Farba na bazie wody

Treść artykułu

• Farba na bazie wody – historia
• Skład farby na bazie wody
• Technologia wytwarzania farb na bazie wody
• Zależność właściwości farb wodorozcieńczalnych od polimeru spoiwa w ich składzie
• Charakterystyka farb wodorozcieńczalnych
• Jak wybrać farbę na bazie wody
• Podsumowując – zalecenia dotyczące prac malarskich

W tym artykule: Historia farb na bazie wody skład farby dyspergowanej w wodzie; technologia produkcji; rodzaje i właściwości polimerów stosowanych do produkcji farb wodorozcieńczalnych; właściwości użytkowe farb wysokociśnieniowych; jak wybrać farbę dyspergowalną w wodzie; zalecenia dotyczące użytkowania.

Przez cały czas człowiek chce, aby jego dom wyglądał schludnie i atrakcyjnie. W tym celu przeprowadzane są regularne naprawy kosmetyczne i główne, podczas których koniecznie nakłada się świeżą warstwę farby na sufit i ściany. A wśród wszystkich istniejących rodzajów farb i lakierów do dekoracji wnętrz i na zewnątrz domu w czołówce znajduje się farba na bazie wody, z którą łatwo się pracuje i która nie pozostawia w pomieszczeniach nieprzyjemnego zapachu, typowego dla pracy z innymi farbami i lakierami.

Farba na bazie wody – historia

Podobnie jak w przypadku wielu nowoczesnych materiałów budowlanych, dwie wojny na dużą skalę ostatniego stulecia nieświadomie przyczyniły się do powstania farb dyspersyjnych – zniszczone miasta trzeba było odbudować, ale zwykłe materiały budowlane nie wystarczały i były drogie.

Historia farb wodnych rozpoczęła się wraz z odkryciem w 1912 roku przez niemieckiego chemika Fritza Klatte’a polioctanu winylu, znanego nam lepiej jako klej PVA. Dyspersja PVA stała się podstawą pierwszych wodnych farb dyspersyjnych, które pojawiły się w latach dwudziestych XX wieku..

Niemiecki chemik Fritz Klatte

Pod koniec lat 30. ubiegłego wieku w Niemczech powstał syntetyczny kauczuk lub styren-butadien, który stał się drugim rodzajem dyspersji do farb wodorozcieńczalnych..

Ostatnią z istniejących dyspersji jest akryl, a oparte na nim farby były pierwotnie opracowane do celów artystycznych. Pierwsze akrylowe farby na bazie wody powstały w latach 1946-1949 i wprowadzone na rynek we wczesnych latach 50-tych pod marką „Magna paint” przez amerykańskich artystów Sama Golden i Leonarda Bocka. To prawda, że ​​farby tej marki były przeznaczone tylko dla artystów, były pakowane w małe tubki i rozpuszczane nie w wodzie, ale terpentynie lub białym alkoholu. Boku stworzył i wypuścił całkowicie rozpuszczalną w wodzie farbę akrylową w 1960 roku.

Farby na bazie wody butadienowo-styrenowej i akrylowej trafiały na rynki budowlane państw poradzieckich w latach 90-tych z zagranicy – w ZSRR produkowano wyłącznie farby na bazie polioctanu winylu i wyłącznie na potrzeby przemysłu..

Skład farby na bazie wody

W swoim podstawowym składzie tworzą go najmniejsze cząsteczki polimerów zawieszone w środowisku wodnym. Ponadto farba dyspersyjna na bazie wody, w zależności od marki i producenta, może zawierać około 10-15 różnych dodatków, w tym: płyny zapobiegające zamarzaniu; środki przeciwpieniące zmniejszające pienienie; środki antyseptyczne (biocydy); inhibitory korozji; zagęszczacze; dodatki zwiększające lepkość strukturalną; konserwanty; dyspergatory; plastyfikatory itp..

W procentach wagowych skład farby na bazie wody jest następujący: 50% – substancja błonotwórcza rozpuszczona w wodzie (dyspersja wodna 50-60%); 37% – wypełniacze i pigmenty; 7% – plastyfikator; 6% – inne dodatki.

Rozważmy bardziej szczegółowo komponenty. W zależności od przeznaczenia farby, substancją błonotwórczą (kopolimerem) w jej składzie będą dyspersje polioctanu winylu, butadieno-styrenu, styren-akrylan, akrylan lub versatate. Rolę białego pigmentu pełni dwutlenek tytanu, tlenek cynku, w przypadku farb wodnych z niższej półki cenowej – kreda. Wypełniacz to kreda, kalcyt, baryt, talk, mika, najczęściej jako wypełniacz stosuje się kilka różnych minerałów. Rozpuszczalnik w farbach dyspersyjnych to woda zdemineralizowana (oczyszczona z soli mineralnych). Chciałbym zwrócić uwagę na jeden ze składników takich farb – zagęszczacz, którego rolę najczęściej pełni karboksymetyloceluloza, która jest jednocześnie klejem CMC.

