Лакокрасочные материалы и покрытия. Покрытие лакокрасочное: виды и способы примения

Лакокрасочные покрытия - один из самых распространенных и надежных способов защиты от коррозии. Они дешевы и доступны, имеют простую технологию нанесения на поверхность, легко восстанавливаются в случае повреждения, отличаются разнообразием внешнего вида и цвета.

Ежегодно более 80 % металлоизделий, используемых в народном хозяйстве, подвергаются окрашиванию. В 1999 г. производство лакокрасочных материалов достигло 26,7 млн.т. Это свидетельствует об огромных масштабах средств, вовлеченных в сферу производства этого вида противокоррозионной защиты.

Эффективность применения лакокрасочных покрытий, как показывают данные рис. 9.1, целесообразна при условии долговечности эксплуатации не более 10 лет и скорости коррозии металла до 0,05 мм/год. Если требуется повышение долговечности или скорость коррозии металла составляет 0,5-1,0 мм/год, то следует применять комбинированные покрытия. Например, цинковые плюс лакокрасочное покрытие. Такое покрытие позволяет увеличить срок защиты до 30 лет.

Лакокрасочные покрытия классифицируются по условиям эксплуатации и по внешнему виду в соответствии с ГОСТ 9894-61.

Защитные действия лакокрасочного покрытия заключаются в создании на поверхности металлического изделия сплошной пленки, которая препятствует агрессивному воздействию окружающей среды и предохраняет металл от разрушения.

Компонентами лакокрасочных материалов служат пленкообразующие вещества, растворители, пластификаторы, пигменты, наполнители, катализаторы {сиккативы).

Лаки - это коллоидные растворы высыхающих масел или смол в органических растворителях. Защитное твердое покрытие образуется вследствие испарения растворителя или полимеризации масла или смолы при нагревании или под действием катализатора.

Краски представляют собой суспензию минеральных пигментов в пленкообразователе.

Эмали - это раствор лака, в который введены измельченные пигменты.

Пленкообразователи - это природные масла, естественные или искусственные смолы. Масла по своему составу представляют собой сложные эфиры, т.е. являются продуктом взаимодействия кислот и спиртов. В основу классификации масел положена их способность к высыханию.

Наиболее распространенный масляный пленкообразователь - олифа. Натуральную олифу получают из высыхающих растительных масел, обработанных при 300 °С с целью частичной полимеризации. На воздухе олифа окисляется и полимеризуется до твердого состояния.

Растворители пленкообразующих веществ придают лакокрасочным покрытиям такую вязкость, при которой они легко наносятся на поверхность. В дальнейшем растворители испаряются. Растворителями могут быть: спирты, ацетон, бензин, скипидар, толуол, ксилол, этил ацетат и др.

Пластификаторы или смягчители - это вещества повышающие эластичность пленок после высыхания. К ним относятся касторовое масло, каучуки, дибутилфталат, трикрезилфосфат, эфиры адипино-вой кислоты.

Количество пластификаторов, вводимых в смесь, составляет 20-75 % от массы пленкообразователя.

Краски и пигменты вводят в состав лакокрасочных композиций для придания им определенного цвета. Краски растворяются в растворителях, а пигменты находятся в них в нерастворимом мелкодисперсном состоянии. Размер частиц от 0,5 до 5 мкм. В качестве пигментов используют охру, сурик свинцовый, хром свинцовый, цинковые белила, порошки металлов. Пигменты повышают твердость, атмосферную и химическую стойкость, износостойкость и т.д.

Наполнители - это инертные вещества, которые вводят в лаки и краски для снижения расхода пигментов, а также для улучшения антикоррозионных свойств пленки. К ним относятся мел, тальк, каолин, асбестовая пыль и др.

Наполнители образуют прочную основу всей пленки. Частицы наполнителя распределяются в пленке между частицами пигмента и заполняют имеющиеся в ней промежутки. Благодаря этому пленка приобретает повышенную влагостойкость и антикоррозионные свойства. Схема строения лакокрасочной пленки представлена на рис. 9.7.

Сиккативы или катализаторы представляют собой магниевые и кобальтовые соли жирных органических кислот. Их вводят в состав композиций для ускорения высыхания масляных пленок.

Успешная противокоррозионная защита лакокрасочными материалами в значительной степени зависит от соблюдения технологии получения покрытий. Основными факторами, влияющими на срок службы покрытия, являются:

способ подготовки поверхности;

методы нанесения и отверждения лакокрасочного покрытия;

толщина комплексного покрытия.

Способы подготовки поверхности были рассмотрены ранее. Для оценки влияния подготовки поверхности можно привести такой пример. Срок службы покрытия эмалью МЛ-12 (3 слоя), нанесенной по грунтовке ГФ-12 при пескоструйной обработке поверхности - 7 лет, при абразивной обработке - 9 лет, при обезжиривании - 3 года, при фосфатировании с активатором - 12 лет. Активатор способствует формированию на поверхности малопористого мелкокристаллического фосфатного слоя с хорошей адгезией к металлу. Размер кристаллов 5-20 мкм.

Метод нанесения также оказывает влияние на срок службы покрытия. Так, срок службы покрытия алкидной эмалью ПФ-115 (желтой) при нанесении в электрополе - 12 лет, пневмораспылением - 11 лет, безвоздушным распылением - 10 лет, струйным обливом - 9 лет, окунанием - 8 лет. Разницу в сроках службы покрытий объясняют различной структурой сформированных покрытий. Более мелкие и плотноупакованные структуры образуются при нанесении покрытий методом электростатического распыления.

Существуют противоречивые мнения по вопросу выбора толщины защитного лакокрасочного покрытия. По некоторым данным защитные свойства покрытия пропорциональны его толщине, по другим - повышение толщины не всегда приводит к увеличению его долговечности. Поэтому в каждом отдельном случае подбирается оптимальная толщина лакокрасочного покрытия.

Выбор лакокрасочного покрытия определяется условиями его эксплуатации. Для защиты аппаратов от воздействия кислот, щелочей, растворителей и агрессивных газов готовят лакокрасочные покрытия на основе фенолоформальдегидных, полихлорвиниловых, эпоксидных и фторорганических полимеров.

