Barva na vodní bázi je filmotvorný materiál na vodní bázi s emulzí polymerních složek – polyvinylacetát, styren-butadien, polyakrylát a další. Liší se jemnými provozními vlastnostmi, šetrností k životnímu prostředí a požární bezpečností.
Filmotvorné látky na vodní bázi (disperze ve vodě).
Emulze je dvoufázový systém nemísitelných kapalin, z nichž jedna je spojitá a druhá tvoří disperzní fázi ve formě malých inkluzí. Je to druh disperze.
Polymerní disperze se dělí na:
- primární nebo syntetické;
- sekundární nebo umělé.
První z nich se získávají polymerací monomerů přímo v kapalině. Druhým je dispergování hotového polymeru do kapalné fáze. V závislosti na stavu agregace hotového polymeru se syntetické disperze dělí na:
Emulze se tvoří při použití hotového polymeru v kapalném stavu nebo ve formě roztoku tvořícího film v organickém rozpouštědle. Suspenze se tvoří při použití pevných oligomerů, polymerů nebo hotových práškových barev; mají omezené použití.
Emulzní polymerace se používá v chemickém průmyslu, včetně výroby emulzních polymerů, jako jsou syntetické kaučuky a polyvinylchlorid. Může být vodný i nevodný. Monomery mohou být buď “pevné” (vinylacetát, methylmethakrylát) nebo “měkké” (butylakrylát), nebo plynné (ethylen, vinylidenchlorid). Podmíněně “tvrdé” a “měkké” polymery jsou dále rozděleny na základě mechanických charakteristik výsledného filmu. Emulzní polymerace je široce používána v průmyslu barev a laků.
Jak vznikají povlaky na bázi vodných disperzí
Příklad vodné disperze
Film z vodné emulze vzniká její koagulací na lakovaném povrchu v důsledku odstranění vody z poměrně tenké vrstvy emulze. S nárůstem objemového obsahu dispergované fáze v procesu mizení vody vzniká gelovitá struktura, přičemž globule „zapadají“ do nejkompaktnějších struktur. V budoucnu se globule k sobě přiblíží s odpovídající deformací a zvýšením mezifázových hranic. Pod mikroskopem výsledná struktura připomíná plástev.
Tvorba filmu končí vymizením fyzikálních hranic mezi částmi složek polymeru v důsledku difúze meziglobulárním prostorem makromolekulárních segmentů, ke které dochází pouze při segmentální mobilitě molekul. Typicky je tato mobilita zajištěna při teplotě nad teplotou skelného přechodu polymeru. Při nesplnění této podmínky pro standardní podmínky se zvyšuje segmentová pohyblivost polymerních částic pomocí různých přísad rozpouštědel (koalescentů), změkčovadel a změkčovadel.
Schopnost vodných emulzí tvořit film je charakterizována minimální teplotou tvorby filmu (MFT), která je pro většinu vodou disperzních materiálů alespoň 5 °C.
Reologické vlastnosti
Viskozita disperzního prostředí je tak nízká, že reologické vlastnosti emulzních barev nezávisí ani tak na typu a vlastnostech polymerní složky, ale na její koncentraci.
Do značné míry jsou reologické vlastnosti ovlivněny velikostí částic polymerní složky. Gelovitá struktura s malými částicemi má nízkou smykovou viskozitu, respektive vysokou tixotropii, barva se dobře nanáší, ale štětec zanechává stopy kvůli špatnému roztékání. Emulze s velkými částicemi tvoří barvy, které jsou příliš tekuté a náchylné k šmouhám.
Obecně platí, že viskozita nátěrové hmoty závisí na vodném prostředí a lze ji snadno regulovat ve vodě rozpustnými zahušťovadly. Velikost a tvar pigmentů a plniv ovlivňuje tekutost v menší míře.
Barva na vodní bázi: složení, typy kopolymerů
Druhy vodou ředitelných barev
Hlavní složky vodou disperzních barev a laků:
- Filmové formovače;
- pigmenty;
- plniva;
- funkční přísady:
- smáčedla (povrchově aktivní látky);
- pigmentové stabilizátory;
- změkčovadla a koalescenční rozpouštědla;
- regulátory kyselosti, pufrovací přísady;
- odpěňovače;
- stabilizátory odmrazování/mrazování.
Povrchově aktivní látky poskytují:
- podmínky pro polymeraci monomerů;
- stabilizaci výsledných polymerních částic.
Při emulzní polymeraci se běžně používají aniontové a neiontové povrchově aktivní látky. Během vytváření povlaku může povrchově aktivní látka bránit koalescenci polymerních částic.
Koalescentní přísady a změkčovadla zajišťují mobilitu molekul v procesu tvorby filmu. Na rozdíl od plastifikátorů se koalescenční přísady odpařují z filmu během jeho tvorby a počáteční doby provozu, aniž by to ovlivnilo fyzikální a mechanické vlastnosti povlaku. V praxi se změkčovadla a koalescenty používají společně.
Navzdory skutečnosti, že disperze lze získat z téměř jakýchkoli polymerních materiálů, v průmyslu barev a laků se používají hlavně:
- polyvinylacetát a jeho kopolymery;
- styren-butadienové kopolymery;
- akrylové kopolymery.
Polyvinylacetátové emulze
První se začal používat v průmyslu barev a laků. Při pokojové teplotě je polyvinylacetát poměrně „tvrdý“ polymer. Potřebná pružnost fólie je zajištěna plastifikací:
- vnější – rozpouštědlové plastifikátory.
- vnitřní – kopolymerace.
