Зміст
1. Визначення та види лакофарбових покриттів
2. Методи нанесення лакофарбових матеріалів
3. Властивості лакофарбних покриттів
Список літератури
1. Визначення та види лакофарбових покриттів
Лакофарбові покриття, утворюються в результаті пленкообразования (висихання, затвердіння) лакофарбових матеріалів. нанесених на поверхню (підкладку). Основне призначення: захист матеріалів від руйнування і декоративна обробка поверхні. За експлуатаційними властивостями розрізняють лакофарбові покриття атмосфері-, водо-, масло-і бензостійкі, хімічно стійкі, термостійкі, електроізоляційні, консерваційні, а також спеціального призначення. До останніх відносяться, наприклад, протівообрастающіе (перешкоджають обростання підводних частин судів і гідротехнічних споруд морськими мікроорганізмами), світловідбиваючі, що світяться (здатні до люмінесценції у видимій області спектра при опроміненні світлом або радіоактивним випромінюванням), термоіндикаторні (змінюють колір або яскравість світіння при певній температурі) , вогнезахисні, протишумні (звукоізолюючі). За зовнішнім виглядом (ступінь глянцю, хвилястість поверхностісті, наявність дефектів. Лакофарбові покриття прийнято підрозділяти на 7 класів. Для отримання лакофарбові покриття застосовують різноманітні лакофарбові матеріали (ЛФМ), що розрізняються по складу і хімічної природи пленкообразователя:
ЛФМ на основі термопластичних плівкоутворювачів (бітумні, ефіроцеллюлозние лаки);
ЛФМ на основі термореактивних плівкоутворювачів (поліефірні, поліуретанові лаки);
ЛФМ на основі олій (оліфи, масляні лаки, масляні фарби);
ЛФМ, модифіковані маслами (алкідні лаки).
Використовують лакофарбові покриття у всіх галузях народного господарства і в побуті. Більше 50% всіх ЛФМ витрачається в машинобудуванні (з них 20% - в автомобілебудуванні), 25% - у будівельній індустрії. У будівництві для отримання лакофарбові покриття (оздоблювальні) застосовують спрощені технології виготовлення та нанесення ЛФМ. Більшість лакофарбові покриття отримують нанесенням ЛФМ в кілька шарів (рис. 1). Товщина одношарових лакофарбових покриттів коливається в межах 3-30 мкм, багатошарових - до 300 мкм. Для отримання багатошарових, наприклад захисних, покриття наносять кілька шарів різнорідних ЛФМ (комплексні лакофарбові покриття), при цьому кожен шар виконує певну функцію: нижній шар - грунт - забезпечує адгезію комплексного покриття до підкладки, уповільнення електрохімічної корозії металу; проміжний - шпаклівка - вирівнювання поверхні ; верхні, покривні, шари (емалі, іноді для підвищення блиску останній шар - лак) надають декоративні та частково захисні властивості.
Малюнок 1. - Захисне лакофарбове покриття (у розрізі): 1-фосфатний шар; 2 - грунт; 3 - шпаклівка. 4 і 5 - шари емалі.
При отриманні прозорих покриттів лак наносять безпосередньо на поверхню, що захищається. Технологічний процес отримання комплексного лакофарбового покриття включає до декількох десятків операцій, пов'язаних з підготовкою поверхні, нанесенням ЛФМ, їх сушінням (затвердінням) і проміжної обробкою. Вибір технологічного процесу залежить від типу ЛФМ та умов експлуатації лакофарбового покриття, природи підкладки, форми і габаритів окрашиваемого об'єкта. Якість підготовки поверхні, що фарбується в значній мірі визначає адгезійну міцність лакофарбового покриття до підкладки і його довговічність. Підготовка металевих поверхонь полягає в їх очищенню ручним або механізованим інструментом, піскоструминної або дробеструйной обробкою або ін, а також хімічними способами. Останні включають:
1) знежирення поверхні;
2) травлення - видалення окалини, іржі та ін продуктів корозії з поверхні (зазвичай після її знежирення);
3) завдання конверсійних шарів (зміна природи поверхні; використовується при отриманні довговічних комплексних лакофарбових покриттів). До нього відносяться: фосфатування, яке полягає в утворенні на поверхні стали плівки нерозчинних у воді тризаміщені ортофосфатів; оксидування (найчастіше електрохімічним способом на аноді);
4) отримання металевих підшарів - цинкування або кадміювання (зазвичай електрохімічним способом на катоді).