Лакокрасочные покрытия на основе эпоксидных соединений устойчивы в растворах ШОН (до 25 %) при нагревании до 125 °С, в соляной (до 25 %), серной (до 70 %), фосфорной и азотной кислотах.

Хлороформ. Обладают высокими электроизоляционными и механическими свойствами.

Их используют для защиты гальванических ванн, аппаратов химводоочистки и др.

Полиуретановые лаки и краски применяют для защиты изделий из магниевых и алюминиевых сплавов. Они стойки в атмосфере нефтепродуктов.

Термостойкие покрытия получают на основе кремнийорганических соединений. Они могут длительно работать при температуре до 300 °С, кратковременно выдерживают 500-800 °С. Такие краски и эмали используют для окрашивания вентиляционных и сушильных установок,

теплообменников и др.

Требования по экологии создают самые большие сложности при разработке прогрессивного ассортимента лакокрасочных материалов. По данным зарубежных фирм газовые выбросы, включающие растворители, составляют 100-185 г/м2 окрашиваемой поверхности. В 1991 г. на автомобильных производствах Европы этот показатель составлял 90г/м2. В 1993 г. он снизился до 50г/м2. Этому способствовало создание новых прогрессивных лакокрасочных материалов, отвечающих современным экологическим требованиям: с высоким сухим остатком (ВСО), водоразбавляемые и порошковые. В табл. 9.2 показана общая тенденция к переходу на использование экологически благоприятных лакокрасочных материалов в трех основных регионах мира.

Материалы с высоким сухим остатком (ВСО) позволяют сократить на 30% потребление органических растворителей, снизить в среднем на 20-30 % расход лакокрасочных материалов, а также увеличить в 1,5-2 раза срок службы покрытия. В нашей стране эти материалы находятся на стадии промышленного внедрения: полиэфир-меламиновая эмаль ПЭ-1282 (содержание нелетучих соединений - 65 %, режим сушки - 30 минут при 130 °С); эпоксиперхлорвинило-вая эмаль ЭП-2154 (соответственно - 50 % и 3-5 часов при 20 °С); эпоксидная грунт-эмаль ЭП-5227.

Водоразбавляемые лакокрасочные материалы занимают одно из ведущих мест в ассортименте продукции, отвечающей современным экологическим требованиям. Водные материалы применяются в основном при окрашивании изделий методом электроосаждения. Для этой цели используются водоразбавляемые лакокрасочные материалы на основе пленкообразователей-электролитов. Для электроосаждения используют грунтовки В-КЧ-0207, В-КФ-093, ВЭП-0190, эмали В-ФЛ-11990, МС-278, В-ЭП-2100.

Порошковые краски - новый вид современных лакокрасочных материалов. Их применение позволяет практически исключить опасность загрязнения окружающей среды, снизить пожаро- и взрывобе-зопасность при работе. В настоящее время ведутся работы, направленные на усовершенствование и удешевление этого вида покрытий.

Новым классом современных лакокрасочных материалов являются модификаторы ржавчины.

Эффективность грунтовок-модификаторов определяется не только природой пленкообразователя, но и наличием специальных добавок, обеспечивающих пропитку ржавчины и максимальную стабилизацию продуктов коррозии. Промышленность выпускает грунтовки-модификаторы на основе водоразбавляемых пленкообразователей (ВА-ВА-0112, ВД-ВА-01 ГИСИ, ВД-К4-0184, ВД-К4-0251), и эпоксидные модификаторы (ЭП-0180, ЭП-0199 и ЭП-0191).

Одним из направлений повышения защитных свойств покрытий является направленная модификация серийных лакокрасочных материалов. В качестве модификаторов могут быть использованы различные поверхностно-активные вещества, выпускаемые промышленностью. Защитные свойства таких покрытий обусловлены образованием на поверхности комплексов, обеспечивающих пассивность металла.

Замедлить протекание анодного коррозионного процесса можно и введением в лакокрасочную композицию ингибиторов коррозии. К ним относятся хроматы, фосфаты металлов, азотсодержащие и си-лаксановые соединения. Эффект действия таких соединений связан с растворением ингибитора в диффундирующей воде из внешней среды и последующей адсорбцией его ионов или молекул на активных центрах металла.

Лакокрасочные материалы (ЛКМ) - это композиции, которые при равномерном нанесении на поверхность окрашиваемого изделия в результате сложных физических и химических превращений формируют сплошное полимерное покрытие с определенным комплексом свойств - защитных, декоративных, специальных.

Свойства лакокрасочного материала определяются свойствами входящих в его состав компонентов. В состав основных ЛКМ входят пленкообразователи, пластификаторы, отвердители, сиккативы, растворители и разбавители, пигменты.

Пленкообразователи - это нелетучие соединения, которые способны образовывать прочную пленку, закрывающую поверхность. Пленкообразователи выполняют функцию связующего и могут быть природными, искусственными и синтетическими. По механизму образования покрытия их называют превращаемыми, дающими плавкую пленку, которая образуется за счет испарения растворителя, и непревращаемыми, дающими нерастворимую и неплавкую пленку, которая образуется за счет химических реакций отверждения пленкообразователя и испарения растворителя.

К природным пленкообразователям относятся прежде всего растительные масла: льняное, конопляное, подсолнечное, тунговое, соевое, кукурузное, рапсовое. Необработанные растительные масла высыхают, образуют пленку, очень долго - от 10 до 40 суток. Поэтому их превращают в олифу, подвергая длительной термообработке.

Животные жиры - жиры рыб и морских животных - теоретически могут применяться как пленкообразователи, но качество получаемых на их основе ЛКМ невысоко, поэтому они не нашли практического применения.

Природные смолы - канифоль, шеллак - являются традиционными пленкообразователями. Канифоль - смола, получаемая из хвойных пород деревьев, главным образом из сосны. По химическому составу она представляет собой смесь смоляных кислот (главная - абиетиновая). В производстве лаков применяют не чистую канифоль, а облагороженную, в ней кислотные свойства понижены путем образования эфиров канифоли (преимущественно глицериновых) и ее солей (резинатов кальция, цинка), ускоряющих процесс высыхания. Шеллак получают из гуммилака, выделяемого насекомыми (лаковыми червецами) на ветвях некоторых тропических растений. Пленки шеллачного лака обладают блеском и твердостью, но недостаточно водостойки.

