Курсовая работа: Лакокрасочные материалы: их состав, основы производства и ассортимент. Лакокрасочные покрытия

Лакокрасочные материалы можно классифицировать по виду, химическому составу, назначению и ряду других признаков (рис.).

Рис. Классификация лакокрасочных материалов

По составу они подразделяются на непигментированные - лаки и олифы, и пигментированные краски, эмали, а также вспомогательные составы - грунтовки, шпатлевки, цветные лаки, растворители, разбавители и смывки. Краски можно подразделить на густотертые и жидкотертые, то есть готовые к применению.

Видовой ассортимент ЛКМ включает в себя:

Олифы - продукты переработки растительных масел и масляных составов;

Лаки - растворы пленкообразующих веществ в растворителях;

Краски - суспензии красящего вещества (пигмента) в связующем. Связующим могут быть олифа, лак, клей, известь, латекс;

Эмали - суспензии пигментов в лаке. Позволяют получить более прочное, гладкое и блестящее покрытие;

Грунтовки - составы, обеспечивающие надежное сцепление красочных слоев и окрашиваемой поверхности;

Шпатлевки - пастообразные составы, применяемые для выравнивания поверхности и заполнения неровностей перед нанесением на них красок;

Растворители, разбавители, смывки и сиккативы. Используются для подготовки ЛКМ перед окрашиванием, ускорения высыхания.

В зависимости от типа пленкообразущего вещества лакокрасочные составы делятся на масляные, алкидные, нитроцеллюлозные и др. По условиям эксплуатации ЛКМ подразделяются на атмосферостойкие, ограниченно атмосферостойкие, водостойкие, термостойкие и т. п. По назначению выделяют ЛКМ строительные, автомобильные, промышленные, бытовые, мебельные, специальные и др.

В условиях рыночной экономики некоторые фирмы-изготовители классифицируют свою продукцию по уровню технических характеристик и цене. Например, вся лакокрасочная продукция предприятия «Текс» (Россия) подразделяется на три класса:

Продукция класса «Люкс». Производится из лучших импортных компонентов, не уступает по качеству известным импортным аналогам, но стоимость ее в 1,5 раза ниже;

Продукция класса «Стандарт». Изготовлена из импортных и лучших отечественных компонентов и имеет наилучшее соотношение качества и цены. В настоящее время несколько устаревшее и непонятное потребителю название класса заменено более актуальным - «Профи», это отражено и в графическом исполнении этикеток;

Продукция класса «Универсал». Создана на основе отечественного сырья, по качеству превосходит все существующие аналоги и доступна по цене.

Олифы. Один из основных непигментированных ЛКМ - олифу - ГОСТ Р 51692-2000 определяет как пленкообразующее вещество, представляющее собой продукты переработки растительных масел с введением сиккативов для ускорения высыхания.

В более широком смысле олифы - это продукты термической или химической переработки растительных масел, маслосодержащих алкидных смол и нефтепродуктов. Используют олифы для пропитки (грунтования) древесины и других пористых поверхностей перед их окраской, изготовления и разведения масляных красок, производства лаков, грунтовок, шпатлевок и замазок.

В состав олиф входят пленкообразующие вещества и сиккативы. Некоторые олифы содержат и органические растворители. Олифы высыхают на воздухе, образуя мягкие эластичные пленки с невысокими механическими и защитными свойствами. Термическая обработка исходных материалов без доступа воздуха приводит к получению полимеризованных олиф; продуванием воздуха через нагретое масло получают окисленные олифы.

В зависимости от исходного сырья и способа его переработки различают натуральные (чистые), полунатуральные (уплотненные, алкидные, комбинированные, композиционные), синтетические и искусственные олифы. По стандартной классификации олифы подразделяются на масляные (натуральные, оксоль, комбинированные); синтетические (алкидные, пентоли) и композиционные (продукты переработки нефти , газа, сланцев, каменноугольных смол, побочных продуктов различных производств).

Масляные (натуральные) олифы содержат полимеризованные или оксидированные высыхающие масла или их смеси и сиккативы. Относящаяся к группе масляных олиф оксоль содержит оксидированные высыхающие или полувысыхающие растительные масла , сиккатив и растворитель. Комбинированная олифа отличается от оксоли тем, что содержит смесь оксидированных или термообработанных высыхающих и полувысыхающих масел.

Синтетические олифы представлены пентолями - продуктами этерификации полиолов (многоатомных спиртов ) ненасыщенными жирными кислотами, и алкидными олифами - растворами полиэфиров, модифицированных растительными маслами.

Композиционные олифы - это смесь продуктов переработки нефти , газа, сланцев, каменноугольных смол и побочных продуктов различных производств с препарированием растительными маслами. Они бывают нефтеполимерными, композиционными, каучуковыми.

Натуральные олифы готовят на основе высыхающих масел (льняное, конопляное и их смеси) без добавления растворителя. Их получают путем термообработки масла при 120 - 160 °С с добавлением сиккатива. Термин «высыхание» хотя и общепринятый, но не совсем точный. Масла полимеризуются путем связывания молекул между собой с образованием твердого и неплавкого полимера. Полимеризация остатков жирных кислот, из которых состоят масла, происходит под влиянием кислорода воздуха. Соответственно высыхающие масла способны образовывать на воздухе прочные неплавкие покрытия (льняное, конопляное, перилловое, тунговое). Высыхающими частично называются полувысыхающие масла (подсолнечное). Не обладают способностью высыхать такие масла, как касторовое (из клещевины) и оливковое. Натуральные олифы содержат не менее 95 % высыхающих растительных масел. К ним относятся конопляная окисленная, льняная окисленная и полимеризованная олифы. Они образуют твердые, прозрачные, блестящие пленки. Покрытия на их основе характеризуются высокими защитными свойствами и длительным сроком службы (3 - 4 года). Окисленные олифы имеют более темный цвет и образуют более быстро стареющие покрытия, чем покрытия на основе олиф, полученных без продувки воздухом.

Льняная олифа - жидкость коричневого или светло-коричневого цвета. Плотность ее - 0,936 - 0,950 г/см 3 . Пленка олифы достаточно плотная и эластичная. Конопляная олифа - жидкость коричневого цвета с зеленоватым оттенком. Полное высыхание ее, так же как и льняной, наступает через 24 ч. Подсолнечная олифа высыхает медленнее. Прочность, твердость и водостойкость ее пленки меньше. Применяют натуральные олифы для изготовления и разведения густотертых красок, используемых для наружных работ, при создании художественно-декоративныхизделий .

Полунатуральные олифы на 50 - 75% содержат переработанное масло, а на 25 -50 % - органический растворитель. Некоторые предприятия выпускают олифы под наименованием «полунатуральная». Например, олифа полунатуральная малярная Шебекинского завода бытовой химии - продукт глубокой термической обработки растительного подсолнечного масла с добавкой сиккативов. Но чаще полунатуральные - уплотненные, алкидные, комбинированные, композиционные олифы.

Уплотненные олифы готовят на основе высыхающих и полувысыхающих масел, подвергнутых глубокой полимеризации (длительная термообработка при температуре до 300 °С) или оксидации. Поскольку такие масла имеют высокую вязкость, их разбавляют растворителями. Уплотненные олифы бывают полимеризованными и окисленными (оксоль). Покрытия из них характеризуются хорошим глянцем и высокой адгезией, но невысокой водостойкостью, при нагревании темнеют. Срок их службы не превышает трех лет.

Уплотненные олифы используются для разведения красок до малярной консистенции. Оксоль В (из смеси высыхающих масел), оксоль СМ (из смеси высыхающих и полувысыхающих масел), оксоль ПВ (из смеси полувысыхающих масел), оксоль ПВС (с добавлением синтетического каучука) различаются составом исходного сырья и областями применения. Например, оксоль ПВ представляет собой раствор оксидированного растительного масла и сиккативов в бензине-растворителе для лакокрасочной промышленности или скипидаре.

Олифа и краски на ее основе предназначены для внутренних работ, для разведения густотертых красок, для пропитки деревянных поверхностей. Оксоль на основе льняного масла считается лучшей, потому что после высыхания образует твердую, водостойкую и эластичную пленку. Оксоли на подсолнечном и касторовом масле несколько уступают ей. Некоторые предприятия под наименованием «оксоль» выпускают синтетическую олифу. Так, оксоль строительная представляет собой раствор оксидированного растительного масла и светлой нефтеполимерной смолы с различными добавками в органических растворителях.

Алкидные олифы - это 50%-ные растворы алкидных (глиф-талевых и пентафталев£1х) смол, модифицированных растительными маслами в уайт-спирите. Для их приготовления используют растительные масла, глицерин, пентаэритрит и фталевый ангидрид, сиккативы и органические растворители. Процесс высыхания алкидных олиф происходит как вследствие испарения растворителя, так и в результате взаимодействия масел и смол с кислородом воздуха. Покрытия на основе алкидных олиф атмосферостойки, долговечны, высыхают за 24 ч. Алкидную олифу нужно хранить в плотно закрытой таре, предохраняя от влаги и прямых солнечных лучей. При загустевании допускается разбавление уайт-спиритом.

Комбинированные олифы содержат до 30 % растворителя. Иногда комбинированными олифами ошибочно называют смеси препарированного растительного масла с синтетическими олифами или нефтеполимерными смолами. Комбинированные олифы применяются главным образом как полуфабрикат для изготовления густотертых масляных красок. Они обозначаются в маркировке К-3, К-4, К-5 и т.д. Например, олифа К-3 представляет собой раствор препарированных растительных масел в смеси органических растворителей с добавлением модификаторов и сиккативов. Массовая доля пленкообразователя в олифе 70 -72 %. Время высыхания 24 ч. Цвет по йодометрическойшкале в зависимости от сорта колеблется от 220 до 700.

Композиционные олифы содержат до 45 % растворителя. Для их получения используют низкокачественные растительные масла. Эти олифы характеризуются темным цветом получаемых покрытий (поэтому показатель цвета не нормируется), замедленным высыханием, но не больше 24 ч. Если в составе олифы окажется фуз (отходы маслоперерабатывающего производства), такая олифа не высыхает. Она имеет рыжий цвет и темный осадок.

Для улучшения свойств и удешевления олиф в них вводят канифоль, низкомолекулярные каучуки и другие добавки. Некоторые композиционные олифы вместо растительного масла содержат масла синтетические. Такие олифы более светлые, что важно для разведения красок светлых тонов. Они применяются для изготовления белил, предназначенных для внутренних работ.

Синтетические и искусственные олифы - это побочные продукты различных производств, способные при высыхании образовывать пленки. Как правило, это низкокачественные материалы, которые, однако, можно использовать для неответственных работ, пропитки пористых поверхностей, временной защиты и т.д. К их числу относятся полидиеновые олифы, олифы этиноль и сланцевая, которые получают из отходов каучукового производства и при переработке угля. Олифа БСК представляет собой композицию бутадиенстирольных каучуков в органических растворителях с добавлением сиккатива. Недостатки синтетических и искусственных олиф: темный цвет, резкий запах, и это препятствует их применению для бытовых целей. Но вот олифа нефтеполимерная (НП), представляющая собой раствор нефтеполимерной смолы и технологических добавок в углеводородах, - высокоэффективный, экологически безопасный биоцид, защищающий древесину от плесени, грибков и атмосферных воздействий.

Лаки. К этому виду непигментированных ЛКМ относят растворы пленкообразующих веществ в органических растворителях или в воде. При отверждении они образуют прозрачное однородное покрытие. Лаки на водной основе появились недавно. Это высокоэкологичные, пожаробезопасные, практически не пахнущие, но дорогостоящие материалы.

По степени готовности все лаки делятся на одноупаковочные и двухупаковочные. Одноупаковочные готовы к применению и могут сохраняться в плотно закрытой таре длительное время. В качестве растворителя они содержат уайт-спирит, что придает им неприятный запах. Двухупаковочные лаки образуют покрытие в результате химической реакции между двумя составляющими - полуфабрикатом лака и отвердителем - после их смешивания. Лак необходимо приготовлять в домашних условиях, срок его хранения ограничен.

Обычно название лака определяется видом пленкообразующего вещества. Выпускаются масляно-смоляные (масляные, алкидные), смоляные, эфироцеллюлозные, асфальтобитумные лаки.

Масляные лаки представляют собой смеси растительных масел с природными смолами в органических растворителях. Обычно в состав масляных лаков вводят канифоль, битумы и некоторые другие пленкообразователи. По содержанию масла масляные лаки делятся на жирные, средние, тощие. От содержания масла в лаке зависят многие свойства покрытий.

Жирные лаки образуют атмосферостойкие покрытия, с большей эластичностью, но отверждаются медленнее (от суток до четырех). К жирным относят лак для покрытия пола. В его составе 41 % масла, 22% смолы, 36% растворителя и 0,2% сиккатива.

Лак средней жирности содержит примерно 30 % масла, 42 % шеллака и 28 % растворителя. Такой лак является хорошим покрытием для мебели . Средние лаки высыхают за 48 ч. Покрытия имеют среднюю эластичность и сильный блеск, хорошо шлифуются, но недостаточно атмосферостойки.

