную краску; рекомендации по использованию.

Во все времена человек желает, чтобы его дом выглядел опрятно и привлекательно. Для этого проводятся регулярные косметические и капитальные ремонты, в ходе которых на потолок и на стены обязательно наносится свежий слой краски. И среди всех существующих видов лакокрасочных материалов по внутренней и внешней отделке дома лидирует водоэмульсионная краска, с которой просто работать и которая не оставляет неприятного запаха в помещениях, характерного для работ с прочими лакокрасочными материалами.

Краска водоэмульсионная — история

Как и в случае с рядом современных строительных материалов, появлению водно-дисперсионных красок невольно способствовали две масштабные войны прошлого столетия — разрушенные города нужно было восстанавливать, а привычных стройматериалов не хватало, да и дороги они были.

История водоэмульсионных красок началась с открытия немецким химиком Фрицем Клатте в 1912 году поливинилацетата, более известного нам, как клей ПВА. Дисперсия ПВА стала базовой основой первых водно-дисперсионных красок, появившихся в 20-х годах XX века.

Немецкий химик Фриц Клатте

В конце 30-х годов прошлого века в Германии был создан синтетический каучук или бутадиен-стирол, ставший вторым типом дисперсии для водоэмульсионных красок.

Последняя из существующих дисперсий — акриловая — и краски на ее основе изначально разрабатывались для художественных работ. Первые акриловые водоэмульсионные краски создали в 1946-1949 годах и наладили их выпуск в начале 50-х под маркой «Magna paint» американские художники Сэм Голден и Леонард Боку. Правда, краски этой марки предназначались только для художников, фасовались в небольшие тюбики и растворялись не водой, а скипидаром или уайт-спиртом. Полностью растворимую водой акриловую краску Боку создал и выпустил в 1960 году.

На строительные рынки постсоветских государств бутадиен-стирольные и акриловые водоэмульсионные краски поступили в 90-х из-за рубежа — в СССР производились лишь краски на основе поливинилацетата и только для промышленных нужд.

Состав водоэмульсионной краски

По основному составу она образована мельчайшими частицами полимеров, взвешенных в водной среде. Кроме того, водно-дисперсионная краска, в зависимости от марки и производителя, может содержать порядка 10-15 различных добавок, в том числе: препятствующие замерзанию антифризы; пеногасители, понижающие пенообразование; антисептики (биоциды); ингибиторы коррозии; загустители; добавки, повышающие структурную вязкость; консерванты; диспергаторы; пластификаторы и др.

В процентном отношении по массе состав водоэмульсионной краски таков: 50% — пленкообразователь, растворенный в воде (50-60% водная дисперсия); 37% — наполнители и пигменты; 7% — пластификатор; 6% — прочие добавки.

Рассмотрим компоненты подробнее. В зависимости от назначения краски, пленкообразователем (сополимером) в ее составе будет поливинилацетатная, бутадиен-стирольная, стирол-акрилатная, акрилатная или версататовая дисперсии. Роль белого пигмента выполняют диоксид титана, оксид цинка, в случае с водоэмульсионными красками нижнего ценового диапазона– мел. Наполнитель — мел, кальцит, барит, тальк, слюда, чаще всего в качестве наполнителя используется несколько различных минералов одновременно. Растворителем в водно-дисперсных красках служит деминерализованная (очищенная от солей минералов) вода. Хочется отметить один из компонентов таких красок — загуститель, роль которого выполняет чаще всего карбоксиметилцеллюлоза, она же — клей КМЦ.

Технология производства водоэмульсионной краски

Процесс создания водно-дисперсионной краски состоит из следующих этапов: соединение и смешение водного раствора полимерной дисперсии с наполнителем и пигментом; диспергирование полученной пигментной пасты; ввод ряда добавок, доводящих состав краски до стандарта ТУ; фильтрация и фасовка готового продукта.

Диспергация — процесс, в ходе которого жидкие или твердые тела проходят тонкое измельчение. Методом диспергации получают суспензии, порошки, аэрозоли и эмульсии.

Смешения и диспергация компонентов водоэмульсионных красок производятся в бисерных и шаровых мельницах (диспергаторах). Измельчение происходит в горизонтальной или вертикальной рабочей камере мельницы, внутри которой установлен вал с дисками, разгоняющими металлические бисер (диаметр — до 4 мм) или шарики (диаметр от 30 мм), изготовленные из стали, оксидов алюминия и циркония. Диспергирование проходит тем интенсивнее, чем выше твердостью и удельный вес металлических шариков.

Полученная в результате диспергации пигментная паста помещается в диссольвер. В его емкости, имеющее форму тора, установлена рамная мешалка, вращение которой препятствующей густым и липким компонентам оседать на стенках и дне диссольвера, а состав водоэмульсионной краски доводится до стандартных характеристик.

Сроки смешивания компонентов водно-дисперсной краски зависят от объема смеси, исходных характеристик закладываемых компонентов, мощности диспергатора и диссольвера — как правило, достаточно 20-30 минут на каждую из операций.