Хімічні методи забезпечують високу якість підготовки поверхні, але пов'язані з останньою промивкою водою і гарячим сушінням поверхонь, а отже, з необхідністю очищення стічних вод.
2. Методи нанесення лакофарбових матеріалів
Методи нанесення рідких і порошкових ЛКМ різні.
Застосовується кілька способів нанесення рідких ЛКМ:
Ручний (пензлем, шпателем, валиком) - для фарбування великогабаритних виробів (будівельних споруд, деяких промислових конструкцій), виправлення дефектів. в побуті; використовуються ЛФМ природного сушіння.
Валковий - механізоване нанесення ЛФМ з допомогою системи валиків зазвичай на плоскі вироби (листовий і рулонний прокат, полімерні плівки, щитові елементи меблів, папір. Картон, металева фольга).
Занурення у ванну, заповнену ЛФМ. Традиційні (органоразбавляємиє) ЛФМ утримуються на поверхні після виймання виробу з ванни внаслідок змочування. У разі водорозбавляються ЛФМ зазвичай застосовують занурення з електро-, хемо-і термоосажденіем. У відповідності зі знаком заряду поверхні окрашиваемого вироби розрізняють ано-і катофоретіческое електроосадження - частки ЛФМ рухаються в результаті електрофорезу до виробу, який служить відповідно анодом або катодом. При катодному електроосадженні (не супроводжується окисленням металу. Як при осадженні на аноді) одержують лакофарбові покриття, що володіють підвищеною корозійною стійкістю. Застосування методу електроосадження дозволяє добре захистити від корозії гострі кути і кромки вироби, зварні шви, внутрішні порожнини, але завдати можна тільки один шар ЛФМ, оскільки перший шар, що є діелектриком. перешкоджає електроосадження другого. При хемоосажденіі використовують ЛФМ дисперсійного типу, містять окислювачі. При їх взаємодії з металевою підкладкою на ній створюється висока концентрація полівалентних іонів, зухвалих коагуляцію приповерхневих шарів ЛФМ. При термоосажденіі осад утворюється на нагрітої поверхні; в цьому випадку в воднодісперсионних ЛФМ вводять спец. добавку ПАР, що втрачає розчинність при нагріванні.
Струменевий обливши (налив) - забарвлює вироби проходять через «завісу» ЛФМ. Струменевий обливши застосовують для фарбування вузлів і деталей різних машин і устаткування, налив - для фарбування плоских виробів (листового металу, щитових елементів меблів, фанери). Методи облива і занурення застосовують для нанесення ЛФМ на вироби обтічної форми з гладкою поверхнею, пофарбовані в один колір з усіх сторін.
Розпилення:
а) пневматична - за допомогою ручних або автоматичних пістолетообразних фарборозпилювачів, ЛФМ з температурою від кімнатної до 40-85 ° С подається під тиском (200-600 кПа) очищеного повітря; метод потужний: забезпечує гарну якість лакофарбового покриття.
б) гідравлічне (безповітряний), що здійснюється під тиском, створюваним насосом (при 4-10 МПа у разі підігріву ЛФМ, при 10-25 МПа без підігріву);
в) аерозольне - з балончиків, заповнених ЛКМ і пропелентом. застосовують при фарбуванні автомашин, меблів та ін
Істотний недолік методів розпилення - великі втрати ЛФМ (у вигляді стійкого аерозолю, що буря у вентиляцію, через осідання на стінах фарбувальної камери і в гідрофільтри), що досягають 40% при пневморозпилення. З метою скорочення втрат (до 1-5%) використовують розпилювання в електростатичному полі високої напруги (50-140 кВ): частинки ЛФМ в результаті коронного розряду або контактного заряжения набувають заряд (звичайно негативний) і осідають на фарбується виробі, службовця електродом протилежного знаку . Цим методом наносять багатошарові лакофарбні покриття на метали і навіть неметали.
Методи нанесення порошкових ЛКМ:
насипання (насеіваніе);
напилення (з підігрівом підкладки і газополуменевим або плазмовим нагріванням порошку. або в електростатичному полі);
нанесення в псевдозрідженому шарі (вихровому, вібраційному).