Тощие лаки содержат небольшое количество масла и потому образуют хрупкие покрытия с низкой атмосферостойкостью, но высокой твердостью и блеском. Они быстро высыхают (в течение 6-24 ч).

Масляные лаки применяются для лакирования деревянных поверхностей и в качестве пропиточных электроизоляционных составов. Они используются также для получения красок, грунтовок, шпатлевок, применяемых в различных отраслях машиностроения, судостроения и др.

Алкидные лаки - это растворы алкидно-масляных смол (продуктов химической реакции масел и смол) или их смеси с другими смолами в уайт-спирите, сольвентнафте и других растворителях. В состав алкидных лаков входят сиккативы, ускоряющие высыхание, а также различные добавки для придания им специфических свойств: антивспениватели, тиксотропные добавки, добавки для розлива и т.д.

В зависимости от вида смолы алкидные лаки бывают глифталевые (ГФ); алкидно-мочевиноформальдегидные (АМФ или МФ), пентафталевые (ПФ), алкидно-меламиноформальдегидные (АМД или МД); алкидно-акриловые (АА); алкидно-уретановые (АУ), алкидно-стирольные (АС). Они также составляют три группы: жирные, средние и тощие, но масла в них на 15 -20 % меньше, чем у масляных лаков. Алкидные лаки предназначены для покрытия металлических и деревянных изделий и конструкций. Алкидно-стирольный лак АС-25 светло-коричневого цвета. Применяют его для создания стойких внутренних противокоррозийных покрытий конструкций из бронзы, меди и алюминия, а также атмосфероустойчивого покрытия по дереву. При комнатной температуре лак высыхает в течение 8 ч.

Масляно-смоляные лаки выпускают двух марок: ПФ-283 и ГФ-166. По цвету они могут быть светло-коричневыми с литерой «С» (светлый) и темно-коричневыми с литерой «Т» (темный). Применяют их для покрытия по дереву и по масляной краске внутри помещения (4С и 4Т) и снаружи здания (5С и 5Т).

Покрытия на основе алкидных смол обладают высокой атмосферостойкостью, эластичностью и хорошей адгезией к окрашиваемой поверхности. К недостаткам можно отнести продолжительность естественного высыхания (36 - 48 ч) и невысокую химическую стойкость получаемых покрытий.

Широко известен лак ПФ-231 (так называемый ленинградский). В розничной продаже можно найти лаки KUPU фирмы «Тик-курила» (Финляндия), «Квинтол» производства ООО БСФ (Новосибирск) и другие алкидно-уретановые лаки, представляющие собой растворы алкидных смол с уретановыми группами в органических растворителях. Эти лаки высыхают быстрее алкидных (6 - 12 ч) и обладают значительно более высокой износостойкостью. Это лаки «Полиур» Черкесского ХПО, «Уника супер» фирмы «Тик-курила» и др.

Смоляные лаки можно подразделить на три группы: на основе природных смол; на основе термопластичных синтетических смол; на основе термореактивных синтетических смол.

Лаки на основе природных смол выпускаются и применяются ограниченно. Канифольный лак - раствор канифоли в скипидаре - бывает безмасляным и маслосодержащим, применяется для внутренних работ по дереву и металлу, не подвергающимся воздействию повышенных температур и влаги. Деревянные изделия лакируют спиртовыми лаками. Это растворы смол в летучих растворителях, прежде всего в этиловом спирте, концентрацией 30 - 35%.

Выпускаются шеллачные, канифольные, канифольно-шеллачные и карбинольные лаки. Наиболее употребимы шеллачные. Они пригодны только для работ в сухих помещениях. Для высыхания спиртовых лаков достаточно 15 мин. Спиртовые лаки с малым содержанием смолы называются политурами. Они применяются для полировки деревянных изделий.

Лаки на основе термопластичных смол получают растворением перхлорвинила в ацетоне. Они образуют ремонтопригодные покрытия в результате испарения растворителей, являются безмасляными лаками холодной сушки и быстро высыхают при комнатной температуре. Основные виды этой группы - перхлорвиниловые лаки (ХВ). Они образуют покрытия высокой атмосферостойкости, прочности и эластичности, большой химической стойкости. Недостаток - малая термостойкость. Применяются при изготовлении транспортных средств только в промышленности, а также для отделки и тонирования древесины. К перхлорвиниловым лакам относятся ХСЛ и ХС-76Д. Они бесцветны, высыхают при температуре 18 - 23 °С в течение 2 ч. Лаками ХСЛ обрабатывают масляные покрытия для улучшения их антикоррозийных свойств. Лаками ХС-76Д защищают строительные конструкции от воздействия агрессивных сред. Вследствие токсичности эти лаки применяют лишь в тех помещениях, где люди находятся непродолжительное время.

В последние годы широкое распространение получили водоразбавляемые лаки на акрилатной основе. Покрытия отличаются высокой гигиеничностью. Отсутствие запаха и органических растворителей делает водоразбавляемые лаки экологически полноценными. Они могут быть применены как для наружных, так и для внутренних работ по древесине, штукатурке и эластичным материалам, например по коже. Покрытие высыхает в течение 2 - 3 ч при комнатной температуре и за 15 мин при температуре 90 °С, отличается высокой экологичностью, устойчивостью к УФ-излучению и атмосферным воздействиям. Внешний вид покрытия: прозрачное, с полуглянцевой или матовой поверхностью, бесцветное или тонированное лессирующими органическими пигментами под ценные породы древесины. Акриловые лаки несложно наносятся, но более дорогие.

Лаки на основе термореактивных смол образуют лаковую пленку в результате сшивания макромолекул под действием нагревания или отвердителей. Химические превращения имеют необратимый характер, и лаковая пленка после отверждения теряет способность растворяться и плавиться. Следовательно, покрытия из таких лаков неремонтопригодны.

Лаки на основе фенолформальдегидных смол практически изъяты из обращения в связи с токсичностью и несветостойкостью покрытий. Лаки на основе мочевиноформальдегидных смол - алкидно-карбамидные - содержат в своем составе глифталевую или пентафталевую смолу. Их называют лаками кислотного отверждения, или каталитическими (каталитными). Эти лаки двухупаковочные: перед использованием в них вводят кислотный отвердитель (молочную кислоту). Они применяются для отделки древесины - паркетный и мебельный лаки. Покрытия высокопрочны, тверды, имеют блеск, водо- и термостойки.

Лаки на основе ненасыщенных полиэфирных смол - полиэфирные лаки - не содержат растворителей. Компонентами их являются инициирующие добавки: перекиси или гидроперекиси. При добавлении к лаковой основе перекиси происходит отверждение лака - сополимеризация ненасыщенной полиэфирной смолы со стиролом, который вводится как растворитель, с образованием сшитой полимерной структуры. Применяют эти лаки для отделки мебели . Они образуют твердые, прозрачные, термостойкие, химически стойкие к воде, спиртам и моющим средствам пленки.

Разработаны и используются в качестве мебельных водоразбавляемые лаки на основе ненасыщенных полиэфирных смол. Сушка покрытий в производственных условиях осуществляется радиационным способом. Основная трудность - трехкомпонентность лака. Это усложняет технологический процесс.

Большую группу органоразбавляемых лаков составляют полиуретановые. Это самые популярные лаки, образующие прочное, твердое покрытие с высокой химической стойкостью. Они обладают хорошей адгезией, быстро сохнут и образуют химически-стойкие и термостойкие покрытия с высокой устойчивостью к истиранию, имеют высокий сухой остаток, относительно несложный технологический процесс, приемлемую цену, широкий выбор по степени матовости и назначению.

Особенно популярны паркетные уралкидные лаки. По сравнению с обычными алкидными лаками они более твердые и износостойкие. Двухкомпонентные эпоксидные лаки применяются для покрытий по древесине, металлу, бетону, некоторым видам пластмасс . Покрытие отличается высокой химической стойкостью.

Эфироцеллюлозные лаки - это растворы нитроцеллюлозы с некоторыми смолами и пластификаторами в летучих растворителях. Они просты в применении, быстро высыхают (15 - 60 мин), дают водостойкие, прочные и твердые пленки, легко полируются до зеркального блеска. Нитроцеллюлозные лаки при условии введения в рецептуру синтетических восков или парафина могут давать матовое покрытие. Применяются они для отделки мебели, музыкальных инструментов, карандашей, кожи, деталей машин и приборов. Нитролаки НЦ-228 и НЦ-243 используются для отделки мебели. Покрытия из этих лаков имеют улучшенные физико-механические характеристики, повышенную свето- и химическую стойкость.

Асфальтобитумные лаки получают растворением искусственных битумов или их смесей с маслами в скипидаре, уайт-спирите и других органических растворителях. Битумные лаки представляют собой растворы смол и битума в летучем растворителе (смола светлая - 20 %, битум - 45 %, растворитель - 35 %). Пленки таких лаков черного цвета с сильным блеском. Битумные лаки водостойки, но непригодны для наружных поверхностей из-за недостаточной атмосферостойкости, обладают антикоррозийной стойкостью. Применяются для окраски металлических поверхностей.Каменноугольный лак (пековый, или кузбасс-лак) представляет собой раствор каменноугольного пека в сольвент-нафте. Покрытия на основе этого лака достаточно водостойки, но антикоррозийная стойкость его на открытом воздухе невелика (не более полугода). Используют кузбасс-лак для нанесения на металлические изделия консервационных покрытий на время хранения, а также для антикоррозионной защиты подводной части судов и портовых сооружений.

К пигментированным ЛКМ относятся краски. Краска - это суспензия пигментов или их смеси с наполнителями в олифе, эмульсии, латексе или другом пленкообразующем веществе, дающая после высыхания непрозрачную цветную однородную пленку. Краски по природе пленкообразователя подразделяют на масляные, эмали, водно-дисперсионные, клеевые .

Масляные краски - это суспензии пигментов в олифах типа оксоль. По степени готовности к использованию различают густотертые и готовые к употреблению краски. Густотертые имеют вязкую консистенцию (до 30 % олифы), перед употреблением разводятся растворителем. Густотертыми выпускают белила (цинковые, свинцовые, литопонные), цветные краски на основе одного пигмента (сурик железный, охра и др.) или смеси пигментов (голубая, бежевая и др.). Краски, готовые к употреблению, содержат повышенное количество олифы (до 38 %) и растворителя (до 30 %) и подразделяются по назначению (для наружных и внутренних работ), цвету и видам олиф. Краски для наружных работ готовят на алкидных, комбинированных и натуральных олифах; краски для внутренних работ - на уплотненных олифах.

Масляные краски высыхают полностью за 24 ч и образуют полуматовые покрытия высокой адгезии и эластичности, хорошей водо- и химической стойкости. Атмосферостойкость красок на натуральных олифах без растворителей 3 - 5 лет, на синтетических олифах 1 - 2 года. Старение красочных покрытий сопровождается повышением твердости, снижением эластичности, появлением трещин.

Эмали. Вид ЛКМ, включающий суспензии пигментов или их смесей с наполнителями в лаках, образующие после высыхания непрозрачные твердые покрытия, обладающие защитными, декоративными или специальными техническими свойствами. Покрытия могут иметь различную фактуру и быть глянцевыми, матовыми, муаровыми, а также отличаться цветом и блеском. В зависимости от вида лака, используемого для приготовления эмалей, их подразделяют на масляные, алкидные, смоляные, акриловые, нитроцеллюлозные, битумные. По типу смолы различают эмали на полимеризационных смолах и эмали на поликонденсационных смолах.

Масляные эмали получают путем затирки пигмента с олифой и разводят масляным лаком. Тощие лаки присутствуют в эмалях, используемых для внутренних работ, жирные - в эмалях для наружных работ. Покрытия на основе масляной эмали эластичны, водостойки, однако неустойчивы к истиранию и несветостойки. Применяют их для окраски пола и покрытия деревянных изделий.

Алкидные эмали составляют до 70 % объема производства эмалей. Эмали для внутренних работ - ГФ-230, ПФ-233 - применяются для окраски мебели, окон, дверей, изделий из металла. Для окраски пола используется эмаль ПФ-266, характеризующаяся достаточной твердостью и высокой водостойкостью. Эмали для наружных работ - ПФ-115, MЛ-152, созданные на основе пента-фталевых и других алкидных лаков, предназначены для окраски электробытовых приборов, автомобилей, мотоциклов, велосипедов, детских колясок. Алкидные эмали в покрытиях эластичны, атмосферостойки, прочны и имеют хорошие декоративные свойства.

Смоляные эмали могут быть на основе природных, полимеризационных и поликонденсационных смол. Для производства эмалей используют такие природные смолы как канифоль и битум. Канифольные лаки, например, относят к группе масляных, так как пленкообразователь в них - это смесь олифы и производных канифоли. Хлорированные полиэтиленовые, фторопластовые, нефтеполимерные, перхлорвиниловые, винилхлоридные сополимеры и акриловые эмали созданы на основе полимеризационных смол. В качестве основы эмалей могут быть кремнийорганические и полиуретановые смолы.

Смоляные эмали дают химически- и атмосферостойкие негорючие покрытия, но отличаются невысокой теплостойкостью и длительностью высыхания (нормативное время высыхания при естественной сушке полиуретановых эмалей составляет 36 ч). Используют смоляные эмали только в промышленности и как фасадные краски.

