Диспергируемые полимерные порошки для малярных красок, не содержащих биоциды

На сегодняшний день большинство жидких красок для стен производится на водной основе. Однако вода, входящая в состав красок, обеспечивает благотворную среду для бактерий и других микробов. Чтобы предотвратить рост таких организмов, в состав красок, как правило, добавляют биоциды, что продлевает срок их службы.

По данным Ассоциации производителей красок и чернил Германии, одна из четырех банок с краской испортится, если не добавить в нее консерванты. Итого выходит одиннадцать миллионов банок в год, на сумму 470 миллионов евро.1

Однако при использовании биоцидов возникает проблема: когда краску наносят на стену и она начинает сохнуть, жидкие компоненты испаряются, выделяя биоциды в воздух. Биоциды, особенно изотиазолиноны, могут вызвать у некоторых людей аллергическую реакцию.

Компания WACKER создала технологию для производства малярных красок, не содержащих биоциды. На Европейской выставке покрытий в 2019 году группа компаний представила линейку продуктов на основе полимерных связующих, полученных распылительной сушкой, подходящих для производства малярных красок в жидком и порошковом виде, которые предназначены для применения внутри помещений. Производители красок могут использовать эти полимерные связующие для создания индивидуальных составов красок, как делают это с традиционными связующими в дисперсной форме.

Краски, содержащие новые связующие, могут использовать как профессионалы, так и любители.

Первые отзывы потребителей подтверждают высокое качество таких красок, особенно в отношении укрывистости и стойкости к влажному истиранию.

КАТЕГОРИИ ПОРОШКОВЫХ КРАСОК

Концепция порошковых красок не такая уж новая. Существует несколько категорий порошковых красок, некоторые из которых используются уже очень давно.

В минеральных красках (глинистые, цементные, известковые или силикатные порошковые краски) используются такие минеральные связующие, как цемент, глина или суглинок, растворимое стекло или гашеная известь. Такие краски известны своей воздухопроницаемостью. Однако в некоторых аспектах они уступают краскам на основе полимерных связующих.

Лаборант проверяет кроющую способность краски. (Фото: компания Wacker Chemie AG).

Глинистые и цементные порошковые краски, к примеру, достаточно сложно наносить, поскольку они не обеспечивают качественное покрытие и не обладают хорошей кроющей способностью. К тому же, при нанесении таких красок требуется определенный профессионализм, чтобы избежать образования пятен. Поэтому цементные порошковые краски зачастую используются в подвалах, а не в качестве декоративных покрытий.

Силикатные порошковые краски обладают хорошей кроющей способностью, но, как правило, представляют собой двухкомпонентные системы. Обычно такие минеральные порошковые краски обладают высокой щелочностью, из-за чего их сложно сочетать с полимерными связующими для улучшения их характеристик. Однако полимерные связующие придают краскам ряд преимуществ, например, простоту нанесения, разнообразие составов, отличную укрывистость и стойкость к влажному истиранию.

К тому же, связующие на основе диспергируемых полимерных порошков позволяют производителям выпускать краски в порошковой форме для декоративных целей, требующих высокого качества краски.

Диспергируемый полимерный порошок получают в рамках комплексного производства: уксусную кислоту и этилен используют для получения мономера винилацетата. В процессе сополимеризации мономер винилацетата и этилен превращаются в этиленвинилацетат. Жидкая дисперсия и защитный коллоид проходят через распылительную сушилку. Защитная коллоидная матрица отделяет дисперсные частицы в порошке друг от друга и предотвращает образование пленки из полимерных частиц при сушке и хранении. При добавлении воды диспергируемый полимерный порошок сразу повторно диспергируется в отдельные частицы.

ГИБКОСТЬ В РАЗРАБОТКЕ СОСТАВОВ

Диспергируемый полимерный порошок обеспечивает гибкость в производстве декоративных и высококачественных красок. Производители красок прямо в процессе изготовления могут решить, на каком этапе добавлять в состав воду.

Можно добавить воду на ранней стадии процесса: диспергируемый полимерный порошок повторно диспергируется в воде, и получится обычная жидкая дисперсия.

