1311

ли. После этого на горизонтально расположенную пластину из стеклянного стакана насыпать микрошарики с высоты 10–13 см таким образом, чтобы они образовали на поверхности пленки равномерный слой. Через 60±2 с окрашенную пластину наклоняют под углом 20° и осторожно сметают микрошарики мягкой волосяной кистью. Если шарики легко удаляются и при осмотре невооруженным глазом не обнаруживается повреждений, покрытие достигло степени высыхания 1. При помощи секундомера фиксируют время от момента нанесения покрытия до достижения степени высыхания 1. Определяют толщину покрытия индикаторным толщиномером типа ТЛКП. Затем приступают к определению продолжительности следующих степеней высыхания, для чего пластину вновь располагают горизонтально покрытием вверх.

2. Определение продолжительности высыхания до степеней высыхания 2–7. На участок покрытия, отстоящий на 1–2 см от края пластины, накладывают бумажный, а на него – резиновый диски. На середину последнего устанавливают гирю массой 20 г и удерживают в течение 60±2 с. Затем снимают гирю и резиновый диск, а пластину свободно бросают ребром на деревянную доску с высоты 2–3 см. Если при этом бумажный диск отпадает, покрытие достигло степени высыхания 2 и можно приступить к определению третьей степени высыхания, которое проводят аналогичным образом, но с применением гири массой 200 г. При достижении степени высыхания 3 после удаления бумажного диска на покрытии не должно оставаться следа.

При определении степеней высыхания 4–7 следует использовать рычажное приспособление (см. рис. 4.2). Для определения степеней высыхания 4 и 5 пластину 4 устанавливают покрытием вверх и помещают на нее бумажный, а сверху – резиновый диски. Осторожно опуская стержень 5 на диски, нагружают покрытие. Через 60±2 с рычагом поднимают стойку, снимают резиновый диск с образца и проводят те же операции, что и при определении степени высыхания 2. Аналогично проводят испытания на определение высыхания до степеней 6 и 7, помещая на рычаг приспособления груз.

После достижения покрытием соответствующей степени отверждения фиксируют время, в течение которого покрытие достигло той или иной степени высыхания.

Расчет. За результат испытания принимают среднее арифметическое значение определений на трех параллельных пластинках. Степень высыхания считается достигнутой, если из трех параллельных

30

а) б)

Рис. 4.3. Схема маятникового прибора 2124ТМЛ:

а– типа А(по Кёнигу); б – типа Б (по Персозу); а: 1 – основание; 2 – рукоятка; 3 – ручка;

4 – арретир; 5 – стол; 6 – упор; 7 – футляр; 8 – опорные шарики; 9 – маятник; 10 – гнездо кронштейна;

11 – тросик; 12 – винты; 13 – предохранитель; 14 – кнопка «Сброс»; 15 – цифровое табло; 16 – сигнальная лампочка; 17 – кнопка;

18 – кнопка «12о»; 19 – опора; 20 –панель управления; 21 – кнопка «Сеть»;

б: 1 — противовес; 2 – поперечина; 3 – рамка маятника; 4 – стрелка маятника;

5–опорныешарики

-Маятниковый прибор 2124 ТМЛ, схема которого приведена на рис. 4.3, а. Прибор снабжен двумя маятниками: типа А (по Кёнигу) (см. рис. 4.3, а) и типа Б (по Персозу) (рис. 4.3,б), отличающимися диаметром опорных шариков, расстоянием между центрами опор и средним периодомколебаний маятника [9, с.88].

-КраскораспылительКРУ-1.

-Секундомер с ценой деления 0,2 с.

-Электрический лабораторный сушильный шкаф.

32

Вариант 1. Определение твердости покрытия эмалью МЛ-1196 на маятниковом приборе 2124 ТМЛ (тип А).

Подготовка к испытанию. Эмаль МЛ-1196 разбавляют сольвентом до рабочей вязкости 18–22 с по ВЗ-246 (соплом 4 мм), фильтруют через сито с сеткой № 02 и наносят краскораспылителем КРУ-1 на три стеклянные пластины размером 120х90х1,4 мм, предварительно протертые тканью, смоченной ацетоном, и насухо протертые чистой и сухой тканью. Отверждение пленки проводят в электрическом сушильном шкафу при 100 °С в течение 30 мин. Толщина высохшей пленки должнасоставлять30–35мкм.

Определение «стеклянного числа» на маятнике 2124ТМЛ типа А. «Стеклянное число» – продолжительность колебания маятника (с) с амплитудой колебания от 6 до 3° – определяется следующим образом. Шаровые упоры6 (см. рис.4.3) маятника протирают тканью, смоченной ацетоном, и чистой сухой тканью. Сняв ручку3 и футляр 7, устанавливаютмаятник9на арретиры4прибора.

