ЛАКОКРАСОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Лакокрасочные материалы имеют две основные функции: декоративную и защитную. Они защищают дерево от гниения, металл – от коррозии, образуют твердые защитные пленки, предохраняющие изделия от разрушающего влияния атмосферы и других воздействий и удлиняющие срок их службы, при этом придают изделиям красивый внешний вид.

Лакокрасочные материалы классифицируют по химическому составу, виду и преимущественному назначению материала. К лакокрасочным материалам относятся лаки, краски, эмали, грунтовки, шпатлевки.

· Лак – раствор пленкообразующих веществ в органических растворителях или воде с введением добавок (сиккативов, пластификаторов, отвердителей), образующий после высыхания твердую, прозрачную, однородную пленку, прочно сцепленную с поверхностью. Лаки придают поверхности декоративный вид и создают защитные покрытия.

· Краски – суспензия пигментов или их смеси с наполнителями в олифе, эмульсии, латексе, образующая после высыхания однородную непрозрачную твердую окрашенную пленку.

· Эмаль – суспензия пигментов или их смеси с наполнителями в лаке с ведением сиккативов, растворителей и других добавок, образующая после высыхания непрозрачную твердую окрашенную пленку.

· Грунтовка - суспензия пигментов или смеси пигментов и наполнителей в связующем веществе, образующая после высыхания однородную непрозрачную пленку с хорошей адгезией к подложке. Грунтовки образуют нижний слой покрытия, создавая надежное сцепление верхних слоев с окрашиваемой поверхностью. Кроме того, они защищают металл от коррозии, выделяют структуру древесины, закрывают поры материала, выравнивают и создают однородную поверхность пред окраской.

· Шпатлевка (шпатлевочная масса, подмазка) – густая, вязкая масса, состоящая из пигментов, наполнителей или их смеси в олифе, лаке или другом связующем веществе с введением добавок или без них, наносимая для заполнения неровностей и углублений, сглаживания неровностей окрашиваемой поверхности.

· Различные вспомогательные материалы – к этим материалам относятся смывки – жидкости для снятия, удаления старых лакокрасочных покрытий; пасты полировочные, шлифовочные, уплотнительные; составы полирующие нейтрализующие, моющие, а также замазки, уплотнители, ускорители, отвердители, мастики.

СОСТАВ КРАСКИ

· Пигменты – сухие красящие вещества, неорганические или органические, природные или искусственные, диспергируемые в пленкообразующих веществах для придания краскам, эмалям, грунтовкам, шпатлевкам цвета и непрозрачности. Пигмент сообщает лакокрасочному покрытию определенные механические свойства, устойчивость к воздействию воды, света и атмосферных влияний. Наиболее широкое распространение в лакокрасочной промышленности получили неорганические пигменты, получаемые химической обработкой руд, металлов и минералов (синтетические) и земляные пигменты (природные) – сурик железный, охра, железоокисные пигменты и др.
Органические пигменты применяют в меньшем объеме, к ним относится пигмент алый, фталоцианиновый голубой и зеленый и др.

· Наполнители – неорганические природные или синтетические вещества, применяемые для улучшения малярно-технических и эксплуатационных свойств покрытий и экономии пигментов. Природные неорганические наполнители получают путем измельчения, обогащения, термической обработки горных пород и минералов. Синтетические неорганические наполнители получают в результате химических реакций по сложной технологии. Наполнители – это порошки с низкой укрывистостью (красящей способностью), они придают материалам прочность, атмосферостойкость и др. свойства. Наполнителями служат мел, каолин, слюда, тальк, химически осажденный мел и др.

· Растворители и разбавители – летучие органические жидкости, применяемые для растворения пленкообразующих веществ, а также для разбавления лакокрасочных материалов до рабочей вязкости перед нанесением на окрашиваемую поверхность. К растворителям относятся уайт-спирит, ацетон, ксилол, спирт, вода и др.

· Связующие вещества – жидкие или доведенные до жидкого состояния твердые материалы, которые после высыхания связывают между собой частицы пигментов и наполнителей и образуют пленку, прочно сцепленную с окрашиваемой поверхностью.

· Пленкообразующие вещества ответственны за создание пленки, адгезию ее к поверхности окрашиваемого предмета, удерживание внутри слоя покрытия частиц пигмента и наполнителя. Помимо этого, хорошее пленкообразующее вещество обеспечивает покрытию водонепроницаемость, но в тоже время позволяет ему «дышать», препятствует размножению микроорганизмов, не являясь ядовитым для человека, задерживает ультрафиолетовые лучи, само при этом, не разрушаясь и т.д.

