Лабораторная работа № 3 ЛАКОКРАСОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Лакокрасочные материалы – вязкие жидкости, обладающие способностью с течен ем времени образовывать пленочное защитное покрытие после нанесен я его на предмет. Эту пленку называют лакокра-

мент. Они на поверхности окрашенного материала образуют непрозрачное покрытие, окрашивающее этот материал в соответствующий цвет и совершенно закрывающее его внешний натуральный вид.

Кроме основных компонентов пленкообразующих веществ в состав лакокрасочных материалов вводят растворители, красители, наполнители, сиккативы, пластификаторы и т. д.

По своему составу, назначениюДи применению лаки и краски весьма разнообразны. К основным свойствам лакокрасочных материалов относятся скорость высыхания и укрывистость.

1. Определение времени и степени высыхания И

лакокрасочныхматериалов (1-е занятие)

Методика выполнения

Состав работы. Определить время и степень высыхания лакокрасочного материала.

Нанесенные в жидком виде на окрашиваемую поверхность лакокрасочные материалы с течением времени отвердевают и превращаются в плотноэластичную, прочно скрепленную с ней пленку. Образование

20

этой пленки представляет собой довольно сложный физико-химический процесс, сущность которого заключается в том, что поверхностные молекулы пленкообразователя, подвергаясь действию солнечного света, активизируются и присоединяют к себе по месту двойной связи кислород воздуха.

Образовавшиеся таким образом в поверхности пленкообразователя окисные соед нен я передают кислород нижележащим молекулам

личивается также и при повышении температуры окружающей среды. Полным высыханием лакокрасочного покрытия называется такое состояние его, когда процесс пленкоо разования прошел на всю глубину.

Процесс пленкообразования лакокрасочного покрытия во времени выражается степенью высыхания. Существует семь степеней высыхания, характеризующихся реакцией пленки на воздействие внеш-

них нагрузок различной величины (табл. 7) [8].

21

лении степени высыханияАлакокрасочного покрытия состоит из горизонтальной плиты 3 с установленной на неё стойкой 7, в верхней части которой шарнирно крепится рычаг 1. К этому рычагу подвижно прикреплён стержень 4, нижний конец которого заканчивается резиновым диском 5. К свободному концу рычага 1 подвешивается груз 2.

Испытуемый образец 6 помещаютДна плиту 3 под стержень 4. Масса рычага 1 и стержня 4 без груза 2 соответствует нагрузке 20 Н (2 кг). Навеска на конец рычага 1 груза 2 весом 5,7 Н (0,57 кг) создает общую нагрузку в 200 Н (20 кг).

И

22

Время степеньАвысыхания лакокрасочных покрытий определяют на образцах, которые представляют собой стеклянные или металлические пластины с нанесенным на них слоем испытуемой краски.

бор

Для этой цели используются стальные или жестяные пластинки размером 70x150 мм или пластинки из фотостекла 90x120 мм. Перед испытанием их тщательно моют и высушивают. Испытуемую краску доводят до малярной консистенции, чтобы она хорошо наносилась на пластинки кистью или краскораспылителем.

плоской кистью шириной 25 мм сДдлиной волоса около 30 мм или с помощью краскораспылителя до полной укрывистости, т. е. чтобы сквозь слой нанесенной краски полностью не просвечивал материал пластинки. Если краска наносится на стеклянную пластинку, то под нее предварительно укладывают черно-белую подкладку. Краску наносят сначала

Подготовленные сухие пластинки окрашивают с одной стороны

Окрашенные пластинки высушивают в горизонтальном положении при 20±2 °С и относительной влажности воздуха 65±5% в помещении, закрытом от ныли, прямых солнечных лучей и сквозняков, до тех пор, пока лакокрасочное покрытие не перестанет прилипать к пальцу при

23

легком прикосновении. Такое состояние лакокрасочного слоя соответствует образованию на его поверхности требуемой пленки некоторой прочности. Чтобы в этот момент определить степень высыхания, на

уложенную горизонтально пластинку с высоты 10 – 13 см рассыпают но середине лакокрасочного покрытия 0,5 г стеклянных шариков. Пластину

Сс насыпанными на нее шариками выдерживают в горизонтальном положении 60 ±2 с. После этого край ее поднимают на 20 ° и мягкой кистью сметают шар ки с пласт ны. Если шарики легко сметаются с покрытия и на нем не в дно н каких вмятин, царапин или других видов повреждения поверхности пленки, то можно считать, что достигнута первая степень высыхан я. Время, прошедшее от окрашивания пластинок до установлен я степени высыхания, характеризует степень высыхания 1.

рединуего помещают умажный диск диаметром 26 мм, вырезанный из типографской . На этот диск укладывают резиновый диск толщи-

Для определен я времени высыхания лакокрасочного покрытия,

ной 5+1 ммбумаги, д аметром 22 мм, изготовленный из резины твердостью в 30 – 40 усл. ед. ЗатемАна середину резинового диска помещают гирю,

соответствующего последующим видам степени высыхания 2 – 5, на се-

соответствующую нагрузке, указанной в табл. 7.

