1.6 Классификация лакокрасочных покрытий

Алкидные материалы

   Алкидные эмалевые краски изготавливаются на основе алкидных смол. Это синтетические смолы, продукты поликонденсации многоосновных карбоновых кислот с многоатомными спиртами; высоковязкие жидкости. Наиболее распространены алкидные смолы, получаемые из фталевой кислоты и глицерина или пентаэритрита, называемые соответственно глифталевыми смолами (глифталями) и пентафталевыми смолами (пентафталями). Применяются главным образом для приготовления алкидных лаков.

   Алкидные лаки - растворы алкидных смол (часто их смесей с карбамидными смолами или с другими полимерами) в органических растворителях. Образуют антикоррозийные и атмосферостойкие покрытия. Применяются для защиты дерева и металла, а эмалевые краски и грунтовки из алкидных лаков для отделки транспортных средств. До сих пор алкидные лаки – довольно-таки широко распространенный вид лакокрасочной продукции, вот только из авторемонтной отрасли они безвозвратно ушли. Те, кто сталкивались с алкидными эмалевыми красками в своей практике, наверняка хорошо помнят все недостатки работы с ними. Но главным побудительным стимулом к их вытеснению с рынка стала все же их высокая токсичность, которая сильно не устраи-вала природозащитные организации. Это, наверное, один из немногих случаев, когда интересы экологов и авторемонтников пересеклись (хотя последним-то, конечно, глубоко все равно, насколько экологически вредны или безвредны используемые ими материалы, главное - чтобы ими было удобно работать).

   Алкидными же эмалевыми красками работать было не совсем удобно. Как они ни модифицировались, как ни совершенствовались, существенных улучшений добиться так и не удалось. В них добавляли кислотные растворители, но кислота фактически разрушает структуру материала, при полимеризации молекулярные решетки сшиваются вообще бессистемно. Молибденовые присадки, делающие решетку более напряженной, ускоряли время сушки эмалевых красок, но за счет того, что твердость материала набирал ась очень резко, сколообразование увеличивалось в той же пропорции.

   Более того: алкидные смолы после синтеза имеют желтоватый оттенок, причем ярко выраженный, не поддающийся полной оптической очистке. Поэтому при колеровке приходилось делать значительные корректировки, что существенно усложняло работу с этими материалами.

   Ну и самый большой минус алкидных эмалевых красок, по сравнению с современными материалами, - долгое время полимеризации. Ведь первичное высыхание алкидных материалов происходит только за счет испарения летучих веществ из лакокрасочного материала, которое и приводит к сшиванию молекул связующего в молекулярные цепочки. После высыхания образуется достаточно тонкая пленка, поскольку эти материалы содержат большое количество растворителя.

   Однако по окончании полимеризации, всех ее этапов и циклов алкидные эмалевые краски по всем физическим и декоративным свойствам (твердость, глянец и т. д.), в принципе, вполне сравнимы с акриловыми, и большой разницы между ними нет. Правда, все эти свойства алкидная смола приобретает не за час, не за два, а за дни и месяцы. Проблема в том, что первичная полимеризация, наблюдаемая при сушке, окончательно заканчивается только под воздействием воздуха, тепла и ультрафиолетового излучения через довольно-таки продолжительное время. Ремонтная окраска - это же не конвейер, когда в газовой или инфракрасной печи, единовременно разогретой до + 180...+200 ^оС, полимеризация протекает стремительно. В ремонтной мы себе этого позволить не можем.

   Присутствующие на кузове автомобиля пластмассы, полиэфирные шпатлевки и т. д. держат максимум + 90 °С - при такой температуре полиэфир (стирол) распадается, в заводских же шпатлевках связующие делаются из других, более стойких к высоким температурам материалов.

   Так что, как видим, высокая токсичность - не самое большое зло, исходившее от алкидных лаков. По крайней мере для авторемонтников - в любом случае находиться рядом с только что покрашенной машиной никто долго не намеревался. Да это и вряд ли удалось бы: пары алкидных смол настолько едки, что после покраски надо было пулей вылетать из камеры, чтобы не задохнуться.

   Все эти минусы и привели к созданию революционного материала. Мы начали с ним знакомиться в начале 90-х, хотя во всем мире он используется уже лет 30.

