Содержащие наночастицы водоосновные краски уже успели зарекомендовать себя на рынке, после того как стало известно, что наночастицы содержащиеся в составе ЛКМ улучшают их или наделяют новыми свойствами.
Тем не менее, высвобождение наночастиц из обогащенного ими лакокрасочного покрытия в течение его жизненного цикла до сих пор не было изучено в должной степени. По мнению ученых, состав краски может стать основным фактором, влияющим на объем и форму высвобождаемых частиц.
Ученые Венецианского исследовательского консорциума, итальянской компании GFC Chimica и французской CEA (Commissariat à l’Energie Atomique et aux Energies Alternatives) исследовали этот вопрос. Они проанализировали составы красок, содержащих одинаковое количество наночастиц диоксида кремния (SiO2), но отличающихся объемной концентрацией пигмента (PVC), количеством и типом связующих и пигментов. Эти смеси подверглись выщелачиванию, чтобы определить влияние названных параметров на высвобождение кремния из краски.
Результаты показали, что больший выход наночастиц кремния (около 1,7% от общего их содержания в краске) был характерен для красок с более высокой объемной концентрацией пигмента. Это свидетельствует о том, что PVC выступает решающим фактором выхода частиц из покрытия. Эта гипотеза нашла и другое подтверждение: скопления наночастиц SiO2 были обнаружены только в фильтрате краски с более высокими показателями PVC. Образец краски с большим содержанием связующего и меньшим содержанием кальцитового наполнителя продемонстрировал меньший выход частиц кремния среди красок с низким значением PVC (35%). В фильтрате этой краски частиц кремния обнаружено не было. Это может быть связано с тем, что большая доля связующего способствует образованию подходящей для удержания наночастиц матрицы. В случае частичной замены кальцита пигментом диоксида титана существенного снижения выхода наночастиц отмечено не было.
Результаты исследования также показали, что с помощью правильно составленных смесей ЛКМ можно регулировать не только качество и свойства покрытий, но и выброс частиц SiO2 в окружающую среду.