Микрокальцит – наполнитель для лакокрасочных материалов

Современные лакокрасочные материалы

Современные лакокрасочные материалы (ЛКМ) — это многокомпонентные составы. Основная цель, ради которой создаются лакокрасочные «композиции», — получение покрытия с заданными свойствами.

Лакокрасочные композиции могут состоять из нескольких сырьевых компонентов:

  • пигменты (обеспечивают цвет и непрозрачность)
  • наполнители (отвечают за твердость и другие свойства)
  • связующие или плёнкообразователи (объединяют пигменты и наполнители в единое целое)
  • растворители (обеспечивают текучесть)
  • специальные добавки (сиккативы — для ускорения высыхания покрытия, диспергаторы — для улучшения распределения частиц пигмента и наполнителя в лакокрасочной композиции и т.д.).

Виды лакокрасочных композиций

Лакокрасочная композиция

Для потребителя

Для производителя

Шпатлевка

Масса для выравнивания шероховатых, пористых и волнистых поверхностей перед их окраской

Густая вязкая масса, состоящая из пигментов, наполнителей или их смеси в связующем веществе с введением добавок или без них. Содержание наполнителей и пигментов в шпатлевке в несколько раз превышает количество пленкообразователя

Грунтовка (праймер)

Как правило, жидкость для подготовки поверхностей к финишной отделке (окраске) для улучшения сцепления, от чего зависит качество нанесения краски или эмали

Суспензия пигмента или смеси пигментов с наполнителями, наносимая на окрашиваемую поверхность и образующая после высыхания однородную непрозрачную пленку с хорошим сцеплением с поверхностью, обеспечивающая качественное нанесение декоративного (финишного) слоя краски или эмали.

Краска

Цветные красящие вещества

Однородная суспензия пигментов или их смеси с наполнителями в связующем веществе, образующие после высыхания однородную непрозрачную твердую окрашенную пленку. Различают краски на органической основе (например, масляные краски) и водной основе (воднодисперсионные краски).

Эмаль

Цветные красящие вещества с различной декоративностью (блеск, фактура и т.п.)

Суспензия пигмента или их смеси с наполнителями в лаке, образующая после высыхания непрозрачную твердую защитную и декоративную пленку с разной фактурой и степенью блеска. Эмали бывают масляные, алкидные, эпоксидные, нитроцеллюлозные и др.

Лак

Вещество для получения защитного прозрачного покрытия

Раствор пленкообразующих веществ в органических растворителях, образующий после высыхания твердую прозрачную однородную пленку. В состав лака входят связующие, растворитель и добавки, но не добавляются пигменты и наполнители

 

Роль пигментов и наполнителей в лакокрасочной композиции

Как уже было указано, пигмент — твердое химическое вещество, придающее лакокрасочному материалу цвет и непрозрачность. Это могут быть неорганические или органические, природные или искусственные, нерастворимые вещества, которые способны образовать со связующем защитные и декоративные покрытия. Пигмент также влияет на определенные механические свойства, на устойчивость к действию воды, света, химических реагентов и атмосферных явлений.

От типа пигмента зависит укрывистость ЛКМ — это важнейший технологический показатель, который определяет способность пигмента делать невидимой поверхность, на которую наносится лакокрасочный материал. Другими словами, укрывистость характеризует расход лакокрасочного материала на 1 м2 окрашиваемой поверхности. Таким образом, укрывистость и экономическая эффективность ЛКМ — два неразрывно связанных понятия.

Наполнитель — твердый компонент, придающий ЛКМ нужную вязкость и другие механические свойства. Наполнители могут частично заменять в лакокрасочных композициях дорогостоящие пигменты и улучшать некоторые свойства материалов.

Наполнители повышают адгезию покрытий (способность удерживаться на поверхности окрашенного изделия). Ряд наполнителей механически укрепляют структуру покрытия, повышают твердость, атмосферостойкость и влагостойкость.

Атмосферостойкость — способность лакокрасочного покрытия сохранять в течение продолжительного времени свои защитные и декоративные свойства в атмосферных условиях. Потеря декоративных свойств лакокрасочных покрытий характеризуется потерей блеска, изменением цвета, белесоватостью, грязеудержанием и т.д.

Массовая доля пигментов и наполнителей в красках и эмалях составляет 20-50%, в грунтовках — до 55-60%, в шпатлёвках — до 70%.

