книги из ГПНТБ / Буглай Б.М. Технология отделки древесины учебник

служит мерой вязкости. Это время можно сравнивать с временем поднятия пузырьков в пробирках, наполненных жидкостями, вяз­ кость которых известна.

Определение способности к розливу. Под способностью к роз­ ливу понимают свойство жидкого лака или краски разливаться по поверхности, образуя ровную пленку без следов нанесения (штри­ хов от кисти и т. д.). Простейшим является метод практического определения способности к розливу. Лак или краску наносят на хорошо загрунтованную деревянную пластинку и проводят по ней кистью резкий штрих.

Время от начала заплывания штриха до его полного исчезно­ вения служит мерой способности к розливу. Розлив считается неудовлетворительным, если штрих не исчезнет в течение 15 мин после нанесения лака или краски.

Определение укрывистости. Укрывпстость характеризуется ми­ нимальным количеством граммов краски, необходимым для пол­

ство до получения совершенно непрозрачного слоя. Прозрачность слоя контролируют периодическим прикладыванием пластинки к шахматной доске, нарисованной тушью на листке белой бумаги.

Пластинку взвешивают до и после нанесения краски. По коли­

с эталонными образцами обязательно после полного высыхания краски, так как цвет ее меняется по мере высыхания.

Непигментированные лакокрасочные материалы (олифы, рас­ творы смол и др.) сравнивают с йодометрической шкалой. Шкала состоит из стандартных запаянных пробирок, наполненных рас­ творами йода разной концентрации в полунормалы-юм растворе йодистого калия от совершенно прозрачных и слегка окрашен­ ных в желтоватый цвет до непрозрачных темно-коричневого цвета. Сравнение с такой шкалой основано на свойстве большинства ма­ сел и смол давать в растворах желтовато-коричневую окраску разной интенсивности. Для определения цвета лак наливают в про­ бирку того же диаметра, что и содержащиеся в шкале, и сравни­ вают ее цвет с цветом пробирок шкалы. Цвет характеризуют коли­ чеством миллиграммов йода в 100 мл полунормального раствора йодистого калия, содержащихся в пробирке, наиболее близкой по цвету к испытуемому лаку.

Стойкость цветов йодометрической шкалы ограниченна. При хранении пробирок в темном месте шкалой можно пользоваться примерно в течение одного года.

Определение времени высыхания. Под высыханием лакокра­ сочных покрытий понимают процесс их отверждения. Оно может быть результатом испарения летучих растворителей или химиче­ ских реакций окисления, полимеризации и т. д.

Время высыхания, необходимое для приобретения покрытием степени твердости, при которой становится возможной его даль­ нейшая обработка, является очень важным технологическим фак­ тором, так как оно определяет время межоперациониых выдержек и продолжительность всего производственного цикла отделки.

Продолжительность высыхания лакокрасочного покрытия опре­ деляют практически на малых образцах. Сушку ведут при темпе­ ратурном режиме, определяемом техническими условиями или технологическим режимом. Наиболее сложная часть испытания — определение момента высыхания.

Практически определение момента высыхания может быть только условным, так как отверждение обычно происходит по за­ тухающей кривой, постепенно переходя в старение. Покрытия ста­ новятся годными для дальнейшей обработки значительно раньше, чем произойдет полное испарение растворителей или прекратятся процессы химических превращений. При высыхании покрытий условно различают несколько стадий: высыхание «от пыли»; высы­ хание «на отлип»; практическое высыхание.

Высыхание «от пыли» определяется моментом приобретения

с образованием на жидком покрытии тонкой поверхностной пленки, появление которой может быть обнаружено простым приемом. Об­ разец с нанесенным на него свежим покрытием периодически под­ носят ко рту и дышат на него. Появление на поверхности быст­ ро исчезающего матового пятна от конденсирующейся влаги ука­ зывает на образование пленки.

При преждевременном испытании покрытий из нитроцеллюлозных лаков такой метод может вызвать непроходящее помутнение вследствие сворачивания и выпадения коллоксилина под влиянием избыточного количества влаги.

Для определения момента высыхания «на отлип» на покрытие периодически накладывают тонкий кусочек ваты или марли, поверх которого ставят 200-граммовую гирьку с резиновой опор­ ной поверхностью 1 см2. Покрытие считается высохшим «на от­ лип», если по истечении 0,5 мин после удаления груза и марли на поверхности не остается прилипших волокон или следов от них.

Этот метод можно усовершенствовать следующим образом: на поверхность покрытия положить кусочек марли размером 2X2см, поверх которого поставить груз весом 600 г, также опирающийся на основание площадью 1 см2. Через 0,5 мин груз осторожно снять, а образец перевернуть лицевой стороной вниз. Покрытие считается высохшим, если кусочек марли отрывается от поверхности под действием собственного веса. Такой метод дает большую точность, чем ранее описанный.

