5.1. Фасадные краски, содержащие органические растворители

Так как в рецептурах водно-дисперсионных фасадных красок используют широкий ассортимент дисперсий различного состава и Тст, они могут содержать значительное количество коалесцентов, являющихся органическими растворителями.

Были проведены сравнительные лабораторные испытания покрытий на основе фасадных красок с ОКП 15—55%, содержащих типичные коммерческие акриловые дисперсии: чисто акриловую (АК) и стирола-криловую (АК/С) [76]. Оба сополимера имеют сравнимое водопоглоще-ние, но паропроницаемость покрытий на основе АК/С-дисперсии ниже, чем АК (рис. 31).

Механические свойства пленок в большей степени зависят от ОКП красок, кроме того, на прочность свободных пленок при разрыве существенно влияет циклическое испытание: выдержка в воде - сушка (рис. 32). Исходные АК/С-пленки имеют меньшую прочность, чем АК, независимо от ОКП, причем прочность на разрыв исходных образцов проходит через минимум при ОКП 30 и 35% соответственно. Чтобы объяснить вид кривых, необходимо рассмотреть два противоположных эффекта. Во-первых, наличие эмульгаторов в дисперсии может оказывать пластифицирующее действие, которое уменьшается с ростом ОКП. Во-вторых, пигмент (наполнитель) усиливает полимерную матрицу и тем больше, чем выше ОКП. Таким образом, повышается жесткость пленки [77] и ее прочность при разрыве. Погружение пленки в воду повышает ее прочность в основном после первого цикла. Этот эффект более отчетливо выражен для АК/С покрытий, и процент увеличения прочности пленки зависит от ОКП [76].

Увеличение ОКП вызывает резкое снижение относительного удлинения пленок независимо от погружения в воду. Благодаря более высокому содержанию пленкообразователя эластичность пленок с ОКП 15 % выше, чем с ОКП 55%. Повторные погружения в воду все больше снижают относительное удлинение.

Проведенные исследования показывают, что при вымывании водорастворимых компонентов механические свойства пленок изменяются: они становятся более хрупкими и практически теряют способность к растяжению. Водорастворимые компоненты дисперсий аккумулируются в образующихся пустотах на поверхности полимерных частиц [78]. И хотя пустоты очень малы по сравнению с общей площадью поверхности, они могут существенно влиять на прочность пленки. Это явление можно рассматривать с точки зрения пластифицирующего эффекта [79] Или его способности ухудшать процесс пленкообразования [80]. Кроме того, высушивание пленки при 50°С (выше Тст полимера) — позволяет Улучшить процесс пленкообразования, что приводит к получению более Прочных пленок. В принципе результаты, полученные для АК-красок, аналогичны АК/С, кроме того что воздействие воды повышает прочность при разрыве АК-пленок не так сильно, как АК/С, даже при более Низком содержании пигментов.

Относительное удлинение пленок обоих типов ухудшается при повышении содержания пигмента. Но и в этом случае есть разница: снижение относительного удлинения АК-пленок в большей степени не зависит от выдержки в воде, чем АК/С-пленок. Другой особенностью является скорость снижения относительного удлинения в зависимости от ОКП. Для АК-пленок до ОКП 25% удлинение снижается постепенно, а затем резко, что видно по изменению градиента кривых (рис. 33).

Прочность и относительное удлинение после воздействии воды выше для АК/С-пленок, что является преимуществом для фасадных покрытий, подвергающихся воздействию воды в виде дождя и росы.

При ускоренных климатических испытаниях для стиролакриловых покрытий наблюдается очень незначительное изменение цвета, в случае покрытий на основе чисто акриловых дисперсий она заметнее. Однако разница между ними не очень велика. Более того, не наблюдается существенных отличий в пожелтении для покрытий двух типов.

Степень пожелтения (b*) для стиролакриловых покрытий такая же, как для чисто акриловых и практически не зависит от ОКП краски. Эти результаты согласуются с данными, приведенными в [81], где указано, что при ОКП 20% количество стирола не влияет на тенденцию к пожелтению стиролакриловых красок.

Сильное изменение цвета (Е*), которое наблюдается в стиролакриловых покрытиях при ОКП 50% возникает в результате изменения значений яркости оттенка (L*) и цвета в красной или зеленой области (а*), а не в желтой (b*).

Стиролакриловые дисперсии быстро стали популярными в производстве фасадных красок взамен винилацетатных и чисто акриловых. Ускоренные и длительные натурные климатические испытания покрытий подтвердили их преимущества. Рынок требовал более дешевых дисперсий, обладающих преимуществами чистых акрилатов (низкое водопоглощение, высокая стойкость к действию щелочей, низкое грязеудержание покрытий). Эти требования привели к появлению новых дисперсий на основе бутила-крилата и стирола. Преимуществами этих анионных дисперсий с малыми размерами частиц являются их высокая пигментоемкость, низкое водопоглощение и высокая устойчивость к омылению. Таким образом, стало возможным производить высокопигментированные водно-дисперсионные краски для матовых наружных покрытий, характеризующихся высокой устойчивостью к влажному истиранию.

Есть здания, сохранившие исходное покрытие даже через 30 лет после окраски.

Конечно, краски для наружных работ можно изготавливать и на основе чисто акриловых дисперсий, стойких к воздействию атмосферы и УФ-излучения. Эти полимеры поглощают меньше влаги, чем виниловые эфиры. Однако чисто акриловые сополимеры из-за более высокой стоимости используют, как правило, для получения красок с низким содержанием пигментов (лаков, в том числе тонированных, для древесины и красок для глянцевых покрытий).