книги из ГПНТБ / Чеботаревский, В. В. Лаки и краски - что это такое

разные способы. Например, можно налить немного воды на поверхность масляной краски. Такой прием применя­ ется только, если лакокрасочный материал неподвижен (не транспортируется). При длительном хранении в лако­ красочный материал вводят специальные добавки — анти­ оксиданты.

Кроме окисления при хранении возможно также осе­ дание пигментов и наполнителей на дно тары. Это осо­ бенно нежелательно, если в состав лакокрасочного мате­ риала входит с.месь 'пигментов, например желтого свин­ цового крона и синей милори (свинцовый крон тяжелее милори и оседает быстрее), так как в случае плохого перемешивания осадка изменится цвет эмали, а также снизится ее укрывистость.

Если подсчитать количество отходов, остающихся в таре в виде осадков, то получается, что около 2—3% от массы материала теряется, да и мьгть грязную тару за­ труднительно.

Осадок на дне тары образуется потому, что плотность частиц пптментов и наполнителей больше плотности жид­ кого пленкообразующего. Скорость оседания тем больше, чем больше плотность и размеры частиц пигмента и наполнителя и меньше вязкость материала; она также зависит от физико-механических процессов взаимодейст­ вия пленкообразующего с поверхностью пигмента и дру­ гих факторов.

Для замедления скорости осаждения пигмента при­ меняют специальные добавки, например бентонит или тальк, которые структурируют данную систему, тем са­ мым препятствуя осаждению пигментов. В случае, если осадок все-таки образуется, он легко размешивается.

На поверхности пленки иногда появляются крупинки, которые ухудшают ее декоративный вид. Под микроско­ пом видно, что это частицы нерастертого пигмента.

Зайдите в хозяйственный магазин в отдел .гаков и красок. Вы увидите, что полки уставлены банками с кра­ сивыми этикетками, на которых можно прочесть загадоч­ ные буквы и цифры: НЦ-25, ГФ-030 и т. д. Как же рас­ шифровать эти знаки?

Все лакокрасочные материалы объединены в группы, исходя из вида пленкообразующего, на основе которого они изготовлены. Создано 26 групп материалов: нитро­

обозначают номер рецептуры. Совокупность букв и цифр определяет марку лакокрасочного материала.

Глядя на марку материала, можно сразу представить, с каким видом лакокрасочной продукции мы имеем дело.

вннпловая (ХВ), атмосферостойкая (1) эмаль, номер ре­ цептуры которой 6 н т. д.

Мы привыкли, что подавляющее большинство предме­ тов, окружающих нас, окрашены. На улице Вас привле­ кают красивые, яркие цвета эмалей, которыми покрыты автомобиль, мотоцикл, трамвай, троллейбус; окрашенные дама, столбы, фонари, заборы создают цветовую гамму улицы. Но, к сожалению, не всегда лакокрасочное покры­ тие выглядит «свежим», ярким и сохраняет свои защит­ ные свойстваЧасто можно видеть, как оно потускнело, изменило цвет, а кое-где даже появились пузьгри, пленка растрескалась и шелушится.

Что же происходит с лакокрасочным покрытием? Поче­ му в некоторых случаях оно служит годами без разруше­ ния, а в других — разрушается сравнительно быстро? Обычно мы полагаем, что во всем виновато плохое каче­ ство лакокрасочного материала, а процесс окраски, т. е. образование покрытия, здесь не при чем; он, так нам ка­ жется, весьма прост и не заслуживает серьезного внима­ ния. Однако это представление далеко от истины. Процесс

цепь взаимосвязанных сложных физико-химических и ме­ ханических явлений, которые еще не изучены полностью.

Условия эксплуатации лакокрасочных покрытий — самые различные: покрытия на поверхности сельскохозяй-

3*

ственпых машин подвергаются действию ядохимикатов, горючих и смазочных веществ, абразивному действию пы­ ли; .покрытия на химической аппаратуре—.действию кис­ лот, щелочей, органических веществ и агрессивных газов; покрытия иа поверхности кораблей — длительному воз­ действию морской воды, фауны и флоры морей; защитные покрытия на аппаратуре атомных установок — интенсив­ ному действию радиоактивных излучений. Покрытия поверхностей самолетов подвергаются воздействию воздуш­ ного потока, несущегося со скоростью до 500 м/с, и пере­ паду температур от —60° С до 300° С. В результате воз­ действия отдельных факторов или их комплекса лакокра­ сочные покрытия «стареют» и со временем разрушаются.

Между тем продление жизни лакокрасочного покры­ тия — задача огромной важности; при увеличении срока службы лакокрасочного покрытия хотя бы на 25%, еже­ годная экономия лакокрасочных материалов составила бы несколько сот тысяч тонн при одновременном сокращении ремонтных окрасочных работ, не говоря уже о продолжи­ тельности простоя изделия.

Однако пока еще полностью не изучены причины, вы­ зывающие преждевременное разрушение лакокрасочных покрытий, и не имеются четкие рекомендации их предот­ вращения.

Попробуем проследить за процессами, которые возника­ ют при формировании лакокрасочного покрытия и при его старении.

Высыхание. Вы берете кисть, окунаете ее в предвари­ тельно размешанный лакокрасочный материал, а затем тщательно наносите его на поверхность изделия. Казалось бы. окраска произведена и должно получиться хорошее покрытие. Но это только начало.

