Краски разводимые водой, эмульсия в красках, отличия водоэмульсионной и дисперсионной красок

Содержание статьи

• Эмульсия
• Дисперсия
• Характеристики водоэмульсионной
• Состав водно-дисперсионной
• Отличия красок

Количество лакокрасочных материалов, поставляемых сегодня на строительный рынок, настолько велико, что, не являясь специалистом в данной области, очень легко можно запутаться в этом изобилии. С одной стороны, всегда можно обратиться за помощью к специалисту, с другой же, есть возможность разобраться по крайней мере в некоторых из них.

Является ли верным распространённое мнение о том, что водно-дисперсионная и водоэмульсионная краска – это один и тот же красящий состав, обладающий одинаковыми свойствами, и эти термины взаимозаменяемы?

Часто считается, что «водно-дисперсионная» — это всего лишь более «модное» описание устаревшего названия водоэмульсионной краски. Однако, это не так.

В сущности, несмотря на одинаковую составляющую часть – воду, эти лакокрасочные материалы являются разными по составу, и, следовательно, не представляют один и тот же продукт с разными названиями.

Для того, чтобы лучше разобраться в этом вопросе, обратимся к определению слов «дисперсия» и «эмульсия».

Краска и эмульсия

Эмульсия представляет собой смесь, которая состоит из воды и жирных веществ, не растворяющихся в воде. Для того, чтобы облегчить процесс формирования смеси такого рода, нерастворимые в воде вещества, то есть полимеры, из которых состоит краска, проходят предварительную подготовку перед эмульгированием. Она заключается в добавлении каких-либо органических растворителей или спиртов/кислот. То есть, по сути, водоэмульсионная краска – это две несмешивающиеся жидкости, или так называемые «фазы», при этом одна из них является «внешней», в силу того, что содержит в себе другую, «внутреннюю», которая распределяется в ней в качестве микроскопических капель.

Таким образом, для того, чтобы довести водоэмульсионную краску до более жидкой консистенции (что может быть необходимо при использовании пульверизатора для её нанесения или в случае её загустения), понадобится органический растворитель под названием white spirit (от анг. «белый спирт»), также называемый растворителем Стоддарда.

Краска и дисперсия

Дисперсия же представляет собой смесь твёрдых частиц в жидкости, в случае водно-дисперсионной краски, в воде, без содержания органических растворителей. Следовательно, для доведения до требуемой консистенции этого вида краски потребуется вода.

Помимо этого, для более глубокого понимания различий между этими двумя видами краски, следует уделить некоторое внимание их техническим характеристикам.

Наиболее важными из них являются следующие:

1. Состав лакокрасочного материала.
2. Степень вязкости.
3. Вес наносимого раствора.
4. Расход краски на один квадратный метр.
5. Особенности использования.

Водоэмульсионные краски

Этот вид лакокрасочных материалов пользуется широким спросом и имеется в продаже в большом количестве.

Характеристики водоэмульсионной краски

• В состав краски входит вода, пигменты и полимеры (жирные вещества). В этом водоэмульсионные краски схожи с водно-дисперсионными, однако, в случае первых часть воды заменена органическим растворителем для упрощения эмульгирования. Краски этого вида также могут содержать силиконовые, силикатные, акриловые или минеральные смолы.
• Вязкость (измеряется в Стоксах, условное обозначение – Ст) определяется количеством водной составляющей в краски. Определяется этот показатель с помощью вискозиметра. Как правило, средняя вязкость должна равняться 45 Ст, но для нанесения краски с помощью, например, краскопульта, значение вязкости должно быть равно приблизительно от 20 до 25 Ст.
• Вес одного литра водоэмульсионной краски в среднем равен 1,4-1,5 килограмм.
• В силу хорошей укрывистости, на один квадратный метр поверхности расходуется, в основном, около 200-210 мл, однако, следует принимать во внимание тип поверхности, подлежащей окрашиванию, показатель вязкости и прочие факторы.
• Температура окружающей среды при работе с краской должна быть не менее +5°С, а оптимальная начинается от +°20С до +25°С, при относительной влажности в 50%-65%.

