УФ-стойкие краски: что защищает лакокрасочные покрытия от выгорания

Хотите, чтобы покрытие не выгорало на солнце? Узнайте о физико-химических свойствах пигментов, разнице между светостойкими и УФ-стойкими красками, какие цвета быстрее теряют яркость и как правильно выбрать материал для работы на улице.

На цвет лакокрасочных покрытий при эксплуатации влияют разные атмосферные факторы: температура, влажность, солнечный свет. Среди них солнечный свет считается одним из самых разрушающих факторов для окрашенных поверхностей. Ультрафиолет необратимо разрушает химические связи на молекулярном уровне из-за большой энергии фотонов. Именно поэтому светостойкость — важное требование к краскам для наружных работ.

Солнечный свет и его воздействие на окрашенные поверхности

Человеческий глаз видит только часть солнечного спектра — видимые лучи. Но спектр Солнца гораздо шире. Он включает в себя более длинные электромагнитные волны — радиоволны и инфракрасное излучение, а также более короткие — ультрафиолетовое излучение и далее жесткое излучение: рентгеновские и гамма-лучи.

Ультрафиолет — это часть спектра с высокой энергией фотонов. Из-за квантовых эффектов эти фотоны способны необратимо разрушать химические связи, повреждая лакокрасочные материалы на молекулярном уровне.

Под открытым небом происходит выгорание краски на свету, покрытие постепенно теряет глянцевость, часто появляются трещины или происходит отслаивание. При этом не все покрытия разрушаются одинаково: одни краски устойчивы только к видимому свету, другие выдерживают воздействие ультрафиолетового диапазона.

В чем отличие светостойких красок от ультрафиолетовостойких?

Светостойкие эмали хорошо сохраняют цвет при воздействии видимого света, но разрушаются при освещении прямым солнечным светом с высокоэнергетическими УФ-лучами. Поэтому такие краски отлично подходят для использования в помещениях и под навесами, где отсутствует прямое солнце.

Светостойкие материалы обычно содержат в составе растворители. Это чаще всего однокомпонентные составы на основе акрила, алкида, алкидно-фенольных, алкидно-уретановых, уретановых смол, а также водные составы. Высыхание таких красок происходит за счет испарения растворителя или воды, а также отверждения влагой воздуха.

Летучие вещества испаряются из покрытия, происходит сшивка материала, и сухой остаток формирует пленку на окрашенной поверхности — краска отверждается, проще говоря, высыхает. Образующаяся пленка не имеет защиты от ультрафиолета, УФ-лучи проникают вглубь материала.

Для светостойкости важна также толщина покрытия. Более толстая пленка сильнее рассеивает свет и уменьшает его воздействие. Размер и количество частиц пигмента тоже влияют на светостойкость: чем меньше частиц, рассеивающих свет, тем ниже светостойкость краски.

Светостойкие краски часто применяют на улице, и продолжительное время они выдерживают солнечное излучение. Но со временем пигменты в краске постепенно разрушаются, и покрытие понемногу теряет яркость. В большинстве случаев даже при депигментации защитные свойства покрытия остаются. Такие материалы называются просто светостойкими.

Другое дело — ультрафиолетовостойкие краски. Это обычно двухкомпонентные материалы на полиуретановой основе. Отверждение происходит за счет химической реакции двух компонентов: при взаимодействии основного материала с отвердителем происходит химическая сшивка компонентов.

При этом образуется прочная пленка, которая отражает и преломляет световые лучи и не пропускает их вглубь покрытия. Лучи не так сильно действуют на пигменты в составе и не разрушают их. УФ-стойкие краски защищают от более широкого спектра солнечного излучения, включая ультрафиолет. Такие краски не выгорают на солнце и не разрушаются длительное время, их используют на улице под открытым небом.

Таким образом, светостойкие краски и краски, стойкие к ультрафиолету, различаются устойчивостью к разным диапазонам светового излучения: светостойким не страшен видимый свет, а ультрафиолетовостойким — более агрессивное УФ-излучение.