Багато методів нанесення ЛФМ застосовують при фарбуванні виробів на конвеєрних потокових лініях, що дозволяє формувати лакофарбові покриття при підвищених температурах, а це забезпечує їх високі технічні властивості.
Отримують також градієнтні лакофарбові покриття шляхом одноразового нанесення ЛФМ, які містять суміші дисперсій, порошків або розчинів термодинамічно несумісних плівкоутворювачів. Останні мимовільно розшаровуються при випаровуванні загального розчинника або при нагріванні вище температур текучості плівкоутворювачів.
Сушіння (затвердіння) завданих ЛФМ здійснюють за 15-25 ° С (холодна, природна сушка) і при підвищених температурах (гаряча, «пічна» сушіння). Природна сушка можлива при використанні ЛФМ на основі бистровисихающіх термопластичних плівкоутворювачів або плівкоутворювачів, що мають ненасичені зв'язки в молекулах, для яких отверджувачами служать О 2 повітря або волога, а також при застосуванні двухупаковочних ЛФМ (затверджувач у них додається перед нанесенням). Сушіння ЛФМ в промисловості здійснюють звичайно при 80-160 ° С, порошкових і деяких спеціальних ЛФМ - при 160-320 ° С. У цих умовах прискорюється випаровування растворітсля (зазвичай висококиплячому) і відбувається термоотвержденіе реакційноздатних плівкоутворювачів, Для отримання лакофарбового покриття на основі ненасичених олігомерів використовують також затвердіння під дією ультра-фіолетового випромінювання, прискорених електронів (електронного пучка).
Проміжна обробка лакофарбового покриття:
1) шліфування абразивними шкурками нижніх шарів лакофарбового покриття для видалення сторонніх включень, додання матовості і поліпшення адгезії між шарами;
2) полірування верх, шару з використанням різних паст для додання лакофарбового покриття дзеркального блиску.
3. Властивості лакофарбних покриттів
Властивості покриттів визначаються складом ЛФМ (типом пленкообразователя, пігментом і ін), а також структурою покриттів. Найбільш важливі фізико-механічні характеристики лакофарбового покриття - адгезійна міцність до підкладки, твердість, міцність при вигині й ударі. Крім того, лакофарбові покриття оцінюються на вологонепроникність, атмосферостійкість, хімстійкість та інші захисні властивості, комплекс декоративних властивостей, наприклад прозорість чи покриваність (непрозорість), інтенсивність і чистота кольору, ступінь блиску. Укривістость досягається введенням в ЛКМ наповнювачів і пігментів. Останні можуть виконувати також і інші функції: фарбувати, підвищувати захисні властивості (протикорозійні) і надавати спеціальні властивості покриттів (електропровідність, теплоізоляційну здатність).
Адгезія (прилипання, тяжіння) - зчеплення поверхонь різнорідних тіл (підкладки і лакофарбові матеріали), визначається силою хімічної взаємодії молекул на поверхні розділу двох фаз. Адгезія є основоположним властивістю лакофарбових плівок, яке грунтовно впливає на показники практично всіх інших властивостей і визначає придатність використання даної фарби для конкретної підкладки. Ступінь адгезії залежить не тільки від міцності хімічних зв'язків, але і від кількості таких. Пористість або шорсткість поверхні збільшує адгезію, оскільки площа поверхні взаємодії фарби і підкладки в рази перевищує лінійну площа окрашиваемого предмета. Для визначення ступеня адгезії фарби на практиці використовують два методи: гратчастого надрізу (DIN 53151) і відриву (ISO 4624).
Твердість лакофарбового покриття - здатність плівки протистояти втискування або проникненню в неї твердого тіла. Важливий параметр практично для всіх видів фарб і лаків, для промислових матеріалів також дуже важливий такий параметр, як швидкість набору твердості, безпосередньо пов'язаний з готовністю вироби до експлуатації. Для вимірювання твердості використовуються три типи методів: стійкість до подряпин (ASTM D3363), за допомогою маятника (ISO 1522, ASTM D2134) і вдавлюванням (ASTM D1474), при цьому, кожен метод може бути реалізований декількома способами.