В зависимости от дополнительной составляющей, водоэмульсионные краски делятся на акриловые, минеральные, силикатные и силиконовые, и это имеет решающий фактор при формировании их цены и определении, к нанесению на какой тип поверхности лучше подходит та или иная «водоэмульсионка».

Самым распространённым вариантом является водоэмульсионная краска на основе акриловых смол. Это определяется широкой сферой применения (может наноситься на кирпич, бетон, дерево, штукатурку и даже стекло) и хорошей стойкостью краски.

Самый экономный вариант – минеральная водоэмульсионная краска.

Основным составляющим в ней могут быть гашеная известь или цемент. Эта краска также подходит для покрытия различных материалов, но срок службы, в отличие от акриловой, будет меньше.

Наименее бюджетный вариант представляет собой краска с силиконовыми смолами, которые делают её более устойчивой к воздействию влаги и механическим воздействиям, а также она хорошо ложится на любые поверхности.

Силикатные же водоэмульсионные краски имеют в составе жидкое стекло, что позволяет использовать их в помещениях с высокой влажностью.

Водоэмульсионные краски можно приобрести в разных цветовых вариантах.

Таблица. Основные показатели покрытий, образуемых водоэмульсионными красками.

Показатель	Акрилатные краски	Поливинил-ацетат-ные краски	Стирол-бутадиеновые краски	Стирол-бутадиеновая грунтовка
Твердость	0,25-0,40	0,2-0,3	0,20-0,25	0,35-0,50
Водопоглощение за 24 ч, %	0,5-1,0	1-3	1-3	0,5
Смываемость, г/м2, не более	1-3	3-7	2-5	0
Ориентировочный предельный срок службы покрытия, гг.	8	5	3
Укрывистость высушенной пленки,г/м2 не более	100	120	120	180
Морозостойкость краски, циклы, не менее	5	5	5	5
Внешний вид пленки	После высыхания краска должна образовывать пленку с ровной однородной матовой поверхностью
pH краски	8,0-9,0	6,8-8,2	Не менее 8,0	Не менее 6,5
Время высыхания до степени, ч, не более	1	1	1	1
Массовая доля нелетучих веществ, %	55-60	52-57	60-65	52-57
Условная вязкость, не менее с диаметром сопла 4 мм с диаметром сопла 6мм	120	100	120	180
Стойкость пленки к статическому воздействию воды, ч не менее	12	24	24	4
Условная светостойкость %, не более	—	5	—	—
Степень перетира, мкм, не более	60	60	60	30

Водно-дисперсионная краска

Состав водно-дисперсионной краски

Водно-дисперсионные краски также различаются в зависимости от присутствующих в их составе связующих веществ.

Наименее дорогостоящая водно-дисперсионная краска имеет в своей основе поливинилацетат, или, говоря проще, привычный всем ПВА. Она не отличается выдающейся способностью противостоять влаге, и чаще всего применяется при покраске потолков в помещениях с умеренной влажностью. Ещё одним недостатком этого подвида водно-дисперсионной краски является слабая устойчивость к загрязнениям.

Латексная краска создаёт гораздо более прочное покрытие, которому не грозит загрязнение или повреждение от избыточной влажности в помещении.

За исключением состава (и вытекающих из этого особенностей), прочие характеристики водно-дисперсионной краски, такие, как вес, вязкость и расход схожи с водоэмульсионной краской.

Как правило, водно-дисперсионная краска содержит белый пигмент (цинковые белила или двуокись титана), и степень её белизны свидетельствует о качестве красящей составляющей. При необходимости, нужный цвет получают с помощью тонирования краски колером. Эту процедуру можно провести как непосредственно на месте работ, так и в магазине (рекомендуется второй вариант).

Отличия водно-дисперсионной краски от водоэмульсионной

Преимущества водоэмульсионной краски.