Почему краски выцветают и разрушаются на солнце?

Ультрафиолетовые лучи в составе солнечного спектра падают на лакокрасочное покрытие и вызывают его разрушение.

Воздействие ультрафиолетового излучения на цвета покрытия, скорость и интенсивность выцветания зависят от материала основы, связующих элементов, свойств пигментов, толщины окрасочного слоя и других факторов. Например, от интенсивности солнечного излучения — поэтому светостойкость зависит также от географического расположения объекта, времени года и времени суток.

При выцветании молекулы веществ подвергаются разным химическим процессам:

Фотолиз: фотон ультрафиолетового излучения переводит молекулу в возбужденное состояние, она становится нестабильной, химические связи разрушаются, и соединение расщепляется, разлагается — краситель выцветает, а основа разрушается.

Фотоокисление: возбужденная фотоном молекула красителя вступает в реакцию с кислородом воздуха и окисляется — разрушается. Это ведет к выцветанию, а также потере эластичности покрытия, и со временем — к растрескиванию и отслаиванию покрытия.

Фоторедукция: под воздействием фотонов молекула красителя подвергается фотохимическому восстановлению водородом, что тоже изменяет цвет покрытия.

При этом разрушаются все составляющие покрытия: основа, связующее и пигмент. При разрушении связующего акриловые смолы без защиты желтеют, эпоксидные покрытия начинают мелить, полиуретаны дольше остаются светостойкими, но тоже нуждаются в специальных добавках — стабилизаторах — для защиты цвета.

При фотодеградации (разрушении) пигментов энергия фотонов ультрафиолетового излучения воздействует на химические связи в молекулах пигмента, придающего краске цвет, разрывает эти связи и разрушает пигмент. Органические пигменты, которые часто используются в недорогих красках, разлагаются быстрее. Неорганические пигменты — такие как оксиды хрома, титана, цинка, железа — более устойчивы.

Химия УФ-защиты красок: как достигается УФ-стойкость

Краски, не стойкие к ультрафиолету, очень быстро выгорают и желтеют на солнце. Такие краски обычно дешевые и не содержат защитных добавок, которые оберегают основу, связующее и пигменты от УФ-нагрузки.

Чтобы понять, выцветают ли УФ-краски, нужно знать особенности их химического состава.

УФ-стойкие эмали содержат специальные добавки (УФ-абсорберы, светостабилизаторы) и светостойкие пигменты. Вместе с химической сшивкой двухкомпонентных материалов эти добавки дают стойкость краски к ультрафиолету.

УФ-абсорберы поглощают ультрафиолет и превращают его в тепло. Например, для цветных покрытий добавляют гидроксибензофеноны, для прозрачных лаков — бензотриазолы.

Светостабилизаторы (HALS) прерывают цепные реакции окисления, таким образом продлевая срок службы краски.

Стойкие неорганические пигменты защищают покрытие от выгорания.

Пигменты: какие стойкие к ультрафиолету, а какие нет

Покупатели часто интересуются, какой цвет лучше отталкивает солнечные лучи, какая краска хорошо отражает солнце и какие краски не выгорают на солнце. Эти свойства красок определяются химическими свойствами входящих в их состав пигментов.

Пигменты добавляют в краски для создания цвета лакокрасочного покрытия. И несмотря на то, что есть светостойкие эмали и эмали, стойкие к УФ-излучению, есть также пигменты, которые сами по себе в принципе не стойкие к ультрафиолету.

Какие цвета выгорают на солнце быстрее?

К нестойким пигментам относятся пурпурный краситель, красные, оранжевые, фиолетовые красители, которые подвержены большему выгоранию, чем другие цвета. Сюда же относятся насыщенные зеленые, синие, коричневые — очень темные цвета, содержащие много, например, коричневого красителя в составе коричневой краски.

Какой цвет меньше всего выгорает на солнце?

Есть ли темные устойчивые к выгоранию цвета? Да, есть.