Кремнийорганические эмали обладают очень высокими эксплуатационными свойствами. Они долговечны, атмосферостойки и могут наноситься на поверхность при отрицательных температурах воздуха. Для отделки мебели и интерьера используют полиуретановые эмали. Они образуют высокопрочные с устойчивостью к царапинам и механическим повреждениям покрытия, химически стойкие и теплостойкие.

Перспективными для российского рынка являются водно-дисперсионные акриловые эмали - экологически полноценные заменители традиционных алкидных и нитроцеллюлозных ЛКМ для декоративной окраски дверных и оконных блоков, других поверхностей. Обладая нетоксичностью, быстрым высыханием, пригодностью для окраски различных поверхностей, простотой в применении, акриловые воднодисперсионные эмали, кроме того, образуют декоративные покрытия с различным блеском - от шелковисто-матовых до высокоглянцевых. Кроме импортной продукции на рынке появляются и отечественные разработки, например, под маркой «Акродом».

Нитроцеллюлозные эмали - это суспензии пигментов в нитролаках, они быстро высыхают, в покрытиях имеют повышенный блеск и широкий цветовой ассортимент . Освоено производство нитроцеллюлозных эмалей, дающих матовые покрытия. Кроме того, твердые покрытия в зависимости от количества пластификатора или модификатора имеют различную эластичность. В последнее время в роли модификатора стали использовать полиуретановые смолы, придающие покрытию долговечность и улучшающие эксплуатационные показатели. К недостаткам нитроцеллюлозных эмалей приходится отнести горючесть, недостаточную термостабильность и склонность к старению под воздействием солнечных лучей. Выпускают эмали для внутренних работ - НЦ-25, для наружных работ - НЦ-132 и НЦ-11, покрывного крашения кожи - НЦ-36. Нитроэмаль применяют для окраски автомобилей, холодильников, стиральных машин и др.

Битумные эмали применяются в промышленности, в технике. Их преимущества - высокие декоративные свойства, малый расход натурального сырья, меньшая трудоемкость при нанесении покрытия.

Водно-дисперсионные (латексные) краски - суспензии пигментов в водных дисперсиях пленкообразователей. Состав этих красок включает 16 компонентов и более. Основные из них:

Пленкообразующие - 50%-ные водные дисперсии таких полимеров, как полиакрилаты, поливинилацетат и его производные, сополимеры стирола и бутадиена. Дисперсия представляет собой мельчайшие капельки полимера, равномерно распределенные в воде. Обычно это продукты эмульсионной полимеризации;

Эмульгатор - ПАВ - обеспечивает устойчивость дисперсии пленкообразователя. Обычно это соли синтетических жирных кислот;

Диспергатор улучшает смачиваемость пигмента. Это фосфаты (например, гексаметофосфат);

Загуститель, повышает вязкость краски. Это поливиниловый спирт, простые эфиры целлюлозы;

Антивспениватели, предотвращают пенообразование при изготовлении и нанесении красок. Это гидрофобы - уайт-спирит, скипидар;

Антисептики, повышают устойчивость красок к плесени и бактериям;

Антифризы, или пластификаторы, повышают морозостойкость красок и покрытий на их основе;

Пигменты, ассортимент их ограничен, так как должны быть хорошая смачиваемость водой и в то же время минимальная растворимость. Чаще всего изготовляют краски белые и светлых тонов.

В ассортименте водно-дисперсионных красок краски на основе дисперсии поливинилацетата - ВА; на основе дисперсии дивинилстирольного, дивинилнитрильного каучука, хлоркаучука, циклокаучука - КЧ; на основе сополимеров (и полимеров) акриловых и метакриловых кислот, их эфиров и других производных с различными мономерами - АК; на основе сополимера винилацетата с другими винильными соединениями - ВС; на основе модифицированных алкидных смол - ПФ.

Поливинилацетатные краски дешевы, однако их покрытия неводостойки. Производство каучуковых красок сильно сократилось, так как их покрытия быстро загрязняются, стареют на свету и темнеют. Акриловые дисперсии дороже, но большая часть (70 %) выпускаемых в мире водно-дисперсионных красок - это именно полиакриловые. Они отличаются высокой атмосферостойкостью, быстро высыхают. Сополимеро-винилацетатные и пентафталевые воднодисперсионные краски малорастворимы.

Пленкообразование водно-дисперсионных красок обусловлено слипанием частиц полимера после испарения воды. Пленки получаются матовыми и пористыми. Высыхают КЧ не более чем за 24 ч, ВА и АК - за 12 ч.

Преимущества водно-дисперсионных красок заключаются в том, что они гигиеничны (пористые пленки легко пропускают влагу, являются паро- и газопроницаемыми); стойки к истиранию; легко моются; атмосферостойки, за исключением КЧ; нетоксичны, экологичны, так как не содержат легколетучих органических растворителей; неогнеопасны. Недостатки: низкая морозостойкость и теплостойкость (до 40 °С) покрытий и низкая морозостойкость самих красок.

Водно-дисперсионные краски применяются для создания декоративных и защитных покрытий. Акриловые - в основном для наружных работ, поливинилацетатные и каучуковые - для окраски внутри зданий, в том числе по штукатурке. Некоторые водно-дисперсионные краски используются для окрашивания искусственной и натуральной кожи , деревянной мебели.

Клеевые краски представляют собой суспензии пигментов в водных растворах пленкообразователей - клеев. Клеевые краски готовят, смешивая водный раствор пленкообразователя, то есть клея, с пигментной пастой. Применяются для отделочных работ внутри помещений. Клеевые краски готовят непосредственно перед употреблением. Достоинства клеевых красок заключаются в том, что они нетоксичны; гигиеничны, так как покрытия газо- и паропроницаемы; покрытия имеют хорошие декоративные свойства. Клеевые краски в ассортименте:

Краски на основе клеев животного происхождения - мездрового, костного, рыбьего. В их составе 15 -20-процентный водный раствор клея, содержащий антисептик. Покрытие обладает хорошей адгезией и высокими декоративными свойствами. Перед окрашиванием штукатурку грунтуют растворами медного купороса, хозяйственного мыла, чтобы образующаяся пленка не позволила клеевому составу впитываться в штукатурку;

Казеиновые. По качеству они мало уступают воднодисперсионным. Казеин растворяется в воде с добавками щелочных соединений (например, тринатрийфосфата или извести). Пигменты должны быть устойчивыми к щелочи. Покрытие атмосферостойкое, долговечное (4-5 лет);

Силикатные краски - суспензии пигментов в водном растворе жидкого стекла (силиката калия ). Выпускаются в виде паст или сухих смесей пигментов, которые перед употреблением нужно развести в водном растворе клея. Используются для окраски деревянных, известковых, цементных поверхностей. Покрытия обладают огнезащитными свойствами, но не устойчивы к атмосферным воздействиям. Под действием температуры и влаги постепенно осыпаются.

По сырьевому признаку выделяют две ассортиментные позиции: порошковые краски и краски с высоким сухим остатком, которые в наибольшей степени отвечают жестким экологическим требованиям.

Порошковые краски представляют собой мелкодисперсную сухую смесь, состоящую из твердых полимеров, наполнителей, пигментов и специальных добавок. В качестве связующего используются термореактивные полимеры - эпоксидные, эпоксиполи-эфирные, полиэфирные и полиуретановые.

Порошковые краски наносятся на поверхность методом электростатического распыления или трибостатическим методом (без приложения внешнего электрического поля) с помощью специальных пистолетов.

Затем изделие поступает в термокамеру, где происходит его разогрев до температуры 140 - 200 °С - до расплавления порошка и полимеризации покрытия. Такие режимы обработки обусловливают применение порошковых красок в первую очередь для окрашивания металлических изделий. Для неметаллических материалов предусмотрены технологии радиационной сушки, УФ-отверждения, понижения температуры за счет введения ускорителей отверждения.

Эпоксидные порошковые краски появились первыми. Они механически прочные, имеют хорошую химическую стойкость и высокую адгезию. Недостатком является пожелтение покрытия при эксплуатации.

Эпоксиполиэфирные порошковые краски выдерживают высокие температуры и не желтеют.

Полиэфирные порошковые краски атмосферостойки, но недостаточно устойчивы к растворителям.

Полиуретановые порошковые краски являются наиболее современными, но дорогостоящими и в России не производятся.

В нашей стране преобладают эпоксидные порошковые краски. В настоящее время производятся порошковые краски любого цвета и любой степени блеска - от высокоглянцевых до глубокоматовых за счет введения в рецептуры полимерных восков; с различной текстурой - от эффекта «апельсиновой корки» до эффекта «шершавой наждачной бумаги». Краски типа «металлик» могут быть получены с помощью специальных пигментов.

Порошковая технология отличается высокой экологичностью, так как потери при ее применении сведены к минимуму (коэффициент использования порошка 98 - 99 %). Порошковые краски не содержат и не испаряют при сушке токсичных органических растворителей. Благодаря сокращению технологических операций процесс высокоэкономичен. Порошковая технология успешно применятся для окрашивания продукции производственно-технического назначения, бытовой мебели, светильников , корпусов холодильников и стиральных машин, прочих бытовых приборов, деталей автомобилей, мотоциклов , велосипедов.

Краски с высоким содержанием сухого остатка являются переходными от органоразбавляемых красок к краскам без растворителей (порошковым). Содержание сухого вещества в них достигает 60 - 80 %. Наиболее эффективны такие краски на основе жидких эпоксидных смол, которые дают стопроцентный сухой остаток. Эти краски относятся к двухупаковочным и поставляются в комплекте с отвердителем. При окрашивании образуется полимерное покрытие без выделения в окружающую среду растворителей. Краски с высоким содержанием сухого остатка используются как строительные, а также для окрашивания транспортных средств и бытовой электротехники.

Растворители Обеспечивают возможность нанесения ЛКМ различными способами на подложку. При использовании для корректировки технологических свойств (вязкости) их также называют разбавителями. Требования качеству. Государственные стандарты регламентируют показатели качества для жидких ЛКМ – химические (содержание основного вещества, отдельных компонентов, нелетучих и летучих веществ, водорастворимых солей, воды, золы, кислотное число рН и др.), физико-химические (плотность, вязкость, продолжительность высыхания, укрывистость), малярно-технические (сорность, степень перетира, розлив, спекаемость) и покрытий на основе ЛКМ – декоративные (цвет, внешний вид, блеск), физико-механические (адгезия, твердость, эластичность, прочность при растяжении и изгибе, ударная прочность, износостойкость), защитные (устойчивость к атмосферным воздействиям, светостойкость, стойкость к перепаду температур, термо-, морозо-, тропикостокость), малярно-технические (способность шлифоваться и полироваться), электроизоляционные (электрическая прочность, удельное объемное электрическое сопротивление, тангенс угла диэлектрических потерь), химические (стойкость к воздействию кислот, щелочей, агрессивных газов, воды, масла, бензина, мыльного раствора, эмульсий и др.) Грунтовки и шпатлеки. Грунтовка - это суспензия пигментов или смеси пигментов и наполнителей в связующем веществе. После высыхания создает однородную непрозрачную пленку с хорошей адгезией к подложке. Грунтовки образуют нижние слои покрытий, способствуя надежному сцеплению верхних слоев покрытия с окрашиваемой поверхностью.Кроме того, они защищают металл от коррозии, у древесины сохраняют структуру, закрывая поры материала, выравнивают поверхность штукатурки, гипсокартона, ДСП и др. перед окраской, экономят расход самой краски. Грунтовка - состав, наносимый первым слоем на подготовленную к окраске поверхность для создания надёжного сцепления верхних (кроющих) слоёв покрытия с окрашиваемой поверхностью и выравнивания её впитывающей способности. От окрашивающих составов грунтовки отличаются меньшим содержанием пигментов. Грунтовки готовят на основе природных или синтетических, жидких или твёрдых плёнкообразующих веществ - олиф, алкидных смол, мочевино-формальдегидных смол, эпоксидных смол и др.; твёрдые плёнкообразующие материалы применяют в виде концентрированных растворов или дисперсий в органических растворителях или в воде. Многие грунтовки содержат в своём составе пигменты (железный или свинцовый сурик, цинковый крон), а иногда и наполнители (тальк, слюда, мел). На окрашиваемую поверхность грунтовку наносят шпателем, кистью, распылением и другими способами. Шпатлевками называют составы, применяемые для выравнивания поверхностей, которые подлежат окраске. Для их приготовления применяется хозяйственное мыло, мел. Мучной клей, столярный, животный, лаки, просеянный гипс, олифы. Виды шпатлёвок - Шпатлёвка клеевая в своем составе содержит 10%раствор клея, олифу, мел. - Шпатлёвка масляно-клеевая содержит акрилат, олифу, воду, пластификаторы, добавки. Применяется для выравнивания дефектов потолков и стен из бетонных, деревянных и оштукатуренных поверхностей, которые затем будут красить или оклеиваться обоями. Шпатлёвка масляно-клеевая предназначена для внутренних работ. - Шпатлёвка латексная содержит кальцитовый наполнитель, акрилат, пластификаторы, воду, добавки. Применение аналогичное шпатлёвке масляно-клеевой. Только для внутренних работ. - Шпакрил - шпатлёвка, используется для заделки плинтусов и выравнивания оштукатуренных поверхностей. Также возможно использование для наклеивания керамической плитки в сухих помещениях. При разведении водой подойдет для побелки стен и потолков кистью. - Шпатлёвка акриловая универсальная изготавливается из химического сырья по современным технологиям. - Масляная шпатлёвка содержит натуральную олифу, сиккатив, мел. Применяется при подготовке полов, подоконников, оконных переплетов, наружных дверей и иных поверхностей, где возможно присутствие влаги. Масляная шпатлёвка предназначается для поверхностей, где требуется выравнивание перед покраской водно-дисперсионными, масляными красками и эмалями. Имеет высокие показатели адгезии. Используется внутри сухих и влажных помещений. - Шпатлёвка на основе ПВА. Применяется для выравнивания бетонных, асбоцементных, оштукатуренных и гипсокартонных поверхностей, а также при заделывании щелей и стыков, трещин и при проведении предварительных работ под покраску и наклеивание обоев. В данной шпатлёвке содержится большое количество асептических добавок, которые препятствуют появлению плесени и грибков. Имеет оптимальную вязкость и удобно наносится на поверхность. После высыхания шлифуется легко.

