ВЫБОР ФАСАДНЫХ ПОКРЫТИЙ С УЧЕТОМ ПАРОПРОНИЦАЕМОСТИ И ВОДОПОГЛОЩЕНИЯ
(публикуется в сокращении)
К системам лакокрасочных покрытий применяемым вне помещений, предъявляются принципиально иные требования по сравнению с покрытиями для внутренних работ. На покрытия, нанесенные вне помещений, воздействуют атмосферные осадки, солнечная радиация, значительные перепады температур, агрессивные газы — сернистый газ, окись углерода и т. д. Следовательно, фасадное покрытие должно обладать высокой водостойкостью и устойчивостью к смыванию, иметь определенную химстойкость и максимально высокую светостойкость и стойкость к окислению. Покрытие должно иметь достаточную остаточную гибкость и обладать высокой адгезией для предотвращения отслоения под воздействием знакопеременных температур. Кроме того, попеременное оттаивание-замораживание приводит к разрушению главным образом водонасыщенных покрытий, поэтому, краска должна иметь минимальное водопоглощение.
Всем вышеперечисленным требованиям отвечают краски на основе водных дисперсий акрилатных латексов. На мировом рынке фасадных красок, краски на основе водных дисперсий акрилатов занимают, по разным оценкам, от 60 до 80 % рынка. Это объясняется сочетанием высокого срока службы покрытий, экологичностью – отсутствием токсичных компонентов в их составе и относительно низкой стоимостью. Наряду с вышеупомянутыми требованиями, предъявляемым к воднодисперсионным акриловым лакокрасочным материалам важнейшими параметрами, определяющими качество фасадного покрытия являются паропроницаемость и водопоглощение. У красок на основе акрилатов необходимые параметры по паропроницаемости и водопоглощению достигаются путем модификации краски различными компонентами. В настоящее время наиболее распространенные модификаторы – это силиконовые эмульсии и калиевое жидкое стекло, позволяющие получить материалы с определенными свойствами и охватывающие большинство областей применения фасадных систем. Одним из перспективных направлений в разработке и производстве материалов является создание комбинированных силиконо-силикатно-латексных материалов.
В идеале, если не ставится специальная задача создания пароизолирующего слоя на поверхности фасада, то краска должна иметь нулевое водопоглощение и максимальную паропроницаемость. Но на практике приходится учитывать и другие, не менее важные характеристики фасадного покрытия: адгезию, устойчивость к мокрому истиранию, грязеудержание и т.д., а также выбирать разумный компромисс между этими параметрами.
Следует иметь в виду, что чем проще фасадная система, чем меньше материалов в ней участвует, тем скорее можно ожидать благоприятного исхода в плане защитных и декоративных свойств покрытий. Наиболее благоприятная схема нанесения: подложка – грунт (1 слой) – краска (2 слоя).
Если рассматривать выбор системы материалов для окраски фасада здания, только по параметру паропроницаемости, то, очевидно, что паропроницаемость красочного слоя должна превышать паропроницаемость стены, чтобы не препятствовать выходу влаги из внутренних помещений. Следовательно, изготовитель лакокрасочных материалов сталкивается с проблемой создания материалов с заданной паропроницаемостью, что, в свою очередь, приводит к выбору надежного и воспроизводимого метода определения паропроницаемости.
В лаборатории НТЦ «ВАК» на основе европейских стандартов и методик были разработаны собственные методики определения паропроницаемости и водопоглощения красочных покрытий. На основании полученных численных данных, появилась возможность разрабатывать рецептуры красок с заданной паропроницаемостью. Были разработаны шесть видов фасадных красок, охватывающие широкий диапазон величин паропроницамости, значения которых представлены в таблице 1.
