книги из ГПНТБ / Искра Е.В. Технология окраски судов учеб. пособие

в состав которых входит пленкообразующая основа, содержащая растворители, с той только разницей, что вначале из нанесенной пленки лака или эмали улетучивается растворитель, а затем образо­ вавшаяся пленка под влиянием указанных факторов отвердевает. Пленки, полученные в этом случае, нельзя перевести в раствор. Их называют необратимыми.

§ 13

Сырье и полуфабрикаты, используемые при производстве лакокрасочных материалов для судостроения

Подавляющее большинство лакокрасочных материалов судо­ строительные заводы получают в готовом к употреблению виде. Однако некоторые из них приходится готовить на месте их приме­ нения. Для этой цели используют различные полуфабрикаты, масла, смолы, пигменты, красители, пластификаторы, растворители.

Растительные масла

Растительные масла в чистом виде не применяют. Их используют для приготовления олиф, лаков, замазок, шпаклевок, мастик.

По своему составу масла представляют собой глицериды, т. е. сложные соединения (эфиры) трехатомного спирта (глицерина) и одноосновных кислот жирного ряда (стеариновой, пальмитиновой, олеиновой, линолевой и др.).

По характеру высыхания растительные масла делят на следую­ щие группы:

Высыхающие масла. В эту группу входят льняное, конопляное и тунговое (древесное) масла. Для них характерно быстрое высыха­ ние в тонкой пленке, которая не размягчается и практически не растворяется в растворителях.

Полувысыхающие масла. В эту группу входят подсолнечное, оре­ ховое, соевое, хлопковое, маковое масла; они высыхают медленнее. Пленки их после высыхания снова размягчаются, при нагревании плавятся и могут быть растворены в растворителе. Хлопковое масло до специальной обработки высыхает только в присутствии катали­ заторов.

Невысыхающие масла. К этой группе относится касторовое масло, которое высыхает только после специальной обработки.

Ниже приводятся краткие характеристики различных масел.

К а с т о р о в о е м а с л о от светлого до темно-желтого цвета получают из семян клещевины. В необработанном виде используют как пластификатор. После специальной обработки из него готовят высококачественную олифу, пленки которой обладают высокой во­ достойкостью, и различные лаки.

К о н о п л я н о е ма с л о имеет зеленоватый или желтовато-зе­ леный цвет, характерный запах. Используют для приготовления на­ туральных олиф и лаков.

Л ь н я н о е м а с л о темно-желтого цвета; качество его во мно­

37

гом зависит от района произрастания льна. Чаще всего применяют для приготовления высококачественных олиф и лаков.

М а к о в о е м а с л о при высыхании не желтеет и не изменяет цвета красок. Используют для приготовления художественных красок.

О р е х о в о е м а с л о применяют для приготовления художе­ ственных красок. Пленки его не желтеют, само масло не меняет от­ тенка светлых красок.

с льняным или конопляным маслом. Используют при производстве белых густотертых красок, мало желтеющих на свету.

С о е в о е м а с л о используют для приготовления олиф. При отклонении от технологии приготовления олиф и красок пленки последних становятся липкими. Применять такие олифы следует только под контролем центральной заводской лаборатории. Осо­ бенно быстро становятся липкими пленки, содержащие избыток сиккатива.

Т у н г о в о е ( д р е в е с н о е ) м а с л о получают из плодов тун­ говых деревьев, произрастающих в субтропическом климате. Приме­ няют для изготовления лаков или олиф в смеси с льняным и дру­ гим маслом. Высохшая пленка масла очень твердая, с хорошей водостойкостью, не разрушается слабыми щелочами. Тунговое масло, особенно свежее, ядовито.

Х л о п к о в о е м а с л о после специальной химической обработки используют для производства лаков и олиф.

Латексы

Натуральные и многие виды синтетических каучуков нельзя при­ менять в качестве пленкообразующих веществ для лакокрасочных материалов, так как получить растворы высокой концентрации не­ возможно. Растворы, пригодные для применения в качестве лаков, т. е. имеющие нужную для работы вязкость, содержат только 5—7% каучука. Поэтому для приготовления красок используют ла­ тексы, представляющие собой водную эмульсию синтетических кау­ чуков, сополимеров стирола и поливинилацетата.