· Аддитивы - технологические добавки – компоненты, которые ускоряют, интенсифицируют, облегчают и т.д. такие процессы, как диспергирование пигментов, смачивание подложки, устранение поверхностных дефектов, отверждение и многие другие, на стадиях изготовления, транспортирования, хранения красок и формирования покрытия. Аддитивы также иногда называют «малыми добавками», «функциональными добавками» и т.д., так как они работают при незначительном содержании – от 0,02 до 5% (в зависимости от назначения). К аддитивам относят сиккативы, диспергаторы пигментов, эмульгаторы, пеногасители и др.

Маркировка лакокрасочных материалов (по ГОСТ 9980.4-86).
Существующие правила маркировки позволяют определять по обозначению лакокрасочных материалов их свойства, назначение и условия эксплуатации.
Обозначения основных лакокрасочных материалов состоят из пяти групп буквенно-цифровых знаков для эмалей, красок, грунтовок, шпатлевок и четырех групп знаков для лаков.

Первая группа знаков обозначает вид материала и состоит из слова, например «эмаль», «лак» и т.д.

Вторая группа знаков определяет пленкообразующее вещество (род смолы, сополимера, олифы) и обозначаются двумя буквами, например:

АК – акриловая

БТ – битумная

ГФ – глифталевая

МА – масляная

МЛ – меламиналкидная

НЦ – нитроцеллюлозная

ПФ – пентафталевая

ФЛ – фенолформальдегидная

ХВ – перхлорвиниловая

ХС – винилхлоридная

ЭП – эпоксидная

Третья группа знаков характеризует преимущественное назначение лакокрасочного материала. Это первая цифра в числовом индексе, и обозначает она условия эксплуатации:

1 - для эксплуатации в атмосферных условиях

2 - для использования внутри помещений

3 - консервационное покрытие (на время транспортировки; впоследствии удаляется)

4 - покрытие, устойчивое к воздействию горячей воды

5 - покрытия специального назначения

6 – масло-бензостойкие

7 - химически стойкие

8 – термостойкие

9 – электроизоляционные

0 – грунтовки

00 – шпатлевки

Четвертая группа обозначения определяют присвоенный материалу порядковый номер и состоит из одной, двух или трех цифр.

После порядкового номера допускается буквенный индекс, характеризующий особенности материала.

1. По прозрачности образуемых пленок – прозрачные (лаки, олифы) и непрозрачные (краски, эмали, грунтовки)

2. По степени блеска – глянцевые, полуглянцевые, полуматовые, матовые, глубоко матовые (М – матовая, ПМ – полуматовая).

3. По условиям сушки – холодной сушки и горячей сушки (ГС - горячая сушка, ХС - холодная сушка).

4. По методу нанесения – кистевые, пульверизационные (К – кисть, П- пульверизатор).

5. По последовательности нанесения слоев и типу покрытия – пропиточные, грунтовочные, промежуточные и покрывные.

6. По целевому назначению (потребительский признак) – автомобильные, мебельные, для сельскохозяйственных машин, приборов, станков и т.д.

7. А также : ВЭ - содержит воду, эмульгированную в пленкообразователе, НГ – негорючая.

*Пр.:

Грунтовка ГФ-021 красно-коричневая - глифталевая грунтовка, регистрационный номер 21.

*Эмаль ПФ-115 белая - эмаль пентафталевая для наружных работ, регистрационный номер 15.

*Лак НЦ-218 - лак нитроцеллюлозный для внутренних работ, регистрационный номер 18.

Основные свойства готовых лакокрасочных материалов:
Степень перетира

Чем тоньше растерта краска, тем лучше ее укрывистость, тем легче работать с такой краской. Особенно это важно при работе с окрасочным оборудованием, т.к. крупные частицы в окрасочном составе могут засорить выходные отверстия форсунки.

Время и степень высыхания материала

За время высыхания применяют время, за которое определенной толщины слой материала, нанесенный на пластинку, достигает необходимой степени высыхания при заданных условиях сушки. Степень высыхания характеризует состояние поверхности материала при определенной продолжительности и температуре сушки в стандартных условиях испытания.

1. Высыхание от пыли – момент, когда на окрашиваемой поверхности образуется тончайшая поверхностная пленка.

2. Практическое высыхание (на отлип) – пленка утрачивает липкость и изделие с лакокрасочным покрытием может подвергаться дальнейшим операциям.

3. Полное высыхание – окончание формирования пленки на поверхности.

Условная вязкость материала

При нанесении лакокрасочного покрытия на поверхность большое значение имеет его вязкость. Условную вязкость определяют вискозиметром. Условной вязкостью лакокрасочных материалов называют время непрерывного истечения в секундах определенного объема материала через калиброванное сопло.

Укрывистость

Важнейшим технологическим показателем является укрывистость лакокрасочного материала, характеризующая расход лакокрасочного материала на 1 кв.м окрашиваемой поверхности. Значение этого показателя определяет равномерность нанесения слоя лакокрасочного материала, что обуславливает его экономическую эффективность.