Акриловые материалы

   Акриловые лаки (полиакриловые лаки) - растворы полиакрилатов или их производных в органических растворителях. Образуют свето-, атмосферо- и водостойкие покрытия с хорошей адгезией к металлу. Применяются для антикоррозийной защиты алюминия и его сплавов, эмалевые краски на основе акриловых лаков используют при отделке самолетов, автомобилей и т. д.

   Так чем же революционен акрил? Да тем, что полимеризуется он по совершенно иной схеме, нежели алкидные материалы - они однокомпонентны (1 К), поэтому полимеризуются под воздействием естественных процессов в окружающей среде. Здесь же мы имеем двухкомпонентный материал (2К), поэтому полимеризация перестает зависеть от множества неподконтрольных нам факторов.

   Это приводит к тому, что мы получаем возможность значительно сократить время полного сшивания полимерных цепочек. Считается, что необратимые изменения во всех акриловых эмалевых красках при сушке в естественных условиях, т. е. при температуре около + 20 ^оС и нормальной влажности около 80 %, завершаются примерно за 16 часов. Твердость затем набирается еще в течение нескольких суток, в зависимости от того, чем модифицирована краска. Чистое акриловое связующее при + 10 ^оС полностью отвердевает за 2-3 суток. Если оно модифицировано полиуретаном, то за 7-10.

   Происходит так потому, что сшивание молекулярной цепочки акриловой эмалевой краски осуществляется, в отличие от алкидной, за счет добавления отвердителя. Полимеризацию двухкомпонентных материалов обусловливает исключительно химическая реакция между связующим (акриловой смолой) и от-вердителем (полиизоционатом). Растворитель в этом случае добавляется только для получения требуемой вязкости.

   Однако сегодня у многих производителей есть линейки продукции, в которых растворителя нет вообще. Более того, он там и не нужен, и его не надо туда добавлять. Это современные высоконаполненные UHS-материалы, наносимые одним толстым слоем (классификацию материалов по наполненности мы рассмотрим ниже). Их вязкость фактически закладывается уже при производстве и соответствует оптимальным условиям покраски (под ними здесь и далее подразумеваются следующие: температура воздуха + 20 °С, влажность 80 %). Иностранные производители не сомневаются, что мы будем их соблюдать, что у нас имеются камеры и подготовленные, хорошо оборудованные цеха. Поэтому, даже если иностранные производители и ошибаются относительно качества и оснащенности наших сервисных станций, повторимся: разбавление таких материалов растворителем недопустимо.

   А нельзя этого делать по следующей причине: в них и так присутствует достаточно сольвентов, которые при сушке испаряются, и для их испарения необходимо определенное время. Добавление же растворителя значительно сокращает время сушки, и сольвенты попросту не успевают улетучиться. При этом верхний слой полимеризуется быстрее, образуется пленка, препятствующая испарению «летучки» из жидких фракций, расположенных в нижних слоях (не забывайте, что наносятся такие материалы одним толстым слоем), и это приводит к образованию на поверхности лакокрасочного покрытия всем известных дефектов.

   Кстати, подобный эффект наблюдается и на традиционных невысоконаполненных эмалевых красках, и даже на алкидных. Очень часто маляры первый слой наносят краской с нормальной вязкостью, а последующий делают пожиже, как говорится, для разлива. После покраски машина в камере стоит очень красивая, яркая, а из камеры выезжает уже матовая - пленка материала деформируется за счет слишком интенсивного испарения разбавителя с поверхности, что усугубляется, как правило, недостаточной вентиляцией. Исходя из этого, не советуем любителям добавлять слишком   много   растворителя. Может, разлив мы и получим, но глянец по-теряем наверняка.

Возвращаясь к общей характеристике акриловых материалов, надо заметить следующее. Как уже было сказано, длинные молекулярные цепочки сшиваются в процессе химической реакции между молекулами смолы и молекулами отвердителя, поэтому полимеризация, в принципе, может идти без доступа воздуха, в закрытом объеме и при низких температурах, хотя следует учитывать, что скорость реакции прямо зависит от температуры: при низкой сшивание идет значительно медленнее.

