Борьба за экологию. Эмали на водной основе

Любая автомобильная краска состоит из трех основных компонентов: пигмента, смолы и растворителя. Последний, как известно, является веществом токсичным.

Со второй половины 80-х годов борьба за экологию затронула лакокрасочную индустрию, в результате чего химики стали искать способы сокращения вредных выбросов при покраске и производстве ЛКМ. Добиться этого можно было двумя способами. Первый — увеличить в ЛКМ процентное содержание сухого остатка. Так родились материалы HS (high solid), в которых содержание сухого остатка составляет 55—65%, а затем и VHS/UHS (very high solid и ultra high solid), где этот процент достигает восьмидесяти.

Появление высоконаполненных материалов было продиктовано не только экологическими, но и практическими соображениями. HS-материалы обладают большей вязкостью, поэтому для достижения рекомендованной толщины покрытия их можно наносить в полтора слоя вместо двух (как на MS), а расход материала при этом сокращается на 30%. Второй способ, к которому пришли химики в попытках сделать ЛКМ еще более экологичными: заменить органические растворители водой.

В первую очередь «под воду» начали переделывать базовые эмали, так как в их составе содержится больше всего растворителей. Сделать это оказалось не так просто. Пришлось переделывать и смолы, и добавки, и пигменты. Почему? Потому что вода, в отличие от органических растворителей, имеет абсолютно другие свойства. Например, растворять смолу ЛКМ она не может (такой раствор выйдет мутным, а не прозрачным).

По этой причине при изготовлении ЛКМ на водной основе смолу превращают в эмульсию. Такая эмульсия представляет собой дисперсии мельчайших частиц смолы в воде. Только так вода, выступая в роли дисперсионной среды, будет успешно понижать вязкость ЛКМ. Примеры эмульсий постоянно окружают нас в быту. Тот же майонез, кетчуп или молоко.

На примере этих продуктов питания можно наглядно продемонстрировать некоторые свойства водно-дисперсионных ЛКМ. Что произойдет, если взять, к примеру, майонез, и сначала заморозить его, а потом разморозить? Продукт расслоится на фракции, после чего перемешать его в однородную эмульсию уже не получится. Похожим образом ведут себя при заморозке и водные ЛКМ. После размораживания у них меняется цвет, материал становится мутным вместо прозрачного. Также может измениться консистенция (появляются комочки). Отсюда главное требование к «водным» материалам: их температура ни в коем случае не должна опускаться ниже +5 °С. Чтобы это обеспечить в наших погодных условиях, для хранения этих материалов необходимы отапливаемые склады, а для перевозки — теплые фуры.

раски на водной основе уже вовсю используются как на конвейерах, так и в автосервисах. И не только краски, а и лаки, грунты, антигравийные покрытия. В работе водные ЛКМ, в частности базовые покрытия, зарекомендовали себя превосходно: они легко наносятся, обладают отличной укрывистостью, в отличие от органорастворимых баз, практически не дают «яблочности» и полос.

Разработчики водных ЛКМ потратили немало усилий для сохранения их технологической преемственности, поэтому при переходе на воду не приходится кардинально ломать привычные технологии или использовать принципиально другой инструментарий. Хотя определенные изменения, конечно, потребуются. Вот такой путь проделали автомобильные краски менее, чем за сто лет своей эволюции.

От обратимой нитроцеллюлозной пленки и отверждаемого кислородом алкида, до прочной полиуретановой сетки акрила, фантастических эффектных покрытий и экологичных водорастворимых материалов. Но производители ЛКМ останавливаться на этом не собираются. Что они смогут предложить далее? Поживем — увидим.