Лакокрасочные материалы (лкм)

Лакокрасочные материалы (ЛКМ) – многокомпонентная система, которая наносится в жидком или порошкообразном состоянии на предварительно подготовленную поверхность и после высыхания (затвердевания) образует прочную, хорошо сцепленную с основанием пленку. Получившуюся пленку называют лакокрасочным покрытием. ЛКМ применяются для защиты металлических, а также других видов изделий от влияния внешних вредных факторов (влага, газы, воздух и т.д.), придания поверхности декоративных свойств.

Свойства лакокрасочных материалов

Свойства лакокрасочных материалов (ЛКМ) можно разделить на физико-химические, химические и малярно-технические.

Физико-химические свойства ЛКМ подразумевают вязкость, укрывистость, плотность, скорость отвердевания (высыхания) пленки.

К химическим свойствам ЛКМ относятся процентное соотношение составных веществ, количество наполнителей, пленкообразующих, водорастворимых солей, растворителей и т.д.

Малярно-технические свойства характеризуют удобство работы с ЛКМ, т.е. стекаемость, перелив, наносимость, степень перетира, плотность.

Свойства лакокрасочных покрытий

Лакокрасочное покрытие – пленка, образующаяся вследствии высыхания ЛКМ. Такие пленки тоже должны отвечать определенным требованиям и обладать определенными свойствами:

Декоративными (внешний вид, цвет лакокрасочного покрытия, блеск);

Химическими (устойчивость при воздействии атмосферы, агрессивных газов, щелочей, кислот, различных химических растворов, воды, масел, нефти, бензина, эмульсий, мыльного раствора);

Физико-химическими (износостойкость, прочность, твердость, эластичность, прочность на изгиб, адгезия);

Защитными (стойкость в различных атмосферных условиях, термостойкость, светостойкость, морозостойкость);

Малярно-техническими (хорошо поддаваться шлифовке, полировке, зачистке);

Электроизоляционными;

Специальные ЛКМ должны обладать дополнительными специфическими свойствами.

Лакокрасочные материалы широко применяются для защиты металлов от коррозии.

Виды лакокрасочных материалов(лкм)

В зависимости от назначения и состава лакокрасочные материалы (ЛКМ) принято делить на: лаки, краски, эмали, грунтовки, шпаклевки.

Лаки – это растворы пленкообразующих веществ в растворителях (или воде), которые после высыхания образуют однородное, твердое, прозрачное (кроме битумного лака) покрытие. Их состав не содержит пигменты и наполнители.

Краски – суспензии пигментов в пленкообразующих веществах, которые после высыхания образуют непрозрачное однородное покрытие.

Эмаль – суспензия пигментов, наполнителей в лаке, которая после высыхания образует непрозрачное, твердое покрытие различной структуры и блеска.

Грунтовка – суспензия пигментов с наполнителями в пленкообразующем веществе, которая после высыхания образует однородную непрозрачную пленку.

Шпаклевка – смесь наполнителей, пигментов и пленкообразующих веществ, пастообразная вязкая масса, предназначена для заполнения дефектов поверхности, придания ей равномерной фактуры.

Состав лакокрасочных материалов

Основными компонентами лакокрасочных материалов (ЛКМ) являются пленкообразующие, пигменты, наполнители, пластификаторы, растворители, сиккативы, добавки.

Пленкообразующие лакокрасочных материалов – многокомпонентная система, после нанесения которой на поверхность в результате физико-химических процессов образуется сплошная, прочно сцепленная с основой пленка. Пленкообразующие должны связывать наполнители с пигментами в ЛКМ, быть растворимыми органическими растворителями, обеспечивать хорошую адгезию лакокрасочного покрытия с подложкой, а после высыхания образовывать твердую защитную пленку.

К пленкообразующим веществам относятся: полимеризационные смолы (на основе акрилатов, метакрилатов, хлористого винила и др.), поликонденсационные смолы (алкидные, полиуретановые, эпоксидные, кремнийорганические, формальдегидные), природные смолы (канифоль, битумы, асфальты, копалы), растительные масла, таловое масло, жирные кислоты и эфиры целлюлозы.

Рассмотрим некоторые виды пленкообразователей.

Алкидные смолы

Алкидные смолы среди пленкообразующих веществ занимают почетное первое место не только в отечественной, но и зарубежной лакокрасочной промышленности. Это полиэфиры, которые имеют разветвленное строение. Они являются продуктами неполной переработки одноосновных жирных кислот и многоосновных кислот и спиртов.

Классифицируются алкидные смолы в зависимости от спирта, который используется для их изготовления. Различают алкидные смолы на основе глицерина (глифталевые), этриола (этрифталевые), пентаэритрита (пентафталевые) и ксилита (ксифталевые).

Для того, чтоб алкидная смола имела хорошую растворимость, а готовое лакокрасочное покрытие отличалось водостойкостью и эластичностью, ее модифицируют жирными кислотами либо маслами растительного происхождения. Поэтому алкидные смолы делят еще на невысыхающие и высыхающие. Содержание масла может быть самое разное, вплоть до 70%. Есть сверхтощие (до 34% масел), тощие (от 35 до 45%), средней жирности (46 – 55% масел) и жирные (от 56 до 70%). Пентафталевые алкидные смолы обладают наилучшими защитными характеристиками, при содержании масла около 60 – 65%, а глифталевые – при 50%. Необходимо также знать, что при данной жирности водопроницаемость и скорость высыхания пленки очень сильно зависит от вида используемого растительного масла. Зависимость можно описать следующим рядом (по убыванию): тунговое > ойтисиковое > льняное > дегидратированное касторовое > соевое > подсолнечное.

В обратном порядке масла располагаются по светостойкости. Эти данные используют для изготовления любых алкидных лакокрасочных материалов. Исключение составляют грунтовки, для изготовления которых используют тунговое и льняное масла. Это связано с тем, что грунтовочные смеси используются в качестве промежуточного слоя, который не подвергается воздействию солнечного света.

Алкидные соединения применяются в комплексе с некоторыми другими поликонденсационными, полимеризационными смолами и нитратами целлюлозы. Такие смолы, в зависимости от используемого модифицирующего вещества, подразделяются на: алкидно-меламиновые, алкидно-карбамидные, алкидно-эпоксидные, алкидно-стирольные, уралкидные, алкидно-полиорганосилоксановые и алкидно-акриловые. Они сочетают в себе свойства модифицирующего компонента и алкидной смолы.

Алкидные смолы подразделяются на: разбавляемые водой (водоразбавляемые) и нерастворимые в воде. А также на: разбавляемые органическими растворителями и растворимые в них.

В наше время самое широкое применение нашли водоразбавляемые (водоэмульсионные) лакокрасочные материалы. Они обладают бесспорными преимуществами, по сравнению с красками и лаками на основе органических растворителей, т.к. не вредят человеческому организму, безопасны в пожарном отношении. Водоразбавляемые смолы при взаимодействии с аминоформальдегидными или фенолоформальдегидными водорастворимыми смолами, которые выступают в качестве отверждающих агентов, образуют пленку.

Разбавляемые водой алкидные смолы применяют для изготовления водоэмульсионных эмалей и грунтовок. Глифталевые смолы, разбавленные органическими растворителями, используют в производстве шпатлевок, грунтовок и эмалей для внутренних работ. Пентафталевые – для эмалей и лаков, предназначенных для работы в умеренном климате, под открытым воздухом. Также из высыхающих алкидных смол делают олифы, лаки, эмали, грунтовки, шпатлевки горячей и холодной сушки.

Следующие марки немодифицированных лаков и смол на алкидной основе можно найти на рынках лакокрасочных материалов: - смолы – ВПФЛ-50, ФК-135, ФК-42, ПГФ-СИН-34; - лаки – ПФ-060Н, ПФ-060В, ПФ-053Н, ПФ-053В, ГФ-01, ГФ-019, ГФ-046, ГФ-072, В-Эп-0179 и др.

Пигменты – это окрашенные порошки высокой дисперсии. Вода, пленкообразующие вещества их не растворяют. Пигменты в основном применяют в декоративных целях, для придания краскам, грунтовкам, а также эмалям цвета и блеска. Но кроме того пигменты отличаются некоторыми полезными свойствами, которые влияют на конечный продукт: светостойкость, химическая и атмосферостойкость, смачиваемость, дисперсность, маслостойкость, укрывистость, кристаллическая структура, способность взаимодействовать с пленкообразующими.

По своему происхождению пигменты лакокрасочных материалов (ЛКМ) можно разделить на синтетические и природные, а по химическому составу – на органические и неорганические.

К неорганическим пигментам относятся двуокись титана, окись цинка, литопон (дают белый цвет), охра (дает желтый цвет), железная лазурь, ультрамарин (синий), железный сурик, оранжевый крон, мумня (красный), медянка, окись хрома (зеленый цвет). Как видно – большинство неорганических пигментов это соли металлов, оксиды, гидроксиды, которые имеют кристаллическое строение.

Среди органических пигментов можно выделить фталоцианиновые, антрахиноновые, азопигменты, диазопигменты.

Некоторые пигменты могут обеспечивать лакокрасочным материалам дополнительные полезные свойства. Вот, например, при достаточно большом наполнение ЛКМ металлическими пигментами покрытие становится электропроводящим и теплопроводящим. При наполнении лакокрасочного материала цинковой пылью, его можно использовать как протекторную грунтовку.

Наполнитель – это нерастворимое в дисперсионных средах сухое неорганическое вещество. Применяют как добавоки к пигментам для их экономии и снижения стоимости лакокрасочных материалов (ЛКМ). Наполнители вводят только в непрозрачные лакокрасочные материалы (грунтовки, эмали). При правильном подборе системы пигмент – наполнитель можно улучшить свойства ЛКМ. Придать лакокрасочным материалам определенную вязкость, улучшить разливаемость, предотвратить оседание пигментов на дно резервуара, повысить прочность, атмосферостойкость готового покрытия.

В качестве наполнителей применяют тальк, слюду, доломит, мел, барит, кальцит, каолин. Наиболее широко применяются наполнители с высокой степенью белизны, дисперсностью, с низким содержанием водорастворимых примесей, небольшой твердости, плотности, низкой маслоемкости.

В основном наполнители ЛКМ – это природные материалы, лишь малая доля – синтетические (осажденный мел, бланфикс).

Пластификаторы - практически нелетучие органические вещества, которые вводятся в пленкообразующее для придания высохшим ЛКМ эластичности. В качестве пластификаторов используют фталаты, фосфаты, касторовое масло, совол, себацинаты и т.д.

Растворители – летучая органическая жидкость или смесь жидкостей, которая применяется для растворения пленкообразующих, придания ЛКМ нужной консистенции. К ним относятся спирты, эфиры, кетоны, углеводороды.

Сиккативы – мыльное соединение некоторых металлов в растворителях или (используется реже) соединения в виде оксидов. Сиккативы применяют для ускорения процесса высыхания лакокрасочного материала. К сиккативам относятся кобальтовые, марганцевые, свинцовые, линолеаты, нафтенаты, резинаты и др.

Добавки – вещества для придания определенных свойств лакокрасочным материалам. Добавками принято считать различные отвердители, эмульгаторы, стабилизаторы, ускорители, инициаторы и многое другое.

Лакокрасочные материалы

Лакокрасочные материалы сразу после производства

Лакокрасочные материалы (ЛКМ) - это композиционные составы, наносимые на отделываемые поверхности в жидком или порошкообразном виде равномерными тонкими слоями и образующие после высыхания и отвердения пленку, имеющую прочное сцепление с основанием. Сформировавшуюся пленку называют лакокрасочным покрытием, свойством которого является защита поверхности от внешних воздействий (воды, коррозии, температур, вредных веществ), придание ей определённого вида, цвета и фактуры.

ЛКМ подразделяются на следующие группы

Расшифровка названий

На банках с краской, лаком, грунтовкой или шпатлевкой стоит некий «шифр». Эти знаки могут многое рассказать и призваны упростить покупателям выбор товара. Прежде всего, на упаковке должно быть указано название материала - краска, эмаль, лак и т. д (первая группа знаков). Далее идет вторая группа знаков, указывающая на основу материала в банке или бутылке. Это зависит от химического состава.