Под этой нагрузкой о разец выдерживают 60±2 с, затем гирю и ре-

соответствует характеристике, указанной в табл. 7, то приведенная там же степень высыхания считается достигнутой, а время высыхания отсчитывается от момента нанесения краски на образец до момента опре-

зиновый диск снимают, а о разец с бумажным диском свободно бросают на ребро с высоты 2 – 3 см на деревянную поверхность. Если при этом бумажный диск не прилипаетДк поверхности покрытия и последняя

деления соответствующей степени высыхания.

пеней высыхания, испытуемый образец с уложенным на него бумажным диском помещают (см. рис. 1) на плиту 3 под стержень 4. С помощью рычага 1 и навесного груза 2 создают требуемую на образец нагрузку, под которой образец выдерживают 60±2 с.

Чтобы создать требуемую нагрузку для определенияИ6-й и 7-й сте-

Затем нагрузку снимают, образец вынимают и испытывают на степень прилипания бумажного диска к пленке, бросая образец ребром на деревянную поверхность с высоты 2 – 3 см. Испытания проводят на трех образцах. Степень высыхания считается достигнутой, если два из испытанных образцов дают одинаковые результаты.

24

окраску и фактурубАтой поверхности, на которую она наносится ровным слоем. Если краска наносится на черно-белую подложку, то контрастность между черными и белыми участками на окрашенной подложке должна ис-

чезнуть. Наличие или исчезновение контрастности между черными и белыми участками окрашенной поверхности характеризуется коэффициентом контрастности. Если коэффициент контрастностиИокрашенной поверхности ≤ 0,980, такую поверхность считают укрытой. Численно укры-

вистость выражается количеством краски в граммах, которое необходимо для окраски1м2 закрашиваемойповерхности.

По ГОСТ 8784-75 [9] укрывистость можно определить следующими методами:1) с помощью шахматной доски; 2) с помощью закрашенной стеклянной пластинки.

1. Определение укрывистости по шахматной доске. На фанерной дощечке или ватмане размером 200x200 мм, предварительно загрунтованной цинковыми белилами, рисуют шахматную доску, состоящую из

25

16 квадратов 50x50 мм. Восемь квадратов в шахматном порядке закрашивают в черный цвет.

Чтобы определить укрывистость краски, ее предварительно доводят до малярной консистенции, т. е. до такой вязкости, при которой эта краска легко наносится на окрашиваемый предмет краскораспылителем. Для этого к определенной порции густотертой краски или эмали добав-

СУкрыв стость краски определяют на специально подготовленных плоских, сух х, предвар тельно взвешенных стеклянных пластинках из прозрачного стекла размером 200x200 мм. Сначала на стеклянную плакраскораспыл телем наносят первый тонкий слой краски. Окрашенную пласт нку в горизонтальном положении высушивают на воздухе или в суш льном шкафу, как указано в ТУ на данную краску. После

ляют необход мое кол чество растворителя или разбавителя.

стинкураспыл теля наносят второй слой. Когда второй слой краски высохнет, окрашенную стеклянную пластинку укладывают на шахматный рисунок

высуш ван я охлаждения первого слоя краски на него точно так же из

и наблюдают при рассеянном дневном свете степень просвечивания через слой краски черных и елых квадратов. Если они просвечивают, на пластинку также наносят третий слой краски, высушивают его и сквозь нее рассматривают шахматный рисунок. Так поступают до тех пор, пока

где N – укрывистость, г/мм2; G1 – масса неокрашенной пластинки, г; G2 – масса окрашенной пластинки, г; S – площадь пластинки, мм2.

Результаты испытаний записывают в табл. 9.

26

2. Определение укрывистости на стеклянной пластинке. Для этого из плоского бесцветного стекла толщиной 2 – 2,5 мм вырезают две прямоугольные пластины размером 100x300 мм. На одну сторону каждой

пластины по ее краям черной масляной краской наносят две полосы С15x250 мм. По середине пластины на ровном расстоянии от черных полос цинковыми белилами наносят белую полосу того же размера. Закрашенные полосы высуш вают и пластинку взвешивают. Испытуемую краску наносят на обратную сторону пластины плоской малярной кистью сначала вдоль, а затем поперек, каждый раз постепенно добавляя свежую пор- краскицию краски. Окраску пластины заканчивают, когда нанесенные на обратной стороне ее черноелые полосы перестанут просвечивать через слой даже в том случае, если под пластину поместить лист белой бумаги. После этого закрашенную пластину взвешивают с точностью до

0,01 г. Испытывают краскуна двух пластинах параллельно.

Разность в массе между окрашенной G2 и неокрашенной G1 пластинами соответствует массе М нанесенной на пластину краски. Ее вычисляют по формуле (1). Расхождение между двумя результатами не должно превышать 5%.

Показания испытаний записывают в виде табл. 9.