Как пленкообразователи используются копалы - природные ископаемые смолы: южноамериканские, африканские, индийские. В России месторождения копалов есть на Дальнем Востоке. Они являются основой для изготовления масляных лаков. Такие природные смолы, как янтарь, даммара, сандарак, дают покрытия высококачественные, но непрочные и дорогостоящие. Применение этих смол ограничено в основном художественными реставрационными работами. ЛKM на основе природных нефтяных смол - битумов и асфальтов - отличаются высоким качеством покрытий и химической стойкостью.

Искусственные пленкообразователи - это прежде всего эфиры целлюлозы: нитрат, ацетобутират и этилцеллюлоза. Главный их недостаток - горючесть.

Полимеризационные смолы как синтетические пленкообразователи - полиакрилаты, виниловые полимеры - используются редко. Чаще встречаются смолы поликонденсационные - алкидные, амино- и фенолформальдегидные, эпоксидные, полиуретановые, кремнийорганические. Наряду с синтетическими смолами используются каучуки. Их свойства в значительной степени определяют свойства лакокрасочных покрытий.

Пленкообразователи должны смачивать поверхность и равномерно по ней распределяться; не содержать водорастворимых веществ; растворяться в доступных растворителях; давать бесцветные прозрачные пленки.

Пластификаторы вводят в ЛKM, во-первых, для снятия внутренних напряжений в пленке и увеличения долговечности лакокрасочного покрытие; во-вторых, для повышения его эластичности и морозостойкости. Пластификаторы - это дибутилфталат, диоктилфталат, трибутоксиэтилфосфат, алкидные смолы и ряд других веществ.

Следует помнить, что пластификаторы остаются в лакокрасочном покрытии и постоянно влияют на его свойства. Если пластификаторы «всплывают» на поверхность, образующаяся пленка имеет достаточно высокую липкость, что приводит к повышенной загрязняемости.

Отвердители входят в состав тех Л КМ, где пленкообразователь - термореактивная смола. Они способствуют образованию «сшитого» покрытия. Этот компонент или вводится непосредственно в ЛКМ и проявляет свои свойства только при сушке горячим

воздухом (таков состав полиуретановых лаков), или смешивается с пленкообразователем непосредственно перед нанесением покрытия (эпоксидные лаки). Количество отвердителя должно быть рассчитано точно, так как его избыток уменьшает водостойкость лакокрасочного покрытия.

Сиккативы - высушивающие вещества - вводятся в лакокрасочные составы для ускорения процесса высыхания масляных и алкидных ЛKM. Они представляют собой кобальтовые, марганцевые, цинковые, свинцовые соли органических кислот, содержащиеся в льняном масле, канифоли, нафтеновых кислотах и т.д. В зависимости от типа сиккатива процесс пленкообразования начинается с формирования либо поверхностной пленки (кобальтовые сиккативы), либо пленки у подложки с дальнейшим распространением ее по всей толщине покрытия (марганцевые и свинцовые сиккативы).

При введении сиккативов в лакокрасочные материалы процесс высыхания ускоряется в десятки раз. Образующиеся перекиси металлов активируют реакции окисления и полимеризации молекул масла или другого пленкообразующего вещества. Обычно в олифу или маслосодержащий лак вводят смесь, состоящую из 0,12 % сиккатива, содержащего кобальт, 0,13 % сиккатива, содержащего марганец, или 0,45 % сиккатива, содержащего Свинец. Избыточное содержание сиккатива, напротив, может замедлить высыхание покрытия, а если и ускоряет его, то качество покрытия ухудшается, оно становится хрупким.

Растворители переводят пленкообразователи в состояние, удобное для нанесения покрытия. Выбор растворителя определяется его растворяющей способностью, скоростью испарения, токсичностью, огнеопасностью. Разбавители не растворяют пленкообразователи, но разбавляют их растворы до нужной вязкости, а кроме того, удешевляют ЛKM. Для того чтобы образующееся покрытие было прочным, однородным, прозрачным, скорость испарения разбавителя должна быть больше, чем у растворителя. Это обеспечивает необходимую структуру покрытия. Растворители - это вода и органические вещества. Вода используется при изготовлении водно-дисперсионных и клеевых красок. Органические вещества представлены:

Углеводородами. Наибольшее распространение получили ароматические углеводороды - толуол, ксилол, нефтяной сольвент, уайт-спирит. Они применяются в таких лакокрасочных составах, как меламиноформальдегидные, поливинилацетатные, эпоксидные, акрилатные, а также в масляных лаках и красках;

Терпеновыми углеводородами - скипидар. Скипидар служит разбавителем масляных и алкидных красок, а также ЛКМ на основе природных смол. Его достоинством является малая токсичность;

Кетонами - ацетон. Ацетон растворяет природные смолы, масла, эфиры целлюлозы, полиакрилаты, поливинилхлорид. Достоинствами ацетона являются высокая растворяющая способность и сравнительно малая токсичность. Применяются также циклогексанон и метилциклогексанон, особенно для полиуретановых лаков;

Простыми и сложными эфирами. Бутилацетат, например, растворяет эфиры целлюлозы, виниловые полимеры и используется для приготовления дисперсионных красок;

Спиртами. Этиленгликоль, например, применяют для приготовления цветных лаков, быстросохнущий бензиловый спирт - для приготовления шеллачного лака;

Пигменты - это высокодисперсные минеральные и органические вещества, нерастворимые в пленкообразователях и растворителях (красители в этих веществах растворимы), обладающие определенным цветом.