Например, алкидная эмаль ПФ-115. Буквенное обозначение «ПФ» говорит о том, что эмаль изготовлена на основе пентафталевого связующего, первая цифра 1 - для наружного применения, 15 - каталожный номер.

По типу основного связующего лакокрасочные материалы подразделяются на:

Лакокрасочные материалы (ЛКМ) на основе поликонденсационных смол:

• АУ - Алкидноуретановые
• УР - Полиуретановые
• ГФ - Глифталевые
• ФА - Фенолоалкидные
• КО - Кремнийорганические
• ФЛ - Фенольные
• МЛ - Меламиновые
• ЦГ - Циклогексаноновые
• МЧ - Мочевинные (карбамидные)
• ЭП - Эпоксидные
• ПЛ - Полиэфирные насыщенные
• ЭТ - Этрифталевые
• ПФ - Пентафталевые
• ЭФ - Эпоксиэфирные
• ПЭ - Полиэфирные ненасыщенные

Лакокрасочные материалы (ЛКМ) на основе полимеризационных смол:

• АК - Полиакрилатные
• АС - алкидно-акриловые краски
• МС - Масляно- и алкидностирольные
• ВА - Поливинилацетатные
• НП - Нефтеполимерные
• ВЛ - Поливинилацетальные
• ФП - Фторопластовые
• ВС - На основе сополимеров винилацетата
• ХВ - Перхлорвиниловые
• КЧ - Каучуковые
• ХС - На основе сополимеров винилхлорида

Лакокрасочные материалы (ЛКМ) на основе природных смол:

• БТ - Битумные
• ШЛ - Шеллачные
• КФ - Канифольные
• ЯН - Янтарные
• МА - Масляные

Лакокрасочные материалы (ЛКМ) на основе эфиров целлюлозы:

• АБ - Ацетобутиратоцеллюлозные
• НЦ - Нитроцеллюлозные
• АЦ - Ацетилцеллюлозные
• ЭЦ - Этилцеллюлозные

Если нужна грунтовка, ищите на упаковке после букв - 0, если хотите купить шпатлевку, - 00. Но это ещё не все… Чтобы не покрасить крышу краской для внутренних дверей, а стены в ванной - фасадной краской, нужно знать что, после дефиса стоят цифры, указывающие, для каких работ этот материал предназначен.

• 0 - грунтовка
• 00 - шпатлевка
• 1 - атмосферостойкая (для наружного применения)
• 2 - ограниченно атмосферостойкая (для внутреннего применения)
• 3 - консервационные краски
• 4 - водостойкие
• 5 - специальные эмали и краски
• 6 - маслобензостойкие
• 7 - химически стойкие
• 8 - термостойкие
• 9 - электроизоляционные и электропроводные.

Вторая и последующая цифры обозначают номер разработки и на бытовом уровне никакой информации не несут. И лишь у масляной краски (МА) вторая цифра обозначает вид олифы.

Между второй и третьей группами знаков ставится дефис (эмаль МЛ-12, лак ПФ-2). После номера, присвоенного материалу, допускается также добавлять буквенный индекс, характеризующий некоторые особенности материала. Например, ГС - горячей сушки, ХС - холодной сушки, ПМ - полуматовый и т. п.

Цвет материала, который ставится в конце шифра, обозначается полным словом - голубой, жёлтый и др. Рассмотрим обозначения некоторых лакокрасочных материалов. Например, «Эмаль ХВ-113 голубая» - эмаль перхлорвиниловая, для наружных работ, голубая.

Четвёртая группа - это просто порядковый номер, присвоенный лакокрасочному материалу при его разработке, обозначаемый одной, двумя или тремя цифрами (эмаль МЛ-111, лак ПФ-283). Пятая группа (дляпигментированных материалов) указывает цвет лакокрасочного материала - эмали, краски, грунтовки, шпатлевки - полным словом (эмаль МЛ-1110 серо-белая). Исключения из общих правил: При обозначении первой группы знаков для масляных красок, содержащих в своём составе только один пигмент, вместо слова «краска» указывают наименование пигмента, например «сурик», «мумия», «охра» и т. д. (сурик МА-15).

Для ряда материалов между первой и второй группой знаков ставятся индексы:

• Б - без летучего растворителя
• В - для водоразбавляемых
• ВД - для вододисперсионных
• ОД - для органо-дисперсионных
• П - для порошковых

Третью группу знаков для грунтовок и полуфабрикатных лаков обозначают одним нулем (грунтовка ГФ-021), а для шпатлевок - двумя нолями (шпатлевка ПФ-002). После дефиса перед третьей группой знаков для густотертых масляных красок ставится один ноль (сурик МА-015).

В четвёртой группе знаков для масляных красок вместо порядкового номера ставят цифру, указывающую, на какой олифе изготовлена краска:

• 1 - натуральная олифа
• 2 - олифа «Оксоль»
• 3 - глифталевая олифа
• 4 - пентафталевая олифа
• 5 - комбинированная олифа

В некоторых случаях для уточнения специфических свойств лакокрасочного покрытия после порядкового номера ставят буквенный индекс в виде одной или двух прописных букв, например:

• В - высоковязкий;
• М - матовый;
• Н - с наполнителем;
• ПМ - полуматовое;
• ПГ - пониженной горючести и т. д.

Ссылки

См. также

Wikimedia Foundation . 2010 .

• Административное деление Греции
• Октябрьская железная дорога

Смотреть что такое "Лакокрасочные материалы" в других словарях:

Лакокрасочные материалы - жидкие или пастообразные (реже порошкообразные) композиции, основной компонент которых полимерный плёнкообразователь. В качестве плёнкообразователей Л. м. используются низко или высокомолекулярные природные и синтетические полимеры. В зависимости … Энциклопедия техники

Лакокрасочные материалы - Исходная вязкость Вязкость лакокрасочного материала, поступившего с завода изготовителя Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Лакокрасочные материалы - жидкие или пастообразные составы, применяемые для получения лакокрасочных покрытий (См. Лакокрасочные покрытия). Основной компонент Л. м. Плёнкообразующие вещества. Большинство Л. м. содержит также растворители, Пигменты, наполнители и… … Большая советская энциклопедия

лакокрасочные материалы Энциклопедия «Авиация»

лакокрасочные материалы - лакокрасочные материалы — жидкие или пастообразные (реже порошкообразные) композиции, основной компонент которых — полимерный плёнкообразователь. В качестве плёнкообразователей Л. м. используются низко или высокомолекулярные природные и … Энциклопедия «Авиация»

ЛАКОКРАСОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ - составы (преим. жидкие или пастообразные), к рые после нанесения тонким слоем на твердую подложку высыхают с образованием твердой пленки лакокрасочного покрытия. К Л. м. относятся лаки, краски, грунтовки, шпатлевки … Химическая энциклопедия

лакокрасочные материалы - преимущественно жидкие или пастообразные составы, которые после нанесения тонким слоем на твердую подложку высыхают с образованием твердой плёнки лакокрасочного покрытия. К лакокрасочным материалам относят лаки, краски, грунтовки, шпатлёвки … Энциклопедический словарь

ЛАКОКРАСОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ - жидкие, пасто или порошкообразные составы, к рые при нанесении тонким слоем на твёрдую подложку образуют плёнку (лакокрасочное покрытие), удерживаемое на поверхности силами адгеэии. К Л. м. относятся лаки, краски, грунтовки, шпатлёвки … Большой энциклопедический политехнический словарь

Лакокрасочные материалы (ЛКМ) и их воздействие на организм человека - Лакокрасочные материалы (ЛКМ) представляют собой совокупность отделочных строительных материалов на органических и неорганических связующих, образующих на обрабатываемой поверхности пленку с заданными свойствами. Основными компонентами ЛКМ… … Энциклопедия ньюсмейкеров

Лакокрасочные материалы маслобензостойкие - – покрытия, стойкие к воздействию минеральных масел и консистентных смазок, бензина, керосина и других нефтяных продуктов. [ГОСТ 9825 73] Рубрика термина: Лаки Рубрики энциклопедии: Абразивное оборудование, Абразивы, Автодороги … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

Покрытие лакокрасочное используется сегодня во множестве различных сфер, ведь оно отличается массой преимуществ. Одним из основных условий обеспечения всех этих достоинств является корректное использование, и именно поэтому важно знать, какими бывают такие покрытия, как их правильно наносить.

Что это?

Покрытие лакокрасочное представляет собой сформировавшуюся пленку лакокрасочного вещества, нанесенного на определенную поверхность. Она может образовываться на различных материалах. Сам же химический процесс, благодаря которому формируется покрытие лакокрасочное, включает в себя, в первую очередь, высыхание, а потом финишное затвердевание нанесенного материала.

Главной функцией таких покрытий является обеспечение эффективной защиты от каких-либо разрушений, а также придание любым поверхностям привлекательного внешнего вида, цвета и фактуры.

Виды

В зависимости от эксплуатационных свойств покрытие лакокрасочное может относиться к одному из следующих видов: водоустойчивые, маслобензостойкие, атмосферостойкие, термостойкие, химстойкие, консервационные, электроизоляционные, а также специального назначения. Последние включают в себя следующие подтипы:

• Противообрастающее покрытие лакокрасочное (ГОСТ Р 51164-98 и другие) представляет собой основной материал в судовой промышленности. При помощи него исключается риск обрастания подводных частей судов, а также всевозможных гидротехнических конструкций какими-либо водорослями, ракушками, микроорганизмами или другими веществами.
• Светоотражающее покрытие лакокрасочное (ГОСТ P 41.104-2002 и другие). Имеет способность к люминесценции в видимой зоне спектра при наличии воздействия облучением, светом.
• Термоиндикаторные. Позволяют изменить яркость или цвет свечения при наличии определенной температуры.
• Огнезащитные, которые препятствуют распространению пламени или же исключают возможность воздействия на защищаемую поверхность высоких температур.
• Противошумные. Обеспечивают защиту от проникновения звуковых волн через поверхность.

В зависимости от внешнего вида лакокрасочное покрытие может принадлежать к одному из семи классов, каждый из которых отличается уникальным составом, а также химической природой пленкообразователя.

Материалы

Всего принято использовать несколько типов материалов, основанных на:

• термопластичных пленкообразователях;
• термореактивных пленкообразователях;
• растительных маслах;
• модифицированных маслах.

Все перечисленные выше лакокрасочные покрытия сегодня довольно широко используются практически во всех сферах народного хозяйства, а также получили распространение в быту.

Статистика

Во всем мире производится ежегодно более 100 млн тонн лакокрасочных материалов, при этом более половины от всего этого количества используется в сфере машиностроения, в то время как четверть применяется в строительстве и ремонте.

Для изготовления лакокрасочных покрытий, которые потом применяются в отделке, используются предельно простые технологии производства, которые в основном предусматривают использование в качестве основы таких пленкообразователей, как водные дисперсии поливинилацетата, казеин, акрилаты и прочие аналогичные компоненты, основанные на жидком стекле.

В преимущественном большинстве случаев такие покрытия изготавливаются посредством нанесения специальных материалов в несколько слоев, благодаря чему достигаются максимально высокие показатели безопасности защищаемой поверхности. В основном их толщина составляет от 3 до 30 мкм, при этом из-за таких низких показателей достаточно сильно затрудняется определение толщины лакокрасочного покрытия в бытовых условиях, где нет возможности использовать специальные приборы.

Специальные покрытия

Чтобы получить многослойное защитное покрытие, принято наносить сразу несколько слоев материала различных видов, при этом у каждого слоя есть своя конкретная функция.

Прибор для проверки лакокрасочного покрытия применяется для того, чтобы убедиться в таких свойствах нижнего слоя, как обеспечение первичной защиты, адгезия к подложке, замедление и других.

Покрытие, которое отличается максимальными защитными характеристиками, должно включать в себя несколько основных слоев:

• шпатлевка;
• грунтовка;
• фосфатный слой;
• от одного до трех слоев эмали.

В некоторых случаях, если прибор для проверки лакокрасочного покрытия показал неудовлетворительные значения, дополнительно может наноситься лак, при помощи которого обеспечиваются более эффективные защитные свойства, а также некая декоративность. При получении прозрачных покрытий лак принято наносить непосредственно на ту поверхность изделий, которой требуется обеспечение максимальной защиты.

Изготовление

Технологический процесс, с помощью которого получаются комплексные лакокрасочные покрытия, включает в себя несколько десятков различных операций, которые относятся к подготовке поверхности, нанесению лакокрасочного материала, сушке и проведению промежуточной обработки.

Выбор какого-то конкретного технологического процесса непосредственно зависит от типа используемых материалов, а также условий эксплуатации самой поверхности. Помимо этого, учитываются форма и габариты объекта, на который они наносятся. Качество подготовки поверхности перед нанесением окраски, а также правильный выбор того, какое лакокрасочное покрытие использовать, значительно определяет адгезионную прочность материала, а также его долговечность.