Контрольную пластину из полированного силикатного стекла (ГОСТ 8688–77) протирают тканью, смоченной ацетоном, вытирают чистой сухой тканью и устанавливают через дверцу на столе 5. Закрывают дверцу, включают на панели управления 20 кнопку 17 с обозначением «1,4 с». Тросик 11 устанавливают в гнездо кронштейна 10 против отметки «6°». Затем ручкой 3 поднимают стол 5 вместе со стеклянной пластинкой и маятником 9 до тех пор, пока стеклянная пластина не соприкоснется с упорами 6. При этом маятник займет исходное вертикальное положение. После этого ослабляют винт 12 на задней стенке шкалы и с помощью отвертки, прилагаемой к прибору, устанавливают маятник на «нуль» шкалы. При этом на панели управления 20 должна загореться сигнальная лампочка 16. После этого ручкой 3 отключают маятник вправо в наклонное положение, фиксируемое нажатием кнопки тросика 11. Опустив ручку вниз, нажимают кнопку «Сброс» 14. На цифровом табло 15 должна загореться надпись «000». Затем отпускают кнопку тросика и маятник начнет затухать, а на цифровом табло 15 будет фиксироватьсячислоколебаний маятника.

Через некоторое время прекращают отсчет колебаний маятника и фиксируют число колебаний. Затем с помощью ручки 3 опускают стол 5 и передвигают стеклянную пластинку таким образом, чтобы она соприкоснулась с упорами в другом месте поверхности покрытия, и проводится еще одно испытание. Испытание повторяют 3 раза. Затем вычисляют среднее значение числа колебаний маятника на контрольной стек-

33

лянной пластине умножением получаемого числа колебаний на период колебаний маятника,равный1,4с.

Продолжительность уменьшения амплитуды колебаний на стеклянной пластине в диапазоне отклонения маятника, равном 6–3°, должна составлять250±10с.

Порядок выполнения работы. Твердость покрытия эмалей МЛ-1196 проводится, как и при определении «стеклянного числа», лишь с тем отличием, что вместо контрольной стеклянной пластины на стол устанавливают образец с покрытием таким образом, чтобы покрытие соприкоснулось с упором. Далее проводят все операции, описанные выше.

Обработка результатов опыта. Относительную твердость по-

крытия Нвычисляютпоформуле

H = τ 1/ τ = T•n1/(T•n) =n1,

где τ – продолжительность затухания маятника на контрольной стеклянной пластине, с; τ1 – продолжительность затухания колебаний маятника на испытуемом покрытии, с; Т – период колебания маятника, с; п – число колебаний маятника на контрольной стеклянной пластине; n1 – число колебаний маятника на испытуемом покрытии.

Все операции при определении твердости покрытия на приборе 2124ТМЛ(типА)записываютврабочийжурнал.

Вариант 2. Определение твердости покрытия эмалью МЛ-1196 на маятниковом приборе 2124 ТМЛ(тип Б).

Подготовка к испытанию. Подготовка пластин, эмали и получение покрытия производятся, как описано в варианте 1 настоящей работы.

Определение «стеклянного числа» – продолжительности колебания маятника (с) с амплитудой колебания от 12 до 4° – определяется так же, как на маятнике типа А. Отличие заключается лишь в расчете среднего значения числа колебаний маятника на контрольной стеклянной пластине, так как полученное число колебаний умножается на период колебаний маятника1,0с.

Твердость покрытия при амплитуде колебания маятника (тип Б) на стеклянной пластине от 12 до 4° должна составлять не менее

420 усл. ед.

34

Порядок выполнения работы. Твердость покрытия на маятнике типа Б определяется, как на маятнике типа А (см. вариант 1 настоящей работы).

Обработка результатов опыта. Относительная твердость вычисляетсяпоформуле,приведеннойвварианте1настоящейработы.

4.4. Определение степени высыхания покрытий по микротвердости

Метод основан на способности покрытия при увеличении степени отверждения повышать сопротивление внедряющемуся в пленку механическому телу и заключается в измерении диаметра отпечатка, образующегося на покрытии при вдавливании в него алмазной четырехгранной призмы(индентора).

Материалы, приборы, оборудование:

-Алкидно-меламинная эмаль МЛ-1125.

-Сольвент.

-Ацетон.

-КраскораспылительКРУ-1.

-Электрический лабораторный сушильный шкаф.

-Толщиномериндикаторный типа ТЛКП.

-Прибор ПМТ-3 (рис. 4.4).