Мы знаем, что оптимальная температура полимеризации в камере составляет + 60 °С. Минут за 40-60 при такой температуре все необратимые реакции закончатся, и машина будет готова для выдачи клиенту.

В пользу акриловых материалов свидетельствует и тот факт, что они поддаются практически 100%-ной оптической очистке. Это позволяет колористам спокойно подбирать цвет ремонтируемых покрытий, не делая поправок на желтизну лака (хотя это спорный тезис: часто встречаются желтые акриловые лаки, но все относительно). Основным же модификатором является полиуретан, способствующий увеличению слоя. Кроме того, он придает эмалевым краскам   более   высокую износостойкость за счет увеличения пластичности - лакокрасочная поверхность лучше противостоит летящему из-под колес гравию (от здоровенных булыжников он, конечно, не спасет).

На сегодняшний день на отечественном автомобильном производстве, когда речь идет о покраске на конвейере, акриловые материалы не применяются. Применяется акриловый 1К молочный лак в системе «база-лак» без отвердителя, полимеризующийся за счет очень высокой температуры сушки. А 2К акриловых красок на конвейерном производстве в России нет.

Водорастворимые эмалевые краски

   Пути эволюции, как мы знаем, неисповедимы, поэтому она никогда не стоит на месте, требуя развития. Сегодня экологи уже убедили весь мир, что сольвентные краски вредны, опасны и т. д., а потому их надо запретить. И даже UHS-материалы теперь их не устраивают. Новое поколение водоразбавимых материалов все прочнее занимает позиции на рынке лакокрасочных покрытий.

   Это действительно совершенно новые материалы. Работа с ними осуществляется по несколько измененной, усовершенствованной технологии, преимущества которой для многих очевидны. Хотя на данном этапе нельзя сказать, что они полностью вытеснили традиционную продукцию.

   В России до этого еще очень далеко - настороженное отношение отечественных специалистов в области авторемонта ко всему новому играет здесь не последнюю роль, да и цена, по крайней мере пока, многих отпугивает.

   Хотя «водной» базой пользуются уже на многих станциях, минусы уверенно уравновешены плюсами (беспрецедентная укрывистость, легкость нанесения, отсутствие эффекта «яблочности»). С успехом используются «водные» антигравийные покрытия и грунты. В откровенно «детском» возрасте пребывают лишь «водные» акриловые лаки и краски.

   К тому же многие эксперты в нашей отрасли неоднозначно высказываются о качестве существующих акриловых материалов на водной основе, потому что, как они считают, все, что покрыто ими, на машины непохоже. С первичными слоями лакокрасочного покрытия - шпатлевками, грунтами и т. п., ситуация иная, поскольку практически в половине европейских государств сольвенты запрещены.

   Так вот, о свойствах. Во-первых, водорастворимые материалы, как утверждают их разработчики, поддаются практически стопроцентной колеровке. Это обусловлено тем, что цветного пигмента в водорастворимой базе ровно в 10 раз больше, чем в классической. То есть если степень помола в традиционных эмалевых красках, растворяемых растворителем, составляет 10-15 мк, то в водорастворимой краске он измельчается до 1-1,5 мк. Естественно, и укрывистость у нас получается значительно выше.

   Во-вторых, у водорастворимых красок значительно продолжительнее время сушки, что упрощает работу с такими инновационными цветами, как «металлики». Получаемая лакокрасочная поверхность никогда не будет «колючей», поскольку время сушки водных материалов в 6-8 раз больше, чем сольвентных. За этот промежуток времени все пигменты, инородные металлические частички и слюда равномерно распределяются (однообразно ориентируются, преимущественно параллельно поверхности) по всей толщине лакокрасочного слоя.

   Но это и минус новаторских эмалевых красок. Длительное время сушки вследствие медленного испарения воды не позволяет ускорить процесс ремонта и требует оснащения мастерских камерами с воздухообменом не менее 18 000 м^з в час.

   Еще одним, хотя и весьма незначительным минусом работы с водными красками можно считать и то, что окрашиваемую поверхность перед их нанесением надо тщательнее обезжиривать. Ведь в них нет растворителя, который выступает и как дополнительное обезжиривающее вещество, присутствующее в сольвентных красках.