• Основным компонентом краски является вода, она является так называемой внешней фазой, содержащей жирные вещества и пигменты
• Механизм действия краски после нанесения на поверхность состоит в том, что вода, способствующая распределению связующих веществ и пигментов, испаряется, а вышеупомянутые вещества формируют покрытие из прочной «дышащей» плёнки, которая устойчива к истиранию.
• Разные виды связующих веществ обусловливают разные свойства краски и сферу её применения.
• Краска не устойчива к воздействию влаги и слой краски может быть повреждён при неоднократном влажном протирании.
• По причине наличия воды в составе при замерзании и последующем размораживании краска может утратить часть своих свойств.
• Продаётся в разных цветовых вариантах.

Преимущества водно-дисперсионной краски.

• Вода в качестве основного компонента содержит взвесь пигментов и связующих веществ в виде рассеянных мельчайших частиц, без разбавления органическими растворителями, в отличие от водоэмульсионной краски.
• Механизм действия водно-дисперсионной краски не отличается от водноэмульсионной (с точки зрения взаимодействия с поверхностью, эти краски можно назвать идентичными).
• Водно-дисперсионная краска хорошо отталкивает воду (особенно отдельные её виды), в силу чего обладает не только высокой устойчивостью к истиранию, но и к влажному протиранию, что значительно расширяет сферу её применения.
• Также может испортиться при замерзании и последующем оттаивании.
• Продаётся в основном белого цвета, нежелательна к приобретению в другом цвете, так как окрашивание на заводе-производителе может свидетельствовать о желании производителя скрыть низкое качество белого пигмента. Краска может быть тонирована до нужного оттенка при помощи колера, однако, следует учитывать, что основным цветом будет являться белый, и при планировании дизайна исходить из этого.

Таким образом, очевидно, что термины «водно-дисперсионная» и «водоэмульсионная» не являются взаимозаменяемыми. Эти краски отличаются как по составу, так и по назначению, а также имеют некоторые нюансы. Также среди двух видов этих лакокрасочных материалов существуют очевидные сходства, которые объясняют, почему одно понятие нередко заменяется другим.

Водно-дисперсионные ЛКМ, полиуретановые и акриловые дисперсии, водоразбавляемые алкиды

Статьи и наши публикации в журналах.

Куликова Н. Г., Технический специалист по водным системам
компания «Аттика», г.Санкт-Петербург
Водно-дисперсионные лакокрасочные материалы (ЛКМ) используются при изготовлении красок, грунтовок, шпатлевок и непигментированных материалов. Они классфицируются по химической природе пленкообразующего вещества, которое является основным компонентом рецептуры. Водные ЛКМ, как правило, изготавливаются на акриловых, стирол-акриловых, полиуретановых дисперсиях, водоразбавляемых алкидах и т.п.
Под водными дисперсиями полимеров подразумевают дисперсии, в которых обязательным компонентом дисперсионной среды является вода. Использование водоразбавляемых дисперсий в качестве пленкообразующих систем в значительной мере позволяет решить проблемы окружающей среды.
Классические сферы применения водно-дисперсионных (ВД) ЛКМ — это строительство и бытовой ремонт, но благодаря новым технологиям производства дисперсий их стало можно применять и в промышленном направлении для окраски древесины, металла, пластика, стекла, минеральных оснований и т. д. Формирование покрытий на основе ВД ЛКМ происходит путем испарения воды. Полимерные частицы сначала уплотняются до образования упаковки шаров (рис. 1), затем круглые полимерные частицы под влиянием капиллярного давления жидкости деформируются до ромбических додекаэдров, которые в результате диффузии молекул пленкообразователя постепенно теряют границу раздела (коалесцируют).