Еластичність - визначає здатність лакофарбової плівки приймати свою колишню форму після зняття деформуючого зусилля. Для лакофарбової плівки, це здатність слідувати за деформацією підкладки без відшаровування і розтріскування. Зміна лінійних розмірів підкладка можуть виникати в результаті зміни температури і відносної вологості навколишнього середовища. Для вимірювання еластичності найчастіше застосовують випробування на вигин. Існують також методи випробування еластичності на вдавлювання (ISO 1520) або проводять випробування на вільних плівках.
Зносостійкість або абразівостойкості - фізична властивість, що характеризує стійкість лакофарбового покриття до стирання, є одним з основних параметрів визначають довговічність плівки. Для визначення значення зносостійкості використовують різні абразивні середовища, швидкість дії і силу навантаження. Найпоширеніший спосіб - метод обертового диска (ISO 7784), коли абразивний диск з певною швидкістю, навантаженням і часом впливає на покриття.
Слід зазначити, що жоден з методів випробування не вимірює зазначені величини в чистому вигляді. Наприклад, вимірюючи твердість, можна отримати задовільні результати царапаньем і погані на маятнику, подібний приклад можна продемонструвати і для зносостійкості. Відбувається це тому, що на результати впливають всі зазначені властивості, а також кілька інших. Наприклад: когезія, сила зчеплення молекул усередині покриття, впливає на показники адгезії; пластичність, здатність покриття зберігати форму після зняття деформуючих сил, вносить серйозний внесок при вимірі еластичності. У той же час зносостійкість по природі своєї сукупність фізичних параметрів.
Більшість ЛФМ містять органічні розчинники, тому виробництво лакофарбового покриття є вибухо-і пожежонебезпечних зон. Крім того, застосовуються розчинники токсичні (ГДК 5-740 мг/м3). Після нанесення ЛФМ потрібно знешкодження розчинників,; при великих витратах ЛФМ та використанні дорогих розчинників доцільна їх утилізація - поглинання з пароповітряної суміші (вміст розчинників не менш 3-5 г/м3) рідким чи твердим (активоване вугілля, цеоліт) поглиначем з подальшою регенерацією. У цьому відношенні перевагу мають ЛФМ, що не містять органічних розчинників (водоемульсійні фарби, порошкові фарби), і ЛФМ з підвищеним вмістом твердих речовин. У той же час найкращими захисними властивостями (на одиницю товщини), як правило, володіють лакофарбові покриття з ЛФМ, використовуваних у вигляді розчинів.
Бездефектність лакофарбового покриття, поліпшення змочування підкладки, стійкість при зберіганні (запобігання осідання пігментів) емалей, водно-та органо-дисперсійних фарб досягається введенням в ЛФМ на стадії виготовлення або перед нанесенням функціональних добавок; наприклад, рецептура воднодісперсионних фарб зазвичай включає 5-7 таких добавок (диспергатори, стабілізатори, змочувачі, коалесценти, антівспенівателі та ін.)
Для контролю якості та довговічності лакофарбові покриття проводять їхній зовнішній огляд і визначають за допомогою приладів (на зразках) властивості - фізико-механічні (адгезія, еластичність, твердість і ін), декоративні та захисні (антикорозійні властивості, атмосферостійкість, водопоглинання).
Якість лакофарбові покриття оцінюють по окремих найбільш важливих характеристик (наприклад, атмосферостійкі лакофарбові покриття - за втратою блиску і меления) або за квалиметрической системі: лакофарбові покриття залежно від призначення характеризують певним набором n властивостей, значення яких x i (i / n) виражають у вигляді оцінок (безрозмірні відносить. величини) і представляють як комплексну характеристику (R):
де х i = (a i / a 6макс); х i 0 = (a хв / a 6) (a i, a 6мин і а 6мaкс - поточне, мінімальне і максимальне базові значення властивості);
k i, - вагомість i-го властивості (встановлюється для кожного типу лакофарбового покриття);
К - масштабний коефіцієнт.
Довговічність лакофарбового покриття залежить не тільки від вихідної величини R, але і від інтенсивності зовнішніх руйнуючих чинників (для атмосферостійких лакофарбових покриттів - сонячне випромінювання, вологість, середня температура і її перепади та ін.) Механізм руйнування покриттів істотно залежить також від природи пленкообразователя. каталітичної активності пігментів і ін Довговічність сучасних атмосферостійких лакофарбових покриттів (у помірному кліматі) становить 7-10 років, водостійких - 3-5 років, термостійкі витримують до 300 ° С (короткочасно - 600 ° С і більше).
