3.4. Выводы по главе 3

1. Выбрана измерительная система, реализующая метод НК, аппаратное исполнение, конструкция измерительного зонда, периферийные устройства.

4. Свойства материалов, применяемых для изготовления двухслойных полимерно-металлических изделий

4.1. Свойства полимерного материала. Акриловая эмаль

В качестве покрытия была выбрана акриловая термостойкая эмаль фирмы «Престиж». Данная эмаль имеет хорошую термостойкость и не меняет свойств при нагревании до +100 ^оС. Наилучшее применение данной эмали – окраска бытовых радиаторов отопления. Ее основные свойства следующие:

– поверхность, на которую наносится краска, не нуждается в дополнительной обработки;

– наносится сразу на металл;

– экологичная, без запаха;

– термостойкая до +100 ^оС;

– быстросохнущая;

– атмосферостойкая;

– время высыхани 1 час;

Основной состав акриловой термостойкой эмали: акриловая дисперсия, высококачественный диоксид титана, добавки, вода.

Рассмотрим подробно два основных компонента – диоксид титана и акриловая дисперсия.

Диоксид титана. Химическая формула: TiO₂. При нагревании при 200 –600 °С в окислительной среде порошок диоксида титана приобретает желто-коричневый цвет, который исчезает при охлаждении. Не растворяется в воде, разбавленных минеральных кислотах (кроме плавиковой) и разбавленных растворах щелочей. Негорючий и невзрывоопасный, термо- и светостойкий. Диоксид титана существует в виде трех полиморфных форм: анатаза, рутила и брукита. Наибольшую активность в фотостимулированных каталитических и фотоэлектрических реакциях проявляет диоксид титана, находящийся в анатазной модификации. Рутил – наиболее прочная и распространенная модификация, более важная для практических целей.

Диоксид титана используется, главным образом, как пигмент и классифицируется в данной товарной позиции только в том случае, если его ни с чем не смешивают и не подвергают поверхностной обработке. Вследствие очень высокой белизны тонкодисперсного диоксида титана он нашел широкое применение в качестве белого пигмента в лакокрасочной промышленности. Это основной белый пигмент, позволяющий не только получать покрытия разнообразной цветовой гаммы, но и значительно улучшать их свойства. В числе его преимуществ: нетоксичность, высокие оптические характеристики (способность к рассеиванию света), доступность, химическая инертность, атмосферостойкость и др. Чем больше диоксида титана в краске, тем она белее, тем выше ее укрывистость, но и цена становится выше по сравнению с краской, где больше мела или мраморного кальцита и меньше диоксида титана. В специальной литературе можно встретить рекомендации по частичной замене двуокиси титана на тальк и окись алюминия.

Также диоксид титана используется как наполнитель для очень непрозрачной бумаги, как глушитель (вещество, делающее материал непрозрачным), в стекольной промышленности, при производстве пластиков, в керамической и резиновой промышленностях и для отбеливания вискозного волокна. Применяется для придачи косметическим средствам белого цвета и светонепроницаемости (в основном, в кремах для загара). В пищевой промышленности диоксид титана (Е-171) применяется в основном как вещество-отбеливатель (например, белые части крабовых палочек отбеливаются с помощью диоксида титана). Краситель Е-171 часто применяется при производстве сухого молока, быстрых завтраков.

Пыль диоксида титана проникает в организм человека через органы дыхания и, накапливаясь при длительном вдыхании ее в условиях повышенной запыленности, может вызвать заболевание легких [33].

Акриловая дисперсия. Покрытия, где в качестве связующего используется акриловая дисперсия, обладают хорошей атмосферостойкостью, паропроницаемостью, эластичностью, и это делает их незаменимыми в лаках, эмалях, красках по дереву. Хорошая адгезия к разным основам, делает это связующее буквально универсальным. Высокая стоимость – это единственный недостаток по сравнению с другими связующими. Это связано с высокой стоимостью сырья мономеров акрилового ряда [34].

Акриловые дисперсии получают в процессе полимеризации сложных эфиров акриловой кислоты на основе эмульгаторов и стабилизаторов. На их основе изготавливаются краски с пленкой имеющей высокую эластичность, характеризующимися водоотталкивающими свойствами и высокой паропроницаемостью – «дышащей» поверхностью, что позволяет использовать такие краски для отделки фасадов, производства пропиток, глянцевых или полуглянцевых красок, лаков. Акриловые дисперсии обеспечивают превосходный блеск ЛКМ на ее основе, из-за высокого коэффициента преломления и однородности [34].

Акриловые водно-дисперсионные краски существенно лучше других аналогов. Акриловые связующие имеют более высокую жесткость и устойчивость к ультрафиолету. По сфере применения они могут быть и для наружных и для внутренних работ. Акриловые краски имеют маркировку – ВД-АК. Они образуют пористые, паропроницаемые покрытия, с высокой свето- и атмосферостойкостью, высокой адгезией из-за малых размеров диспергированных частиц всего 0,08 – 0,15 мкм, которые глубоко проникают в пористые подложки, укрепляя их [34].

Основными характеристиками для акриловых дисперсий являются: содержание нелетучих веществ, наличие гелей и крупинок, размер частиц, вязкость, значение рН, коллоидная стабильность, молекулярная масса сополимера, поверхностное натяжение, запах. Именно этими характеристиками они отличаются друг от друга. Дисперсии получают методом эмульсионной полимеризации акриловых мономеров: акрилакрилатов, алкилметакрилатов, виниловых эфиров, карбоновых кислот и др. в воде в присутствии ПАВ и водорастворимых инициаторов. Полученные продукты это однородные жидкости с содержанием нелетучих веществ 45 – 65% массы, рН=1,5 – 7,5, вязкость регулируется. Дисперсии могут использоваться как концентраты или в разбавленном состоянии. Они прекрасно смешиваются с другими дисперсиями полимеров, сополимеров, с неорганическими заполнителями, пигментами, и др. [34].