Преимущество этого метода состоит в том, что производители могут использовать биоциды или добавки по своему выбору и не зависеть от того, что добавит поставщик дисперсии.

Второй вариант заключается в том, чтобы производить краски в порошковой форме и поставлять их дистрибьюторам напрямую в хозяйственные или строительные магазины, где созданы условия для хранения порошковых красок.

Воду можно добавлять по запросу клиента для смешивания краски. Даже объем краски можно рассчитать, исходя из индивидуальных требований клиентов.

Еще один вариант – производить порошковые краски и продавать их напрямую конечным потребителям. В данном случае потребители покупают порошковую краску в хозяйственном магазине.

Дома или на объекте они могут добавить воду для получения того объема краски, который им нужен: чтобы покрыть небольшой участок или покрасить целую стену.

Для подготовки стандартного объема (например, 10 литров готового продукта) конечные пользователи берут воду, добавляют порошок и смешивают в течение примерно пяти минут с помощью специального устройства. Для получения небольших объемов (около одного литра или меньше) для смешивания достаточно простого встряхивания.

СТОЙКОСТЬ К ВЛАЖНОМУ ИСТИРАНИЮ И УКРЫВИСТОСТЬ

Тщательные испытания показали, что краски, получаемые с помощью диспергируемого полимерного порошка, отвечают стандартам высокого качества. Один из важных критериев хорошей краски – это укрывистость. Чтобы определить этот показатель, лаборанты брали специальные подложки для определения непрозрачности, взвешивали их и измеряли их плотность с помощью пикнометра. После этого из раствора отливали две пленки толщиной 150 мкм и 225 мкм. Затем снова взвешивали подложки. Пленка высыхала в течение 24 часов при температуре 23 °C и влажности 50%. После сушки непрозрачность измеряли с помощью специального оборудования. На следующем этапе все полученные результаты использовали для вычисления коэффициента контрастности.

Согласно стандарту ISO 6504-3, существует четыре класса укрывистости красок, начиная с класса 1, характеризующего наибольшую укрывистость (коэффициент контрастности ≥ 99,5), и заканчивая классом 4 с наименьшей укрывистостью (коэффициент контрастности < 95). Порошковые краски, содержащие диспергируемый полимерный порошок, достигают коэффициента контрастности от 98 до < 99,5, таким образом, их укрывистость относится к классу 2.

Диспергируемый полимерный порошок. (Фото: компания Wacker Chemie AG).

Еще одним важным критерием качества декоративных интерьерных красок является стойкость к влажному истиранию. Ее также проверяли в лабораториях компании WACKER в соответствии со стандартом ISO 11998. На первом этапе краски наносили на пластины из ПВХ толщиной 300 мкм.

Затем высушивали в течение 72 часов в условиях стандартной атмосферы, затем 24 часа – при 50 °C и еще 24 часа – снова в условиях стандартной атмосферы. После этого толщину пластин ПВХ измеряли вместе с высохшей краской и без нее. Затем пластину разрезали на несколько полос, каждую из них помещали в специальную машину, которая обеспечивает скольжение абразивной накладки по окрашенной поверхности, проводили 200 циклов истирания. Затем образцы ПВХ снова измеряли. Согласно стандарту ISO 11998, существует пять классов: класс 1 (наибольшая стойкость к влажному истиранию) при значениях потери толщины пленки <5 мкм после 200 циклов истирания; класс 5 (наименьшая стойкость) при значениях потери толщины пленки >70 мкм после 40 циклов истирания.

Результаты показывают, что стандартная краска, содержащая диспергируемый полимерный порошок, отвечает требованиям класса 2 (потеря толщины пленки от >5 мкм до <20 мкм после 200 циклов истирания).

ПОВЫШЕННАЯ ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ, НИЗКОЕ СОДЕРЖАНИЕ ЛОС, БЕЗ БИОЦИДОВ

Порошковые краски с диспергируемым полимерным порошком обладают слабовыраженным запахом и остаются устойчивыми даже без добавления консервантов. В зависимости от производителя и предпочтений клиентов, воду для диспергирования краски необязательно добавлять до самого момента нанесения, таким образом, устраняется необходимость в добавлении биоцидов в ходе производства. Порошковые краски на основе диспергируемого полимерного порошка также обладают более продолжительным сроком хранения, чем обычные дисперсионные краски. В них может быть крайне низкое содержание летучих органических соединений (ЛОС) (<1 г/л), что соответствует требованиям охраны окружающей среды.

