Антивандальные покрытия (современная защита от граффити)
На сегодняшний день большинство покрытий разрабатывается не только для защиты и декорирования поверхностей, но и для решения специализированных задач. Антивандальные покрытия — отличное тому подтверждение. Они созданы для того, чтобы максимально упростить процесс удаления настенных рисунков, а в некоторых случаях и предохранить поверхности от их появления.
Ежегодный ущерб, наносимый уличными художниками жилому фонду и общественному транспорту, оценивается в миллиарды долларов, причем только в США. Как отмечает Стефан Рейнарц, руководитель производственного направления Axalta Coating Systems, вандализму могут быть подвергнуты как камень, так и металл или пластик, поэтому необходимо подбирать защитные системы покрытий для каждого материала отдельно. Зачастую внешний вид зданий портят не только рисунки, но и расклеенные объявления, поясняет Питер ДеНикола, специалист по технической поддержке Evonik. При этом затраты на их ликвидацию могут оказаться существенными.
Антивандальные покрытия, по замечанию Стивена Рейнстадтлера, менеджера по маркетингу в Bayer Material Science (BMS), в первую очередь используются в том случае, когда цена и качество являются сопоставимыми величинами. Архитектурно-строительные антиграффити-материалы чаще всего отбираются для школ, объектов транспортной инфраструктуры (мостов, путепроводов, подпорных стенок и пр.) и для муниципальных построек. Также применяются антивандальные покрытия и при защите внешних и внутренних конструкций железнодорожных вагонов и автобусов, туннелей, почтовых ящиков и трансформаторных будок.
«Одной из альтернатив антивандальным покрытиям является «ничегонеделание», — это, безусловно, наипростейший вариант. Однако муниципальные власти убеждены, что спад граффити-вандализма напрямую зависит от уровня преступности в регионе. Поэтому многие города внедряют программы по работе с молодежью вместо того, чтобы принять действенные меры по распространению настенных рисунков», — отмечает Стивен Рейнстадтлер. По его мнению, нанесение покрытий поверх наклеенных на дешевые декоративные краски листовок — другая альтернатива, но, как правило, подобная «лоскутная техника» не способствует повышению эстетичности зданий.
По этой причине подрядные организации и собственники жилья предпочитают использоватьантивандальные краски, которые могут представлять из себя как жидкие водные ЛКМ или порошковые материалы, так и органорастворимые лакокрасочные системы. В настоящее время антивандальные покрытия в зависимости от сферы их применения принято подразделять на три типа: защищающие, частично защищающие и долговечные.
При создании защищающих или защитных покрытий используются воски, акрилаты или другие легко удаляемые смолы. Эти пленкообразующие системы обеспечивают защиту от граффити, препятствуя их нанесению на подложку. По словам Кристофера Мура, специалиста R&D центра PROSOCO, такие материалы также предохраняют поверхности от наклеивания листовок. Кроме того, они отличаются устойчивостью к воздействию горячей воды или мягкодействующих моющих средств. «Защищающие покрытия лучше всего использовать в тех случаях, когда поверхности подвергаются постоянному риску нанесения нежелательных рисунков или воздействию химических реагентов, способных повредить подложку», — поясняет Кристофер Мур.
Однако данные материалы имеют ряд ограничений. В частности они обладают низкой устойчивостью к проникновению воды. В связи с этим их не рекомендуется использовать для защиты поверхностей, подверженных сильному смачиванию. По словам Питера ДеНикола, воски также склонны изменять внешний вид субстратов. Частично защищающие или полузащитные материалы сходны с защитными системами. Их основное отличие заключается в количестве выдерживаемых чисток.
Долговечные системы могут быть полиуретановыми, акрил-уретановыми, эпоксидными, фторполимерными, силоксановыми и фторсилоксановыми. Ввиду высокой стойкости, которая предполагает многократное очищение покрытий, данные материалы достаточно дороги. Ценовой фактор нивелируется тем, что повторное нанесение подобных систем требуется только в тех случаях, когда в результате погодных воздействий само покрытие истирается до такой степени, что по физико-химическим свойствам не может больше препятствовать нанесению рисунков. Данные материалы одинаково устойчивы к краскам, маркерам и растворителям, при этом их водоотталкивающие свойства и воздухонепроницаемость могут варьироваться в зависимости от пористости подложки (к примеру, бетон или кирпич).