Выводы. Делают выводы о времени высыхания, степени высыхания и укрывистости лакокрасочных материалов.

1.Какие функции выполняют лакокрасочныеИматериалы?

2.Какие компоненты входят в состав лакокрасочный материалов.

3.Чем отличается краска от лака?

4.Чем отличается краска от эмали?

5.Назовите разновидности лакокрасочных материалов.

6.Какие физико-химические процессы происходят при высыхании лакокрасочных материалов?

7.Дайте понятие степени высыхания лакокрасочных материалов.

27

8. Как определяют степень высыхания лакокрасочных материалов?

9. Как определяют укрывистость лакокрасочных материалов по шахматной доске?

сения на свежеотформованные, высушенные или обожженные изделия масс специальных составов и последующего их закрепления на поверхности изделий путем о жига при высоких температурах. Глазурь улучшает многие свойства керамики: повышает механическую прочность

др.) и химические реактивы (буру, борную кислоту, сернокислый барий и др.), в состав которых входит более 30 оксидов.

Одну и ту же глазурь нельзя применятьИдля всех видов керамических изделий. Для определения пригодности глазури необходимо выявить согласованность температуры обжига изделия с температурой разлива глазури, коэффициентов линейного термического расширения глазури и изделия, цвета изделия после обжига.

Температура расплавления (разлива) глазури должна соответствовать температуре спекания керамического материала или быть ниже этой температуры. Коэффициент линейного термического расширения глазури и ее эластичность, определяемая модулем упругости, являются важнейшими показателями свойств глазури, обусловливающими проч-

28

ность сцепления глазури с керамическим черепком. Вследствие несо-

гласованности коэффициентов линейного термического расширения керамического черепка и глазури возникают наиболее распространенные пороки глазурного покрытия – цек (тонкие волосяные трещины на поверхности глазури и ее отслаивание).

Сдов (методом т гельков, пластинок, автоклавной обработки, определе- риаловния терм ческой стойкости и др.).

Контроль согласования глазури с керамическим черепком обычно проводят путем определения коэффициентов линейного термического расширен я (расчетным или опытным путем) и рядом косвенных мето-

В данной ра оте для исследования согласования глазури с керамическим черепком предлагается метод определения коэффициентов ли-

нейного терм ческого расширения расчетным путем с последующей бА

проверкой термостойкости изделий, изготовленных из исходных мате-

.

Методика проведения работы

Расчет коэффициента линейного термического расширения гла-

зури. В связи с тем, что ольшинство физических свойств стеклообраз-

ных материалов (механическая прочность, теплопроводность и др.) под-

чиняются правилу аддитивности, т.е. являются линейной функцией содержания отдельных компонентовД, коэффициент линейного термическо-

го расширения глазури может быть рассчитан по методу Вилькельмана и Шота по формуле [1]

где α – коэффициент линейного термического расширения глазури, К-1; рi – содержание оксидов в глазури в процентах по массе; xi – коэффициенты линейного термического расширения оксидов, К-1.

где ki – коэффициенты объемного термического расширения оксидов.

29

Значения коэффициентов объемного термического расширения оксидов приведены в табл. 10.

образцов-плиточек размером 50x50x10 мм из испытуемых глин и глазури определяют термическую стойкость с целью выявления согласованности глазури и черепка. Для этого образцы нагревают в сушильном шкафу до температуры 100 °С, выдерживают при этой температуре 15 – 20 мин, затем быстро погружают в воду с температурой 18 – 20 °С. После полного охлаждения образцы вынимают из воды, обтирают сухим полотенцем и осматривают. Для облегчения обнаружения дефектов (трещин) на поверхность глазури наносят несколько капель чернил или краски.

30

При отсутствии дефектов образцы вновь нагревают, но уже при температуре 125 °С и затем снова охлаждают и осматривают. Испытания повторяют, каждый раз повышая температуру на 25 °С до тех пор, пока не обнаружатся на поверхности глазурного покрытия трещины (цек).

Термическая стойкость определяется температурой, при которой на глазурном покрытии появится цек.

Выводы. Делают выводы о согласования глазури с керамическим черепком терм ческой стойкости глазури.

Благодаря своим высоким декоративным качествам, а также долговечности фасадная керамика является наиболее ценным облицовочным материалом. С учетом расходов на периодические ремонты стоимость

облицовки зданий фасадной керамикой в 2 – 3Ираза ниже по сравнению с

другими видами отделки фасадов зданий.

Одним из важнейших требований, предъявляемых к сырью для производства фасадной керамики, является способность давать после обжига ровный цвет светлых тонов без пятен и выцветов, а при введении пигментов – равномерно окрашиваться в соответствующие цвета.

Цвет глины после обжига зависит от количества и характера примесей и меняется от белого до черного. Легкоплавкие глины после обжига обычно желтого, красного и бурого тонов. На цвет обожженной глины в значительной степени влияет наличие в ней соединений железа, оксида титана,марганца,органическихпримесей,карбонатных включений.

31