Technologia wytwarzania farb na bazie wody

Proces tworzenia farby dyspersyjnej składa się z następujących etapów: połączenie i wymieszanie wodnego roztworu dyspersji polimerowej z wypełniaczem i pigmentem; rozpraszanie powstałej pasty pigmentowej; wprowadzenie szeregu dodatków dostosowujących skład lakieru do normy TU; filtracja i pakowanie gotowego produktu.

Dyspersja to proces, w którym ciecze lub ciała stałe są drobno mielone. Zawiesiny, proszki, aerozole i emulsje uzyskuje się przez dyspersję..

Mieszanie i dyspergowanie składników farb wodnych odbywa się w młynach kulkowych i kulowych (dyspergatory). Szlifowanie odbywa się w poziomej lub pionowej komorze roboczej młyna, wewnątrz której znajduje się wałek z dyskami przyspieszającymi kulki metalowe (do średnicy 4 mm) lub kulki (od średnicy 30 mm) wykonane ze stali, tlenków glinu i cyrkonu. Im bardziej intensywna dyspersja, tym wyższa twardość i ciężar właściwy metalowych kulek..

Otrzymaną w wyniku dyspersji pastę pigmentową umieszcza się w disolwerze. W pojemniku w kształcie torusa zainstalowano mieszadło ramowe, którego obrót zapobiega osadzaniu się grubych i lepkich składników na ścianach i dnie disolwera, a skład farby na bazie wody jest dostosowany do standardowych właściwości.

Czas mieszania składników farby dyspergowanej w wodzie zależy od objętości mieszanki, początkowych właściwości nakładanych komponentów, mocy dyspergatora i disolwera – z reguły na każdą operację wystarcza 20-30 minut.

Na ostatnim etapie gotową farbę przepuszcza się przez filtry siatkowe i wlewa do pojemników. Cały cykl pracy przy produkcji farby musi odbywać się przy temperaturze powietrza min. + 5 ° C.

Zależność właściwości farb wodorozcieńczalnych od polimeru spoiwa w ich składzie

Produkowane obecnie farby wodne zawierają jeden z pięciu rodzajów spoiwa, które mają zarówno pozytywne właściwości, jak i wady farby na bazie wody:

• polioctan winylu, oznaczenie lakierem „VD-VA”. Pod względem jakości farby z tym spoiwem polimerowym są najniższej jakości – z czasem żółkną, na powierzchni tworzy się gęsty, nieprzezroczysty film, nałożona warstwa farby nie jest wodoodporna. Słabe właściwości nie uzasadniają niskiej ceny, takie farby mają tylko wąsko ukierunkowane zastosowanie;
• styren-butadien, oznaczenie farby „VD-KCh”. Posiadając dobrą wodoodporność i niską cenę, wodorozcieńczalne farby na bazie tego spoiwa, a także PVA, tworzą zbyt gęstą warstwę powierzchniową i nie są odporne na działanie promieni słonecznych. Farba marki „VD-KCH” może być używana tylko do prac wewnętrznych;
• styren-akrylan, oznaczenie farbą „VD-AK”. Pod względem cech jakościowych farby na tym polimerze są znacznie lepsze niż te opisane powyżej, można je nakładać zarówno na powierzchnie zewnętrzne, jak i wewnętrzne. Tworzona przez nich powłoka jest porowata, a zatem paroprzepuszczalna, odporna na działanie promieniowania słonecznego i zjawisk atmosferycznych. Niewielki rozmiar cząstek polimeru, nieprzekraczający 0,15 mikrona, zapewnia wysokiej jakości przyczepność do prawie każdej powierzchni, penetrację w powierzchnie porowate, co zwiększa ich wytrzymałość;
• akrylan, znakowanie lakierem „VD-AK”. Polimer ten jest droższy niż styren-akrylan, ma lepsze właściwości jakościowe pod każdym względem – twardsza powłoka zapewnia wysoką odporność na ultrafioletowe promieniowanie słoneczne. Takie farby są szeroko stosowane w pracach elewacyjnych i do nakładania na powierzchnie drewniane;
• versatat, oznaczenie lakierem „VD-AK”. Nie tak dawno w kompozycji farb wodorozcieńczalnych stosowany jest polimer Versatate, jakość powłoki na tym spoiwie nie jest gorsza od farb akrylowych, a ich cena jest niższa i w przybliżeniu odpowiada kosztowi farb na spoiwie styrenowo-akrylowym.

