Силикатные краски, как правило, готовят на месте применения смешением водного раствора жидкого стекла (фиксатив) и порошкообразных пигментов и наполнителей (или других добавок). Перед нанесением смесь выдерживают в течение нескольких часов.

Эти лакокрасочные материалы были впервые разработаны в конце Х1Х века и со­хранили свое значение до сих пор.

Жидкое стекло (алкалисиликаты) получают обжигом смеси кварцевого песка (ЭЮ2) и карбонатов щелочных металлов (Ме2С03) при 1400 - 1500°С с последующим раство­рением силикат-глыбы в воде:

Ме2С03 + х Э02 -> [Ме20 • х 8Ю2] + С02

Значение pH таких растворов в зависимости от типа жидкого стекла составляет

10,5-13,5.

Алкалисиликаты характеризуются следующими показателями:

• соотношение 8Ю2: Ме20 (силикатный модуль) обычно 2,0 - 3,5;

• тип щелочного металла (Ы, №, К);

• вязкость водного раствора (чем больше 8Ю2, тем больше молекулярная масса и выше вязкость раствора).

Для получения силикатных красок чаще всего используют водные растворы силиката калия, в которых трисиликат калия упрощенно можно представить формулой [К20 • ЗЭЮг» ЗН20] (рис. 3.4). Однако следует иметь в виду, что в водных растворах возни­кает динамическое равновесие между ионами си­ликатов и коллоидальной кремниевой кислотой [8].

Готовые (жидкие) силикатные краски неста­бильны при хранении. Поэтому их выпускают в двух упаковках или в сухом виде (в форме порошка).

краски"/>Покрытия отверждаются в результате испаре­ния воды (физический процесс) и последующего взаимодействия силиката калия с оксидами ме­таллов - компонентами красок или с содержащей их подложкой (химический процесс).

Химическая реакция с минеральными подложками (силиконизация) обеспечивает высокую адгезию покрытий.

Возможен комплекс нескольких реакций отверждения жидкого стекла:

А) с углекислым газом (воздух) - поликонденсация

П[К20 • ЗЗЮ2 • ЗН20] + пС02 -> [К2СОэ • ЗвЮ2]п + ЗпН20;

Б) со свежим бетоном (силиконизация)

Са(ОН)2 + [К20 • ЗвЮ2 • ЗН20] + С02 -> [СаО + К2С03 • за02] + 4Н20;

В) с минеральными строительными материалами или неорганическими пигментами и наполнителями (силиконизация), например с кварцем

Ао2 + [К20 • ЗвЮ2 • ЗН20] + С02 -> [К2С03 • 4вЮ2] + зн2о.

Реакции поликонденсации жидкого стекла ускоряются под влиянием кислот (напри­мер, фосфорной).

Жидкое стекло - неорганическое связующее и не является в полной мере пленкооб - разователем. Покрытия, полученные на его основе, достаточно пористые и склонны к ка­пиллярному водопоглощению. Для снижения водопоглощения часто проводят гидрофо - бизацию силикатных покрытий, обрабатывая их гидрофобизирующими средствами.

Достоинства силикатных красок и покрытий:

• высокая адгезия;

• атмосферо - и светостойкость;

• химическая стойкость;

• относительно высокая воздухо- и паропроницаемость;

• негорючесть;

• отсутствие растворителей в составах.

Недостатки:

• сложность равномерного нанесения (возможно образование полос и пятен);

• для двухупаковочных композиций необходимо учитывать их жизнеспособность;

• высокое водопоглощение покрытий (требуется дополнительная операция по гид - ророфобизации);

• низкая эластичность.

Двухупаковочные силикатные краски нашли применение при окрашивании фаса­дов зданий и защите памятников архитектуры.

Обеспечение стабильности красок на основе силикатов возможно путем введения в них полимерной дисперсии (например, стирол-акриловой) в сочетании с соединениями четвертичного аммония. Такие водно-дисперсионные краски принято называть поли - мерсиликатными. Они представляют собой одноупаковочные составы и формируют покрытия по смешанному механизму водно-дисперсионных и растворных силикатных красок. Не исключается и протекание химических реакций отверждения, характерных для силикатов, но с меньшей скоростью.

Для гидрофобизации покрытий в состав полимерсиликатных красок нередко вводят гид - рофобизирующие агенты, например эмульсии силиконовых смол или парафиновые воски.

В табл. 3.9 представлена рецептура водно-дисперсионной полимерсиликатной крас­ки [3]. Сырьевые компоненты вводят в указанном порядке.

Таблица 3.9

Примерная рецептура полимерсиликатной краски

Расчет степени пигментирования и ОКП приведен ниже. Пленкообразователь со­стоит из неорганического силиката и органической стирол-акриловой дисперсии.

Степень пигментирования = (10 + 7,5 + 22,5) : (0,15 + 3,25 + 8) = 40 :11,4 = 3,5 :1;

Соотношение диоксид титана : наполнитель = 10:30 = 25:754

10/4,1+7,5/2,7 + 22,5/2,7

ОКП = -------------------------------------------------------------------------------------- • 100% = 67%

10 / 4,1 + 7,5 / 2,7 + 22,5 /2,7 + 8,15 / 2 + 3,25 /1,2

Полимерсиликатные краски применяют для наружных работ, главным образом для окрашивания фасадов зданий. Более подробная информация об этих и других фасад­ных красках приведена в [8].