Поливинилацетатные латексы или эмульсии по сравнению с рас­ творами каучуков содержат больше смолы. Они образуют неокисляющиеся и нежелтеющие пленки, обладающие хорошим розливом, адгезией, стойкостью к истиранию.

На основе латексов можно приготовить краски быстросохнущие, с пониженной горючестью, лишенные запаха; шпаклевки; клеи; со­ ставы для пассивирования металла и т. д. В судостроении приме­

няют латексы марок СК.С-65 ГП, ДВХБ-70, СКС-30 І1ІР, СКС-ЗОУ,

скс-зок.

Содержание пигмента в латексной краске не должно превышать 50%, большее количество оказывает отрицательное влияние на устой­ чивость системы. При введении пластификаторов повышается адге­ зия покрытий.

38

Пигменты

Пигментами называют сухие красящие вещества минерального происхождения, не растворяющиеся в связующем. Их вводят в со­ став грунтов, шпаклевок, подмазок, красок, эмалей и мастик для придания им нужного цвета. Пигменты влияют и на физические свойства покрытия. Они повышают твердость и прочность покрытия, уменьшают его водопроницаемость, оказывают влияние на высыха­ ние пленкообразующей основы. Такой пигмент, как окись цинка, поглощает ультрафиолетовые лучи, защищая этим пленку от чрез­ мерно быстрого старения и разрушения.

Применяемые в судостроении в незначительных количествах красящие вещества органического происхождения (часто раствори­

дроблением, измельчением, просеиванием, отмучиванием, прокалива­ нием. К таким пигментам принадлежат сурик железный, мумия, охры всех оттенков, умбра и т. п. Их относят к группе земляных пиг­ ментов.

вый, лазурь железная (милори), ультрамарин, киноварь искусствен­ ная и др.— получают путем специальной, более сложной (химиче­ ской) обработки сырья.

О качестве пигментов судят по таким свойствам, как химический состав, цвет, светостойкость, укрывистость, интенсивность (крася­ щая способность), степень измельчения (тонкость помола), масло­ емкость, растворимость в воде, стойкость к воздействию кислот, щелочей, сероводорода.

Химический состав имеет большое значение при оценке основных свойств пигментов и их пригодности для тех или иных целей, а также при определении степени вредного воздействия на человеческий ор­ ганизм (токсичности). Пигменты, содержащие свинцовые соедине­ ния (сурик, крон, белила), медные (окись и закись меди), ртутные (необрастающие краски) отравляют человеческий организм, попа­ дая через дыхательные и пищеварительные пути и кожный покров.

Цвет пигментов (см. § 26) имеет важное эстетическое значение при декоративной отделке. С помощью цвета выделяют аварийное

ипожарное имущество, отличительные знаки, санитарные помеще­ ния и т. п. для быстрого распознавания. Цвет пигментов зависит от того, какую часть солнечного спектра они поглощают и отражают. Так, цинковый крон отражает желтую часть солнечного спектра, по­ этому он воспринимается нашим глазом как желтый; ультрамарин

имилори отражают синюю часть спектра; пигменты, отражающие

39

полностью весь солнечный спектр, воспринимаются как белые; пиг­ менты, поглощающие весь солнечный спектр, воспринимаются как черные.

Светостойкость характеризует способность пигмента сохранять свой цвет и оттенок при длительном действии на него прямого сол­ нечного света. Лучшими пигментами считаются те, которые не изме­ няют цвета (не выгорают) под действием лучей солнца за период не менее двух лет. Светостойкость проверяют, испытывая образцы пиг­ ментов при естественном солнечном освещении или облучении их светом кварцевой лампы.

К пигментам, обладающим хорошей светостойкостью, относятся белила титановые и цинковые, окись хрома, сажа, сурик железный, мумия, охра, умбра. К пигментам, не устойчивым к солнечному свету, относятся белила литопонные, киноварь искусственная, неко­ торые органические красители, используемые в качестве пигментов.