Исключение составляет максимально стойкий к ультрафиолету железо-оксидный пигмент красно-коричневого цвета (RAL 3009) — красный оксид железа, неорганическое соединение с формулой Fe₂O₃, который практически не подвержен выгоранию на солнце.

Его разновидность, природная форма железо-оксидного пигмента — слюдяной оксид железа — представляет собой чешуйчатый гематит с исключительной устойчивостью к любым атмосферным факторам и превосходными антикоррозионными свойствами. Большинство пигментов в красках имеют сферическую форму, а этот пигмент пластинчатый, его частицы создают перекрывающиеся блестящие слои, которые отражают свет (светоотражающая краска).

Выгорает ли белый цвет под прямыми солнечными лучами? Не выгорают на солнце белоснежно-белые оттенки, в которые добавляют диоксид титана TiO₂. Он отражает УФ-лучи, и УФ-стойкая краска не желтеет на солнце (белая краска с уф-фиксацией).

Эти пигменты, делающие краску непрозрачной для ультрафиолетового излучения и избирательно поглощающие их, называются маскирующими пигментами. Это диоксид титана, красный оксид железа, оксид цинка ZnO и другие. Они входят в состав красок против УФ-лучей, чтоб не грелся металл, не разрушались фасад или кровля. Такие краски имеют самый высокий индекс светостойкости пигментов.

Теперь, когда вы знаете, какой цвет не пропускает ультрафиолетовые лучи и какой цвет устойчивее к ультрафиолету, вы можете подобрать соответствующее дизайнерское решение с цветовой гаммой, которая останется неизменной максимально долго.

Наши УФ-стойкие материалы

Наши светостойкие составы характеризуются хорошим уровнем светостойкости. Они медленно выгорают, краски пастельных тонов максимально долго сохраняют цвет, темные цвета постепенно теряют яркость. Красные, оранжевые, фиолетовые цвета, как было сказано выше, выгорают быстрее.

Если требуется, чтобы покрытия на объекте максимально долго сохраняли цвет, лучше выбирать пастельные тона красок для поверхностей на солнце. Особенно важно это при окраске фасадов, ограждений и других уличных объектов.

В нашей линейке есть ультрафиолетовостойкие составы, максимально стойкие к ультрафиолету и другим атмосферным факторам. Это двухкомпонентные полиуретановые эмали: УФ-стойкие эмали-краски для металла, бетона и дерева. Даже более темные цвета, в отличие от светостойких, будут служить без изменения цвета в два раза дольше.

Быстросохнущие акриловые краски с защитой от УФ-лучей могут наноситься прямо по ржавчине. Краски для оцинкованного металла тоже устойчивы к ультрафиолету. Но даже они в ярких красных и бордовых цветах тоже будут постепенно менять цвет, несмотря на добавление в состав краски специальных компонентов, в том числе УФ-стойких фильтров. Поэтому, отвечая на вопрос, какой цвет краски подходит для покраски оцинковки на крыше, профессионалы советуют воздержаться от бордово-красных тонов (эти цвета УФ-красок быстрее всего выцветают на солнце).

Двухкомпонентные эпоксидные составы на солнце не выгорают, но покрытие начинает мелить, поверхность становится белесой. Это происходит из-за эпоксидных смол, которые отверждаются отвердителями аминного типа (в полиуретановых составах применяют полиизоцианатные алифатические отвердители, которые стабилизируют цвет и препятствуют пожелтению и выгоранию). Для того, чтобы избежать меления на ультрафиолете, рекомендуется перекрывать эпоксидные составы полиуретановыми финишными покрытиями.

Как правильно выбрать покрытие

Все лакокрасочные составы подвержены выгоранию: какие-то в большей, другие в меньшей степени — потому что ультрафиолет воздействует на все, избавиться от него невозможно.

Максимально стойкие — это УФ-стойкие двухкомпонентные полиуретановые покрытия со стабилизаторами, молекулы в которых надежно сшиваются химически полиизоцианатным отвердителем. УФ-стойкие краски с защитными добавками максимально надежны для окрашивания на улице.