На завершающем этапе готовая краска пропускается через сетчатые фильтры и разливается в тару. Весь цикл работ по производству краски должен проходить при температуре воздуха не ниже +5 °C.

Зависимость характеристик водоэмульсионной краски от связующего полимера в их составе

Производимые сегодня краски на водной основе содержат один из пяти типов связующего, придающих водно-дисперсной краске как положительные качества, так и недостатки:

• поливинилацетат, маркировка краски «ВД-ВА». По своему качеству краски с этим полимерным связующим наименее качественны — желтеют со временем, на поверхности образуется плотная, непрозрачная пленка, нанесенный слой краски не водостоек. Слабые характеристики не оправдывают низкую цену, такие краски имеют лишь узконаправленное применение;
• бутадиен-стирол, маркировка краски «ВД-КЧ». Обладая неплохой водостойкостью и невысокой ценой, водоэмульсионные краски на этом связующем, как и на ПВА, образуют чрезмерно плотную поверхностную пленку и не устойчивы к солнечным лучам. Краску марки «ВД-КЧ» можно использовать только для внутренних работ;
• стирол-акрилат, маркировка краски «ВД-АК». По качественным характеристикам краски на этом полимере гораздо лучше описанных выше, допускают нанесение как на внешние, так и на внутренние поверхности. Образуемое ими покрытие пористо и, соответственно, паропроницаемо, устойчиво к воздействиям солнечного излучения и атмосферным явлениям. Малый размер частиц полимера, не превышающий 0,15 мкм, обеспечивает качественную адгезию практически к любым поверхностям, проникновение в пористые поверхности, что увеличивает их прочность;
• акрилат, маркировка краски «ВД-АК». Данный полимер стоит дороже стирол-акрилата, обладает более высокими качественными характеристиками по всем параметрам — более жесткое покрытие дает высокую устойчивость к солнечному ультрафиолету. Такие краски широко используются в фасадных работах и для нанесения на деревянные поверхности;
• версатат, маркировка краски «ВД-АК». Полимер версатат используется в составе водоэмульсионных красок не так давно, по качеству покрытия на этом связующем не уступают акриловым краскам, при этом их цена ниже и примерно соответствует стоимости красок на стирол-акрилатном связующем.

Характеристики водно-дисперсных красок

В зависимости от типа и количества полимерного связующего, эти краски обладают следующими положительными качествами:

• не содержат токсичных компонентов, практически без запаха;
• легко наносятся на поверхности, разбавляются водой;
• способны перекрывать трещины шириной до 1 мм;
• не горючи;
• устойчивы к воздействию влаги (сопротивление смыванию);
• эластичны и прочны, отсутствует меление;
• стойки к ультрафиолету и атмосферным явлениям;
• устойчивы к износу;
• просто колеровать в любой цветовой оттенок;
• случайные капли краски легко удалить с помощью влажной тряпки;
• паропроницаемы, а значит — не появятся колонии грибка и плесени;
• стойки к воздействию щелочей;
• имеют высокую адгезию (плотное прилегание) к основе;
• сохраняют цвет, блеск и стойки к пожелтению;
• быстро сохнут, как правило, за 40 минут;
• слой водоэмульсионной краски на окрашенных ими поверхностях прослужит около 10-15 лет.

Отрицательные качества водоэмульсионных красок, по сравнению с алкидными и масляными ЛКМ:

• хранение и покрасочные работы можно производить только при температурах более +5^оС. Покраска при более низких температурах приведет к неровному распределению краски, она будет долго сохнуть. Если же во время хранения краска прошла цикл заморозки и оттаивания — ее качественные характеристики будут полностью утрачены;
• для окраски наружных поверхностей и поверхностей влажных помещений можно использовать только дорогие водно-дисперсные краски, на акрилатном и верстатовом связующем;
• высокая стоимость, превышающая цену органо-разбавляемых ЛКМ на 10-15% — производители объясняют это сложным составом краски. С другой стороны, помещение после покраски ВД АК гораздо проще убирать, т.к. не требуется оттирать пятна тряпкой с неприятно пахнущим растворителем;
• перед окраской водоэмульсионными красками деревянных поверхностей требуется их тщательная подготовка — нанесение первого слоя, его полное высыхание, затем тщательная шлифовка и новый слой краски, повторная шлифовка. Дело в том, что поверхностное натяжение слоя водно-дисперсной краски гораздо выше, чем у прочих ЛКМ — будет поднят древесный ворс.

Как выбирать водоэмульсионную краску

Область применения. Водно-дисперсные краски специализированы по требованиям к окрашиваемым поверхностям — для внутренних и внешних работ, для сухих и влажных помещений. Соответственно, краску для внутренних работ на внешние поверхности или краску для сухих помещений на поверхности во влажных нанести можно, но она слезет через несколько месяцев, т.к. в ее составе меньшее количество пленкообразователя и защитных добавок.