Минеральные пигменты по происхождению классифицируются как естественные (охра, сурик, умбра), их получают переработкой горных пород и окрашиванием глин; и искусственные, или синтетические (белила, крона), их получают промышленным способом, по цветам они разнообразнее, но менее атмосферо- и светостойки. По составу минеральные пигменты могут быть элементами (алюминиевая пудра, технический углерод, цинковая пыль), оксидами (цинковые белила, титановые белила, железо-оксидные пигменты, оксиды хрома), солями (карбонаты - свинцовые белила, хроматы - свинцовый и цинковый кроны, свинцово-молибдатный крон, стронциевый крон), сульфидами (литопон, кадмиевые пигменты), фосфатами (фосфаты хрома и кобальта), комплексными солями (железная лазурь), алюмосиликатами (ультрамарин). По цвету они ахроматические - белые (белила цинковые, белила титановые), черные (сажа), серые (графит), и хроматические - желтые, красные, синие и зеленые.

Органические пигменты менее свето-, атмосферо- и химически стойки, чем минеральные, но у них более высокая красящая способность. Красочные покрытия на их основе, как правило, прозрачные (лессирующие) и более ярких цветовых тонов. Применяются они для внутренних и декоративных работ.

Современное лакокрасочное производство характеризуется широким применением колеровочных систем, включающих в себя:

Базу - ЛKM с различным содержанием диоксида титана для получения оттенков;

Пигментные пасты для придания базе требуемого цвета;

Дозирующее оборудование на основе компьютерной техники для точного дозирования пасты в базу;

Перемешивающее оборудование.

Пигменты, как правило, используют в смеси с наполнителями. Они изменяют вязкость, обеспечивают получение необходимого рельефа покрытия, выполняют роль каркаса. Кроме того, при правильном выборе наполнителя и оптимальном соотношении размеров частиц пигмента и наполнителя до половины пигмента можно заменить более дешевым наполнителем без значительного снижения укрывистости.

Наполнители - дисперсные неорганические вещества, нерастворимые в растворителях и пленкообразователях и не обладающие красочной способностью. Это каолин, барит, кремнезит, тальк, слюда, мел, песок.

Особый интерес представляют микронизированные наполнители. ОАО «Миасстальк» выпускает микротальк и гранулированный микротальк повышенной белизны помола до 5 мкм, которые соответствуют лучшим мировым образцам. Новинки ассортимента - карбонат кальция (кальцит) и микромрамор, их рекомендуется использовать в воднодисперсионных и масляных красках, эмалях, антикоррозийных грунтовках, светлых атмосферостойких покрытиях, где требуется повышенная твердость и прочность. Перспективны гидратированные оксиды алюминия. Предлагаемый ООО НПФ «Скар-Лет» активный наполнитель «Прокаль» представляет собой многофазную смесь оксидов и гидроксидов алюминия. Он применяется в белых и светлых цветных лакокрасочных материалах на всех типах связующих.

В состав масляных и алкидных красок могут входить антиоксиданты. Чтобы предотвратить оседание пигмента и его разбрызгивание при покраске, используют тиксотропные добавки, которые позволяют получить утолщенные покрытия, так как краска становится нетекучей даже на вертикальной поверхности.

Для придания матовости лаковым покрытиям, которая достигается в результате рассеивания световых лучей, в состав ЛКМ вводят воски, смеси несовместимых полимеров или силикаты.

Применение биоцидов позволяет увеличить срок службы составов и покрытий на основе воднодисперсионных материалов, которые неустойчивы к воздействию микроорганизмов при температуре 30-40 °С.

Диспергирование является важным процессом в производстве воднодисперсионных составов. Диспергаторы способствуют смачиванию пигментов и предотвращают загустевание красок.

Добавки для скольжения и устойчивости к царапанью улучшают внешний вид и позволяют получить покрытие с высокой абразивной стойкостью и малым коэффициентом трения.

Пеногасители (антивспениватели) удаляют из пленки ЛKM воздух, образующиеся газы и пары, что предотвращает образование дефектов поверхности.

Реологические добавки регулируют вязкость, розлив, выравнивание, склонность к образованию потеков.

Противопленочные агенты обеспечивают однородность ЛKM в процессе хранения, придавая им устойчивость к образованию сгустков и поверхностной пленки.

Загустители используются в воднодисперсионных составах. Наряду с традиционными эфирами целлюлозы начали применяться ассоциативные акриловые и полиуретановые загустители. Они уменьшают разбрызгивание при нанесении, дают лучший розлив, улучшают устойчивость к истиранию, повышают укрывистость, улучшают колерование.

Порообразователи на основе лаурилсульфата натрия способствуют образованию более легкой структуры ЛKM. Этот компонент важен для порошковых ЛKM, так как позволяет наносить трещиностойкие покрытия более толстым слоем.

В последние годы рецептуры жидких ЛКМ претерпевают радикальные изменения. Применяя современные функциональные добавки, можно улучшить свойства покрытий, не разрабатывая новых пленкообразователей. Добавки в рецептурах ЛКМ позволяют:

Улучшить их стойкость при хранении, а также прочностные, термические, химические свойства покрытий;

Интенсифицировать процессы диспергирования пигментов, равномерное растекание краски по поверхности, ее высыхание;

Снизить расход сырья, материалов и электроэнергии при производстве продукта;

Повысить экологическую полноценность ЛКМ путем замены органоразбавляемых красок водными, порошковыми и красками с высоким сухим остатком, предполагающими введение добавок.

Наиболее востребованными являются многофункциональные добавки. К примеру, аэросил - высокодисперсная аморфная кремниевая кислота - используется для придания краскам требуемых реологических свойств, улучшает адгезию, механические и антикоррозийные свойства покрытий.

Современная композиция для образования лакокрасочных покрытий может быть получена смешиванием дозированных исходных компонентов: полуфабрикатных лаков и латексов, суспензий цветных пигментов, суспензий белых пигментов и наполнителей. Из таких компонентов на установке, снабженной мешалкой, путем компьютерного дозирования можно получить ЛКМ даже в магазине, в авторемонтной мастерской и т.д.

Процесс образования лакокрасочного покрытия можно представить как нанесение ЛКМ на поверхность твердого тела, растекание ЛКМ по поверхности и установление прочного адгезионного контакта между подложкой и ЛКМ и отверждение пленки в результате полного испарения растворителя, химических превращений или того и другого одновременно.