Укрывистость зависит от оптических свойств пигмента, его дисперсности и объемной концентрации в связующем, а также степени дисперсности лакокрасочного материала. Существенное влияние на укрывистость оказывают также химический состав и цвет пленкообразующего, физико-химические свойства связующего, тип растворителя и др.

Однако главным образом укрывистость обусловлена оптическими явлениями, протекающими в пленке.

Механические свойства покрытий во многом определяют уровень защитных свойств, а также в значительной степени влияют на декоративные функции покрытий в течение срока их эксплуатации. К механическим свойствам покрытий относятся твердость, гибкость, прочность при ударе, адгезия.

Твердость – сопротивление, оказываемое покрытием при проникновении в него другого тела. Твердость пленки – одно из важнейших механических свойств лакокрасочного покрытия характеризующее частично степень высыхания, а в основном прочность поверхности.

Изгиб покрытия косвенно характеризуется его эластичность, т.е. свойство, обратное хрупкости. Сущность метода заключается в определении минимального диаметра стержня, при изгибании, на котором окрашенной металлической пластинки не происходит разрушения лакокрасочного покрытия.

Адгезия – способность лакокрасочных покрытий к прилипанию или прочному сцеплению с окрашиваемой поверхностью. От величины адгезии зависят механические и защитные свойства покрытий. Для определения адгезии существует три стандартных метода (решетчатый надрез, метод отслаивания (отрыва), метод решетчатых надрезов с обратным ударом).

Водостойкость – способность лакокрасочного покрытия выдерживать без изменения воздействия пресной или морской воды.

Морозостойкость – способность лакокрасочного материала сохранять свои физико-механические свойства после нескольких циклов замораживания-оттаивания.

Термостойкость – предельно допустимая температура, при которой покрытие сохраняет способность выполнять свои функции в течение определенного времени. Эмали ПФ-115 защищают поверхность от периодического воздействия температур до 60-80^оС.

Атмосферостойкость - способность лакокрасочного покрытия сохранять в течение продолжительного времени свои защитные и декоративные свойства в атмосферных условиях. Количественно атмосферостойкость выражают сроком службы лакокрасочного покрытия (в годах, месяцах), определяемых степенью потери его защитных и декоративных свойств под влиянием разрушений, вызванных атмосферным воздействием. Срок службы зависит от климатических и специфических условий местности. К видам разрушений, связанным с потерей декоративных свойств лакокрасочных покрытий относятся: потеря блеска, изменение цвета, белесоватость и грязеудержание.
Важно отдавать себе отчет, что все ускоренные испытания (на атмосферостойкость, на коррозионную стойкость, на долговечность Пк) не могут в полной мере отражать все процессы, которые будут происходить в естественных условиях. Они содержат ограниченное число стандартных факторов влияния, которых в естественных условиях может быть гораздо больше. Однако заведомо плохую краску эти методы показать могут.

ТЕХНОЛОГИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ОКРАСОЧНЫХ РАБОТ

Свойства лакокрасочных покрытий зависят не только от качества применяемых лакокрасочных материалов, но и от таких фактов, как способ подготовки поверхности к окраске, правильный выбор и соблюдение технологического режима окраски и сушки. Основные стадии процесса нанесения лакокрасочных материалов:

1) Подготовка поверхности

Подготовка поверхности заключается в очистке от продуктов коррозии, старой краски, жировых и других загрязнений. Способы подготовки поверхности подразделяются на три основных группы:

- механические (очистка инструментом (щетки, шлифовальные машинки), очистка при помощи песка, дроби, смеси песка и воды);

- термические (очистка металла от ржавчины и окалины при использовании пламени кислородно-ацетиленовой горелки);

- химические (обезжиривание поверхности с помощью щелочных моющих составов или с помощью активных растворителей).

2) Грунтование - одна из наиболее важных и ответственных операций. Первый грунтовочный слой служит основой для всего покрытия. Основное назначение грунта – создание прочной связи между окрашиваемой поверхностью и последующими лакокрасочными слоями, а также обеспечение высокой защитной способности покрытия. Грунтовку можно наносить кистью, краскораспылителем или другим способом.

3) Окраска, нанесение лакокрасочных покрытий, выполняющих защитную и декоративную функции. Лакокрасочные материалы наносят на загрунтованную поверхность различными методами – кистью, валиком, пневматическим распылением, безвоздушным распылением, в электрическом поле высокого напряжения, окунанием в ваннах, струйным методом.

Предыдущее покрытие влияет на качество последующего, действует правило: «подобное к подобному». Однако, возможно наносить друг на друга материалы различной химической основы, но только после предварительной подготовки поверхности, включающей все этапы, описанные выше. Ниже представлены возможные сочетания желаемого нового покрытия со старой основой.