Для определения момента практического высыхания обычно пользуются шлифованием покрытия шкуркой. Покрытие считается высохшим, если шлифование не сопровождается засаливанием шкурки.

Время высыхания может быть определено и наблюдениями за изменением веса образца.

Испытуемый материал наносят на образец (тонкую пластинку из шпона или фанеры), который помещают на весы, лучше всего квадратные, позволяющие вести непрерывное наблюдение за ве­

на полное всплывание парафиновой добавки и прекращение испа­

(кривая в) указывает на несовершенство рецептуры лака, парафин не образовал «запирающей пленки».

Наиболее универсальный и точный метод определения времени высыхания покрытий из любых .материалов — наблюдение за из­ менениями твердости покрытия (методы определения твердости покрытий см. на стр. 99). Возможны также и другие косвенные методы суждения о степени высыхания покрытий (например, по изменению их электропроводности, прекращению усадки и т. д.).

При определении времени высыхания во всех случаях наблю­ дения должны вестись при строго регламентированных парамет­ рах воздуха, особенно его температуры.

Так как для большинства лакокрасочных материалов время высыхания является функцией толщины покрытия, при определе­ нии его очень важно, чтобы наблюдения проводились над покры­ тиями регламентированной толщины.

§ 2. Методы испытаний лакокрасочных покрытий

Эксплуатационные качества лакокрасочных покрытии опреде­ ляются целым комплексом их физико-механическнх свойств: ад­ гезией к изделию, твердостью и эластичностью, прочностью на истирание, стойкостью к воздействию тепла, света, влаги, химиче­

Физико-механические свойства в первую очередь определяются свойствами самих лакокрасочных материалов. На них оказывают

лакокрасочного материала. Однако такой метод практически осу­ ществим только на образцах или деталях небольших размеров. Так как толщина покрытия обычно очень мала по сравнению с тол­ щиной детали, метод очень неточен.

Толщину покрытия можно измерить, сняв его с изделия на кон­ тролируемом участке. Индикаторной головкой, закрепленной в спе­ циальной державке, или другими приборами замеряют глубину образовавшейся лунки, которая должна соответствовать толщине покрытия. Недостаток этого метода, помимо разрушения покры­ тия в месте измерения, состоит в невысокой точности.

Более точно измерить толщину покрытия можно методом «ко­ сого среза». Сущность метода заключается в следующем. Делают срез детали с покрытием под острым углом к поверхности детали (в), как показано на рис. 10. Замерив ширину среза в или

его горизонтальную проекцию а, нетрудно определить толщину покрытия:

h = b sin р = atg 6.

Наиболее сложно получение точно выполненного среза. Мо­ сковским лесотехническим институтом предложено для этого поль­ зоваться перовым сверлом с известным углом заточки а.

Для определения толщины покры­ тия сверлом, установленным строго вертикально к поверхности, высверли­ вают лунку до подложки. Затем мик­ роскопом, снабженным окулярным микрометром, измеряют расстояние между касательной к окружности, об­ разованной сверлом на поверхности покрытия, и параллельной ей второй касательной к окружности, образован-

представляет собой горизонтальную проекцию образующей усечен­ ного конуса, полученного при сверлении покрытия. Толщину по­ крытия определяют по формуле

Толщину прозрачных покрытий можно измерять без разрушения их по предложенному автором методу двойным микроскопом Лин­ ийка, предназначенным для измерения неровностей поверхности. Прибор имеет осветитель, расположенный под углом 45° к иссле­ дуемой поверхности, на которую проектируется узкая световая щель, наблюдаемая через микроскоп, тубус которого также распо­ ложен под углом 45°.

При рассматривании в такой микроскоп поверхности, покры-

той прозрачным лаком, в окуляре можно наблюдать две световые полоски, нижняя из которых представляет изображение световой щели на поверхности лакового покрытия1 , а верхняя — изображе­ ние той же щели на поверхности древесины. Вследствие шерохо­

L =

где Е — величина, обратная собственному увеличению объектива микроскопа.

Для построения на рис. 12 толщина покрытия

В частном случае при ф = 45°, что имеет место в двойном мик­ роскопе,

h

Но так как L — — , толщина покрытия может быть определена по формуле

/l= L E l /

n ' - f

Этим методом молено измерять толщину как жидких, так и твердых прозрачных покрытий, если известен их показатель пре-

скопом

ломления, знать который необходимо с точностью до третьего

десятичного знака. Показатель преломления с такой точностью можно определить рефрактометром типа Аббе и др. Если этих приборов нет, показатель преломления можно определить тем же двойным микроскопом по методу, разработанному автором.

