лаба

Лакокрасочными материалами (ЛКМ) называют составы, наносимые на окрашиваемую поверхность в жидком виде одного или нескольких тонким слоев и образующие после высыхания прочную пленку. ЛКМ применяют для: наружной и внутренней отделки зданий и помещений, защиты металлических и полимерных конструкций от коррозии, защиты древесины от загнивания и возгорания, а также для получения химически стойких и специальных покрытий.

Основными показателями, объективно характеризующими качество и технологические свойства ЛКМ, являются:

• плотность;

• вязкость;

• содержание нелетучих веществ;

• степень перетира;

• цвет и внешний вид пленки покрытия;

• укрывистость;

• время высыхания;

• прочность пленки при ударе;

• прочность пленки при изгибе;

• твердость пленки;

• адгезия покрытия.

Цель работы

Исследование ключевых физико-химических свойств жидких ЛКМ для оценки их технологических и эксплуатационных характеристик.

Оборудование и реактивы

1. Оборудование:

• Вискозиметр

• Гриндометр и скребок с заостренным лезвием

• Аппликатор прямоугольный четырехдиапазонный

• Аналитические весы

• Термостат

• Стеклянные пластины, пластиковые ложки, стеклянные палочки, секундомер

• Контрастная подложка (черно-белая)

• Кисть

2. Реактивы:

• Растворитель (уайт-спирит, вода — в зависимости от типа ЛКМ)

1. Определение степени перетира

Степень перетира — показатель, характеризующий размер самых крупных твердых частиц в пигментированных лакокрасочных материалах, диспергированных пигментах и наполнителях. (ГОСТ 31973 – 2013)

Рисунок 1 — Типовой прибор (гриндометр)

1.1 Проведение испытания

Испытание проводили параллельно на трех образцах при температуре 25 °С.

Установили прибор на гладкую горизонтальную поверхность.

Поместили образец испытуемого материала в глубокий конец паза так.

Установили скребок перпендикулярно к поверхности прибора и начали перемешать под углом 90° по измерительной поверхности плиты от максимальной глубины паза за нуль с равномерной скоростью в течение 1 - 3 с, при этом паз должен быть полностью заполнен образцом для испытаний, а избыток удален.

Поверхность слоя испытуемого материала сразу же (в течение 6 с) осмотрели на свету и определили положение частиц в пазе, где они стали видимыми.

Отметили точку, где впервые появились частицы.

Рисунок 2 — Графическое изображение оценки результатов (частицы)

Рисунок 3 — Графическое изображение оценки результатов (штрихи)

1.2 Результаты испытания

Органорастворимый ЛКМ	100 мкм
Водно-дисперсионный материал 1	15 мкм
Водно-дисперсионный материал 2	15 мкм
Водно-дисперсионный материал 3	15 мкм

2. Определение массовой доли нелетучих веществ ГОСТ 31939 — 2022

Нелетучее вещество лакокрасочного материала — масса остатка, получаемого после испарения летучих компонентов лакокрасочного материала в определенных условиях испытания.

2.1 Проведение испытания

Взвесили пустую чашку. Добавили пробу. Взвесили чашку с пробой.

Поместить чашку в термостат.

Выдержать в течение установленного времени.

Охлаждение и взвешивание:

Охладили чашку до комнатной температуры.

Взвесили чашку с сухим остатком.

	Лак ПФ060
№1		14,62 г	№1.2		14,54 г
		15,71 г			15,65 г
		15,23 г			15,24 г

	Латекс
№2		16,90 г	№2.2		17,85 г
		17,95 г			18,85 г
		17,45 г			18,40 г

	Краска Delux
№3		15,60 г	№3.2		13,35 г
		16,60 г			14,35 г
		16,15 г			14,00 г

2.2 Расчет нелетучих веществ латекса:

Расчет нелетучих веществ краски Delux:

Расчет нелетучих веществ лака ПФ060:

2.3 Результаты испытания

A: (53,7 ± 0,7) %

B: (60,0 ± 2,5) %

C: (59,005 ± 2,028) %

3. Определения условной вязкости (ГОСТ 8420 — 2022)

3.1 Проведение испытания

1. Подготовка пробы:

• Отобрать 150 см³ материала, перемешать до однородности.

• Отфильтровать через сито (0.1–0.2 мм) для удаления примесей.

2. Настройка вискозиметра:

• Установить вискозиметр горизонтально с помощью уровня.

• Очистить сопло растворителем.

• Прогреть материал и вискозиметр до (20.0 ± 0.5)°C.