Укрывистость, или кроющая способность,— это способность ми­ нимального количества пигмента или готовой к употреблению краски закрыть нижележащий слой, белый или черный, так, чтобы он не был виден (не просвечивал) в отраженном свете. Величину укрывистости определяют в г/м2. Она зависит от величины частиц пигмента, его показателя преломления и пленкообразующей основы. Поэтому некоторые пигменты могут быть укрывистыми в одном пленкооб­ разующем и обладать плохой кроющей способностью в другом (на­ пример, мел в клеевых и масляных красках).

Укрывистость не равноценна расходу краски и только косвенно характеризует его.

Интенсивность, или красящая способность,— свойство пигмента влиять на цвет другого пигмента при смешивании. Она имеет боль­ шое значение при изготовлении цветных красок. Чем больше красящая способность, тем меньше количество пигмента требуется для изготовления краски. К пигментам с очень хорошей красящей способностью относятся лазурь железная (милори), сажа, сурики.

Степень измельчения, или дисперсность, характеризует размер от­ дельных частиц пигмента, который определяют путем просеивания через сита с отверстиями разного размера. Недостаточная измельченность пигмента затрудняет приготовление и ухудшает качество грунтов и красок, их антикоррозионные свойства, снижает укрыви­ стость, исключает возможность механизированной окраски, особенно установками безвоздушного нанесения красок.

Маслоемкость — количество (в граммах) льняного масла, необхо­ димое для получения из 100 г сухого пигмента густой пасты. Мас­ лоемкость косвенно определяет антикоррозионные свойства пиг­ мента: чем выше маслоемкость, тем хуже могут быть его защитные свойства. Маслоемкость сурика свинцового равна 12— 15, белил свинцовых— 12, белил цинковых— 40, сажи— 160.

Растворимость в воде пигментов, предназначенных для изготов­ ления судовых красок, недопустима, так как такие пигменты резко ухудшают антикоррозионные свойства красок.

40

Способность противостоять действию кислот, щелочей и серово­ дорода является одним из основных показателей красок, используе­ мых при окраске специальных судовых помещений, а также над­ строек и надводного борта. Эту способность пигментов необходимо учитывать при выборе красок для судна.

Растворитель

Пигменты, кажущиеся прозрачными в пленкообразующих осно­ вах, вследствие того что они пропускают все падающие на них лучи, называют л е с с и р у ю щ и м и . Пигменты, обладающие показателем преломления более высоким, чем показатель преломления пленко­ образующего, отражают падающие на них лучи и относятся к к р о ющи м .

Пигменты используют не только для придания краске требуе­ мого цвета, от количества введенного пигмента зависит степень глянца покрытия. На рис. 22 показано соотношение компонентов

41

в готовой к употреблению краске и в сухой пленке. Если количество пленкообразующей основы значительное, то высохшее покрытие имеет высокий глянец, если пленкообразующей основы несколько меньше, чем пигмента, то пленка покрытия будет полуматовой; в слу­ чае преобладания пигментной части получаются матовые пленки.

В судостроении наиболее часто используют следующие пигменты. Белые пигменты. Б е л и л а л и т о п о н н ы е — искусственный пигмент, состоит из смеси сернистого цинка и сернокислого бария. Краски, приготовленные на этих белилах, па свету желтеют, а в темноте приобретают серый оттенок. Стойкость красок к атмо­ сферным воздействиям недостаточно высокая, но ее можно не­

сколько улучшить, добавив окись цинка или тальк.

Б е л и л а с в и н ц о в ы е ( о с н о в н о й к а р б о н а т с в и н ­ ца) — искусственный пигмент, который выпускают в виде водной или затертой на масле пасты. Свинцовые белила обладают хоро­ шими антикоррозионными свойствами и светостойкостью. Под влиянием сероводорода чернеют. Особенно сильное изменение цвета наблюдается при заходе в порты или каналы, где имеются

к значительному мелению. Поэтому в судостроении рекомендуется применять рутильную форму двуокиси титана, обладающую хорошей стойкостью к атмосферным воздействиям. Краски с титановыми бе­ лилами имеют чистый белый цвет и обладают лучшей укрывистостью, чем краски с другими белыми пигментами.

