1. Общие сведения о лакокрасочных материалах

1.1 Компоненты лакокрасочных материалов

Компонентами лакокрасочных материалов служат исходные сырьевые продукты, которые на заводы в готовом виде, так и полупродукты, изготовляемые на самих лакокрасочных заводах. К полупродуктам относятся полуфабрикатные растворы поликонденсационных смол и лаки на их основе, подавляющее большинство неорганических пигментов и микронизированных наполнителей, сиккативы, олифы, поливинилацетатная эмульсия, немногие растворители и другие полупродукты, а также многотоннажные мономеры — формалин, фталевый ангидрид, пентаэрнтрит, дифенилолпропан, п-трет-бутшфенол и др. ¹

Компонентам лакокрасочных материалов являются: пленкообразующие вещества [(поликонденсационные смолы (алкидные, феноло-, меламино- и карбамидоформальдегидные, эпоксидные, полиуретановые, кремннйорганические и др.); полимеризационные смолы (на основе хлористого винила, его сополимеров с винилацетатом, акрилатов и метакрилатов и лр.); природные смолы (канифоль, асфальты, битумы, пеки, шеллак, копалы и др.); эфиры целлюлозы (нитрат, ацетат и ацетобутират целлюлозы, этилцеллюлоза); растительные масла (высыхающие — льняное и др., полувысыхающие — подсолнечное и др., невысыхающие — касторовое и др.); талловое масло; жирные кислоты растительных и таллового масел; синтетические жирные кислоты;], пигменты: неорганические (белые (двуокись титана, окись цинка, литопон и др.); желтые (охра, кроны свинцовые, цинковые и др.); красные (железоокисные, сурик железный, мумия, крон оранжевый и др.); синие (лазурь железная, ультрамарин и др.); зеленые (окись хрома, медянка и др.)) , органические (азо- и дназопнгменты, фталоцианнновые, антрахиноновые и др.); наполнители (барит, мел, тальк, слюда и др.); пластификаторы (касторовое масло, эфиры кислот — фталаты, фосфаты, себацинаты, совол, кастероль и др.); растворители (углеводороды, кетоны, спирты, эфиры и др.); сиккативы — свинцовые, марганцевые, кобальтовые, нафтенаты, линолеаты, резинаты (асидол, мыло-нафт, нафтеновые кислоты, соли и окислы свинца, марганца, кобальта и др.); добавки (инициаторы, отвердители, ускорители, стабилизаторы, эмульгаторы и др.). ²

От качества и соотношения компонентов зависят свойства лакокрасочных материалов и покрытий.

1.2 Основные свойства лакокрасочных материалов. Контроль качества

Комплекс свойств лаков, красок, эмалей, грунтовок и шпатлевок, которые определяют их качество, составляет свойства жидких лакокрасочных систем до их отверждения и свойства покрытий. К основным свойствам жидких лакокрасочных систем (прозрачных и непрозрачных) относятся:

- химические (содержание основного вещества, отдельных компонентов, нелетучих и летучих веществ, водорастворимых солей, воды, золы и др., кислотное число, pH и др.);

- физико-химические [плотность, вязкость, продолжительность высыхания (отверждения), укрывистость (для непрозрачных материалов)];

- малярно-технические (сорность, степень перетира, ианосимость, «розлив», стекаемость). ³

К основным свойствам лакокрасочных покрытий (пленок) относятся:

- 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- и тропикостойкость);

- малярно-техническне (способность шлифоваться и полироваться);

- электроизоляционные (электрическая прочность, удельное объемное электрическое сопротивление, тангенс угла диэлектрических потерь);

- химические — стойкость к действию кислот, щелочей, агрессивных газов, воды, масла, бензина, мыльного раствора, эмульсий и других химических реагентов. ⁴

Специальные лакокрасочные материалы и покрытия должны обладать специфическими свойствами (например, токопроводимостью, стойкостью к глубокому холоду, открытому пламени, к рентгеновским и другим видам излучений, к биологическим воздействиям и др.).⁵

Важным является контроль качества в процессе производства и выпуска готового лакокрасочного материала, а также при последующей окраске изделий. Контроль качества в лакокрасочной промышленности состоит из проверки соответствия сырья, полупродуктов и готовой продукции нормам показателей, установленным для них действующими государственными стандартами (ГОСТ), отраслевыми стандартами (ОСТ) и техническими условиями (ТУ). Контролю, а при необходимости сырье и полупродукты как получаемые от поставщиков, так и производимые на данном предприятии, должны подвергаться различным видам испытаний. Наиболее важным является пофазный контроль производства. Например, при производстве масляных и масляно-смоляных лаков контроль проводится на стадиях термообработки (проверяется правильность загрузки компонентов, температурный режим, вязкость лаковой основы), разбавления основы (температура), типизация лака (цвет, вязкость,. продолжительность высыхания) и его очистку. ⁶