3. Проведение измерения:

• Заполнить вискозиметр материалом, удалить избыток.

• Запустить секундомер при начале истечения.

• Остановить секундомер при прерывании струи.

• Провести минимум два измерения.

3.2 Результаты испытания

Расчет условной вязкости проводится по формуле:

, где

где t — среднее время истечения (с).

Параметр	Латекс А350М	Пропитка для дерева
Время истечения (t₁), с	30,66	18,71
Время истечения (t₂), с	30,77	18,53
Среднее время (t), с	30,715	18,62
Условная вязкость (X)	30,715	18,62

3.3 Расчет предела повторяемости и воспроизводимости

1. Латекс А350М

• Разница между измерениями: ∣30.66−30.77∣=0.11с.

• Предел повторяемости (r): r=2 с  Вывод: 0.11 с < 2 — норма.

• Предел воспроизводимости (R) (для сопла 4 мм): R=3 с. Вывод: Разница между лабораториями должна быть ≤3с.

2. Пропитка для дерева

• Разница между измерениями: ∣18.71−18.53∣=0.18с.

• Предел повторяемости (r): r=2с. Вывод:  0.18с<2с — норма.

• Предел воспроизводимости (R) (для сопла 4 мм): R=3с. Вывод: Разница между лабораториями должна быть ≤3с.

4. Определение укрывистости лакокрасочных материалов (ГОСТ 8784—75)

4.1 Проведение испытания

1. Нанесение слоев:

• На взвешенную стеклянную пластинку наносят тонкие слои материала.

• После каждого слоя пластинку помещают на шахматную доску и проверяют исчезновение контраста.

2. Измерения:

• После полного укрытия пластинку взвешивают до и после нанесения материала.

• Определяют массу сухой пленки.

3.2 Расчет укрывистости

m_кр = 37,25 г

m_ст = 36 г

S = 9 × 12,8 = 115,2 см² = 0,0115 м²

4. Определение времени и степени высыхания лакокрасочных материалов (ГОСТ 19007—2023)

Время высыхания – это промежуток времени от нанесения лакокрасочного материала до момента, когда происходит формирование покрытия до определенной степени высыхания пленки при определенных температуре и влажности воздуха.

Степень высыхания характеризует состояние поверхности лакокрасочного материала, нанесенного на пластину, при определенных времени и температуре сушки. Время высыхания - промежуток времени, в течение которого достигается определенная степень высыхания при заданной толщине лакокрасочного слоя и при определенных условиях сушки.

Испытание заключается в определении времени высыхания лакокрасочного материала, необходимого для достижения им степени высыхания, указанной в таблице:

Степень высыхания	Условия испытания	Результаты испытания
1	Насыпание стеклянных шариков	Стеклянные шарики полностью удаляются мягкой волосяной нитью, не повреждая поверхности пленки
2	Нагрузка 20 г	Бумага не прилипает к покрытию
3	Нагрузка 200 г	То же
4	Нагрузка 2 кг	Бумага не прилипает к покрытию, на поверхности покрытия образуется след от нагрузки
5	Нагрузка 2 кг	Бумага не прилипает к покрытию и не оставляет след от нагрузки
6	Нагрузка 20 кг	Бумага не прилипает к покрытию. На поверхности покрытия остается след от нагрузки
7	Нагрузка 20 кг	Бумага не прилипает к покрытию и не оставляет след от нагрузки

5. Определение твердости лакокрасочных покрытий (ГОСТ 5233—2021)

Определение твердости лакокрасочных покрытий методом измерения числа колебаний маятникового прибора типа ТМЛ (маятники Кенига и Персоза).

5.1 Методика проведения

1. Подготовка образцов:

• Пластинки очищают растворителем, наносят ЛКМ и сушат в соответствии с ТУ.

• Толщину покрытия измеряют толщиномером.

2. Настройка прибора:

• Устанавливают горизонтальность столика прибора.

• Проверяют калибровку на контрольной пластинке (число колебаний: 169–188 для маятника А, 430–500 для маятника Б).

3. Проведение измерений:

• Маятник отклоняют на заданный угол.

• Фиксируют число колебаний до затухания.

• Испытания проводят на трёх участках образца и контрольной пластинки.

Твердость лакокрасочного покрытия Н в относительных единицах вычисляют по формуле

где N_O  число колебаний маятника на испытуемом обрпзце;

N_K  число колебаний маятника на контрольной пластинке.

Параметр
Число колебаний (контроль)
Число колебаний (образец)
Относительная твёрдость