Таблица 1. Паропроницаемость и водопоглощение некоторых фасадных покрытий
Материал | Коэффициент паропроницаемости красочного слоя, m мг/м*час*Па | Водопоглощение W, кг/м2*час1/2 | Sd, м | Тест на мокрое истирание по ISO, 75 циклов, потеря толщины в мкм |
Цоколь | 2,6*10-4 | 0,05 | 0,29 | 5 |
Акрил 1 | 3,8*10-4 | 0,06 | 0,20 | 6 |
Акрил 2 | 4,7*10-4 | 0,07 | 0,16 | 6 |
Силикон 1 | 7*10-4 | 0,05 | 0,10 | 8 |
Силикон 2 | 14,8*10-4 | 0,05 | 0,05 | 15 |
Силикат | 23,8*10-4 | 0,3 | 0,03 | 30 |
Краски «Акрил 1» и «Акрил 2» — стандартные водно-дисперсионные акрилатные краски, отличающиеся паропроницаемостью – у краски Акрил 2 она на 20 % выше. Краски «Силикон 1» и «Силикон 2» – модифицированные силиконовой эмульсией акрилатные краски, обладающие повышенной паропроницаемостью и уменьшенным водопоглощением. Краска «Силикат» – силикатно – латексная краска с очень высокой паропроницаемостью. Краска «Цоколь» – краска с повышенной адгезией и
водостойкостью для окраски цокольной части фасада.
Как следует из данных, представленных в таблице 1, наиболее эффективным модификатором, повышающим паропроницаемость красок, является жидкое стекло. Но введение его в состав краски имеет и обратную сторону – увеличенное водопоглощение, что снижает защитные свойства покрытия. Как правило, при этом ухудшается стойкость покрытия к мокрому истиранию (см. таб.1). Добавление силиконовой эмульсии позволяет увеличить паропроницаемость без изменения водопоглощения, но значительный рост её содержания в краске ухудшает адгезию покрытия: так увеличение содержания силикона в краске от 5 до 10% снижает адгезию на 20-40% в зависимости от вида подложки.
По показателю водопоглощение все краски, за исключением «Силикат», относятся к материалам с низким водопоглощением (менее 0,1 кг/м2*час1/2). Силикатная краска попадает в группу материалов со средним водопоглощением (от 0,1 до 0,5 кг/м2*час1/2).
Конечно, руководствоваться выбором краски только на основе данных по паропроницаемости нельзя. При выборе конкретной схемы следует учитывать дополнительные факторы, такие как степень защищенности фасада, степень агрессивности среды, возраст фасада и др. И естественно, очень важная часть процесса отделки фасада – это его подготовка перед окраской и использование вспомогательных материалов – грунтов-адгезивов, шпаклевок, санирующих и гидрофобизирующих составов.
Важным этапом при окраске фасада является грунтование. Грунт фасадный является порозаполнителем и межслойным адгезивом. Нанесение одного слоя грунта на бетон или штукатурку снижает водопоглощение поверхности на 40%, не снижая при этом паропроницаемости. После высыхания такие грунты, как правило, образуют бесцветную прозрачную пленку. Операция грунтования уменьшает расход краски, позволяет нанести её более равномерно.
Многолетний опыт наблюдений за покрытиями на водно-дисперсионной (латексной) основе на фасадах различных российских городов, в разных климатических зонах умеренного и холодного климата (группы условий эксплуатации У, ХЛ, УХЛ по ГОСТ 9.104-79 ЕЗСКС. Покрытия лакокрасочные. Группы условий эксплуатации) показывает хорошую долговечность, сохранение декоративных свойств при правильном их выборе и применении. Выбор фасадных материалов и соответственно покрытий на основе латексов, особенно актуален при проектировании и проведении реставрационных работ, с чем авторы часто сталкивались для объектов в исторической части таких известных городов как Санкт-Петербург, Великий Новгород, Псков, Нижний Новгород, Омск, Хабаровск, Иркутск, Калиниград и многих других.
А.В.Евдокимов, Б.Б.Сергуненков, Д.В.Котельников
Научно-производственная фирма «ВАПА»
Полезные статьи о лакокрасочных материалах