Хотя основные принципы работы не изменились. Тот же пистолет, те же приемы и пр., акриловые связующие эмульгируются посредством того, что каждая частичка пигмента окутана тончайшей латексной оболочкой. После попадания на поверхность эта оболочка разрушается, и получается обычная акриловая краска. Но доля акриловых связующих в ней безумно мала, порядка 8-10 %. То есть, вода служит только для переноса материала.

   В заключение справедливости ради следует отметить, что, совершая экскурс в историю автомобильных эмалевых красок, мы коснулись только основной классификации этих красок, не углубляясь в их разветвленную типологию. Конечно, понятно, что в промышленных условиях применялось и применяется несравненно большее количество эмалевых красок, среди которых комбинированные нитроэмали, эмали горячей сушки на алкидных и меламиновых смолах, термопластические акриловые эмалевые краски, термореактивные акриловые эмалевые краски и т, д. Но свойства всех этих эмалевых красок, формирующих подклассы и подтипы основных и рассмотренных нами, очень сходны, поэтому отдельно останавливаться на каждом виде эмалевой краски мы не стали.

Классификация автомобильных красок. Они бывают: синтетические, акриловые, металлики и спецкраски. Акриловые делятся на HS и MS, металлики в свою очередь на базу и лак, который как и акриловые краски может быть HS и MS.

К синтетическим краскам относят меламинмоноакриловые эмали, которые в основном используются на заводах, так как температура окрашивания – 100-130 градусов цельсия.

Существуют еще алкидные краски которые тоже иногда используют в незаводских условиях. Эти краски хороши тем, что окрашивание происходит при комнатной температуре, однако процесс высыхания очень долог и требует закрытого помещения, где бы автомобиль в течении высыхания автокраски не подвергался никаким воздействиям окружающей среды. Характерность таких красок это то, что верхний слой высыхает очень быстро, но нижний без доступа кислорода еще долгое время остается разжиженным. Такая краска при высыхании обладает свойствами высокой прочности.

Теперь, чтобы стало понятнее опишем акриловые автокраски. Они являются материалом, с помощью которого можно качественно покрасить автомобиль. Перед покраской, для сгущения краски в определенной пропорции в нее добавляют отвердитель, а потом уже и растворитель. Акриловые краски отличаются своими особенностями. С их помощью авто можно придать блеск высокой степени, полировку можно проводить примерно через час после нанесения при температуре в 60 градусов, простота очистки окрашенной поверхности от нежелательного мусора, они обладают высокой стойкостью к внешним воздействиям. Вышеуказанные в классификации краски HS и MS, различаются тем, что первая обладает твердыми свойствами, а соответственно вторая мягкими. Чаще всего на практике используют именно автокраски системы MS, что обусловлено их более легкой полировкой после окрашивания.

Технология окрашивания такими красками проста. Автомаляр наносит краску на автомобиль в один слой с помощью краскопульта. Делает он это в закрытом помещении, надев на лицо маску чтобы избежать попадания летучих токсических элементов в дыхательные органы. Покраска в цвет металлик отличается от вышеуказанной. При такой покраске окрашивание делается в два слоя, первый это нитро база, придающая цвет авто и эффект металлика, а второй слой это нитролак, который наносится для придания блеска и придания дополнительные защитные свойства всему покрытию. Первый слой называется автомалярами базой. Это нитрокраска, которая наносится на автомобиль и быстро высыхает. Акриловый лак, наносимый вторым слоем, не имеет цвета, он прозрачен. В принципе акриловая эмаль это тот же акриловый лак, но только в нем растворен пигмент определенного цвета, придающий ему цвет. Вместе эти два слоя и дают необходимый эффект окрашивания.

Отечественные алкидные краски это: эмали МЛ1110 и МЛ1976, зарубежные: Helios, Tikkurilla, Sadolin и другие. Они недороги и цена составляет 100-200 рублей за литр. Акриловые краски представлены на рынке заподными производителями Hecker, Dupond, Duxon, Body и другими.

Классификация обозначений лакокрасочных материалов

Лакокрасочные материалы делят на основные и вспомогатель­ные (ГОСТ 9825-73). К основным относят грунты, шпатлевки, ла­ки и краски. К вспомогательным - жидкости для подготовки по­верхности к окраске и для ухода за лакокрасочными покрытиями.