Charakterystyka farb wodorozcieńczalnych

W zależności od rodzaju i ilości spoiwa polimerowego, farby te mają następujące pozytywne właściwości:

• nie zawierają toksycznych składników, praktycznie bezwonne;
• łatwo nakładany na powierzchnie, rozcieńczony wodą;
• zdolny do mostkowania pęknięć o szerokości do 1 mm;
• niepalny;
• odporny na wilgoć (odporność na wymywanie);
• elastyczny i trwały, nie kreduje;
• odporny na ultrafiolet i zjawiska atmosferyczne;
• odporny na zużycie;
• po prostu odcień w dowolnym odcieniu koloru;
• przypadkowe krople farby można łatwo usunąć wilgotną szmatką;
• paroprzepuszczalny, co oznacza, że ​​nie pojawią się kolonie grzybów i pleśni;
• odporny na zasady;
• mają wysoką przyczepność (ciasne dopasowanie) do podłoża;
• zachowują kolor, połysk i odporność na żółknięcie;
• szybko wysycha, zwykle w 40 minut;
• warstwa farby na bazie wody na pomalowanych nimi powierzchniach wytrzyma około 10-15 lat.

Negatywne właściwości farb wodorozcieńczalnych w porównaniu z farbami alkidowymi i olejnymi:

• składowanie i prace malarskie można wykonywać tylko w temperaturach powyżej +5^oC. Malowanie w niższych temperaturach spowoduje nierównomierne rozprowadzenie farby i długi czas schnięcia. Jeśli podczas przechowywania farba przeszła cykl zamrażania i rozmrażania, jej właściwości jakościowe zostaną całkowicie utracone;
• do malowania zewnętrznych powierzchni i powierzchni mokrych pomieszczeń można używać tylko drogich farb wodorozcieńczalnych, na spoiwie akrylowym i wertykalnym;
• wysoki koszt, przewyższający cenę organicznie rozcieńczonych materiałów lakierniczych o 10-15% – producenci tłumaczą to złożonym składem farby. Z drugiej strony dużo łatwiej jest posprzątać pomieszczenie po pomalowaniu AK VD, bo nie ma potrzeby wycierania plam szmatką z nieprzyjemnie pachnącym rozpuszczalnikiem;
• przed malowaniem powierzchni drewnianych farbami wodorozcieńczalnymi wymagane jest ich staranne przygotowanie – nałożenie pierwszej warstwy, całkowite jej wysuszenie, następnie dokładne przeszlifowanie i nowa warstwa farby, ponowne przeszlifowanie. Faktem jest, że napięcie powierzchniowe warstwy lakieru zdyspergowanej w wodzie jest znacznie wyższe niż w przypadku innych materiałów lakierniczych – stos drewna zostanie podniesiony.

Jak wybrać farbę na bazie wody

Obszar zastosowań.Farby wodorozcieńczalne są wyspecjalizowane zgodnie z wymaganiami dla powierzchni malowanych – do prac wewnętrznych i zewnętrznych, do pomieszczeń suchych i mokrych. W związku z tym można nakładać farbę do prac wewnętrznych na powierzchniach zewnętrznych lub farbę do pomieszczeń suchych na powierzchniach w miejscach wilgotnych, ale po kilku miesiącach będzie ona łuszczyć się. zawiera mniejszą ilość substancji błonotwórczej i dodatków ochronnych.

Wygląd. Produkowane są farby na bazie wody, dające matowe, błyszczące i jedwabiste matowe wykończenie. Farby matowe i jedwabiście matowe świetnie sprawdzają się na sufitach i tapetach, ale w przeciwieństwie do powierzchni błyszczących są mniej odporne na ścieranie – nie można ich często myć.

Kolor. Farby wodorozcieńczalne najczęściej są białe – dla uzyskania pożądanej kolorystyki należy je zabarwić. Słoiki schematów kolorów i tabele kolorów stworzone według schematu kolorów są obecne w każdym sklepie z narzędziami..