Рис. 1 Процесс пленкообразования водных дисперсий

Ассортимент дисперсий, выпускаемых в настоящее время компанией Synthopol, очень широк, рассмотрим некоторые из них.
1. Акриловые дисперсии — одна из разновидностей полимеров, получаемая путем полимеризации акриловой кислоты и ее эфиров в присутствии эмульгаторов и стабилизаторов. Основные свойства дисперсий (температура стеклования, минимальная температура пленкообразования — МТП) и физико-механические свойства покрытий на их основе зависят от структуры основных и боковых цепей полимерной макромолекулы.
Лакокрасочные покрытия на основе акриловых дисперсий сохраняют цвет и выдерживают интенсивное УФ-излучение, обладают высокой эластичностью и водоотталкивающими свойствами, что позволяет успешно применять такие ЛКМ для минеральных и деревянных поверхностей как снаружи, так и внутри помещений.

Таблица 1. Основные характеристики акриловых дисперсий 

Водная, самосшивающияся чисто акриловая эмульсия

Для понижения МТП водных дисперсий используют коалесцирующие добавки. К ним относят малолетучие органические жидкости, ограниченно растворимые в воде и по­лимере, обеспечивающие временную пластификацию полимера в период пленкообразова­ния и испаряющиеся из пленки в основном в процессе ее формирования. К таким вещест­вам относятся гликолевые эфиры, способные совмещаться с полимерами.
2. Полиуретановые дисперсии — это класс синтетических полимеров, получаемых взаимодействием полиизоцианатов с соединениями, содержащими гидроксильные группы. С помощью подбора компонентов (изоцианатов и гидроксилсодержащих соединений) можно в широких пределах варьировать их свойства. Основными свойствами полиуретановых дисперсий являются хорошая механическая прочность и одновременно эластичность. Преимуществом полиуретановых дисперсий можно считать и то, что они сочетают в себе такие качества, как химстойкость и стойкость к воздействию механических нагрузок. В связи с этим они нашли широкое применение, особенно в водных лаках для паркета и мебели (табл. 2).

Таблица 2. Основные характеристики полиуретановых дисперсий 

Водная дисперсия алифатического полиуретана

Водная акрил-модифицированная полиуретановая дисперсия

Акрил-полиуретановая дисперсия является единой цепью ПУ акрилового полимера. Системы комбинированных дисперсий, созданные путем простого смешивания, обладают ограниченными возможностями (при простом смешении не происходит связи на молекулярном уровне, между полимерными цепями нет взаимодействия). В то время как специально синтезированные гибридные системы, такие, как Liopur PFL 3198, обладают более высокими качественными свойствами.
3. Водоразбавляемые алкиды. Алкиды — это полиэфиры, которые имеют разветвленное строение. Они являются продуктами взаимодействия жирных кислот и спиртов. Алкидные смолы подразделяются на водо- и органоразбавляемые.

Таблица 3. Основные характеристики водоразбавляемых алкидов 

Уретан-модифицированная алкидная смола

В предлагаемой публикации рассмотрена пропитка по дереву  на основе уретан-модифицированной алкидной смолы Synthalat  PWL 819 (см. Табл. 4).

Таблица 4. Характеристики  пропитки по дереву на основе

уретан-модифицированной алкидной смолы Synthalat  PWL 819

Наименование показателя	Значение	Метод испытания
1 Внешний вид пропитки	Однородная, молочного цвета жидкость	Внутренний метод
2 Показатель активности водородных ионов, единиц рН	5,7	ГОСТ Р 52020
3 Плотность, г/см3	1,004	ГОСТ  Р 53654.1
4 Массовая доля нелетучих веществ, %	26,1	ГОСТ 31939
5 Время высыхания до степени 3,  мин	25	ГОСТ 19007
6. Глубина проникновения, мм	10	Внутренний метод
7. Водопроницаемость пленки на древесине, мин	> 14	Внутренний метод

Для пропиток по дереву одним из главных показателей является глубина проникновения и водопроницаемоть пропитки, отвечающие за качественные показатели готового продукта.
Глубиной проникновения (Рис.2) называется расстояние, измеряемое в миллиметрах от наружной поверхности древесины до границы проникновения пропитки. При пропитке древесины глубину проникновения определяют путем измерения окрашенной зоны дре-весины (пропитка была затонирована для более точной оценки испытания).