Двуокись титана, как чистую, так и с наполнителями, нельзя применять в сочетаниях с органическими пигментами, лазурью же­ лезной, ультрамарином, стронциановой желтой и некоторыми дру­ гими пигментами, так как она обесцвечивает последние или изменяет цвет покрытий, подвергшихся действию света. Двуокись титана ма­ рок ТЭ, ТСЭ-1, ТСЭ-2, специальную и для конденсаторов в красках применять не следует.

Б е л и л а ц и н к о в ы е ( окись ц и н к а ) — искусственный пигмент белого цвета. Готовят из металлического цинка или цин­ косодержащих руд и отходов. Белила цинковые выпускают сле­ дующих марок: М-1 и М-2— белила цинковые муфельные; П-1 и П-2 — белила цинковые печные; БС-— белила цинковые и муфель­ ные с повышенным содержанием свинца; К — белила цинковые из карманов и камер муфельного и печного процессов; В-1 и В-2 — бе­ лила цинковые витерильные.

По атмосферостойкости витерильные и печные белила несколько превосходят муфельные, но уступают им в белизне. В судостроении применяют белила марок М-1, М-2, П-1, П-2. В исключительных слу­ чаях можно использовать белила БС, К и В-1.

Б л а н ф и к с — по химическому составу представляет собой сер­ нокислый барий. Отличается от тяжелого шпата более чистым от­

42

тенком и значительно большей укрывистостью. Применяют в каче­ стве пигмента при изготовлении фарблаков, при производстве бе­ лил-— в качестве наполнителя.

М ел — углекислый кальций — в природе встречается в виде за­ лежей. В производство мел поступает в виде комового или молотого. Молотый мел (иногда называют «плавленый») разделяют по сте­ пени измельчения путем отмучивания в водяных чанах. Используют мел при изготовлении шпаклевок, мастик и замазок как наполни­ тель и как пигмент для приготовления водоэмульсионных красок.

Желтые пигменты искусственные. Кр о н с в и н ц о в ый — искус­ ственный минеральный пигмент. Выпускают трех цветов: желтого, лимонного и оранжевого. По химическому составу представляет собой изоморфную смесь сульфохроматов и оксихроматов свинца. У оранжевого крона атмосферостойкость и антикоррозионные свой­

ярким желто-зеленым цветом. По светостойкости превосходит свин­ цовые и цинковые кроны.

Крон ц и н к о в ы й — искусственный пигмент светло-желтого цвета. Атмосферостойкость и светостойкость средние. Для приготов­ ления грунтов следует использовать специальный сорт крона (тетраоксихромат цинка).

Желтые пигменты естественные. Ох р а — естественный земляной пигмент, в котором содержится от 15 до 20% окиси железа. В при­ роде охра встречается различных оттенков: светлая, золотистая, тем­ ная. Окраску охре придают в основном окислы железа.

Зеленые пигменты. З е л е н ь с в и н ц о в а я — искусственный по­ рошкообразный пигмент зеленого цвета различных оттенков. Полу­ чают, механически смешивая свинцовый крон и лазурь железную. Атмосферостойкость и светостойкость удовлетворительные. Разру­ шается щелочами и кислотами.

З е л е н ь цинковая , или з е л е н ы й кро н,— искусственный пигмент различных оттенков, получают, механически смешивая крон цинковый и лазурь железную. Атмосферостойкость и светостойкость удовлетворительные.

Окис ь х р о м а — искусственный, очень светостойкий пигмент. Обладает тускло-зеленым цветом, высокой теплостойкостью; не укрывиста и не интенсивна. Выпускают следующие марки: ОХ-Э,

ОХ-В, ОХ-1, ОХ-2.

Синие пигменты. Л а з у р ь ж е л е з н а я ( мил о р и ) — искус­ ственный пигмент очень интенсивного темно-синего цвета. Светостой­

кость удовлетворительные. Устойчив к действию щелочей, но разру­ шается кислотами.