Лакокрасочные материалы обозначаются пятью группами знаков.

Первая группа знаков определяет вид лакокрасочного мате­риала и обозначается полным словом, например, "грунтовка", "шпатлевка", "эмаль", "лак".

Вторая группа знаков определяет основную смолу, входящую в состав пленкообразующего вещества, и обозначается двумя бу­квами: ГФ - глифтали,

ПФ - пентафтали, ФЛ - фенольные, МЛ - меламинные, ЭП - эпоксидные,

ВЛ - поливинилацетатные, АС - сополимеры полиакриловых смол,

НЦ-нитроцеллюлоза, МА- масла растительные и др.

Третья группа знаков определяет ту группу, к которой отне­сен лакокрасочный материал по его преимущественному назна­чению: 0 - грунтовки и лаки полуфабрикатные, 00 - шпатлевки, 1 - атмосферостойкий, 2 - стойкий внутри помещения, 5 - специ­альный (для кожи, резины и т.д.), 7 - стойкий к различным сре­дам, 8 - термостойкий, 9 - электроизоляционный. Между второй и третьей группами знаков ставится тире.

Четвертая группа знаков определяет порядковый номер, присвоенный данному лакокрасочному материалу, и обозначается одной, двумя или тремя цифрами.

Пятая группа знаков относится в основном к эмалям и опреде­ляет их цвет. Обозначается полностью словами ("белая", "голубая", а при наличии оттенков "голубая-1', "голубая-2" и т.д.). Если цвету эмали присвоен номер, то в пятой группе знаков указывает­ся сначала номер цвета, а затем пишется цвет полностью словами, при этом между четвертой и пятой группами знаков ставится тире. В соответствии с изложенным из обозначения "эмаль МЛ-12-38 го­лубая" вытекает, что у данной эмали основная пленкообразующая смола меламинная (МЛ); эмаль атмосферостойкая (1), ее порядко­вый номер второй (2), а цвет голубой (38). По обозначению "Лак ГФ-95" можно установить, что данный лак глифталевый (ГФ), электроизоляционный (9) и имеет пятый порядковый номер (5).

Лакокрасочные покрытия классифицируют по материалу по­крытия, внешнему виду поверхности покрытия (класс покрытия) и по условиям эксплуатации (группа покрытия) (ГОСТ 9.032-74).

Материал покрытия обозначается в соответствии с указан­ным выше.

По внешнему виду поверхности лакокрасочных покрытий подразделяются на четыре класса. Первый класс характеризует­ся ровной однотонной поверхностью, без дефектов, видимых не­вооруженным глазом. По первому классу окрашивают кузова легковых автомобилей, и в этом случае лакокрасочное покрытие состоит из грунта, местной и общей шпатлевки и 3-6 слоев крас­ки. Поверхность покрытия тщательно полируют.

Второй класс допускает на поверхности отдельные малоза­метные дефекты: соринки, штрихи, след зачистки и т.п. По вто­рому классу окрашивают кузова автобусов, кабины, оперение и капоты грузовых автомобилей, тракторов, строительных и дорожных машин. Покрытия второго класса обычно включают грунт, местную шпатлевку и 2—4 слоя краски.

Третий класс допускает неровности, связанные с состоянием окрашиваемой поверхности до ее окраски. Четвертый класс допу­скает видимые дефекты, не влияющие на защитные свойства по­крытия. По третьему и четвертому классу окрашивают рамы, оси, колеса, грузовые платформы, рабочие органы и другие части ма­шин, нуждающиеся лишь в противокоррозионной защите. Покры­тия третьего и четвертого класса обычно состоят из фунта и 1-2 слоев краски. В некоторых случаях покрытия четвертого класса состоят из одного слоя краски.

По условиям эксплуатации (устойчивости) лакокрасочные покрытия разделяются на восемь групп: устойчивые внутри по­мещения (П); атмосферостойкие (А), к которым относятся по­крытия для автомобилей, тракторов, строительных и дорожных машин; химически стойкие (X, ХК, ХЩ); водостойкие в пресной (В) и морской воде (ВМ); термостойкие (Т); маслостойкие (М); бензостойкие (Б) и электроизоляционные (Э).