Природные неорганические наполнители для ЛКМ

Природные неорганические наполнители, используемые для лакокрасочных материалов, получают путем измельчения, обогащения, термической обработки горных пород и минералов.

Наполнителями для ЛКМ могут служить:

  • каолин
  • микрокальцит (молотый мрамор, микромрамор, карбонат кальция кристаллический)
  • тальк (микротальк, тальк технический)
  • мел, слюда и др.

Чаще всего в состав лакокрасочных материалов вводятся белые наполнители. Наполнители серые или слабоокрашенные имеют ограниченное применение.

Получение качественного наполнителя из природного сырья основано на трудоемких операциях очистки его от хромофорных (окрашивающих) примесей и микроизмельчении с последующим разделением порошка на фракции.

Для любого производителя важным является себестоимость лакокрасочной композиции. Благодаря использованию более дешевых по сравнению с пигментами наполнителей можно существенно снизить себестоимость готовой краски без потери укрывистости.

Разделение компонентов на «пигменты» и «наполнители» во многом условно. На практике чаще всего используют понятие «пигмент-наполнитель».

Наиболее широкое применение в качестве пигмента-наполнителя для ЛКМ завоевал карбонат кальция (СаСО3) — природный продукт белого цвета. Этот материал встречается в природе в виде трех разновидностей: мел, известняк, мрамор. Основным минералом для всех трех разновидностей карбоната кальция является кальцит (известковый шпат) — СаСО3 тригональной структуры. Мел представляет собой отложения раковин морских организмов — это тонкозернистая разновидность известняка. Содержание карбоната кальция в меле достигает 95%, остальное примеси (глины, глауконит, оксиды железа). Известняк и мрамор имеют явно выраженное кристаллическое строение.

Обычные сорта карбоната кальция имеют высокую химическую активность в карбоксилсодержащих пленкообразующих системах (алкидных и пр.). Благодаря этому при использовании карбоната кальция в качестве пигмента-наполнителя значительно повышаются защитные свойства покрытий (водо- и коррозионностойкость, механическая прочность и другие показатели).

Использование микрокальцита марок Карболюкс® для производства лакокрасочных материалов

Из кристаллического светлого мрамора путем измельчения и сепарации получают специальные сорта карбоната кальция (микрокальциты).

Микрокальцит имеет заметные преимущества перед другими наполнителями:

  • более высокий коэффициент преломления,
  • низкая маслоёмкость (18-21 г /100 г микрокальцита),
  • меньшая гидрофильность и химическая активность,
  • щелочестойкость.

Микрокальцит применяется для получения светлых атмосферостойких покрытий, в том числе и для маркировочных покрытий, дорожной разметки и т.п., где требуется повышенная прочность и твердость. Его также используют в антикоррозионных грунтовках, эксплуатируемых в атмосфере кислых сред.

Мрамор молотый (микрокальцит) Карболюкс® — природный наполнитель, который получают из светлого мрамора Еленинского месторождения (Челябинская область).

Производство

Используемая марка микрокальцита

Грунтовки и шпатлевки

Карболюкс® 7

Карболюкс® 10

Порошковые краски

Карболюкс® 7

Грунт-эмали

(белого цвета и светлых тонов с отличными антикоррозионными свойствами)

Карболюкс® 5

Карболюкс® 7

Краска для дорожной разметки

Карболюкс® 5

Алкидные и акриловые эмали, воднодисперсионные краски

Карболюкс® 5

 

Микрокальцит Карболюкс® 5 отлично корректирует блеск и цветовые оттенки в матовых красках и полуглянцевых эмалях.

Все марки микромрамора Карболюкс® рекомендуются для лакокрасочных композиций, предназначенных для внешнего применения, так как обеспечивает покрытиям отличную атмосферостойкость. Способность выделять углекислый газ при высоких температурах позволяет использовать молотый мрамор Карболюкс® в огнезадерживающих покрытиях.

Высокие белизна и дисперсность микрокальцита Карболюкс® позволяют заменять от 25 до 50% диоксида титана в традиционных рецептурах красок и эмалей. Это дает возможность для разработки новых рецептур, улучшения цвета композиционного лакокрасочного материала и снижения его себестоимости.

 

Материал подготовлен на основе статьи Ю.В. Латышева