Антивандальные покрытия можно рассматривать как разновидность легконаносимых ЛКМ. «В то время как рынок специализированных материалов испытывает потребность в новых стандартах качества для очистки поверхностей, уже давно и эффективно работают стандарты для очистки посредством моечных машин», — поясняет Стефан Рейнарц. Он также добавляет, что устойчивость покрытий к граффити исходит от правильного баланса между свойствами пленки (потенциально включает поверхностную энергию и плотность сшивки) и стойкостью к очищению.
«В целом, существуют два подхода к барьерным свойствам антивандальных покрытий. Первый вариант предполагает создание комплексной защиты, направленной на чернила и краски, при сохранении должного уровня адгезии с подложкой. Второй подразумевает
защиту покрытия с внутренней стороны от проникновения граффити и в связи с этим предварительное тонирование субстрата», — объясняет он.
Стимулами к развитию антиграффити-технологий становятся растущий спрос на более устойчивые решения и усложняющиеся требования к содержанию летучих органических соединений (ЛОС) в составе ЛКМ, причем каждое одинаково актуально для всех сегментов лакокрасочного рынка. Чем больше стран и городов ужесточают свои требования к содержанию ЛОС в антивандальных покрытиях, тем больше традиционных технологий исключается из спецификаций.
Подрядчики и домовладельцы также предпочитают делать выбор в пользу низкоэмиссионных антивандальных покрытий. По словам Стивена Рейнстадтлера, отдельные требования предъявляются к степени глянца финишного слоя. В частности строители мостовых опор, каменных или бетонных конструкций не хотят, чтобы покрытия придавали поверхностям «мокрый вид».
Как отмечает Скотт Моффатт, менеджер по маркетингу PPG Industries, факт того, что архитекторы закладывают в проекты новых зданий антивандальные покрытия, для лакокрасочных компаний является ключевой мотивацией к разработке новых материалов.
Согласно ожиданиям потребителей, будь то промышленный сегмент, транспортное или жилищное строительство, антиграффити-покрытия должны обеспечивать длительность защиты при одновременной легкости нанесения. «Возможность восстанавливать поверхности с оригинальными покрытиями очень ценна. К примеру, это касается поездов, — утверждает Эрик де Кнооп, специалист по нанесению покрытий в DSM. — Это означает, что антивандальные покрытия должны иметь чрезвычайно высокую химическую стойкость и очень плотную полиуретановую цепочку, при этом не требуя введения дополнительных добавок, которые отрицательно сказываются на восприимчивости поверхностей к повторному окрашиванию». В добавление к ожиданиям клиентов по части простоты применения и приемлемой стоимости разработчики рецептур антивандальных покрытий должны учитывать требования регулирующих органов по вопросам экологичности и качества материалов.
В результате соблюдения всех вышеназванных условий появились новые водно-дисперсионные составы. «Помимо продуктов с высоким содержанием сухого остатка, традиционных аналогов органорастворимых систем, популярными становятся ЛКМ на водной основе с низким содержанием летучих органических веществ», — подчеркивает Кристофер Мур.
Фактически одной из самых масштабных инноваций в сегменте антивандальных покрытий стало изобретение системы, эксплуатационные характеристики которой сходны с органорастворимыми составами, в то время как уровень ЛОС был резко снижен. По сути, это экономичное и экологичное решение. «Тем не менее разработка покрытий, которые предполагают длительную защиту и простоту при нанесении после длительного экспонирования, сопряжена с определенными трудностями», — подчеркивает Эрик де Кнооп. При этом после нескольких лет воздействия ультрафиолетом и после 100 циклов очищения (стандарты для поездов) защитные свойства антивандальных покрытий должны соответствовать уровню свеженанесенных ЛКМ. В добавление к этому высококачественные антиграффити-материалы должны отличаться стойкостью к аэрозолям, несмываемым маркерам и всем типам чистящих средств, включая сильнодействующие смывки, разрабатываемые специально для удаления граффити.