43

Красные пигменты. К и н о в а р ь ( с е р н и с т а я ртуть ) — при­ родный пигмент яркого цвета. Киноварь недостаточно светостойка, но ядовита. В судостроении применяется редко.

К и н о в а р ь и с к у с с т в е н н а я — пигмент, получаемый осаж­ дением или смешиванием органических пигментов (пигмента крас­

коричневато-красного цвета. Обладает хорошей светостойкостью и атмосферостойкостью.

Му м и я е с т е с т в е н н а я — природный пигмент различных от­ тенков от желтовато-розового до кирпично-красного. Окраска пиг­ мента зависит от количества окислов железа. Светлая мумия содер­ жит 36—60% окиси железа. Светостойкость и атмосферостойкость хорошие. Устойчива к действию химических агентов.

Му ми я и с к у с с т в е н н а я — отличается от естественной бо­ лее ярким цветом, а также несколько меньшей атмосферостойкостью.

П и г м е н т ж е л е з н о о к и с н ы й ( о к и с ь ж е л е з а ) — поро­ шок коричнево-красного цвета, близкий по составу к марсу. Имеет хорошую светостойкость и атмосферостойкость.

Р е д о к с а й д — искусственно полученный порошкообразный пиг­ мент красно-коричневого цвета. По составу аналогичен марсу красному.

Сурик ж е л е з н ы й — природный пигмент в виде тонкого по­ рошка различных оттенков от кирпично-красного до темно-вишне­ вого цвета. Свойства и цвет пигмента зависят от содержания в нем окиси железа. Сурик железный — светостойкий пигмент, обладаю­ щий хорошей укрывистостью. Широко применяют для изготовления грунтов и красок разного назначения. Выпускают следующие марки: Г-1— для грунтов (содержание хлористых соединений до 0,03%); АК — для грунтов и антикоррозионных красок (содержание хлористых соединений до 0,1%,); Э — для эмалей (содержание хло­ ристых соединений до 0,15%); К — для тертых красок и шпаклевок (содержание хлористых соединений до 0,3%). В судостроении раз­ решается использовать железный сурик марок Г-1 и АК; в исклю­ чительных случаях — марки Э.

Оранжевые пигменты. Су р и к с в и н ц о в ы й — пигмент оран­ жевого или оранжево-красного цвета. Характеризуется высокими антикоррозионными свойствами и стойкостью к атмосферным воз­ действиям. Краски, содержащие свинцовый сурик, обладают высо­ кой адгезией к стальным поверхностям. Находящийся в составе свинцового сурика глет (примерно 5%) способствует быстрому загу­ стению олифы в готовых красках вследствие образования свинцовых мыл. Поэтому свинцовосуриковый грунт и краски со свинцовым суриком рекомендуется изготовлять непосредственно перед приме­ нением.

Вредность свинцового сурика во многом зависит от способности его к пылеобразованию. Поэтому сейчас ведутся работы по умень­ шению пылеобразования при переработке этого пигмента. Введение

44

минеральных масел в сухой свинцовый сурик не дало положитель­ ного результата.

Для приготовления свинцовосурикового или смешанного грунтов используют сухой свинцовый сурик марки 3 или 4, а при их отсут­ ствии — 1 или 2.

С и л и к о х р о м а т с в и н ц а — состоит из комплекса многоос­ новного хромата свинца и трехосновного силиката свинца. Его со­ став: Р Ь О — 47,0, С гО з — 5,4, Si02 — 47,6%. Удельный вес пиг­

мента— 4,1, средняя величина частиц — 7 мкм.

Пигмент может быть использован в красках любого типа и грун­ тах, так как он хорошо совмещается со всеми пигментами. Это по­ зволяет приготовлять краски любого оттенка. Обладает очень хо­ рошими антикоррозионными свойствами.

Коричневые пигменты. С и е н а — природный пигмент. В необож­ женном виде — желтоватого цвета, после обжига — коричневатокрасного. Обладает удовлетворительной светостойкостью.

У м б р а — природный пигмент коричневого цвета разных оттен­ ков. Имеет хорошую светостойкость. Окраска зависит от окислов марганца: чем их больше, тем темнее цвет пигмента.