Характеристики стандартного диспергируемого полимерного порошка представлены в таблице 1.

Краска, содержащая диспергируемый полимерный порошок, не требует органических растворителей, пластификаторов или пленкообразующих веществ, поскольку температура пленкообразования составляет примерно 0 °C. К тому же, полимерный порошок способствует дисперсии наполнителей и пигментов, тем самым повышая кроющую способность и растекаемость краски.

ХРАНЕНИЕ, ТРАНСПОРТИРОВКА И ПРИГОТОВЛЕНИЕ

Еще одним преимуществом порошковых красок является то, что по требованию можно приготовить точное количество краски, что исключает отходы продукта.

Их также проще транспортировать и хранить, чем дисперсионные краски. Как правило, экономия по весу составляет 40% по сравнению с дисперсионными красками.

Более того, порошковые краски можно упаковывать не так, как жидкие краски: их можно хранить в мешках, что удобнее при транспортировке и хранении, а сухая форма гораздо безопаснее при повреждении упаковки или протечке во время транспортировки.

Порошковые краски можно хранить даже в суровых климатических условиях. В отличие от традиционных малярных красок, порошковые краски не застывают на холоде и не загустевают на жаре. Однако продолжительное хранение при температурах выше 30 °C, особенно в сочетании с нагрузкой под давлением, влажностью и воздействием солнечного света, может привести к слипанию. Чтобы защитить порошок от воздействия влаги, рекомендуется использовать в упаковке полиэтилен, поскольку он обладает низкой влагопроницаемостью.

Диспергируемый полимерный порошок также позволяет быстро подготавливать краску. Полимерные частицы с легкостью диспергируются в воде. Таким образом, краску можно наносить сразу после смешивания, в отличие от других порошковых красок, которым требуется время перед тем, как они будут готовы к использованию.

Консистенцию краски можно регулировать соотношением воды и порошка, т.е. специалисты могут решать, когда нужно наносить более толстый или тонкий слой краски в зависимости от требований конкретного проекта. Для стандартных составов мы установили рекомендованное соотношение – 150 г на 100 мл воды.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

На сегодняшний день большинство жидких красок для стен производится на водной основе.

Однако вода обеспечивает благоприятную среду для микробов и бактерий. Чтобы предотвратить рост таких организмов, в состав красок, как правило, добавляют биоциды, что продлевает срок их службы. Компания WACKER разработала диспергируемый полимерный порошок, позволяющий производителям получать малярные краски в порошковой форме для применения внутри помещений.

Технология не требует добавления биоцидов и обладает существенными преимуществами в отношении хранения и транспортировки красок.

Более подробная информация представлена на сайте www.wacker.com.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

  1. http://www.wirsindfarbe.de/presse/lacke-farben-aktuell/farben-brauchen-schutz/

Доктор Лада Бемерт, Wacker Chemie AG, Мюнхен, Германия

Связаться с нами

Готово, ваша заявка успешно отправлена.
Ошибка, попробуйте обновить страницу и попробовать снова.

Вам будет интересно

Составы на водной основе: решение проблем микробного загрязнения на рынке красок и покрытий
Составы на водной основе: решение проблем микробного загрязнения на рынке красок и покрытий
Для каждой проблемы есть свои решения. А каждое решение может быть сопряжено с трудностями. По…
Джуди Бетанкур
23.06.2021
241
Биоцид на многие годы
Биоцид на многие годы
Зарегистрированный Агентством по охране окружающей среды США (EPA) бензоат натрия одобрен в США для использования…
Стивен Фостер, Дженна Бланкеншип, Джули Вон Бидж
10.08.2022
60
«Химия-2022» уже совсем скоро!
«Химия-2022» уже совсем скоро!
Важнейшее выставочно-конгрессное событие для химической отрасли вновь соберет на своей площадке ведущие компании, отраслевые научно-исследовательские…
03.10.2022
46