Použití rozpouštědlových změkčovadel je ekonomicky nerentabilní, výsledné fólie nejsou dostatečně stabilní, většina rozpouštědel se při provozu fólie ztrácí. Zlepšení výkonnostních vlastností výsledného filmu použitím komplexních směsí několika změkčovadel je neefektivní.
K získání kopolymerů se používají především estery kyseliny akrylové, fumarové a maleinové a také vyšší vinylestery. Kopolymerací se zvyšuje stupeň disperze polymerů, čímž se snižuje nasákavost filmu, snižuje se tendence k migraci organických pigmentů a zvyšuje se možnost zvýšení obsahu těchto pigmentů v nátěru.
Styren-butadienové kopolymery
Slávu získal během druhé světové války jako syntetický kaučuk, má elasticitu a lepivost charakteristické pro elastomery. Pro zvýšení tvrdosti a odolnosti fólie se obsah styrenu v kopolymeru zvyšuje na 50. 60 %.
Styren-butadienové kopolymery jsou méně náchylné k emulgaci, mají horší trvanlivost a odolnost vůči povětrnostním vlivům než polyvinylacetát a polyakryláty a používají se výhradně v interiéru.
Akrylová barva na vodní bázi
![Technické vlastnosti vodou ředitelných barev]()
Technické vlastnosti vodou ředitelných barev
Vysoká cena akrylových monomerů je způsobena značnými výrobními náklady a omezuje masové používání akrylových barev a laků. Kde je to možné, akrylové kopolymery pro získání vysoce kvalitních povlaků
překonávají polyvinylacetát a styren-butadion. Fólie na bázi polyakrylátů mají vysokou odolnost proti povětrnostním vlivům, dobrou odolnost proti vodě a jsou odolné vůči ultrafialovému záření. Snadná kopolymerace akrylových monomerů s různými typy monomerů a polymerů poskytuje dostatek příležitostí ke kontrole technologických, provozních a speciálních vlastností výsledného filmu. Nejčastěji používaná kopolymerace se styrenem.
Typickým představitelem vysoce kvalitní akrylové barvy na vodní bázi je VEAK 1180. Liší se vysokými technologickými a provozními vlastnostmi. Lze použít pro venkovní i vnitřní práce. Snadno tónovatelné. Nanášejte štětcem, válečkem nebo stříkací pistolí.
Barva na vodní bázi: aplikace, specifikace
Podle oblasti použití se dělí na:
- Půdy.
- Přední.
- Pro vnitřní práce.
- Speciální.
půdy se používají ke zpevnění podkladu, vyhlazení jeho defektů a zvýšení přilnavosti lakovaného povrchu. Chraňte nátěry před napadením agresivními složkami cementového podkladu, zvláště nedávno vyrobených. Mohou být buď pigmentované nebo nepigmentované. Půda musí mít následující technické vlastnosti:
- dobrá penetrační schopnost;
- vytvoření filmu s přijatelnými pevnostními vlastnostmi;
- schopnost poskytovat vynikající přilnavost;
- odolnost vůči hydrolýze a elektrolytickým procesům;
- odolnost vůči vodě.
Fasádní vodou ředitelné barvy a laky musí být odolné vůči:
- kolísání teploty;
- ultrafialová radiace;
- vliv vody a chemikálií obsažených v atmosféře;
- otěr;
- vystavení mikroorganismům (plísně, lišejníky a řasy).
Fasádní nátěry musí mít stabilitu během provozu, nízkou nasákavost s dobrou paropropustností. Fasádní barvy používají pigmenty a plniva odolné proti slunečnímu záření. V tomto případě může odolnost nátěru vůči povětrnostním vlivům záviset více na kvalitě pigmentu než na typu disperze.
Barva na vodní bázi pro interiérové práce
![Barva na vodní bázi pro interiérové práce]()
Barva na vodní bázi pro interiérové práce
Měkčí provozní podmínky barev a laků pro interiérové práce umožňují použití různých typů kopolymerů jako filmotvorných látek, včetně styren-akrylu, vinylacetátu, polyvinylacetátu a vysokohustotního polyetylénu. Neexistují žádné vážné požadavky na voděodolnost nátěrů. Použití barev s nízkým obsahem kopolymerů a vysokým obsahem plniv umožňuje optimalizovat poměr ceny a kvality.
Nátěry pro vnitřní práce se vyznačují následujícími vlastnostmi:
- dobrá krycí schopnost;
- snadné malování, žádné vady;
- použití pro stěny i stropy;
- plasticita, odolnost proti praskání;
- dobrá kompatibilita s tónovacími pastami;
- odolnost proti kartáčování a mytí.
Speciální vodou ředitelné barvy a laky se používají na ohnivzdorné nátěry, do koupelen nebo na podlahy, na nátěry kovů, tapet a dalších materiálů.
Výhody a nevýhody
Výhody vodou ředitelných barev a laků:
- vysoké provozní vlastnosti povlaku;
- dobrá přilnavost k lakovanému povrchu;
- ekonomická spotřeba;
- možnost malování mokrých povrchů nebo při vysoké vlhkosti;
- úspora nenávratně ztracených organických rozpouštědel;
- neškodnost použití;
- požární bezpečnost;
- vyrobitelnost povlaku;
- krátká doba sušení;
- získání jiné barvy vlastníma rukama pomocí barvy;
- snadná údržba pracovního nástroje.
- nízké limity mrazuvzdornosti použití v chladném období.
Výroba vodou ředitelných barev
Široká škála materiálů na vodní bázi umožňuje zvolit typ nátěru pro téměř jakékoli podmínky použití při zachování jeho ekologických a požárně bezpečnostních výhod. Proto je tento směr v průmyslu barev a laků nejslibnější a postupně nahrazuje jiné typy laků a barev.