По степени блеска лакокрасочные покрытия подразделяют­ся на глянцевые, полуглянцевые и матовые. Степень блеска ха­рактеризуется материалом покрытия.

Например, обозначение "ЭМ НЦ-25, синий, 1.П" указывает на то, что лакокрасочное покрытие нанесено нитроэмалью (НЦ) синего цвета, выполнено по первому классу (I) и стойкое при экс­плуатации внутри помещений (П).

Самые высокие требования к лакокрасочным покрытиям предъявляются при окраске кузовов легковых автомобилей и авто­бусов. Здесь, кроме других требований, очень важно, чтобы покры­тие имело красивый внешний вид. Эти покрытия состоят из грунтов­ки, местной и общей шпатлевки и нескольких (2-5) слоев краски.

Покрытие грузовых автомобилей состоит из грунтовки, ме­стной шпатлевки и 1-2 слоев краски.

Агрегаты автомобилей (двигатели, рамы, колеса и др.), а так­же деревянные грузовые платформы покрывают одним слоем грунта (не всегда) и 1-2 слоями краски.

Общая толщина лакокрасочного покрытия обычно не пре­вышает 0,1 мм.

Технологические процессы нанесения лакокрасочных покрытий на заводе-изготовителе автомобилей и при ремонте автомобилей существенно отличаются друг от друга.

Рисунок 6.1 -. Пример технологии окраски кузова автомобиля в заводских условиях

Рисунок 6.2 -. Пример технологии окраски кузова автомобиля при ремонте

Технология окраски кузова автомобиля в заводских условиях:

- обезжиривание;

- промывка;

- фосфатирование;

- промывка;

- электрофоретическая грунтовка;

- промывка;

- горячая сушка электрофоретической грунтовки;

- заполнение швов;

- нанесение защитного покрытия на днище автомобиля;

- нанесение порозаполнителя;

- горячая сушка порозаполнителя.

Окрашивание автомобиля при ремонте:

- шлифовка;

- очистка;

- нанесение водоразбавляемой эмали-основы;

- промежуточная сушка эмали-основы инфра-красная/теплым воздухом;

- контроль качества;

- нанесение прозрачного лака;

- горячая сушка прозрачного лака;

- контроль качества;

- к сборочному конвейеру.

Ассортимент:

ABRO Автомобильная краска ЛАДА,

автоэмаль АЛКИД,

алкидная автоэмаль VIKA-60,

эмаль VIKA-СИНТАЛ МЛ-1110,

МЛ-12,

2К акриловая эмаль АК-1301,

базисная эмаль МЕТАЛЛИК,

автоэмаль МЕТАЛЛИК,

1К акриловая автоэмаль АК-142,

1К акриловая автоэмаль АКРИЛ АК-142 черная матовая.

BASE PEARLS Базовые перламутровые краски, 15 цветов.

STYLIN BASECOAT Краски с эффектом металлик 15 базовых цветов.

HAWAIIAN HUES Специальные краски для художников 15 различных цветов.

SKIN TONE Краски для художников, специально подобранные по тональности для передачи телесных оттенков. Идеально подходят для рисования людей. 5 базовых цветов.

STRIPER Краски для художников работающих техникой pinstriping , имеют тягучую консистенцию и позволяют рисовать cgtциальными кисточками, 22 цвета.

MYSTIC Хамелеон краски меняющие цвет в зависимости от угла зрения, по самой низкой цене среди красок хамелеонов 4 цвета.

CRASER При помощи этих красок и специальной техники нанесения, можно получить потрясающие хаотичные рисунки на любой поверхности. 20 цветов.

MIRRA CHROME Зеркальная краска, при помощи обычного краскопульта можно получить светоотражающее покрытие на 95%.

GHUST CHROME Краска придающая поверхности эффект матового аллюминия или металла.

PRIZMACOAT Прозрачное покрытие с потрясающим призматическим эффектом, переливается множеством цветов.

MULTICHROME Эта краска совмещает два свойства отражение зеркала и призматический эффект.

ECLIPSE Термо краска, меняет цвет в зависимости от температуры, этим эффектом можно шокировать многих. 2 цвета.

XPOSURE Краска переливается множеством цветов в зависимости от температуры, и др.