При производстве эмалей контроль происходит на стадиях замеса (проверка однородности и смачиваемости), перетира (степень которого определяют по методу клина), составления эмали (проверка цвета, вязкости, укрывнстости, продолжительности высыхания, содержания нелетучих веществ), а после последней очистки проверяют внешний вид пленки эмали. Для водоэмульсионных красок контроль ведется над однородностью и полнотой растворения, в том числе содержание нелетучих веществ на стадии приготовления водного раствора вспомогательных веществ, после определяется степень перетира при процессе приготовлении пигментных паст на краскотерочных машинах или в шаровых и бисерных мельницах, проводят контроль внешнего внда, вязкости, pH и содержания нелетучих веществ после смешения пигментных паст с водной дисперсией пленкообразующего компонента и, наконец, проверяют цвет и другие показатели конечного продукта. ⁷

Существует большое количество методов испытаний лакокрасочных материалов и покрытий, в том числе сырья и полупродуктов, которые используют для их изготовления. К ним относятся следующие:

1) физико-химические (цвет, степень чблеска, прозрачность, укрывистость, вязкость, плотность, маслоемкость, летучесть, показатель преломления, светостойкость н др.);

2) физнко-механическне (твердость пленки, прочность покрытия при изгибе, растяжении и ударе, износостойкость, адгезия лакокрасочного материала, эластичность пленки, удлинение свободной пленки при растяжении н др.);

3) химические [кислотное и йодное число, число омылении, pH, зольность, состав (содержание основного вещества, летучих н нелетучих веществ, водорастворимых солей, ароматических веществ и т. д.), химическая стойкость и др.];

4) электрические (электрическая прочность пленки, удельное объемное электрическое сопротивление, тангенс угла диэлектрических потерь и др.);

5) атмосферостойкость (срок службы покрытия в разных климатических зонах, стойкость к мелению, выветриванию, растрескиванию и Др.);

6) малярно-технические (степень перетира, наносимость, способность покрытия шлифоваться и полироваться и др.);

7) ускоренные климатические испытания (в везерометрах, гидростатах, камере солевого тумана и др.).⁸

На все методы испытаний лакокрасочных материалов и покрытий, за исключением ускоренных климатических испытаний, имеется стандарт ГОСТ 20811-75.

За последние время произошло значительные усовершенствования в области освоения инструментальных физико-химических методов испытаний- лакокрасочных материалов, которые позвоялют осуществить частичную автоматизацию контроля, а так же ускорить выполнение анализа с получением более точных и объективных данных. Большое использование получил метод газожидкостной хроматографии для качественного и количественного анализа сырья и готовой продукции, например при определении состава масел и растворителей, содержания основного вещества и примесей в различных мономерах и смолах. ⁹

Для анализа лакокрасочных материалов применяются оптические методы — поляриметрия, рефрактометрия, колориметрия, нефелометрия, а том числе методы электронной микроскопии, рентгеновской спектроскопии, масс-спектрометрии, электронного парамагнитного резонанса, ядерного магнитного резонанса. При рассмотрении свойств лакокрасочных материалов нужно помнить об их токсичности и пожароопасности. Токсичность лакокрасочных материалов объясняется главным образом содержанием в них органических растворителей (ацетона, метилэтилкетона, циклогексанона, ксилола, толуола, этилацетата, бутилацетате и др.). А так же в составе лакокрасочных материалов присутствуют другие токсичные компоненты — соединения свинца и хрома, формальдегид, фенол, стирол и др. Пожароопасность лакокрасочных материалов характеризуется температурами вспышки, воспламенения и самовоспламенения, пределами взрывоопасности. Данные о пожароопасности ряда марок эмалей, грунтовок, товарных и полуфабрикатных лаков приведены в таблице 1.¹⁰

Таблица 1

Марки	Температура, С°
	вспышки		самовоспламенение	воспламенение	Пределы воспламенения (взрываемости)
Лаки полуфабрикатные
ГФ-01		31	446	31	31-60
ПФ-053		30	279	34	31-68
ПФ-060		32	261	35	31-62
МС-080		29	476	34	26-61
Лаки товарные
АУ-271		24	233	25	30-65
ВЛ-278		-5	385	-5	13-37
НЦ-218		-3	337	-1	5-29
УР-277М		28	391	29	45-81
Эмали на синтетических смолах
АС-1166М белая		24	393	25	24-53
В-АС-1162 белая		87	433	93	57-84
КО-821 белая		3	517	17	8-37
МЛ-165М черная		22	410	23	27-59
Эмали нитроцеллюлозные
НЦ-132К кремовая		6	343	7	8-39
НЦ-132П голубая		-1	366	-1	1-28
НЦ-112б защитная		22	329	24	3-33
НЦ-246 светло-серая		-1	332	-1	5-31
Грунтовки
В-МЛ-0143		55	386	60	60-77
В-МЛ-0160		65	331	75	67-82
ГФ-032		30	433	31	31-71
ПФ-033		24	356	24	24-40