Гидрофобизация водно-дисперсионного лакокрасочного материала эмульсией полиэтилгидросилоксана
Authors: НИКУЛИНА М.В. , РЯЗАНОВА А.Ю. , СТРОКОВА В.В. , БАСКАКОВ П.С. , АБЗАЛИЛОВА А.В. , ГУБАРЕВА Е.Н. 
Published: September 2024

Современный рынок лакокрасочных материалов представлен широкой линейкой продукции строительного назначения, в том числе предназначенной для защиты фасадов зданий и сооружений от атмосферных воздействий. Среди всего многообразия лаков и красок для обработки и придания декоративных и защитных свойств строительным материалам, а также с позиции экологичности, наибольшей популярностью пользуются водно-дисперсионные краски на основе акриловых дисперсий. Однако наряду с высокими показателями цветостойкости, стойкости к ультрафиолетовому излучению и газопроницаемости краски на основе акрилов недостаточно эластичны и устойчивы к воздействию воды. В этой связи в работе рассмотрен способ повышения гидрофобных свойств акрилового лакокрасочного материала путем введения гидрофобизирующей эмульсии на основе полиэтилгидросилоксана, содержащей, мас. %: полиэтилгидросилоксан (ПЭГС) – 35.20, глутаровый альдегид – 0.19, поливиниловый спирт (ПВС) – 7.75, вода – 56.86; а также путем увеличения развитости (рельефности) поверхности, достигаемой повышением объемной концентрации пигментов (ОКП). Определен оптимальный диапазон введения гидрофобизирующей эмульсии и коалесцента в состав водно-дисперсионных красок на основе акриловой дисперсии. Для оценки устойчивости покрытия к воздействию воды после высыхания водно-дисперсионной краски, модифицированной водной полиэтилгидросилоксановой эмульсией, в работе оценивали угол смачивания и свободную энергию поверхности с использованием двух разнополярных жидкостей, а именно дистиллированной воды и дииодметана. Установлена возможность модифицирования водно-дисперсионной краски с ОКП (70–80 %) полиэтилгидросилоксановой гидрофобизирующей водной эмульсией в количестве 5–5.5 % совместно с этиленгликолем (4.5–5.5 %), что позволяет получить гидрофобное покрытие с углом смачивания до 100. При сопоставлении значений угла смачивания покрытий было показано, что без гидрофобизирующей добавки этот показатель на 12.5 % ниже по сравнению с модифицированным образцом.

The modern market of paint and varnish materials is represented by a wide range of construction products, including those designed to protect facades of buildings and structures from atmospheric impact. Among the variety of varnishes and paints for processing and rendering decorative and protective properties to building materials, as well as from the viewpoint of environmental friendliness, the most popular products are water-dispersion paints based on acrylic dispersions. However, along with the high values of colour fastness, UV resistance and gas permeability, acrylic-based paints are insufficiently elastic and lack resistance to water. In this regard, the paper considers a method for increasing the mechanical and hydrophobic properties of acrylic paint and varnish material by introducing a hydrophobic polyethylhydrosiloxane-based emulsion containing polyethylhydrosiloxane (PEHS) – 35.20, glutaric aldehyde – 0.19, polyvinyl alcohol (PVA) – 7.75, water – 56.86 wt%, as well as by increasing the surface development (relief), achieved by increasing the volumetric concentration of pigments (VCP). The optimal range of the amounts of a hydrophobic emulsion and a coalescent into the composition of water-dispersion paints based on acrylic dispersion has been determined. To assess the stability of the coating after drying of an aqueous dispersion paint modified with the aqueous polyethylhydrosiloxane emulsion, the wetting angle and free energy of the surface were evaluated using two liquids of different polarities, namely distilled water and diiodomethane. The possibility of modifying the aqueous dispersion paint, characterised by VCP of 70–80 %, by the polyethylhydrosiloxane hydrophobic aqueous emulsion in the amount of 5–5.5 %, combined with ethylene glycol (4.5–5.5 %) has been established, which makes it possible to obtain a hydrophobic coating with a wetting angle of up to 100°. By comparing the wetting angle values of the coatings, it has been shown that in the absence of the hydrophobic additive, this parameter is lower by 12.5 % than the parameter of the modified sample.