Внешний вид. Производятся водоэмульсионные краски, дающие матовое, глянцевое и шелковисто-матовое покрытие. Краски, образующие матовую и шелковисто-матовую поверхность, отлично подойдут для потолков и для окраски обоев, но, в отличие от глянцевых поверхностей, они менее устойчивы к истиранию — их нельзя часто мыть.

Цвет. Водно-дисперсные краски, чаще всего, имеют белый цвет — для получения желаемой цветовой гаммы их требуется колеровать. Баночки с колерами и таблицы цветности, создаваемой колером данного цвета, присутствуют в каждом хозяйственном магазине.

Показатели качества по внешнему виду:

• цветность. Вскройте банку с краской, визуально оцените степень ее белизны — если производитель использовал качественную и дорогую двуокись титана, то цвет будет исключительно белым, без каких-либо оттенков;
• укрывистость. От нее зависит расход краски и количество слоев, которые необходимо нанести на поверхности для приведения их в должный вид. Этот показатель зависит от процентного содержания и качества пигмента, плотности и густоты краски. Есть два способа удешевления производства водоэмульсионной краски, популярных среди мелких производителей — 1) долить воды, понизив плотность эмульсии, 2) ввести больше недорогого наполнителя, повысив при этом плотность. Оценить укрывистость без тестовой окраски можно, если взвесить 10-ти литровую банку с водно-дисперсной краской — в среднем ее плотность должна составлять 1,5 кг/л, т.е. качественная краска в 10-ти литровой емкости будет весить около 15 кг («+» или «–» 1 кг).

Маркировка на банке с краской. Водоэмульсионная краска маркируется буквами «ВД», что означает «водно-дисперсная», далее буквенное обозначение полимера, к примеру, «КЧ» или бутадиен-стирол. Затем следуют цифры — первая означает область применения данной краски, если это «1», то «для внешних работ», если «2», то «для внутренних». Цифры, следующие за первой, означают каталожный номер — они нам не нужны. Убедитесь в наличии надписи о соответствии условиям ГОСТ 28196-89, если вместо этого приводится ТУ — качество краски может быть невысоким.

Производитель. На местном рынке вы обнаружите значительный ассортимент водоэмульсионных красок как отечественных, так и зарубежных производителей. Судить о качестве той или иной марки можно по отзывам ваших знакомых, которые ее уже использовали в ремонте и по возрасту данной компании-производителя — если она моложе 3-х лет, с ее продукцией лучше не связываться. Дело в том, что производство водно-дисперсных красок не требует какого-то особо масштабного производства — по большому счету требуется лишь диспергатор и диссольвер. Поэтому производить их может любой мало-мальски толковый «малый предприниматель», чаще всего составляющий краску «на глазок» и не имеющий ни лаборатории, ни технолога в своем штате. Чем крупнее компания-производитель, чем шире ассортимент ее продукции — тем качественнее будет сама продукция.

Цена. Она никак не может быть ниже одного 1$ (США) за литр — если вам предлагают краску по более низкой цене, то она плохого качества. Стоимость водоэмульсионной краски определяет не территориальное расположение заводов производителей и не расходы на рабочую силу, а текущая цена компонентов, который вводятся в ее состав. Практически все мировые производители качественных пигментов и полимеров находятся в Европе, поэтому стоимость хорошей водно-дисперсной краски будет практически одинакова и в Европе и в России — за ввоз из-за рубежа сырья для производства водоэмульсионной краски российские производители оплачивают достаточно высокие таможенные пошлины. А вот истинные причины низкой стоимости — дешевое сырье и нарушение технологии при производстве.

В заключении — рекомендации по окрасочным работам

Перед началом работ по окраске водоэмульсионной краской поверхности необходимо подготовить: ранее окрашенные очистить от загрязнений и пыли, последовательно вымыв ее водой со стиральным порошком и чистой водой; окрашенные мелом и известкой очистить от слоев старой краски; неровности выровнять с помощью шпатлевки, после высыхания которой зашкурить и очистить поверхности от пыли.

Если окрасочные работы проводятся в холодный сезон, то банку с краской нужно выдержать в помещении не менее 24 часов, затем вскрыть, удалить все видимые включения и пленки, тщательно перемешать и добавить, при ведении окраски распылителем, 10% воды. Расход краски указан производителем на емкости, в среднем он составит 150-250 г/м² при двухслойном нанесении. Рассчитав примерный расход, выполните колеровку краски — необходимо отколеровать на 10% больший объем, чем тот, что быт рассчитан вами по среднему расходу краски. Причины: расход будет выше в любом случае, а «попасть в цвет» при попытке отколеровать новую порцию краски не удастся — цветовая тональность будет хоть немного, но отличатся.

Сократить расход водоэмульсионной краски поможет предварительное нанесение на окрашиваемую поверхность слоя грунтовки — она значительно дешевле краски.

Абдюжанов Рустам, рмнт.ру