Подготовка поверхности включает в себя очистку с помощью ручного или же механизированного инструмента, дробеструйную или а также обработку с использованием различных химических средств, которая подразумевает ряд операций:

Обезжиривание поверхности. К примеру, это касается обработки специализированными водными растворами или же смесями, в которые входят ПАВ и прочие добавки, органическими растворителями или специализированными эмульсиями, включающими в свой состав воду и органический растворитель.

Травление. Полное удаление ржавчин, окалин, а также других продуктов коррозии с защищаемой поверхности. В преимущественном большинстве случаев данная процедура осуществляется уже после того как была проведена проверка лакокрасочного покрытия автомобиля или других изделий.

Нанесение конверсионных слоев. Оно предусматривает изменение изначальной природы поверхности и довольно часто используется при необходимости создания комплексных лакокрасочных покрытий с большим сроком службы. В частности, сюда входит фосфатирование и оксидирование (в преимущественном большинстве случаев электрохимическим методом на аноде).

Формирование металлических подслоев. Сюда входит цинкование и кадмирование (в основном с использованием электрохимического метода на катоде). Обработка поверхности с использованием химических средств в основном осуществляется путем окунания или же обливания изделия специализированным рабочим раствором в условиях полностью автоматизированной или механизированной конвейерной окраски. Вне зависимости от того, какие используются виды лакокрасочных покрытий, применение химических средств позволяет добиться высокого качества подготовки поверхности, но при этом предусматривает дальнейшую промывку водой и горячую сушку поверхности.

Как наносятся жидкие покрытия?

После того как выбираются необходимые материалы, а также проверяется качество лакокрасочного покрытия, выбирается способ нанесения его на поверхность, которых существует несколько:

• Ручной. Применяется для проведения окраски различных крупногабаритных изделий, а также для проведения бытового ремонта и устранения всевозможных бытовых дефектов. В основном принято использовать лакокрасочную продукцию естественной сушки.
• валковый. Механизированное нанесение, которое предусматривает использование системы валиков. Применяется для нанесения материалов на плоские изделия, такие как полимерные пленки, листовой и рулонный прокат, картон, бумага и множество других.
• струйный. Обрабатываемое изделие проводится через специальную «завесу» из соответствующего материала. При помощи такой технологии может наноситься лакокрасочное покрытие машины, различного бытового оборудования и еще целого ряда других изделий, при этом для отдельных деталей чаще используется облив, в то время как наливом обрабатываются плоские изделия, такие как листовой металл, а также щитовые элементы мебели и другие.

Методы окунания и облива в преимущественном большинстве случаев принято использовать для того, чтобы наносить слои лакокрасочного покрытия на изделия обтекаемой формы, имеющие гладкую поверхность, если нужно окрасить их в один цвет. Для получения лакокрасочных покрытий, имеющих равномерную толщину без каких-либо наплывов или подтеков, после окраски изделия в течение определенного времени выдерживают в парах растворителя, поступающих непосредственно из сушильной камеры. Здесь важно провести правильно определение толщины лакокрасочного покрытия.

Окунание в ванну

Традиционное лакокрасочное покрытие лучше всего удерживается на поверхности после того, как изделие извлекается из ванны после смачивания. Если рассматривать водоразбавляемые материалы, то здесь принято использовать окунание с хемо-, электро- и термоосаждением. В соответствии со знаком заряда поверхности изделия, которое подвергается обработке, различается като- и анофоретическое электроосаждения.

При использовании катодной технологии получаются такие покрытия, которые имеют достаточно высокую коррозийную устойчивость, в то время как использование самой технологии электроосаждения позволяет добиться эффективной кромок и острых узлов изделия, а также внутренних полостей и сварных швов. Единственной же неприятной особенностью данной технологии является то, что наносится в данном случае только один слой материала, так как первый слой, который является диэлектриком, будет препятствовать электроосаждению последующих. Также стоит отметить тот факт, что этот метод может сочетаться с предварительным нанесением специального пористого осадка, сформированного из суспензии пленкообразователя.

При хемоосаждении используется дисперсионный лакокрасочный материал, в состав которого входят всевозможные окислители. В процессе их взаимодействия с металлической подложкой на ней формируется достаточно высокая концентрация особых поливалентных ионов, что обеспечивает коагуляцию приповерхностных слоев использующегося материала.

В случае использования термоосаждения осадок создается на нагретой поверхности, и в данной ситуации в воднодисперсионный лакокрасочный материал вводится специализированная добавка, теряющая растворимость в случае нагрева.

Распыление

Данная технология также распределяется на три основные разновидности:

• Пневматическое. Предусматривает использование автоматических или же ручных пистолетообразных распылителей с лакокрасочными материалами при температуре 20-85 о С, которые подаются под высоким давлением. Применение такого метода отличается достаточно высокой производительностью, а также позволяет добиться неплохого качества лакокрасочных покрытий вне зависимости от формы поверхностей.
• Гидравлическое. Осуществляется под давлением, которое создается специализированным насосом.
• Аэрозольное. Применяются баллончики, заполненные пропеллентом и лакокрасочными материалами. По ГОСТ лакокрасочное покрытие легковых автомобилей может наноситься и с применением такого метода, а помимо этого его активно используют при покраске мебели и еще целого ряда других изделий.

Довольно важным недостатком, которым отличаются практически все существующие методы распыления, является наличие довольно существенных потерь материала, так как аэрозоль уносится вентиляцией, оседает на стенах камеры и в используемых гидрофильтрах. При этом стоит отметить, что потери при пневмораспылении могут достигать 40%, что представляет собой довольно существенный показатель.

Чтобы хоть как-то сократить такие потери, принято использовать технологию распыления в специальном электрическом поле высокого напряжения. Частицы материала в результате или же контактного заряжения получают заряд, после чего оседают на окрашиваемом изделии, которое в данном случае служит электродом противоположного знака. При помощи такого метода в преимущественном большинстве случаев принято наносить различные многослойные лакокрасочные покрытия на металлы и простые поверхности, среди которых, в частности, можно выделить древесину или пластмассу с токопроводящим покрытием.

Как наносятся порошковые материалы?

Всего используется три основных метода, которыми осуществляется нанесение лакокрасочных покрытий в виде порошка:

• насыпание;
• напыление;
• нанесение в псевдоожиженном слое.

Преимущественное большинство технологий нанесения ЛКМ принято использовать в процессе окраски изделий непосредственно на поточных конвейерных линиях, благодаря чему при повышенных температурах формируются устойчивые покрытия, отличающиеся достаточно высокими потребительскими и техническими свойствами.

Также градиентные лакокрасочные покрытия получаются посредством единоразового нанесения материалов, которые включают в себя смеси порошков, дисперсий или растворов пленкообразователей, не характеризующихся термодинамической совместимостью. Последние могут самостоятельно расслаиваться в процессе испарения общего растворителя или же при нагреве пленкообразователей выше температур текучести.

За счет избирательного смачивания подложки один пленкообразователь обеспечивает обогащение поверхностных слоев лакокрасочных покрытий, в то время как второй, в свою очередь, обогащает нижние. Таким образом, создается структура многослойного покрытия.

При этом стоит отметить, что технологии в этой сфере постоянно совершенствуются и улучшаются, в то время как старые методы забываются. В частности, сегодня покрытие лакокрасочное (система 55) по ГОСТ 6572-82 уже не применяется для обработки двигателей, тракторов и самоходных шасси, хотя раньше его применение было весьма распространенным.

Сушка

Сушка нанесенных покрытий осуществляется при температуре от 15 до 25 о С, если речь идет о холодной или естественной технологии, а также может осуществляться при повышенных температурах при использовании «печных» методов.

Естественная применяется в случае использования лакокрасочных материалов, основанных на термопластичных быстровысыхающих пленкообразователях и тех, которые имеют ненасыщенные связи в молекулах, использующих в качестве отвердителей влагу или кислород, такие как полиуретаны и алкидные смолы. Также стоит отметить, что довольно часто естественная сушка встречается в случае использования двухупаковочных материалов, в которых применение отвердителя осуществляется перед нанесением.

Наиболее популярными технологиями термоотверждения покрытия стоит назвать следующие:

• Конвективные. Изделие обогревается при помощи циркулирующего горячего воздуха.
• Терморадиационные. В качестве источника обогрева используется инфракрасное излучение.
• Индуктивные. Для сушки изделие размещается в переменном электромагнитном поле.

Чтобы получить лакокрасочные покрытия, основанные на ненасыщенных олигомерах, принято использовать также технологию отверждения под воздействием ультрафиолетовых излучений или ускоренных электронов.

Дополнительные процессы

В ходе проведения сушки происходит множество химических и физических процессов, которые в итоге приводят к созданию высокозащищенных лакокрасочных покрытий. В частности, сюда входит удаление воды и органического растворителя, смачивание подложки, а также поликонденсация или полимеризация, если речь идет о реакционноспособных пленкообразователях с образованием сетчатых полимеров.

Создание покрытий из порошковых материалов включает в себя обязательное оплавление различных частиц пленкообразователя, а также слипание сформировавшихся капель и смачивание ими подложки. Также стоит отметить, что в некоторых ситуациях принято использовать термоотверждение.

Промежуточная обработка

Проведение промежуточной обработки предусматривает:

• Шлифование при помощи абразивных шкурок нижних слоев ЛКМ, чтобы удалить какие-либо посторонние включения, а также придать матовость и улучшить адгезию между несколькими слоями.
• Полировка верхнего слоя с применением специализированных паст, чтобы лакокрасочные покрытия получили зеркальный блеск. В качестве примера можно привести технологические схемы окраски, использующиеся при обработке кузовов легковых автомобилей и включающие в себя обезжиривание, фосфатирование, охлаждение, сушку, грунтование и отверждение поверхности с последующим нанесением герметизирующих, шумоизолирующих и ингибирующих составов, а также проведение еще целого ряда других процедур.

Свойства нанесенных покрытий определяются составом используемых материалов, а также структурой самого покрытия.

В состав лакокрасочных материалов (лаков, грунтов, красок, эмалей, шпатлевок) входит целый ряд компонентов: пленкообразователи, пигменты, растворители, пластификаторы, наполнители, сиккативы, отвердители и др. Используя все или часть компонентов в соответствующих пропорциях, получают любые лакокрасочные материалы, которые образуют пленки (окончательный продукт) с необходимыми физическими и химическими свойствами.

Пленкообразователи - основа любого лакокрасочного материала. Они представляют собой природные или синтетические вещества, способные образовывать при их нанесении на поверхность металла (дерева) за сравнительно короткое время прочные пленки. По способу образования пленок пленкообразователи подразделяются на непревращаемые и превращаемые.

К н е п р е в р а щ а е м ы м (термопластичным, или обратимым) относятся такие вещества, которые образуют пленку в результате испарения растворителя или охлаждения расплавленного пленкообразующего вещества без изменения их химического состава. Полученные пленки способны растворяться и плавиться, обладают хорошей эластичностью, но сравнительно слабой адгезией (прилипаемостью). К этой группе пленкообразователей относятся природные смолы (канифоль, шеллак, битум), синтетические высокомолекулярные смолы (перхлорвиниловые) и синтетические низкомолекулярные смолы (идитол).

К п р е в р а щ а е м ы м (термореактивным, или необратимым) относятся такие вещества, которые образуют пленку в результате химической реакции (полимеризации), при которой линейные молекулы путем «сшивания» между собой превращаются в трехмерные. Пленка - полимер сетчатой (пространственной) структуры с новыми физическими и химическими свойствами. Она не плавится и не растворяется, обладает высокой адгезией, механической прочностью, водостойкостью, но недостаточной эластичностью. К этой группе пленкообразователей относятся растительные масла (льняное, конопляное, тунговое) и синтетические низкомолекулярные смолы (бакелитовые, полиуретановые).

В качестве пленкообразователей используются: растительные масла, природные и синтетические смолы.

Р а с т и т е л ь н ы е м а с л а получаются из семян или орехов растений и представляют собой сложные эфиры органических кислот и спиртов. По способности к высыханию различают масла: высыхающие (тунговое, конопляное, льняное), полувысыхающие (подсолнечное, кукурузное) и невысыхающие (оливковое, касторовое). Для превращения невысыхающих масел в высыхающие и ускорения процесса образования пленок все растительные масла подвергают термической обработке (дегидратация, полимеризация, оксидация). Обработанные таким образом масла превращаются в олифы (натуральная Г О С Т 7931-56, оксоль О С Т Н К Т П 7474/581, касторовая ОСТ НКПП 538, глифталевая и др.). Лучшей считается натуральная олифа (льняная или конопляная), на которой готовятся масляные краски и лаки. Остальные олифы в своем составе содержат от 14 до 50% различных растворителей.

Наиболее простой способ получения натуральной олифы в корабельных условиях: налить в железный котел льняного или конопляного масла; помешивая, нагреть до 160-170° С; в кипящее масло всыпать сиккатив (пиролюзит или глет), после чего нагреть эту массу до температуры 240-280° С; сваренную олифу охладить, дать ей отстояться и профильтровать.