Рис. 2 Глубина проникновения пропитки на основе Synthalat  PWL 819

Водопроницаемость пленки определяют, чтобы показать эффективность и работу пропитки. Пропитка, просачиваясь вглубь древесины, не просто проникает, а закупоривает поры, обеспечивая их водонепроницаемость и увеличивая водостойкость финишного слоя.

Водопроницаемость пленки на древесине 

В настоящее время широкое применение нашли водоразбавляемые ЛКМ. По сравнению с ЛКМ на основе растворителей они обла дают рядом преимуществ, так как экологически безопасны для человека и окружающей среды. Компания «Аттика» является эксклюзивным дистрибьютером сырья для ЛКМ компании-производителя SYNTHOPOL CHEMIE на отечественном рынке. Компания предлагает высококачественные водоразбавляемые дисперсии европейского (Германия) производителя, осуществляя техническое сопровождение продаж и индивидуальный подход к каждому клиенту.
Список литературы:
1. Сорокин М.Ф. Химия и технология пленкообразующих веществ. — М.: Химия, 1989.
2. Мюллер Б., Пот У. Лакокрасочные материалы и покрытия. Принципы составления рецептур. — М.: Пэйнт-Медиа, 2007.
3. Мельников И. Лакокрасочные материалы. Виды лакокрасочных материалов. — ЛитРес, 2011.
4. Казакова Е.Е., Скороходова О.Н. Водно-дисперсионные акриловые лакокрасочные материалы строительного назначения. — М.: Пэйнт-Медиа, 2003.

и дисперсии: в чем разница?

Гомогенизация — это процесс уменьшения размера частиц молекул для получения более эффективных и качественных эмульсий и дисперсий. Этот метод используется во многих отраслях промышленности: фармацевтической, биотехнологической, косметической, лекарственной и пищевой. Однако прежде чем приступить к поиску подходящего гомогенизатора для выполнения поставленной задачи, важно разобраться в мире эмульсий и дисперсий: что это такое? Как они создаются? Каковы различия между ними? Хотя эти термины часто используются взаимозаменяемо, между ними есть некоторые ключевые различия. Продолжайте читать, чтобы узнать больше о дисперсиях и эмульсиях и о том, как правильно выбрать гомогенизатор для нужд вашей отрасли.

Эмульсия определяется как гетерогенная система, состоящая из двух жидкостей, которые не могут смешиваться друг с другом. Одним из примеров возможной эмульсии может быть смесь масла и воды — двух несмешивающихся жидкостей. Чтобы жидкости не отделялись, как это обычно бывает, добавляется третья жидкость, называемая поверхностно-активным веществом. Поверхностно-активное вещество предотвращает разделение жидкостей и позволяет одной жидкости равномерно распределяться в другой. Когда масло представляет собой диспергированную жидкость, эмульсия классифицируется как эмульсия масло-в-воде. И наоборот, когда диспергируемой жидкостью является вода, эмульсия известна как дисперсия вода-в-масле.

Дисперсии также известны как суспензии и состоят из твердых частиц размером от 0,001 микрометра до 1 микрометра, равномерно распределенных по сплошной среде. Примеры дисперсий включают чернила, красители и даже продукты питания, такие как соус для барбекю. Хотя процесс диспергирования часто называют измельчением или помолом, на самом деле измельчения частиц не происходит. Вместо этого для создания дисперсий используется такое оборудование, как коллоидные мельницы , песочные мельницы или гомогенизаторы высокого давления.

При создании дисперсии или эмульсии для применения в вашей отрасли важно выбрать высококачественный гомогенизатор. Хороший гомогенизатор высокого давления использует большое количество энергии для создания эмульсий, а это означает, что для выполнения работы требуется меньше поверхностно-активного вещества. Точно так же при создании дисперсий гомогенизаторы высокого давления очень эффективны при создании очень малых размеров частиц.