Если вас интересует, как выбрать краску для стен с защитой от ультрафиолетового излучения, обратите внимание на однокомпонентные фасадные краски, отметив в характеристиках УФ-стойкость.

Менее стойкие составы, которые называются светостойкими — это однокомпонентные покрытия, их лучше применять внутри помещений. Для окрашивания на улице можно использовать пастельные тона, чтобы уменьшить риск выцветания окрашенной поверхности и необходимость частого ее обновления. В таких материалах ультрафиолет влияет сперва на декоративные качества покрытия. После потери цвета начинается и физическое разрушение окрасочного слоя под воздействием атмосферных факторов.

Чтобы покрытие оставалось ярким на долгие годы, выбирайте профессиональные УФ-стойкие ЛКМ. Можно купить краску солнцезащитную по металлу, бетону, для фасадов, деревянных поверхностей.

Практические рекомендации

Выбор цвета в зависимости от условий

Для металлических конструкций на солнце:

• Предпочтительны светлые тона (меньше нагрев поверхности)
• Белый, светло-серый, бежевый — оптимальные варианты
• Темные цвета применять только в УФ-стойких полиуретановых системах
• Избегать красных, оранжевых, бордовых без УФ-защиты

Для фасадов и стен:

• Пастельные оттенки в светостойких красках
• Любые цвета в УФ-стойких полиуретанах
• Светло-серый, кремовый сохраняют цвет дольше всего

Для кровель:

• Красно-коричневый RAL 3009 (железо-оксидный пигмент) — максимальная стойкость
• Белый на основе диоксида титана
• Серые оттенки
• Избегать темно-синих, черных (сильный нагрев)

Для ограждений и декоративных элементов:

• Широкая палитра при использовании полиуретановых УФ-стойких систем
• Обязательна УФ-защита для ярких насыщенных цветов

Срок службы покрытий

Светостойкие однокомпонентные краски:

• Пастельные тона: 4-7 лет
• Темные насыщенные цвета: 2-4 года
• Требуют периодического обновления

УФ-стойкие полиуретановые эмали:

• Светлые и средние тона: 10-15 лет
• Темные цвета: 7-10 лет
• Длительное сохранение декоративных свойств

Типичные ошибки

Ошибка 1: Использование светостойких красок вместо УФ-стойких на открытом солнце Результат: Быстрое выцветание, потеря внешнего вида

Ошибка 2: Выбор ярких красных, оранжевых, фиолетовых цветов без УФ-защиты Результат: Выгорание за 1-2 сезона

Ошибка 3: Нанесение эпоксидных составов без полиуретанового финиша на солнце Результат: Меление поверхности, белесый налет

Ошибка 4: Экономия на толщине покрытия Результат: Недостаточная защита, быстрая деградация

Выбор правильного покрытия зависит от условий эксплуатации и требований к долговечности цвета.

Основные принципы выбора:

✓ Для наружных работ под прямым солнцем — только УФ-стойкие двухкомпонентные полиуретановые краски со светостабилизаторами

✓ Для внутренних помещений и под навесами — подходят светостойкие однокомпонентные составы

✓ Выбор цвета имеет решающее значение:

• Максимально стойкие: белый (TiO₂), красно-коричневый RAL 3009 (Fe₂O₃), пастельные тона
• Быстро выгорают: красные, оранжевые, фиолетовые, насыщенные темные

✓ Эпоксидные покрытия на солнце мелеют — перекрывайте их полиуретановым финишем

✓ Химическая защита достигается за счет УФ-абсорберов, светостабилизаторов HALS и стойких неорганических пигментов

Правильно подобранная система покрытия с учетом УФ-стойкости обеспечивает сохранение декоративных свойств и защитных функций на долгие годы. Инвестиции в качественные УФ-стойкие материалы окупаются за счет длительного межремонтного периода и отсутствия необходимости частого обновления.