П р и р о д н ы е с м о л ы - продукты жизнедеятельности растений (канифоль ГОСТ 797-64), насекомых (шеллак импортный) и ископаемые смолы (янтарь ТУ 617-53, битум, асфальт и др.), которые используются для получения лакокрасочных материалов (каменноугольный лак Г О СТ 1709-60, шеллачный лак ГОСТ 7573-55, краска ЯН-7А СТУ 44-31-62, масляные и другие лаки), а также применяются как модифицирующие добавки к другим пленкообразующим веществам для придания требуемых свойств их пленкам (канифоль повышает адгезию, янтарь и битум - водостойкость и т.д.).

С и н т е т и ч е с к и е с м о л ы в настоящее время являются одним из основных пленкообразователей, на основе которых готовится большое количество различных лакокрасочных материалов. Синтетические смолы - высокомолекулярные соединения (полимеры или сополимеры), полученные путем полимеризации (перхлорвиниловые, акриловые) или поликонденсации (глифталевые, пентафталевые, фенольно-формальдегидные, эпоксидные). Полимеризованные смолы в основном образуют пленку в процессе улетучивания растворителя; поликонденсационные в большинстве случаев образуют превращаемые (необратимые) пленки.

Растворители . Для доведения пленкообразователя до нужной консистенции используются различные растворители - летучие органические жидкости, способные полностью растворять масла, смолы и улетучиваться из них в процессе образования пленки. Не все растворители одинаково растворяют те или иные пленкообразователи. Поэтому для доведения лакокрасочных материалов, поступающих на корабль, до рабочей консистенции следует применять строго определенные растворители (табл. 9.1) или их смеси (табл. 9.2) в необходимых количествах (согласно действующим инструкциям), но не превышая 8-15% веса краски. Лакокрасочные материалы (кроме масляных красок на натуральной олифе) содержат большое количество (до 80% и более) различных растворителей (табл. 9.3), что требует особых мер предосторожности, так как все растворители в той или иной степени являются токсичными, огне- и взрывоопасными.

Т а б л и ц а 9.1

Т а б л и ц а 9.2

Т а б л и ц а 9.3

Т а б л и ц а 9.4

Сиккативы - вещества, выполняющие роль катализаторов окисной полимеризации, которые при введении в лакокрасочные материалы ускоряют процесс высыхания (образования) пленки. К ним относятся соединения, содержащие: кобальт, марганец, свинец, кальций, цинк. Разновидности и способы получения сиккативов указаны в табл. 9.5. На кораблях используются жидкие сиккативы: свинцово-марганцевый № 63 - светлый и № 64 - темный (ГОСТ 1003-41), № 7640 (ТУ М Х П 2106-49), экстракты № 1 (ТУ М Х П 934-41) и № 2 (ТУ М Х П 935-41). Общее количество сиккативов, вводимых в готовые лакокрасочные материалы, не должно превышать 3-5%. Излишнее его количество ускоряет процесс старения пленки.

Т а б л и ц а 9.5

Т а б л и ц а 9.6

Для приготовления лакокрасочных материалов используются следующие наиболее употребимые пигменты (сухие и густотертые).

Б е л ы е п и г м е н т ы. Белила свинцовые густотертые марок 00 и 0 по ОСТ Н К Т П 8190/1187; степень перетира - не более 22 мк; уд. вес 6,7-6,86 г/см3. Белила цинковые сухие марок М-1, М-2, П-1, П-2 по Г О С Т 202-62 и густотертые марки М-00 по ГОСТ 482-41; степень перетира-не более 10 мк; уд. вес 5,5-5,65 г/см3.

К р а с н ы е п и г м е н т ы. Киноварь искусственная густотертая обыкновенная (светлая и темная) и для специальных работ по ОСТ 10934-40; степень перетира - не более 25-30 мк. Мумия естественная сухая (светлая и темная) по ОСТ Н К Т П 3707 и густотертая (светлая и темная) по ГОСТ 8866-58; степень перетира - не более 30 мк; уд. вес 2,5 г/см3. Сурик свинцовый сухой марок 3 и 4 по Г О С Т 1787-50; степень перетира - не более 25 мк; уд. вес 8,6-9,07 г/см3. Сурик железный сухой марки А по Г О С Т 8135-62 и густотертый по ГОСТ 8866-58; степень перетира - не более 35 мк; уд. вес 3,5-5,2 г/см3. Марс сухой по ТУ М Х П 1087-44; степень измельчения - полное просеивание через сито с 1600 отв./см2.

Ж е л т ы е п и г м е н т ы. Крон свинцовый сухой марок 000 и 00 (желтый, лимонный и оранжевый) по Г О С Т 478-62; степень перетира - не более 25 мк; уд. вес. 6,12 г/см3. Крон цинковый сухой сортов С № 0 и X № 0 по О С Т 10937-40; степень перетира - не более 30 мк; уд. вес 3,46 г/см3. Охра сухая марки Б по Г О С Т 8019-56 и густотертая по ГОСТ 8866-58; степень перетира - не более 35 мк.

З е л е н ы е п и г м е н т ы. Зелень цинковая сухая «цельная» и № 1 по ОСТ 10938-40, густотертая № 1 (светлая и темная) по ОСТ 10939-40; степень перетира - не более 25 мк. Зелень свинцовая сухая «цельная» и № 1 по О С Т 13966-40, густотертая специальная (светлая и темная) по ОСТ 10941-40; степень перетира - не более 25 мк; уд. вес 3,3-5,1 г/см3. С и н и е п и г м е н т ы. Лазурь малярная сухая «цельная» по О С Т 10474-39; степень перетира - не более 30 мк; уд. вес 1,81-1,90 г/см3. Ультрамарин сухой марок УМ-1, У М - 2 и УМ-3 по ОСТ Н К Т П 3160; степень перетира - не более 30 мк; уд. вес 2,34 г/см3.

Ч е р н ы е п и г м е н т ы. Сажа ламповая по ГОСТ 7885-63. Сажа газовая канальная по ГОСТ 7848-55. Краска черная масляная густотертая по ГОСТ 6586-66; степень перетира - не более 30 мк.

С е р ы е п и г м е н т ы. Алюминиевая пудра сухая марок ПАК-3, ПАК-4 по ГОСТ 5494-50; степень измельчения - остаток на сите с сеткой № 0075 не более 1% для ПАК-3 и без остатка для ПАК-4.

Наполнители - белые или слегка окрашенные порошки дешевых природных минералов (тяжелый шпат, тальк, гипс, каолин, мел и др.), обладающие по сравнению с пигментами малой укрывистостью, но имеющие очень хорошую свето- и атмосферостойкость, благодаря чему они вводятся в лакокрасочные материалы для улучшения свето- и атмосферостойкости пленок, а также для удешевления лакокрасочных материалов. Такие наполнители, как асбест, графит, цемент, древесная мука, металлические опилки, порошки и т. п., используются как армирующие составы для приготовления эпоксидных клеев. Наполнители придают клею определенный цвет, снижают усадку, улучшают теплопроводность, повышают прочность, а также способствуют превращению жидкой эпоксидной смолы в необратимое твердое вещество.

Пассиваторы - вещества, которые при нанесении на поверхность металла вступают с ним в реакцию и образуют из различных комплексных соединений тонкую пленку, защищающую металл от дальнейшей коррозии, т. е. делают поверхность пассивной. К ним относятся: фосфорная, ортофосфорная и другие кислоты, танин, суперфосфат, сода, препарат «мажеф» и т. д. Пассиваторы не только защищают металл от коррозии, но и исключают необходимость повторной очистки его поверхности перед окраской и значительно повышают сцепление (адгезию) лакокрасочного покрытия с поверхностью. Ряд пассиваторов входит основной частью в лакокрасочные материалы: фосфорная кислота - в фосфатирующие грунты (ВЛ-02, ВЛ-08 и др.); танин, ортофосфорная кислота - в новый грунт типа КРТ.

Пассиваторы широко применяются для предохранения очищенной поверхности от коррозии до нанесения на нее лакокрасочных материалов. Для этих целей могут использоваться 10% раствор препарата «мажеф» (ГОСТ 6193-52), 15-30% раствор фосфорной кислоты, водная вытяжка суперфосфата и др. Для приготовления водной вытяжки в корабельных условиях суперфосфат растворяют в воде в соотношении 1: 2 с последующим кипячением в течение 3-4 ч. Такой раствор не только пассивирует поверхность металла, но и обезжиривает ее, что исключает применение для этих целей наиболее опасного уайт-спирита или других органических растворителей.

Ингибиторы коррозии - вещества, способные замедлить или совсем прекратить коррозию (латинское слово «inhibire» означает тормозить). Иногда их называют отрицательными катализаторами. Механизм действия ингибиторов состоит в том, что их частицы, будучи во взвешенном состоянии в агрессивной среде и свободно перемещаясь в ней, образуют во взаимодействии с поверхностью металла защитные пленки (физическая, химическая адсорбция, коллоидные пленки, уплотнение окисных пленок и др.), которые и защищают металл от действия агрессивной среды (кислот, щелочей, воды и т. п.). Ингибиторы коррозии бывают для кислотной, нейтральной и других сред.

Ингибиторы кислотной среды - формалин, препараты «уникод», БА-б, «катапин» и др. При введении «катапика» с добавкой йодистого калия в кислоты (соляная, серная, фосфорная) скорость растворения в них металла (емкость) уменьшается до 7000 раз. Формалином ингибируют соляную кислоту, используемую для очистки металла от ржавчины и окалины (табл. 9.24).

Ингибиторы нейтральной (водной) среды - нитрит натрия, хромат циклогексил аммония, бензоат натрия и другие присадки. Эти ингибиторы используются при производстве красок (водоэмульсионных типа ВА), а также ингибированных консервирующих смазок (К-17, К-19)- Ингибитор, состоящий из смеси 1,5% бензоата натрия и 0,1% нитрита натрия (по отношению к рабочей среде), хорошо защищает металл от коррозии в водной среде замкнутых систем типа автомобильных радиаторов при температуре от -25 до +100° С.

Лакокрасочные материалы (ЛКМ) - это композиции, которые при равномерном нанесении на поверхность окрашиваемого изделия в результате сложных физических и химических превращений формируют сплошное полимерное покрытие с определенным комплексом свойств - защитных, декоративных, специальных.

Свойства лакокрасочного материала определяются свойствами входящих в его состав компонентов. В состав основных ЛКМ входят пленкообразователи, пластификаторы, отвердители, сиккативы, растворители и разбавители, пигменты.

Пленкообразователи - это нелетучие соединения, которые способны образовывать прочную пленку, закрывающую поверхность. Пленкообразователи выполняют функцию связующего и могут быть природными, искусственными и синтетическими. По механизму образования покрытия их называют превращаемыми, дающими плавкую пленку, которая образуется за счет испарения растворителя, и непревращаемыми, дающими нерастворимую и неплавкую пленку, которая образуется за счет химических реакций отверждения пленкообразователя и испарения растворителя.

К природным пленкообразователям относятся прежде всего растительные масла: льняное, конопляное, подсолнечное, тунговое, соевое, кукурузное, рапсовое. Необработанные растительные масла высыхают, образуют пленку, очень долго - от 10 до 40 суток. Поэтому их превращают в олифу, подвергая длительной термообработке.

Животные жиры - жиры рыб и морских животных - теоретически могут применяться как пленкообразователи, но качество получаемых на их основе ЛКМ невысоко, поэтому они не нашли практического применения.

Природные смолы - канифоль, шеллак - являются традиционными пленкообразователями. Канифоль - смола, получаемая из хвойных пород деревьев, главным образом из сосны. По химическому составу она представляет собой смесь смоляных кислот (главная - абиетиновая). В производстве лаков применяют не чистую канифоль, а облагороженную, в ней кислотные свойства понижены путем образования эфиров канифоли (преимущественно глицериновых) и ее солей (резинатов кальция, цинка), ускоряющих процесс высыхания. Шеллак получают из гуммилака, выделяемого насекомыми (лаковыми червецами) на ветвях некоторых тропических растений. Пленки шеллачного лака обладают блеском и твердостью, но недостаточно водостойки.

Как пленкообразователи используются копалы - природные ископаемые смолы: южноамериканские, африканские, индийские. В России месторождения копалов есть на Дальнем Востоке. Они являются основой для изготовления масляных лаков. Такие природные смолы, как янтарь, даммара, сандарак, дают покрытия высококачественные, но непрочные и дорогостоящие. Применение этих смол ограничено в основном художественными реставрационными работами. ЛKM на основе природных нефтяных смол - битумов и асфальтов - отличаются высоким качеством покрытий и химической стойкостью.

Искусственные пленкообразователи - это прежде всего эфиры целлюлозы: нитрат, ацетобутират и этилцеллюлоза. Главный их недостаток - горючесть.

Полимеризационные смолы как синтетические пленкообразователи - полиакрилаты, виниловые полимеры - используются редко. Чаще встречаются смолы поликонденсационные - алкидные, амино- и фенолформальдегидные, эпоксидные, полиуретановые, кремнийорганические. Наряду с синтетическими смолами используются каучуки. Их свойства в значительной степени определяют свойства лакокрасочных покрытий.

Пленкообразователи должны смачивать поверхность и равномерно по ней распределяться; не содержать водорастворимых веществ; растворяться в доступных растворителях; давать бесцветные прозрачные пленки.