BEE International предлагает ряд высококачественных гомогенизаторов, отвечающих потребностям вашей отрасли. Наши гомогенизаторы подходят практически для любых условий, включая лаборатории, экспериментальные установки и промышленное производство. Свяжитесь с нами сегодня, чтобы узнать больше о том, как наши гомогенизаторы высокого давления могут удовлетворить ваши особые потребности.

Для получения дополнительной информации об уменьшении размера частиц и о том, как добиться эффективных и стабильных результатов , загрузите нашу БЕСПЛАТНУЮ электронную книгу:

В чем разница между эмульсиями и дисперсиями?

Многие продукты, помогающие нам в повседневной жизни, — молоко, красители, чернила, солнцезащитный крем и фармацевтические кремы — состоят из эмульсий или дисперсий. Эти два продукта, хотя и чужды широкой публике, не занимающейся наукой, хорошо знакомы исследователям и ученым, использующим их. Однако эмульсии и дисперсии невероятно похожи, и поэтому их легко принять за одно и то же. Ниже приводится характеристика эмульсий и дисперсий, а также то, чем они отличаются друг от друга.

Эмульсия представляет собой однородную смесь двух несмешивающихся жидкостей, чаще всего масла и воды. Эмульсии масло-в-воде (м/в) с непрерывной водной фазой характеризуются такими продуктами, как увлажнители. Напротив, другой основной тип, эмульсии вода-в-масле (в/м), имеют непрерывную масляную фазу и известны такими продуктами, как солнцезащитный крем. Другие широко известные продукты на основе эмульсии включают жиры, молоко, винегрет и латексную полимеризацию.

Дисперсия, с другой стороны, представляет собой раствор, состоящий из мелких твердых частиц, диспергированных во второй фазе, чаще всего в воде. Поскольку твердые частицы нерастворимы в воде, они должны подвергаться интенсивному перемешиванию с водой для создания однородной и гомогенной смеси. . Общие примеры дисперсий включают кетчуп, антацид, чернила, краситель.

Поскольку как эмульсии, так и дисперсии состоят из жидкостей или твердых веществ, которые обычно не смешиваются, для поддержания гомогенного состояния требуется интенсивное перемешивание и стабилизаторы/поверхностно-активные вещества. Для приготовления эмульсии требуются три ингредиента: масло, вода и поверхностно-активное вещество. Получение макроэмульсий относительно просто и может быть выполнено с помощью высокоскоростной мешалки. Если вам нужны более мелкие капли, как в микроэмульсиях, требуются более высокие уровни поверхностно-активного вещества и энергии; гомогенизация может довольно легко получить более мелкие капли. (1) Формирование дисперсии характеризуется четырьмя основными этапами: 1) смачивание для вытеснения воздуха из частиц, 2) физическое разделение, осуществляемое с использованием сдвига для приложения механической энергии, 3) стабилизация для предотвращения повторного прилипания частиц и 4) обработка посредством гомогенизация.

Когда вы начинаете или продолжаете процесс производства эмульсий или дисперсий, успех вашего продукта может зависеть от оборудования, используемого для его производства. Гомогенизация под высоким давлением является распространенным методом синтеза обоих продуктов из-за мощного процесса смешивания и эффективности затрат/времени. Гомогенизатор будет сдвигать жидкость, проталкивая ее через ограничительный клапан, образуя высококачественную эмульсию.

Компания BEE International Technology пользуется доверием руководителей лабораторий и ученых во всем мире благодаря своим гомогенизаторам высокого давления. Они предлагают высококачественные и надежные гомогенизаторы, которые могут помочь вашей лаборатории производить нано/микроэмульсии, дисперсии и суспензии. . Если вы заинтересованы в производстве более качественных эмульсий и дисперсий, вам необходимо добиться более мелких капель, что требует эффективного и последовательного уменьшения размера частиц.