Отверждение пленки за счет испарения растворителя характерно для ЛКМ на основе превращаемых пленкообразователей (термопластичных смол, природных смол, эфиров целлюлозы). Такие покрытия могут плавиться при нагревании и растворяться в органических растворителях. На процесс образования пленки в этом случае оказывает влияние вид пленкообразователя, его физические и химические свойства; состав и свойства легколетучей части ЛКМ; состав и количество растворителей с низкой летучестью, пластификаторов и других компонентов, которые в значительных количествах (до 10%) остаются в покрытии; свойства готового ЛКМ, его концентрация, вязкость, температура, продолжительность хранения; условия пленкообразования; температура и влажность воздуха, насыщенность парами легколетучего растворителя.

Процесс пленкообразования для водных дисперсий полимеров, которые в последние годы широко используются в производстве ЛКМ, значительно сложнее, чем для растворов полимеров в органических растворителях. Он протекает в три стадии. Сначала полимерные частицы дисперсии сближаются и вследствие испарения воды контактируют друг с другом. Затем под влиянием силы поверхностного натяжения они сильно деформируются. Коалисценция (сливание) частиц происходит благодаря диффузии полимерных цепей через границу соприкосновения частиц.

Для получения покрытий лучшего качества применяют дисперсии с малым размером частиц и специальными пленкообразующими добавками, или коалисцентами. Они придают краскам морозостойкость, снижая температуру замерзания. Следует помнить, что пленкообразование проходит при определенной для каждого полимера температуре. Если процесс испарения воды идет при более низкой температуре, образуется мутное, растрескивающееся или даже осыпающееся покрытие.

Лакокрасочные покрытия, которые образуются за счет химических превращений пленкообразователя, не плавятся при нагревании, не растворяются органических растворителях, имеют высокую прочность и твердость. Причиной тому - образование трехмерной сетки за счет реакции поликонденсации функциональных групп пленкообразователя между собой (карбоксильных, эпоксидных и т.д.).

Для масляных лакокрасочных составов механизм образования покрытия иной. Растительные масла состоят из триглицеридов жирных кислот. При нанесении олифы на поверхность кислород воздуха присоединяется по двойным связям остатков ненасыщенных жирных кислот и образует перекисные соединения, которые

распадаются на радикалы и инициируют процесс полимеризации жирных кислот. Образуется прочная нерастворимая пленка.

На процесс химического отверждения влияет толщина пленки (твердая поверхностная пленка может затруднять поступление кислорода и отвод газообразных продуктов реакции из внутренней части покрытия, что приводит к его размягчению и деформации), а также температура (повышение температуры на 10 °С может в 2 - 3 раза ускорить реакцию отверждения) и введение катализаторов-ускорителей. Прочность образовавшегося покрытия зависит от соотношения сил адгезии и когезии, которые, в свою очередь, зависят от природы пленкообразователя (полярности макромолекул), толщины пленки, характера поверхности материала.

Лакокрасочные материалы

Лакокрасочные материалы сразу после производства

Лакокрасочные материалы (ЛКМ) - это композиционные составы, наносимые на отделываемые поверхности в жидком или порошкообразном виде равномерными тонкими слоями и образующие после высыхания и отвердения пленку, имеющую прочное сцепление с основанием. Сформировавшуюся пленку называют лакокрасочным покрытием, свойством которого является защита поверхности от внешних воздействий (воды, коррозии, температур, вредных веществ), придание ей определённого вида, цвета и фактуры.

ЛКМ подразделяются на следующие группы

Расшифровка названий

На банках с краской, лаком, грунтовкой или шпатлевкой стоит некий «шифр». Эти знаки могут многое рассказать и призваны упростить покупателям выбор товара. Прежде всего, на упаковке должно быть указано название материала - краска, эмаль, лак и т. д (первая группа знаков). Далее идет вторая группа знаков, указывающая на основу материала в банке или бутылке. Это зависит от химического состава.

Например, алкидная эмаль ПФ-115. Буквенное обозначение «ПФ» говорит о том, что эмаль изготовлена на основе пентафталевого связующего, первая цифра 1 - для наружного применения, 15 - каталожный номер.

По типу основного связующего лакокрасочные материалы подразделяются на:

Лакокрасочные материалы (ЛКМ) на основе поликонденсационных смол:

АУ - Алкидноуретановые
УР - Полиуретановые
ГФ - Глифталевые
ФА - Фенолоалкидные
КО - Кремнийорганические
ФЛ - Фенольные
МЛ - Меламиновые
ЦГ - Циклогексаноновые
МЧ - Мочевинные (карбамидные)
ЭП - Эпоксидные
ПЛ - Полиэфирные насыщенные
ЭТ - Этрифталевые
ПФ - Пентафталевые
ЭФ - Эпоксиэфирные
ПЭ - Полиэфирные ненасыщенные

Лакокрасочные материалы (ЛКМ) на основе полимеризационных смол:

АК - Полиакрилатные
АС - алкидно-акриловые краски
МС - Масляно- и алкидностирольные
ВА - Поливинилацетатные
НП - Нефтеполимерные
ВЛ - Поливинилацетальные
ФП - Фторопластовые
ВС - На основе сополимеров винилацетата
ХВ - Перхлорвиниловые
КЧ - Каучуковые
ХС - На основе сополимеров винилхлорида

Лакокрасочные материалы (ЛКМ) на основе природных смол:

БТ - Битумные
ШЛ - Шеллачные
КФ - Канифольные
ЯН - Янтарные
МА - Масляные

Лакокрасочные материалы (ЛКМ) на основе эфиров целлюлозы:

АБ - Ацетобутиратоцеллюлозные
НЦ - Нитроцеллюлозные
АЦ - Ацетилцеллюлозные
ЭЦ - Этилцеллюлозные

Если нужна грунтовка, ищите на упаковке после букв - 0, если хотите купить шпатлевку, - 00. Но это ещё не все… Чтобы не покрасить крышу краской для внутренних дверей, а стены в ванной - фасадной краской, нужно знать что, после дефиса стоят цифры, указывающие, для каких работ этот материал предназначен.