Пластификаторы вводят в ЛKM, во-первых, для снятия внутренних напряжений в пленке и увеличения долговечности лакокрасочного покрытие; во-вторых, для повышения его эластичности и морозостойкости. Пластификаторы - это дибутилфталат, диоктилфталат, трибутоксиэтилфосфат, алкидные смолы и ряд других веществ.

Следует помнить, что пластификаторы остаются в лакокрасочном покрытии и постоянно влияют на его свойства. Если пластификаторы «всплывают» на поверхность, образующаяся пленка имеет достаточно высокую липкость, что приводит к повышенной загрязняемости.

Отвердители входят в состав тех Л КМ, где пленкообразователь - термореактивная смола. Они способствуют образованию «сшитого» покрытия. Этот компонент или вводится непосредственно в ЛКМ и проявляет свои свойства только при сушке горячим

воздухом (таков состав полиуретановых лаков), или смешивается с пленкообразователем непосредственно перед нанесением покрытия (эпоксидные лаки). Количество отвердителя должно быть рассчитано точно, так как его избыток уменьшает водостойкость лакокрасочного покрытия.

Сиккативы - высушивающие вещества - вводятся в лакокрасочные составы для ускорения процесса высыхания масляных и алкидных ЛKM. Они представляют собой кобальтовые, марганцевые, цинковые, свинцовые соли органических кислот, содержащиеся в льняном масле, канифоли, нафтеновых кислотах и т.д. В зависимости от типа сиккатива процесс пленкообразования начинается с формирования либо поверхностной пленки (кобальтовые сиккативы), либо пленки у подложки с дальнейшим распространением ее по всей толщине покрытия (марганцевые и свинцовые сиккативы).

При введении сиккативов в лакокрасочные материалы процесс высыхания ускоряется в десятки раз. Образующиеся перекиси металлов активируют реакции окисления и полимеризации молекул масла или другого пленкообразующего вещества. Обычно в олифу или маслосодержащий лак вводят смесь, состоящую из 0,12 % сиккатива, содержащего кобальт, 0,13 % сиккатива, содержащего марганец, или 0,45 % сиккатива, содержащего Свинец. Избыточное содержание сиккатива, напротив, может замедлить высыхание покрытия, а если и ускоряет его, то качество покрытия ухудшается, оно становится хрупким.

Растворители переводят пленкообразователи в состояние, удобное для нанесения покрытия. Выбор растворителя определяется его растворяющей способностью, скоростью испарения, токсичностью, огнеопасностью. Разбавители не растворяют пленкообразователи, но разбавляют их растворы до нужной вязкости, а кроме того, удешевляют ЛKM. Для того чтобы образующееся покрытие было прочным, однородным, прозрачным, скорость испарения разбавителя должна быть больше, чем у растворителя. Это обеспечивает необходимую структуру покрытия. Растворители - это вода и органические вещества. Вода используется при изготовлении водно-дисперсионных и клеевых красок. Органические вещества представлены:

Углеводородами. Наибольшее распространение получили ароматические углеводороды - толуол, ксилол, нефтяной сольвент, уайт-спирит. Они применяются в таких лакокрасочных составах, как меламиноформальдегидные, поливинилацетатные, эпоксидные, акрилатные, а также в масляных лаках и красках;

Терпеновыми углеводородами - скипидар. Скипидар служит разбавителем масляных и алкидных красок, а также ЛКМ на основе природных смол. Его достоинством является малая токсичность;

Кетонами - ацетон. Ацетон растворяет природные смолы, масла, эфиры целлюлозы, полиакрилаты, поливинилхлорид. Достоинствами ацетона являются высокая растворяющая способность и сравнительно малая токсичность. Применяются также циклогексанон и метилциклогексанон, особенно для полиуретановых лаков;

Простыми и сложными эфирами. Бутилацетат, например, растворяет эфиры целлюлозы, виниловые полимеры и используется для приготовления дисперсионных красок;

Спиртами. Этиленгликоль, например, применяют для приготовления цветных лаков, быстросохнущий бензиловый спирт - для приготовления шеллачного лака;

Пигменты - это высокодисперсные минеральные и органические вещества, нерастворимые в пленкообразователях и растворителях (красители в этих веществах растворимы), обладающие определенным цветом.

Минеральные пигменты по происхождению классифицируются как естественные (охра, сурик, умбра), их получают переработкой горных пород и окрашиванием глин; и искусственные, или синтетические (белила, крона), их получают промышленным способом, по цветам они разнообразнее, но менее атмосферо- и светостойки. По составу минеральные пигменты могут быть элементами (алюминиевая пудра, технический углерод, цинковая пыль), оксидами (цинковые белила, титановые белила, железо-оксидные пигменты, оксиды хрома), солями (карбонаты - свинцовые белила, хроматы - свинцовый и цинковый кроны, свинцово-молибдатный крон, стронциевый крон), сульфидами (литопон, кадмиевые пигменты), фосфатами (фосфаты хрома и кобальта), комплексными солями (железная лазурь), алюмосиликатами (ультрамарин). По цвету они ахроматические - белые (белила цинковые, белила титановые), черные (сажа), серые (графит), и хроматические - желтые, красные, синие и зеленые.

Органические пигменты менее свето-, атмосферо- и химически стойки, чем минеральные, но у них более высокая красящая способность. Красочные покрытия на их основе, как правило, прозрачные (лессирующие) и более ярких цветовых тонов. Применяются они для внутренних и декоративных работ.

Современное лакокрасочное производство характеризуется широким применением колеровочных систем, включающих в себя:

Базу - ЛKM с различным содержанием диоксида титана для получения оттенков;

Пигментные пасты для придания базе требуемого цвета;

Дозирующее оборудование на основе компьютерной техники для точного дозирования пасты в базу;

Перемешивающее оборудование.

Пигменты, как правило, используют в смеси с наполнителями. Они изменяют вязкость, обеспечивают получение необходимого рельефа покрытия, выполняют роль каркаса. Кроме того, при правильном выборе наполнителя и оптимальном соотношении размеров частиц пигмента и наполнителя до половины пигмента можно заменить более дешевым наполнителем без значительного снижения укрывистости.

Наполнители - дисперсные неорганические вещества, нерастворимые в растворителях и пленкообразователях и не обладающие красочной способностью. Это каолин, барит, кремнезит, тальк, слюда, мел, песок.

Особый интерес представляют микронизированные наполнители. ОАО «Миасстальк» выпускает микротальк и гранулированный микротальк повышенной белизны помола до 5 мкм, которые соответствуют лучшим мировым образцам. Новинки ассортимента - карбонат кальция (кальцит) и микромрамор, их рекомендуется использовать в воднодисперсионных и масляных красках, эмалях, антикоррозийных грунтовках, светлых атмосферостойких покрытиях, где требуется повышенная твердость и прочность. Перспективны гидратированные оксиды алюминия. Предлагаемый ООО НПФ «Скар-Лет» активный наполнитель «Прокаль» представляет собой многофазную смесь оксидов и гидроксидов алюминия. Он применяется в белых и светлых цветных лакокрасочных материалах на всех типах связующих.

В состав масляных и алкидных красок могут входить антиоксиданты. Чтобы предотвратить оседание пигмента и его разбрызгивание при покраске, используют тиксотропные добавки, которые позволяют получить утолщенные покрытия, так как краска становится нетекучей даже на вертикальной поверхности.

Для придания матовости лаковым покрытиям, которая достигается в результате рассеивания световых лучей, в состав ЛКМ вводят воски, смеси несовместимых полимеров или силикаты.

Применение биоцидов позволяет увеличить срок службы составов и покрытий на основе воднодисперсионных материалов, которые неустойчивы к воздействию микроорганизмов при температуре 30-40 °С.

Диспергирование является важным процессом в производстве воднодисперсионных составов. Диспергаторы способствуют смачиванию пигментов и предотвращают загустевание красок.

Добавки для скольжения и устойчивости к царапанью улучшают внешний вид и позволяют получить покрытие с высокой абразивной стойкостью и малым коэффициентом трения.

Пеногасители (антивспениватели) удаляют из пленки ЛKM воздух, образующиеся газы и пары, что предотвращает образование дефектов поверхности.

Реологические добавки регулируют вязкость, розлив, выравнивание, склонность к образованию потеков.

Противопленочные агенты обеспечивают однородность ЛKM в процессе хранения, придавая им устойчивость к образованию сгустков и поверхностной пленки.

Загустители используются в воднодисперсионных составах. Наряду с традиционными эфирами целлюлозы начали применяться ассоциативные акриловые и полиуретановые загустители. Они уменьшают разбрызгивание при нанесении, дают лучший розлив, улучшают устойчивость к истиранию, повышают укрывистость, улучшают колерование.

Порообразователи на основе лаурилсульфата натрия способствуют образованию более легкой структуры ЛKM. Этот компонент важен для порошковых ЛKM, так как позволяет наносить трещиностойкие покрытия более толстым слоем.

В последние годы рецептуры жидких ЛКМ претерпевают радикальные изменения. Применяя современные функциональные добавки, можно улучшить свойства покрытий, не разрабатывая новых пленкообразователей. Добавки в рецептурах ЛКМ позволяют:

Улучшить их стойкость при хранении, а также прочностные, термические, химические свойства покрытий;

Интенсифицировать процессы диспергирования пигментов, равномерное растекание краски по поверхности, ее высыхание;

Снизить расход сырья, материалов и электроэнергии при производстве продукта;

Повысить экологическую полноценность ЛКМ путем замены органоразбавляемых красок водными, порошковыми и красками с высоким сухим остатком, предполагающими введение добавок.

Наиболее востребованными являются многофункциональные добавки. К примеру, аэросил - высокодисперсная аморфная кремниевая кислота - используется для придания краскам требуемых реологических свойств, улучшает адгезию, механические и антикоррозийные свойства покрытий.

Современная композиция для образования лакокрасочных покрытий может быть получена смешиванием дозированных исходных компонентов: полуфабрикатных лаков и латексов, суспензий цветных пигментов, суспензий белых пигментов и наполнителей. Из таких компонентов на установке, снабженной мешалкой, путем компьютерного дозирования можно получить ЛКМ даже в магазине, в авторемонтной мастерской и т.д.

Процесс образования лакокрасочного покрытия можно представить как нанесение ЛКМ на поверхность твердого тела, растекание ЛКМ по поверхности и установление прочного адгезионного контакта между подложкой и ЛКМ и отверждение пленки в результате полного испарения растворителя, химических превращений или того и другого одновременно.

Отверждение пленки за счет испарения растворителя характерно для ЛКМ на основе превращаемых пленкообразователей (термопластичных смол, природных смол, эфиров целлюлозы). Такие покрытия могут плавиться при нагревании и растворяться в органических растворителях. На процесс образования пленки в этом случае оказывает влияние вид пленкообразователя, его физические и химические свойства; состав и свойства легколетучей части ЛКМ; состав и количество растворителей с низкой летучестью, пластификаторов и других компонентов, которые в значительных количествах (до 10%) остаются в покрытии; свойства готового ЛКМ, его концентрация, вязкость, температура, продолжительность хранения; условия пленкообразования; температура и влажность воздуха, насыщенность парами легколетучего растворителя.

Процесс пленкообразования для водных дисперсий полимеров, которые в последние годы широко используются в производстве ЛКМ, значительно сложнее, чем для растворов полимеров в органических растворителях. Он протекает в три стадии. Сначала полимерные частицы дисперсии сближаются и вследствие испарения воды контактируют друг с другом. Затем под влиянием силы поверхностного натяжения они сильно деформируются. Коалисценция (сливание) частиц происходит благодаря диффузии полимерных цепей через границу соприкосновения частиц.

Для получения покрытий лучшего качества применяют дисперсии с малым размером частиц и специальными пленкообразующими добавками, или коалисцентами. Они придают краскам морозостойкость, снижая температуру замерзания. Следует помнить, что пленкообразование проходит при определенной для каждого полимера температуре. Если процесс испарения воды идет при более низкой температуре, образуется мутное, растрескивающееся или даже осыпающееся покрытие.

Лакокрасочные покрытия, которые образуются за счет химических превращений пленкообразователя, не плавятся при нагревании, не растворяются органических растворителях, имеют высокую прочность и твердость. Причиной тому - образование трехмерной сетки за счет реакции поликонденсации функциональных групп пленкообразователя между собой (карбоксильных, эпоксидных и т.д.).

Для масляных лакокрасочных составов механизм образования покрытия иной. Растительные масла состоят из триглицеридов жирных кислот. При нанесении олифы на поверхность кислород воздуха присоединяется по двойным связям остатков ненасыщенных жирных кислот и образует перекисные соединения, которые

распадаются на радикалы и инициируют процесс полимеризации жирных кислот. Образуется прочная нерастворимая пленка.

На процесс химического отверждения влияет толщина пленки (твердая поверхностная пленка может затруднять поступление кислорода и отвод газообразных продуктов реакции из внутренней части покрытия, что приводит к его размягчению и деформации), а также температура (повышение температуры на 10 °С может в 2 - 3 раза ускорить реакцию отверждения) и введение катализаторов-ускорителей. Прочность образовавшегося покрытия зависит от соотношения сил адгезии и когезии, которые, в свою очередь, зависят от природы пленкообразователя (полярности макромолекул), толщины пленки, характера поверхности материала.