Прибор представляет собой специальный микроскоп, сопряженный с устройством для вдавливания индентора в лакокрасочное покрытие под нагрузкой от 0,02 до 2 Н. Прибор состоит из монокулярного микроскопа с осветителем 5 и микрометрической насадкой 14, позволяющей измерять размеры диагонали отпечатка, получаемого при вдавливании в пленку индентора 11 под нагрузкой разновесов 8, размещаемых на подвижном стержне 13. Фокусировка изображения достигается поворотом винтов для грубой наводки 12 и для более тонкой наводки 6. Оптическая система смонтирована на стойке, укрепленной на массивном столике, в верхней части которого помещен предметный столик 10, поворачиваемый ручками 9 вокруг своей оси на 180°. Винтами 4, 6 осуществляется передвижение столика в горизонтальной плоскости.

Подготовка к испытанию. Эмаль МЛ-1125 разбавляют сольвентом до рабочей вязкости 20–22 с по вискозиметру ВЗ-246 с соплом 4 мм, фильтруют через сито с сеткой № 02 и наносят в один слой краскораспылителем на стеклянную пластину размером 120х90х1,4 мм, пред-

35

варительно протертую тканью, смоченную ацетоном. Окрашенную пластинусушатвэлектрическомшкафупри85°Свтечение20мин.

Рис. 4.4. Прибор ПМТ-3: 1 – монокулярный микроскоп; 2 – стойка; 3 – винт для грубой наводки;

4, 6 – винты для тонкой наводки; 5 – осветитель; 7 – станина; 8 – разновес; 9 – ручка для поворота предметного столика; 10 – предметный столик; 11 – индентор; 12 – винт для опускания индентора; 13 – подвижный стержень; 14 – микрометрическая

насадка; 15 – объектив

Порядок выполнения работы. Пластину с высушенным по-

крытием помещают на предметный столик прибора покрытием вверх и фокусируют объектив микроскопа на поверхность лакокрасочной пленки. Для проведения испытаний выбирают участок без посторонних включений и дефектов. Поворотом столика вокруг оси на 180° располагают этот участок под индентором, на котором установлен груз.

Нагрузку подбирают экспериментально таким образом, чтобы длина диагонали получаемого отпечатка не превышала полуторной толщины образца (оптимальный размер диагонали отпечатка

30–40 мкм).

Индентор с грузом при помощи винта плавно (в течение 10 с) опускают строго перпендикулярно на покрытие и выдерживают в течение 15 с. Затем индентор плавно и медленно возвращают в исход-

36

ное положение. Поворотом ручки 3 предметного столика против часовой стрелки до упора пластину с покрытием возвращают в исходное положение (при этом отпечаток окажется под объективом микроскопа). Измеряют диагональ отпечатка с помощью микрометрической насадки 14. На испытуемом образце делают не менее трех параллельных измерений. Расстояние между центрами отпечатков и расстояние отпечатков от краев пластинки должно быть не меньше удвоенной диагонали отпечатка.

Обработка результатов опыта. Микротвердость H (Н/м2) рас-

считывают по формуле

H=1,8P/d2,

где Р – нагрузка на индентор, Н; d – среднее арифметическое трех диагоналей, м.

За результат испытания принимают среднее арифметическое трех измеренийнатрехпараллельныхобразцах.

Результаты испытаний записывают в рабочий журнал в виде таблицы.

Содержаниеотчета

1.Название, цель и задачи работы.

2.Описание приборов, оборудования и методов определения степени отверждения лакокрасочных покрытий.

3.Занесение результатов определения показателей в соответствующие таблицы отчета.

37

Контрольные вопросы

1. Каким образом определяются продолжительность и степень

высыхания эмали ПФ-1126, отверждающейся при температуре

20 ±2 оС?

2.Каким образом определяется степень высыхания эмали ПФ-1126 при повышенной температуре?

3.Каким образом определяется твердость покрытий эмалью МЛ-1196 на маятниковом приборе 2124 ТМЛ (тип А)?

4.Каким образом определяется твердость покрытия эмалью МЛ-1196 на маятниковом приборе 2124 ТМЛ (тип Б)?

Лабораторная работа №5 ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЛАКОКРАСОЧНЫХ ПОКРЫТИЙ

5.1. Цель и задачи лабораторной работы

Формирование и закрепление знаний по разделу курса. Приобретение навыков и умения определения показателей, характеризующих физико-механические свойства лакокрасочных покрытий.

5.2. Определение толщины лакокрасочных покрытий

Материалы,приборы,оборудование:

-Эмаль МЛ-1196.

-Сольвент.

-Вискозиметр ВЗ-246.

-КраскораспылительКРУ-1.

-Микрометр МК-0,25.

-Толщиномер ТЛКП (рис. 5.1) снабжен головкой индикатора 1 с ценой деления 0,002 мм. Для измерения толщины покрытия служит приспособление, которое состоит из планки 3 и двух опорных ножек 4, размер которых по длине на 1,5 мм меньше размера щупа 5 индикато-

38