0 - грунтовка
00 - шпатлевка
1 - атмосферостойкая (для наружного применения)
2 - ограниченно атмосферостойкая (для внутреннего применения)
3 - консервационные краски
4 - водостойкие
5 - специальные эмали и краски
6 - маслобензостойкие
7 - химически стойкие
8 - термостойкие
9 - электроизоляционные и электропроводные.

Вторая и последующая цифры обозначают номер разработки и на бытовом уровне никакой информации не несут. И лишь у масляной краски (МА) вторая цифра обозначает вид олифы.

Между второй и третьей группами знаков ставится дефис (эмаль МЛ-12, лак ПФ-2). После номера, присвоенного материалу, допускается также добавлять буквенный индекс, характеризующий некоторые особенности материала. Например, ГС - горячей сушки, ХС - холодной сушки, ПМ - полуматовый и т. п.

Цвет материала, который ставится в конце шифра, обозначается полным словом - голубой, жёлтый и др. Рассмотрим обозначения некоторых лакокрасочных материалов. Например, «Эмаль ХВ-113 голубая» - эмаль перхлорвиниловая, для наружных работ, голубая.

Четвёртая группа - это просто порядковый номер, присвоенный лакокрасочному материалу при его разработке, обозначаемый одной, двумя или тремя цифрами (эмаль МЛ-111, лак ПФ-283). Пятая группа (дляпигментированных материалов) указывает цвет лакокрасочного материала - эмали, краски, грунтовки, шпатлевки - полным словом (эмаль МЛ-1110 серо-белая). Исключения из общих правил: При обозначении первой группы знаков для масляных красок, содержащих в своём составе только один пигмент, вместо слова «краска» указывают наименование пигмента, например «сурик», «мумия», «охра» и т. д. (сурик МА-15).

Для ряда материалов между первой и второй группой знаков ставятся индексы:

Б - без летучего растворителя
В - для водоразбавляемых
ВД - для вододисперсионных
ОД - для органо-дисперсионных
П - для порошковых

Третью группу знаков для грунтовок и полуфабрикатных лаков обозначают одним нулем (грунтовка ГФ-021), а для шпатлевок - двумя нолями (шпатлевка ПФ-002). После дефиса перед третьей группой знаков для густотертых масляных красок ставится один ноль (сурик МА-015).

В четвёртой группе знаков для масляных красок вместо порядкового номера ставят цифру, указывающую, на какой олифе изготовлена краска:

1 - натуральная олифа
2 - олифа «Оксоль»
3 - глифталевая олифа
4 - пентафталевая олифа
5 - комбинированная олифа

В некоторых случаях для уточнения специфических свойств лакокрасочного покрытия после порядкового номера ставят буквенный индекс в виде одной или двух прописных букв, например:

В - высоковязкий;
М - матовый;
Н - с наполнителем;
ПМ - полуматовое;
ПГ - пониженной горючести и т. д.

Ссылки

См. также

Wikimedia Foundation . 2010 .

Административное деление Греции
Октябрьская железная дорога

Смотреть что такое "Лакокрасочные материалы" в других словарях:

Лакокрасочные материалы - жидкие или пастообразные (реже порошкообразные) композиции, основной компонент которых полимерный плёнкообразователь. В качестве плёнкообразователей Л. м. используются низко или высокомолекулярные природные и синтетические полимеры. В зависимости … Энциклопедия техники

Лакокрасочные материалы - Исходная вязкость Вязкость лакокрасочного материала, поступившего с завода изготовителя Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Лакокрасочные материалы - жидкие или пастообразные составы, применяемые для получения лакокрасочных покрытий (См. Лакокрасочные покрытия). Основной компонент Л. м. Плёнкообразующие вещества. Большинство Л. м. содержит также растворители, Пигменты, наполнители и… … Большая советская энциклопедия

лакокрасочные материалы Энциклопедия «Авиация»

лакокрасочные материалы - лакокрасочные материалы жидкие или пастообразные (реже порошкообразные) композиции, основной компонент которых полимерный плёнкообразователь. В качестве плёнкообразователей Л. м. используются низко или высокомолекулярные природные и … Энциклопедия «Авиация»

ЛАКОКРАСОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ - составы (преим. жидкие или пастообразные), к рые после нанесения тонким слоем на твердую подложку высыхают с образованием твердой пленки лакокрасочного покрытия. К Л. м. относятся лаки, краски, грунтовки, шпатлевки … Химическая энциклопедия

лакокрасочные материалы - преимущественно жидкие или пастообразные составы, которые после нанесения тонким слоем на твердую подложку высыхают с образованием твердой плёнки лакокрасочного покрытия. К лакокрасочным материалам относят лаки, краски, грунтовки, шпатлёвки … Энциклопедический словарь

ЛАКОКРАСОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ - жидкие, пасто или порошкообразные составы, к рые при нанесении тонким слоем на твёрдую подложку образуют плёнку (лакокрасочное покрытие), удерживаемое на поверхности силами адгеэии. К Л. м. относятся лаки, краски, грунтовки, шпатлёвки … Большой энциклопедический политехнический словарь

Лакокрасочные материалы (ЛКМ) и их воздействие на организм человека - Лакокрасочные материалы (ЛКМ) представляют собой совокупность отделочных строительных материалов на органических и неорганических связующих, образующих на обрабатываемой поверхности пленку с заданными свойствами. Основными компонентами ЛКМ… … Энциклопедия ньюсмейкеров

Лакокрасочные материалы маслобензостойкие - – покрытия, стойкие к воздействию минеральных масел и консистентных смазок, бензина, керосина и других нефтяных продуктов. [ГОСТ 9825 73] Рубрика термина: Лаки Рубрики энциклопедии: Абразивное оборудование, Абразивы, Автодороги … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

Лакокрасочные материалы

Лакокрасочные материалы сразу после производства

ЛКМ подразделяются на следующие группы

Расшифровка названий

По типу основного связующего лакокрасочные материалы подразделяются на:

Лакокрасочные материалы (ЛКМ) на основе поликонденсационных смол:

АУ - Алкидноуретановые
УР - Полиуретановые
ГФ - Глифталевые
ФА - Фенолоалкидные
КО - Кремнийорганические
ФЛ - Фенольные
МЛ - Меламиновые
ЦГ - Циклогексаноновые
МЧ - Мочевинные (карбамидные)
ЭП - Эпоксидные
ПЛ - Полиэфирные насыщенные
ЭТ - Этрифталевые
ПФ - Пентафталевые
ЭФ - Эпоксиэфирные
ПЭ - Полиэфирные ненасыщенные

Лакокрасочные материалы (ЛКМ) на основе полимеризационных смол:

АК - Полиакрилатные
АС - алкидно-акриловые краски
МС - Масляно- и алкидностирольные
ВА - Поливинилацетатные
НП - Нефтеполимерные
ВЛ - Поливинилацетальные
ФП - Фторопластовые
ВС - На основе сополимеров винилацетата
ХВ - Перхлорвиниловые
КЧ - Каучуковые
ХС - На основе сополимеров винилхлорида

Лакокрасочные материалы (ЛКМ) на основе природных смол:

БТ - Битумные
ШЛ - Шеллачные
КФ - Канифольные
ЯН - Янтарные
МА - Масляные

Лакокрасочные материалы (ЛКМ) на основе эфиров целлюлозы:

АБ - Ацетобутиратоцеллюлозные
НЦ - Нитроцеллюлозные
АЦ - Ацетилцеллюлозные
ЭЦ - Этилцеллюлозные

0 - грунтовка
00 - шпатлевка
1 - атмосферостойкая (для наружного применения)
2 - ограниченно атмосферостойкая (для внутреннего применения)
3 - консервационные краски
4 - водостойкие
5 - специальные эмали и краски
6 - маслобензостойкие
7 - химически стойкие
8 - термостойкие
9 - электроизоляционные и электропроводные.

Для ряда материалов между первой и второй группой знаков ставятся индексы:

Б - без летучего растворителя
В - для водоразбавляемых
ВД - для вододисперсионных
ОД - для органо-дисперсионных
П - для порошковых

1 - натуральная олифа
2 - олифа «Оксоль»
3 - глифталевая олифа
4 - пентафталевая олифа
5 - комбинированная олифа

В - высоковязкий;
М - матовый;
Н - с наполнителем;
ПМ - полуматовое;
ПГ - пониженной горючести и т. д.

Ссылки

См. также

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое "Лакокрасочные материалы" в других словарях:

Жидкие или пастообразные (реже порошкообразные) композиции, основной компонент которых полимерный плёнкообразователь. В качестве плёнкообразователей Л. м. используются низко или высокомолекулярные природные и синтетические полимеры. В зависимости … Энциклопедия техники

Жидкие или пастообразные составы, применяемые для получения лакокрасочных покрытий (См. Лакокрасочные покрытия). Основной компонент Л. м. Плёнкообразующие вещества. Большинство Л. м. содержит также растворители, Пигменты, наполнители и… … Большая советская энциклопедия

лакокрасочные материалы Энциклопедия «Авиация»

Составы (преим. жидкие или пастообразные), к рые после нанесения тонким слоем на твердую подложку высыхают с образованием твердой пленки лакокрасочного покрытия. К Л. м. относятся лаки, краски, грунтовки, шпатлевки … Химическая энциклопедия

Преимущественно жидкие или пастообразные составы, которые после нанесения тонким слоем на твердую подложку высыхают с образованием твердой плёнки лакокрасочного покрытия. К лакокрасочным материалам относят лаки, краски, грунтовки, шпатлёвки … Энциклопедический словарь

Жидкие, пасто или порошкообразные составы, к рые при нанесении тонким слоем на твёрдую подложку образуют плёнку (лакокрасочное покрытие), удерживаемое на поверхности силами адгеэии. К Л. м. относятся лаки, краски, грунтовки, шпатлёвки … Большой энциклопедический политехнический словарь

Основными компонентами лакокрасочных материалов (ЛКМ) являются плёнкообразующие, пигменты, наполнители, пластификаторы, растворители, сиккативы, добавки.

Плёнкообразующие

Плёнкообразующие лакокрасочных материалов – многокомпонентная система, после нанесения которой на поверхность в результате физико-химических процессов образуется сплошная, прочно сцепленная с основой плёнка. Плёнкообразующие должны связывать наполнители с пигментами в ЛКМ, быть растворимыми органическими растворителями, обеспечивать хорошую адгезию лакокрасочного покрытия с подложкой, а после высыхания образовывать твердую защитную плёнку.

К плёнкообразующим веществам относятся: полимеризационные смолы (на основе акрилатов, метакрилатов, хлористого винила и др.), поликонденсационные смолы (алкидные, полиуретановые, эпоксидные, кремнийорганические, формальдегидные), природные смолы (канифоль, битумы, асфальты, копалы), растительные масла, таловое масло, жирные кислоты и эфиры целлюлозы.

Рассмотрим некоторые виды плёнкообразователей.

Алкидные смолы среди плёнкообразующих веществ занимают почетное первое место не только в отечественной, но и зарубежной лакокрасочной промышленности. Это полиэфиры, которые имеют разветвленное строение. Они являются продуктами неполной переработки одноосновных жирных кислот и многоосновных кислот и спиртов.

Классифицируются алкидные смолы в зависимости от спирта, который используется для их изготовления. Различают алкидные смолы на основе глицерина (глифталевые), этриола (этрифталевые), пентаэритрита (пентафталевые) и ксилита (ксифталевые).

Для того, чтоб алкидная смола имела хорошую растворимость, а готовое лакокрасочное покрытие отличалось водостойкостью и эластичностью, ее модифицируют жирными кислотами либо маслами растительного происхождения. Поэтому алкидные смолы делят еще на невысыхающие и высыхающие. Содержание масла может быть самое разное, вплоть до 70%. Есть сверхтощие (до 34% масел), тощие (от 35 до 45%), средней жирности (46 – 55% масел) и жирные (от 56 до 70%). Пентафталевые алкидные смолы обладают наилучшими защитными характеристиками, при содержании масла около 60 – 65%, а глифталевые – при 50%. Необходимо также знать, что при данной жирности водопроницаемость и скорость высыхания плёнки очень сильно зависит от вида используемого растительного масла. Зависимость можно описать следующим рядом (по убыванию): тунговое > ойтисиковое > льняное > дегидратированное касторовое > соевое > подсолнечное.