Wskaźniki jakości w wyglądzie:

• chromatyczność. Otwórz puszkę farby, wizualnie oceń stopień jej bieli – jeśli producent zastosował wysokiej jakości i drogi dwutlenek tytanu, kolor będzie wyłącznie biały, bez żadnych odcieni;
• ukrywanie mocy. Zależy od tego zużycie farby i ilość warstw, jakie należy nałożyć na powierzchnię, aby nadać im odpowiednią formę. Wskaźnik ten zależy od zawartości procentowej i jakości pigmentu, gęstości i gęstości farby. Popularne wśród małych producentów są dwa sposoby obniżenia kosztów produkcji farb wodorozcieńczalnych – 1) dodanie wody, obniżając gęstość emulsji, 2) wprowadzenie tańszego wypełniacza, zwiększając jednocześnie gęstość. Siłę krycia można oszacować bez malowania próbnego, ważąc 10-litrowy słoik z farbą wodno-dyspersyjną – średnio jego gęstość powinna wynosić 1,5 kg / l, tj. wysokiej jakości farba w 10-litrowym opakowaniu waży około 15 kg („+” lub „-” 1 kg).

Znakowanie na puszce z farbą. Farba na bazie wody jest oznaczona literami „VD”, co oznacza „zdyspergowana w wodzie”, następnie literowe oznaczenie polimeru, na przykład „KCh” lub butadien-styren. Następnie następują liczby – pierwsza oznacza obszar aplikacji tej farby, jeśli wynosi „1”, to „do prac zewnętrznych”, jeśli „2”, to „do prac wewnętrznych”. Numery następujące po pierwszym to numery części – nie potrzebujemy ich. Upewnij się, że jest napis dotyczący zgodności z warunkami GOST 28196-89, jeśli zamiast tego podano TU – jakość farby może być niska.

Producent. Na rynku lokalnym znajdziesz bogatą gamę farb wodorozcieńczalnych od producentów krajowych i zagranicznych. Jakość konkretnej marki można ocenić po recenzjach znajomych, którzy już używali jej w naprawach oraz po wieku tego producenta – jeśli ma mniej niż 3 lata, lepiej nie majstrować przy jego produktach. Faktem jest, że produkcja farb dyspergowanych w wodzie nie wymaga żadnej szczególnie wielkoskalowej produkcji – w zasadzie potrzebny jest tylko środek dyspergujący i rozpuszczający. Dlatego może je wykonać każdy mniej lub bardziej rozsądny „drobny przedsiębiorca”, najczęściej malujący farbę „na oko” i nie mający w swoim sztabie ani laboratorium, ani technologa. Im większa firma produkcyjna, tym szersza gama jej produktów, tym lepszy będzie sam produkt.

Cena £.W żadnym wypadku nie może być niższa niż 1 dolar (US) za litr – jeśli zaoferowano ci farbę w niższej cenie, jest to niskiej jakości. Koszt farby na bazie wody zależy nie od lokalizacji terytorialnej zakładów produkcyjnych, a nie od kosztów robocizny, ale od aktualnej ceny składników wchodzących w jej skład. Prawie wszyscy światowi producenci wysokiej jakości pigmentów i polimerów znajdują się w Europie, więc koszt dobrej farby dyspergowanej w wodzie będzie prawie taki sam w Europie, jak iw Rosji – za import surowców do produkcji farb wodnych z zagranicy rosyjscy producenci płacą dość wysokie cła. Ale prawdziwymi powodami niskich kosztów są tanie surowce i naruszenie technologii podczas produkcji.

Podsumowując – zalecenia dotyczące prac malarskich

Przed przystąpieniem do malowania powierzchni farbą na bazie wody należy przygotować: uprzednio pomalowaną do oczyszczenia z brudu i kurzu, przemywając ją kolejno wodą z proszkiem do prania i czystą wodą; oczyszczone warstwami kredy i wapna starej farby; nierówności wygładzić kitem, po czym powierzchnie wysuszyć, przeszlifować i oczyścić z kurzu.

Jeśli prace malarskie wykonywane są w okresie zimowym, to puszkę z farbą należy przechowywać w pomieszczeniu przez co najmniej 24 godziny, następnie otworzyć, usunąć wszystkie widoczne wtrącenia i folie, dokładnie wymieszać i dodać przy malowaniu sprayem 10% wody. Zużycie farby jest wskazane przez producenta na pojemniku, średnio będzie to 150-250 g / m² z dwuwarstwową aplikacją. Po obliczeniu przybliżonego zużycia zabarwić farbę – konieczne jest zabarwienie o 10% większej objętości niż ta, którą obliczyłeś na podstawie średniego zużycia farby. Powody: w każdym przypadku zużycie będzie większe i nie będziesz w stanie „wejść w kolor” przy próbie zabarwienia nowej porcji farby – odcień koloru będzie co najmniej nieznaczny, ale inny.

Aby zmniejszyć zużycie farby na bazie wody, pomoże wstępne nałożenie warstwy podkładu na pomalowaną powierzchnię – jest to znacznie tańsze niż farba.