Как правило, создание инновационных продуктов сопряжено с появлением разного рода технических сложностей. Так, работа над фторсодержащими антивандальными покрытиями была смещена в сторону материалов с короткими цепочками фтора в угоду заботы об окружающей среде, которая связана с традиционным использованием макромолекул. «Фторсодержащие системы покрытий придают защищаемым поверхностям гидрофобные и олеофобные свойства. Тем не менее короткие цепочки фторированных материалов используются сегодня менее эффективно», — замечает Стефан Рейнартц. На сегодняшний день существует несколько подходов к разделению содержания фтора, таким образом, чтобы он концентрировался на поверхности. В конечном счете это помогает максимизировать защиту и минимизировать стоимость, по крайней мере первоначально. К сожалению, современные разработки пока не позволяют удерживать фтор на поверхности так долго, чтобы обеспечивать оптимально длительный уровень защиты. Исследования в области фторсодержащих антивандальных покрытий продолжают фокусироваться на более эффективном использовании фтора в слоях покрытия.
Отдавая дань уважения силиконовым покрытиям, Стефан Рейнарц отмечает, что использование поверхностно-функциональных наночастиц, таких как кремний с функциональными прививками, может быть очень полезно для разработчиков рецептур антивандальных покрытий. Он также добавляет, что достаточно сильно сшитые полиуретановые и полиэфирные системы на водной и органической основе прекрасно очищаются от настенных рисунков.
Не менее важный вопрос, который всегда затрагивают представители экспертного сообщества, — это стоимость сырья, используемого в рецептурах антивандальных покрытий. «Высококачественные продукты, как правило, остаются самыми дорогими для внедрения на рынок системами, — поясняет Питер ДеНикола. — При этом они являются самыми экономически эффективными решениями. К сожалению, во многих случаях, бюджет потребителей антиграффити-материалов бывает ограниченным, поэтому качество
покрытий и сопоставимая с ним стоимость не всегда способствуют принятию решений относительно того или иного продукта», — объясняет он.
В то же время возрастающая потребность в долгосрочной защите на рынке как промышленных, так и декоративных ЛКМ, стимулирует потребителей к более серьезному инвестированию в материалы. В результате спрос на антивандальные покрытия продолжает увеличиваться. Как ожидается, существенный прирост произойдет со стороны транспортного сегмента и отрасли коммерческого строительства. «На рынке архитектурно-строительных ЛКМ, стимулы для развития которого останутся прежними, будет превалировать потребность в снижении уровня уличного вандализма. Города продолжат соперничать друг с другом за туристов, а внешний облик улиц станет ключевым преимуществом», — резюмирует Стивен Рейнстадтлер.
Axalta также намерена удовлетворять потребности своих клиентов в применении легконаносимых защитных покрытий, поэтому антивандальные системы будут и дальше появляться в продуктовом портфеле компании. «Частое использование общественного
транспорта в странах с развивающимся рынком рождает потребность в максимально длительном сохранении внешнего вида покрытий, которые подвергаются не только вандализму, но и многократной очистке. В результате возрастает спрос на легкоочищаемые
материалы для автобусов, вагонов, а также спецтехники».
Де Кнооп отмечает, что стоимость антивандальных покрытий, очистка которых не требует больших усилий, продолжает возрастать. По этой причине домовладельцы не останавливаются в поиске решений, которые бы позволяли быстро удалять граффити. Это
в свою очередь демотивирует уличных художников. Он также полагает, что контроль чистящих средств используется регулирующими органами для того, чтобы удаление настенных рисунков стало стимулом к дальнейшему усовершенствованию антиграффити-технологий. Предполагается, что в перспективе основные технологические новшества будут связаны с достижением сверхгидрофобности.
Обзор поставщиков и новых продуктов
В настоящее время производители смол заняты активной разработкой специальных связующих для композиций антивандальных покрытий, большие и малые лакокрасочные компании продолжают выводить на рынок покрытия, созданные для защиты от настенных рисунков.