С момента, когда лакокрасочный материал нанесен на поверхность, начинается наиболее ответственный период

в жизни лакокрасочной пленки — процесс высыхания, т. е. превращение жидкости в твердое покрытие.

Это может показаться странным, по при высыхании ла­ кокрасочного материала требуются специальные условия, зависящие от вида пленкообразующего. Например, при высыхании нитроцеллюлозных материалов недопустимы сквозняки и влажность воздуха более 70% — иначе покры­ тие может побелеть. Вместе с тем, если пары растворите­ лей не будут удаляться, процесс высыхания приостано­ вится, и материалы, высыхающие на открытом воздухе в течение часа, через несколько суток еще будут липкимп. Для масляных красок нежелателен прямой солнечный свет, а в темноте они будут высыхать в 2—3 раза мед­ леннее.

Вы покрасили ящик алкидпой эмалью изнутри и сна­ ружи и закрыли крышку. На следующий день на внешней поверхности ящика эмаль полностью высохла, а внутри осталась липкой, так как растворитель из пленки не уле­ тучился, а кислорода для окисления пленкообразующего было недостаточно. Открыли крышку, и даже после этого эмаль сохла еще сутки, вследствие того, что в ящике было недостаточно света.

Некоторые лакокрасочные материалы быстро высыха­ ют при комнатной температуре, для высыхания других требуется длительное время, а иные вообще не высыхают при комнатной температуре, а если и высыхают, то каче­ ство покрытия получается весьма низкое; такое покрытие быстро разрушается в эксплуатации.

Не потому ли так часто происходит преждевременное разрушение покрытий? Чтобы ответить на этот вопрос, рассмотрим подробнее, какие процессы протекают в плен­ ках ирп пх вьгсыханпи.

Нанесите нитроцеллюлозный лак на поверхность и при­ коснитесь к нему пальцем: на пальце остается лак. Через 15—25 минут Вы опять прикасаетесь к поверхности, паль­ цем — слой уже стал вязким и липким. Вы продолжаете наблюдать и замечаете, что пленка постепенно твердеет, причем через несколько часов становится настолько твер­ дой, что при нажиме ногтем не деформируется. Раствори­

тель улетучился, лак затвердел, получилось покрытие. Как это произошло?

На первой стадии высыхания лака происходит испаре­ ние с поверхности чистого растворителя. В этом случае скорость испарения зависит только от давления паров растворителя, температуры и влажности окружающего воздуха.

На второй стадии высыхания испарение происходят уже из вязкого вещества — геля, и диффузия молекул рас­ творителя затруднена сопротивлением пленки. Последняя стадия испарения — отверждение, протекает еще медлен­ нее, так как молекулы растворителя удерживаются вслед­ ствие ассоциации с макромолекулами пленкообразующего.

Важную роль для скорости испарения растворителей имеет концентрация их паров над поверхностью окрашен­ ного изделия. Подобно тому, как медленно высыхает белье во влажную погоду, также медленно испаряется рас­ творитель, если его молекулы, перешедшие в газообразное состояние, находятся над поверхностью пленки. Наличие паров влаги в воздухе также замедляет процесс испарения растворителей. Отсюда важный вывод: для ускорения суш­ ки необходимо своевременно удалять продукты испарения с помощью вытяжной вентиляции.

Ускорению процесса испарения растворителей способ­ ствует повышенная температура. Значит ли это, что быст-

росохнущие лакокрасотаые материалы можно и полезно сушить при высоких температурах? И да, и нет.

Посмотрим, нто получится, если изделие, окрашенное нитроцеллюлозной, акриловой или перхлорвиниловой эма­ лью сразу же после нанесения лакокрасочного (Материала поместить в сушильную камеру при температуре, напри­ мер, 90—100° С. Оказывается, что пленка, которая при комнатной температуре сохла 12 ч, теперь высыхает за

30—40 минут.

Процесс высыхания ускорился, но пленка получилась неровная, появились «апельсиновая корка», пузыри, кра­ теры. Что же произошло с пленкой лакокрасочного по­

крытия?

При повышенной температуре растворители быстро удаляются из верхнего слоя эмали и вязкость этого слоя резко увеличивается. Растворитель из нижнего слоя эмали пе успевает продиффундировать через образующуюся пленку, раздувает ее, образуются небольшие пузырьки, обычно диаметром 1—2 мм, которые, лопаясь, оставляют после себя маленькие кратеры. Пленка к этому моменту уже теряет текучесть, и образовавшиеся кратеры не мо­ гут заплыть. Если же давление паров в пузырьке не дос­ таточно, то пузырек остается в ней или на ее поверхности.

Одной из причин образования в пленке дефектов явля­ ется также воздух, находящийся в растворителях. При уле­ тучивании растворителя воздух способствует образованию пузырьков и даже капилляров, оставляемых пузырьками, стремящимися выйти из пленки (рис. 4).

Как же избавиться от этих дефектов? Вероятно, надо создать условия, при которых вязкость пленки будет на­ растать постепенно и равномерно но всей толщине слоя. Ученые установили, что пленка получается более равномер­ ная, если в состав лакокрасочного материала входят труд­ нолетучие растворители, имеющие высокую температуру