На полированную поверхность металлической или другой не­ прозрачной пластинки наносят слой лака так, чтобы получить пленку толщиной около 100 мкм. Подсохшую, но еще пластичную пленку сдавливают, прижимая к ней вторую полированную пла­ стинку, чтобы получилось покрытие с гладкой поверхностью, параллельной поверхности пластинки. Затем лезвием бритвы де­ лают разрез пленки и осторожно счищают ее с одной стороны от разреза. Приготовленный таким образом препарат помещают под двойной микроскоп так, чтобы световая полоска пересекала место среза, как показано на рис. 13. В окуляре микроскопа можно на­ блюдать три световые полоски (рис. 14). Полоска А представляет

Отфокусировав микроскоп так, чтобы все три полоски были оди­ наково резки, пользуясь только окуляр-микрометром, толщину пленки на границе среза можно определить двумя способами:

измерив расстояние L 4 и рассчитав толщину пленки по фор­ муле

h — LXE ;

измерив расстояние L 2 и рассчитав толщину пленки по формуле

Из равенства

h = L1Ey= = L2E | / п2 — ~

следует, что

ГІТЛІ

+ 1

Значение п вычисляют с точностью до третьего знака после запятой.-

Для получения точного значения п очень важно тщательное приготовление образца (рис. 13), чтобы поверхность покрытия была параллельна поверхности подложки. Определение следует делать не менее чем в 10 местах среза и взять среднее арифме­ тическое из полученных значений.

Ниже приведены значения показателей преломления некоторых лаков по данным ВПКТИМ:

Показатели преломления пленок могут изменяться в зависи­ мости от изменений свойств исходных компонентов в отдельных партиях лаков, поэтому приведенные здесь данные следует рас­ сматривать как ориентировочные.

Определение адгезии покрытия к древесине. Адгезия, т. е. сцеп­ ление покрытия с подложкой, — важнейший показатель его ка­ чества.

Определение величины адгезии лакокрасочных покрытий к дре­ весине очень сложно, так как практически на результаты испыта­ ний могут оказывать влияние многие факторы, в том числе силы, когезии (внутреннего сцепления) покрытия и древесины, твердость и хрупкость пленки и т. д.

Об адгезии покрытия судят по количеству квадратов, в кото­ рых наблюдается скалывание и разрушение покрытия. Надрезы следует делать так, чтобы покрытие прорезалось до подложки. Этот метод позволяет получить лишь приближенное суждение об адгезии покрытия.

Определение твердости покрытия. Твердость — один из важней­ ших показателен, характеризующих защитные свойства покры­ тий. Однако до сих пор нет вполне точного метода для его опре­ деления.

Простейший метод определения твердости — метод карандаша. Он заключается в простом царапании покрытия графитными ка­ рандашами различной твердости от 6В до 9Н. Покрытие харак­ теризуют максимальной твердостью карандаша, еще не оставляю­ щего на поверхности заметной царапины. Этот метод может дать лишь грубое представление о твердости покрытия.

Известен ряд приборов, основанных на принципе царапания поверхности иглой, нагружаемой определенным грузом. Опыт по­ казывает, что на показания таких приборов оказывает влияние ряд таких трудно учитываемых факторов, как степень затупления иглы, структура поверхности покрытия, адгезия покрытия к под­ ложке и др. Эти приборы не получили широкого распространения. Значительно большую известность получили приборы, основанные

100 мм. Между кольцами помещен груз, смещенный относительно центра и создающий значительный дебаланс колец. Для опреде­ ления твердости покрытия прибор ставят на горизонтальную по­ верхность детали и, выведя из состояния равновесия, дают ему свободно качаться. На мягкой поверхности качания прибора зату­ хают быстрее, чем на твердой. Твердость поверхности характе­ ризуется временем затухания или количеством качаний. Известно несколько модификаций таких приборов, снабженных автоматиче­ скими регистрирующими устройствами. Опыт показывает, что на результаты оценки такими приборами, помимо твердости, оказы­ вает влияние и шероховатость поверхности. Более точные резуль­ таты дают приборы в виде маятника, закрепленного на перекла­ дине с парой стальных шариков, которыми перекладина опирается на испытуемое покрытие.

В зависимости от твердости под влиянием веса маятника ша­ рики, больше или меньше вдавливаются в покрытие. Чем больше вдавливание, тем сильнее затормаживающее действие покрытия, тем быстрее затухают колебания маятника, выведенного из состоя­ ния равновесия. В СССР этот метод принят в качестве стандарт­ ного (ГОСТ 5233—67, прибор М-3).