Среди рассматриваемых компаний две представили свои новинки в 2013 г. MCI Wall Defanse от Cortec — устойчивое антивандальное покрытие на силиконово-эластомерной основе, которое может применяться для защиты как окрашенных, так и неокрашенных подложек из бетона, камня и металла. Данный материал отличается высокой устойчивостью к ультрафиолетовому излучению, воздухопроницаемостью и низким содержанием ЛОС. Граффити с поверхности покрытия можно удалять струей холодной воды под давлением.
PPG Industries в прошлом году также разработала два защитных состава для койл-коатинга, которые предполагается наносить в заводских условиях. Их очищение можно проводить при помощи специального продукта компании — DURAPREP 400 Graffiti Remover. Поливинилиденфторид DURANAR GR и винилфторэтилен CORAFLON GR — покрытия, предназначенные для использования на стенных панелях, крышах и оконных рамах жилой застройки. «Мы применили системный подход и создали легкоочищаемые материалы, совместимые с нашими смывками для граффити. В результате домовладельцы получили доступ к простому и проверенному методу сохранения внешнего вида своих стен. Данные покрытия устойчивы к нанесению распыляемых красок, стойких маркеров, цветных мелков, губной помаде», — поясняет Скотт Моффатт. Стоит отметить, что в добавление к антиграффити-свойствам обе системы способствуют долговечности строений и стойкости цвета окрашенных поверхностей.
Axalta Coatings Systems имеет в своем продуктовом портфеле несколько антивандальных покрытий для защиты транспорта и зданий, а также, добавляет Стефан Рейнартц, компания разрабатывает индивидуальные решения с учетом требований своих клиентов. Ассортиментный ряд включает органорастворимые двухкомпонентные полиуретановые покровные лаки для транспорта под маркой EZ-3460S, которые обеспечивают легкость при очищении, а также водно-дисперсионное двухкомпонентное финишное покрытие Imron HydroTopcoat, которое объединяет в себе стойкость с отличной устойчивостью к нанесению граффити. Alesta Spotless — порошковое антиграффити-покрытие, которое характеризуется простотой при очищении и подходит для защиты поверхностей от распыляемых красок и маркеров. Кроме того, оно обеспечивает отличные атмосферо- и химстойкость при нанесении всего в один слой. Покрытие с высокой степенью блеска подходит для указательных щитов, контейнеров, комнат для отдыха, вывесок, терминалов и пр. За последнее время Axalta инвестировала порядка 5 млн долларов в пилотное производство смол, которое позволит быстрее разрабатывать и выводить на рынок новые продукты.
Evonik также пополнила свою продуктовую линейку антивандальным покрытием. Protectosoil ANTIGRAFFITI — фторсилоксановый водный ЛКМ, который можно наносить на бетон, кирпич, железобетон, искусственный и натуральный камень без повреждения внешнего вида поверхности. Материал предохраняет подложки от распыляемых красок, стойких маркеров, чернил, битумных лаков, различных органорастворяемых и водно-дисперсионных ЛКМ. Покрытие может выдерживать более 10 чисток, в зависимости от объема и типа граффити.
Sherwin-Williams, в свою очередь, предлагает низкоэмиссионные (менее 250 г/л) стойкие сохраняющие блеск покрытия, которые подходят для использования как внутри помещений, так и снаружи зданий. Все материалы отверждаются влагой воздуха. Продуктовый портфель содержит однокомпонентные силоксановые составы и двухкомпонентные водно-дисперсионные полиуретановые антивандальные покрытия.
BMS специально для производителей антиграффити-материалов разработала низкоэмиссионные полиуретановые дисперсии со слабовыраженным запахом Bayhydrol A и водостойкие полиизоционаты Bayhydur XP, которые наделяют покрытия высокой стойкостью и небольшим блеском. «В отличие от глянцевых альтернатив, которые требуют дополнительного введения в рецептуру матирующих агентов, эта технология обеспечивает низкий уровень блеска без потери стойкости покрытия», — поясняет Стивен Рейнстадтлер. Готовые покрытия на их основе отличаются высокой УФ- и химстойкостью, подходят для нанесения на бетон, камень, стальные конструкции.
Синтия Чалленер,
Американская ассоциация производителей ЛКМ (ACA)