В обратном порядке масла располагаются по светостойкости. Эти данные используют для изготовления любых алкидных лакокрасочных материалов. Исключение составляют грунтовки, для изготовления которых используют тунговое и льняное масла. Это связано с тем, что грунтовочные смеси используются в качестве промежуточного слоя, который не подвергается воздействию солнечного света.

Алкидные соединения применяются в комплексе с некоторыми другими поликонденсационными, полимеризационными смолами и нитратами целлюлозы. Такие смолы, в зависимости от используемого модифицирующего вещества, подразделяются на: алкидно-меламиновые, алкидно-карбамидные, алкидно-эпоксидные, алкидно-стирольные, уралкидные, алкидно-полиорганосилоксановые и алкидно-акриловые. Они сочетают в себе свойства модифицирующего компонента и алкидной смолы.

Алкидные смолы подразделяются на: разбавляемые водой (водоразбавляемые) и нерастворимые в воде. А также на: разбавляемые органическими растворителями и растворимые в них.

В наше время самое широкое применение нашли водоразбавляемые (водоэмульсионные) лакокрасочные материалы. Они обладают бесспорными преимуществами, по сравнению с красками и лаками на основе органических растворителей, т.к. не вредят человеческому организму, безопасны в пожарном отношении. Водоразбавляемые смолы при взаимодействии с аминоформальдегидными или фенолоформальдегидными водорастворимыми смолами, которые выступают в качестве отверждающих агентов, образуют плёнку.

Разбавляемые водой алкидные смолы применяют для изготовления водоэмульсионных эмалей и грунтовок. Глифталевые смолы, разбавленные органическими растворителями, используют в производстве шпатлевок, грунтовок и эмалей для внутренних работ. Пентафталевые – для эмалей и лаков, предназначенных для работы в умеренном климате, под открытым воздухом. Также из высыхающих алкидных смол делают олифы, лаки, эмали, грунтовки, шпатлевки горячей и холодной сушки.

Следующие марки немодифицированных лаков и смол на алкидной основе можно найти на рынках лакокрасочных материалов:

смолы – ВПФЛ-50, ФК-135, ФК-42, ПГФ-СИН-34;
лаки – ПФ-060Н, ПФ-060В, ПФ-053Н, ПФ-053В, ГФ-01, ГФ-019, ГФ-046, ГФ-072, В-Эп-0179 и др.

Пигменты

Пигменты – это окрашенные порошки высокой дисперсии. Вода, плёнкообразующие вещества их не растворяют. Пигменты в основном применяют в декоративных целях, для придания краскам, грунтовкам, а также эмалям цвета и блеска. Но кроме того пигменты отличаются некоторыми полезными свойствами, которые влияют на конечный продукт: светостойкость, химическая и атмосферостойкость, смачиваемость, дисперсность, маслостойкость, укрывистость, кристаллическая структура, способность взаимодействовать с плёнкообразующими.

По своему происхождению пигменты лакокрасочных материалов (ЛКМ) можно разделить на синтетические и природные, а по химическому составу – на органические и неорганические.

К неорганическим пигментам относятся двуокись титана, окись цинка, литопон (дают белый цвет), охра (дает желтый цвет), железная лазурь, ультрамарин (синий), железный сурик, оранжевый крон, мумня (красный), медянка, окись хрома (зеленый цвет). Как видно – большинство неорганических пигментов это соли металлов, оксиды, гидроксиды, которые имеют кристаллическое строение.

Среди органических пигментов можно выделить фталоцианиновые, антрахиноновые, азопигменты, диазопигменты.

Некоторые пигменты могут обеспечивать лакокрасочным материалам дополнительные полезные свойства. Вот, например, при достаточно большом наполнение ЛКМ металлическими пигментами покрытие становится электропроводящим и теплопроводящим. При наполнении лакокрасочного материала цинковой пылью, его можно использовать как протекторную грунтовку.

Наполнители

Наполнитель – это нерастворимое в дисперсионных средах сухое неорганическое вещество. Применяют как добавоки к пигментам для их экономии и снижения стоимости лакокрасочных материалов (ЛКМ). Наполнители вводят только в непрозрачные лакокрасочные материалы (грунтовки, эмали). При правильном подборе системы пигмент – наполнитель можно улучшить свойства ЛКМ. Придать лакокрасочным материалам определенную вязкость, улучшить разливаемость, предотвратить оседание пигментов на дно резервуара, повысить прочность, атмосферостойкость готового покрытия.

В качестве наполнителей применяют тальк, слюду, доломит, мел, барит, кальцит, каолин. Наиболее широко применяются наполнители с высокой степенью белизны, дисперсностью, с низким содержанием водорастворимых примесей, небольшой твердости, плотности, низкой маслоемкости.

В основном наполнители ЛКМ – это природные материалы, лишь малая доля – синтетические (осажденный мел, бланфикс).

Пластификаторы

Пластификаторы - практически нелетучие органические вещества, которые вводятся в плёнкообразующее для придания высохшим ЛКМ эластичности. В качестве пластификаторов используют фталаты, фосфаты, касторовое масло, совол, себацинаты и т.д.

Растворители

Растворители – летучая органическая жидкость или смесь жидкостей, которая применяется для растворения плёнкообразующих, придания ЛКМ нужной консистенции. К ним относятся спирты, эфиры, кетоны, углеводороды.

Сиккативы

Сиккативы – мыльное соединение некоторых металлов в растворителях или (используется реже) соединения в виде оксидов. Сиккативы применяют для ускорения процесса высыхания лакокрасочного материала. К сиккативам относятся кобальтовые, марганцевые, свинцовые, линолеаты, нафтенаты, резинаты и др.

Добавки

Добавки – вещества для придания определенных свойств лакокрасочным материалам. Добавками принято считать различные отвердители, эмульгаторы, стабилизаторы, ускорители, инициаторы и многое другое.