Черные пигменты. С а ж а — искусственно получаемый пигмент. Имеет вид тонкого, мягкого на ощупь порошка. Сажу, полученную из твердого сырья, называют «пламенной», из жидкого сырья — «ламповой» и из газообразного — «газовой». В судостроении в основ­ ном применяют «газовую» сажу, являющуюся лучшей по качеству. Атмосферостойкость и светостойкость хорошие. В антикоррозионные грунты можно добавлять только в виде небольшой примеси.

Ч е р н и — искусственные пигменты, получаемые в результате прокаливания без доступа воздуха различных органических веществ животного или растительного происхождения. Лучший сорт черни — жженая кость — обладает отличной светостойкостью, устойчивостью к действию кислот и щелочей.

Металлические пигменты. П у д р а а л ю м и н и е в а я — пигмент серебристого цвета, обладающий хорошей светостойкостью и атмо­ сферостойкостью. В пудре содержится 3—3,8% жировых веществ, исключающих при правильном хранении возможность ее самовозго­ рания и взрыва. Пудру марки ПАП-1 применяют при изготовлении грунтов и красок различного назначения. Невсплывающие сорта пудры с успехом используют в качестве антикоррозионного пиг­ мента, придающего краске высокие защитные свойства и серый оттенок.

З а к и с ь м е д и — искусственный мелкокристаллический пигмент вишнево-красного цвета, содержащий не менее 90% закиси меди. Используют для приготовления только необрастающих красок. По­ ставляется в виде сухого порошка или водной пасты. В качестве пигмента самостоятельно не применяют.

Ж е л е з н ы й п о р о ш о к состоит из частиц неправильной формы размерами от 20—30 до 100—150 мкм. Используют для приготовле­ ния замазок, применяющихся при заделке крупных раковин в литье, фундаментах судовых механизмов и для других аналогичных целей.

45

Сви н ц о вый п о р о ш о к применяют в качестве антикоррози­ онного пигмента в грунтах и красках для частичной замены в них свинцового сурика или свинцовых белил. Частицы порошка имеют глобулярную форму.

Т и т а н о в а я пыль — мелкий порошок с частицами 5—30 мкм темно-серого цвета, преимущественно глобулярной формы. В отдель­ ных случаях добавляют в качестве пигмента в краски серого цвета.

Ц и н к о в а я п ыл ь — порошок с частицами размером 5— 40 мкм, иногда содержащий примесь окиси цинка. Содержание ме­ таллического цинка в пыли должно быть не ниже 94%. В красках лучше использовать фракции с размерами частиц 5—15 мкм. При­ меняют для приготовления протекторных грунтов.

Каждый пигмент позволяет готовить краски только одного цвета. Например, из белил получают белые краски, из кронов — желтые, из лазури железной — синие и т. п. Краски цвета слоновой кости, кремового, голубого, салатного, розового, фиолетового и дру­ гих цветов получают, смешивая различные пигменты. Чтобы вы­ брать пигменты для приготовления красок, необходимо знать о их несовместимости.

Пигменты, которые нельзя смешивать при изготовлении красок:

Если при изготовлении красок, состоящих из смеси различных пигментов, пренебречь их несовместимостью, то вместо краски ожи­ даемого цвета будет получена краска грязного оттенка, с низкими декоративными и антикоррозионными свойствами, непригодная для использования в судостроении.

Органические пигменты. Органические пигменты, или фарблаки, представляют собой цветные, нерастворимые в пленкообразующем или в воде органические соединения, обладающие большой красящей силой и способностью придавать другим веществам (смолам, лакам, краскам) яркую окраску.

Основные свойства органических пигментов (к их числу относят азо-, антрахиноновые и фталоцианиновые красители) — красивый цвет и способность окрашивать другие вещества.

Наиболее часто в судостроении употребляют следующие органи­ ческие пигменты:

М о н о с т р а л ь синий — пигмент с хорошей красящей способ­ ностью, мало изменяющейся на солнце и при нагревании. Не разру­ шается щелочами и кислотами.

П и г м е н т а л ый обладает хорошей красящей способностью. В сочетании с минеральными пигментами придает краске яркий от­

46