Стратегия по снижению запаха водных строительных красок

Основным источником запаха водных строительных красок являются летучие органические соединения

Запах строительных водных красок значительно слабее, чем масляных. Тем не менее, водные краски еще содержат летучие компоненты, которые являются источником нежелательных запахов. Они особенно нежелательны в интерьерных красках, где запахи могут сохраняться достаточно длительное время, поэтому изготовители красок продолжают работы, направленные на снижение компонентов, являющихся источником запаха водных красок, чтобы сделать свою продукцию экологически более чистой и безопасной.

В январе 2014 г. Special Chem провел опрос: «Какую стратегию при разработке своих рецептур вы используете для уменьшения запаха в строительных красках?». Было получено 236 ответов, что на 10% больше (215 ответов), чем было в 2012 г. на этот же вопрос. Результаты голосования показывают, что члены Special Chem продолжают проводить работы по сокращению запаха строительных красок. Сокращение ЛОС как главного источника запаха в 2014 г. получило 39,4%, тогда как в 2012 г. — только 34,9%. Ответ «Найти связующее со слабым запахом» получил 2-е место и в 2014 г., и в 2012 г. Однако, похоже, что участники опроса добились прогресса в ликвидации запаха от связующего, так как только 27,5% респондентов выбрали этот ответ в 2014 г., по сравнению с 33% голосовавших за этот ответ в 2012 г.

Ответ «Найти нейтрализующие агенты со слабым запахом» в 2014 г. получил 3-е место, набрав 18,6% голосов, в 2012 г. на этот вопрос было получено 15,3% и он занял последнее место.

В 2014 г. ответ «Заменить коалесцирующий агент» получил 14,4% по сравнению с 15,3% в 2012 г. 

Сокращение ЛОС как главного источника запаха

В строительных водных красках главным источником ЛОС стали добавки. Они включают коалесцирующие агенты, диспергаторы, ПАВ, реологические модификаторы и биоциды. В то же время эти компоненты способствуют достижению оптимального баланса свойств: получения гладкой пленки, устойчивости к стопировке, твердости пленки, стойкости к плесени и др. В настоящее время большое внимание привлекают добавки, способные одновременно обеспечить несколько свойств, чтобы заменить в композициях красок монофункциональные добавки и снизить ЛОС за счет уменьшения количества добавок, соответственно, уменьшив и запах. Ниже представлены примеры коммерчески доступных многофункциональных добавок и соответствующее сочетание свойств (таблица).

Поиск связующего со слабым запахом

Запахи, обычно приписываемые связующим, выделяют небольшие концентрации остаточных непрореагировавших мономеров и сорастворителей, используемых для образования гладкой пленки. В настоящее время разработчики изучают возможность использования реакционноспособных сорастворителей как способ уменьшения запаха. Еще одним вариантом исключения использования сорастворителей является смешение латексных связующих с низкой T_g с латексами с высокой T_g. Непрореагировавшие мономеры могут быть удалены при вакуумной отгонке, но этот процесс повышает стоимость и требует дополнительного времени.

Поиск нейтрализующих агентов со слабым запахом

Важным путем существенного ослабления запаха водных красок является замена аминных нейтрализующих агентов с низкой молекулярной массой многофункциональными нейтрализующими агентами с более высокой молекулярной массой. Чем выше молекулярный вес многофункциональных аминных нейтрализующих агентов, тем выше температура их кипения и слабее запах. Кроме более высокой температуры кипения по сравнению с обычными низкомолекулярными аминными нейтрализующими агентами многофункциональные амины ослабляют запах еще и за счет уменьшения количества других добавок, способствующих появлению нежелательного запаха.

Например, многофункциональные амины способны обеспечить отличные диспергирущие свойства по отношению к пигментам. Большинство диспергаторов пигментов и ПАВ содержат высокие концентрации нелетучих гигроскопичных компонентов, которые остаются в высохшей краске. В результате остаточные компоненты в высохшей пленке могут давать плохую стойкость к истиранию и стопировке, высокую чувствительность к воде и выделять неприятные запахи. При выборе многофункционального агента для водной краски важно учитывать следующие свойства, связанные с амином: отличные содиспергирущие свойства, стабильность вязкости, желаемое качество отвержденного покрытия.

Замена коалесцирующего агента

Изменение коалесцирующего агента не является серьезной проблемой, по мнению участников опроса, и находится на последнем месте — 14,4% голосов. Коалесцирующие агенты применяются для снижения T_g водной краски ниже минимальной температуры применения. Этот процесс позволяет связующему образовывать однородную гомогенную гладкую пленку, что облегчает достижение оптимальных свойств покрытия. Коалесцирующие агенты менее летучи, чем вода, они остаются в пленке в течение длительного времени. Типичные коалесцирующие агенты включают ароматические углеводороды, эфиры и эфиры спиртов, гликоли и их гликолей, а также эфиры гликолевых эфиров. Последние разработки коалесцирующих агентов обеспечивают желательные свойства пленкам, не создавая неприятных запахов. Они включают эфиры жирных кислот высокой степени очистки, моноэфиры пропиленгликоля, получаемые из возобновляемого сырья. Разработаны методы, которые могут исключить необходимость в коалесцирующих агентах, в частности:

• смешение латексных связующих с низкой и высокой Tg;
• использование мультидоменных полимеров или алкидно-акриловых гибридных связующих;
• получение частиц латексов по методу ядро/оболочка.

Одним из факторов, которые могут способствовать значительному усилению запаха водной краски, являются примеси, которые могут содержаться в любом компоненте обычно используемых строительных красок. Таким образом, всегда важно определять все химические вещества, в том числе примеси, содержащиеся в каждом компоненте в рецептурах красок.

Дж. Пастернак. Special Chem