Список літератури
1. Крилова І. А., Котлярський Л. Б., Стільці Т. Г. Електроосадження як метод одержання лакофарбових покриттів. - М.: Хімія, 1974. - 136 с.
2. Рейбман А. І. Захисні лакофарбові покриття. - 5-е вид., Перераб. і доп. - Л.: Хімія, 1982. - 320 с.
3. Довідник з протикорозійного лакофарбовим покриттям / В. П. Лебедєв, Р. Е. Калдма, В. Л. Авраменко. - X.: Прапор, 1988. - 231 с.
4. Чеботаревской В. В., Кондратов Е. К. Технологія лакофарбових покриттів в машинобудуванні. - М.: Машинобудування, 1978. - 295 с.
5. Яковлєв А. Д., Євстигнєєв В. Г., Гісін П. Г. Устаткування для одержання лакофарбових покриттів. - Л.: Хімія, 1982. - 192 с.
6. Яковлєв А. Д. Хімія і технологія лакофарбових покриттів. - Л.: Хімія, 1989. - 384 с.
1. Визначення та види лакофарбових покриттів
2. Методи нанесення лакофарбових матеріалів
3. Властивості лакофарбних покриттів
Список літератури
1. Визначення та види лакофарбових покриттів
Лакофарбові покриття, утворюються в результаті пленкообразования (висихання, затвердіння) лакофарбових матеріалів. нанесених на поверхню (підкладку). Основне призначення: захист матеріалів від руйнування і декоративна обробка поверхні. За експлуатаційними властивостями розрізняють лакофарбові покриття атмосфері-, водо-, масло-і бензостійкі, хімічно стійкі, термостійкі, електроізоляційні, консерваційні, а також спеціального призначення. До останніх відносяться, наприклад, протівообрастающіе (перешкоджають обростання підводних частин судів і гідротехнічних споруд морськими мікроорганізмами), світловідбиваючі, що світяться (здатні до люмінесценції у видимій області спектра при опроміненні світлом або радіоактивним випромінюванням), термоіндикаторні (змінюють колір або яскравість світіння при певній температурі) , вогнезахисні, протишумні (звукоізолюючі). За зовнішнім виглядом (ступінь глянцю, хвилястість поверхностісті, наявність дефектів. Лакофарбові покриття прийнято підрозділяти на 7 класів. Для отримання лакофарбові покриття застосовують різноманітні лакофарбові матеріали (ЛФМ), що розрізняються по складу і хімічної природи пленкообразователя:
ЛФМ на основі термопластичних плівкоутворювачів (бітумні, ефіроцеллюлозние лаки);
ЛФМ на основі термореактивних плівкоутворювачів (поліефірні, поліуретанові лаки);
ЛФМ на основі олій (оліфи, масляні лаки, масляні фарби);
ЛФМ, модифіковані маслами (алкідні лаки).
Використовують лакофарбові покриття у всіх галузях народного господарства і в побуті. Більше 50% всіх ЛФМ витрачається в машинобудуванні (з них 20% - в автомобілебудуванні), 25% - у будівельній індустрії. У будівництві для отримання лакофарбові покриття (оздоблювальні) застосовують спрощені технології виготовлення та нанесення ЛФМ. Більшість лакофарбові покриття отримують нанесенням ЛФМ в кілька шарів (рис. 1). Товщина одношарових лакофарбових покриттів коливається в межах 3-30 мкм, багатошарових - до 300 мкм. Для отримання багатошарових, наприклад захисних, покриття наносять кілька шарів різнорідних ЛФМ (комплексні лакофарбові покриття), при цьому кожен шар виконує певну функцію: нижній шар - грунт - забезпечує адгезію комплексного покриття до підкладки, уповільнення електрохімічної корозії металу; проміжний - шпаклівка - вирівнювання поверхні ; верхні, покривні, шари (емалі, іноді для підвищення блиску останній шар - лак) надають декоративні та частково захисні властивості.
Малюнок 1. - Захисне лакофарбове покриття (у розрізі): 1-фосфатний шар; 2 - грунт; 3 - шпаклівка. 4 і 5 - шари емалі.
При отриманні прозорих покриттів лак наносять безпосередньо на поверхню, що захищається. Технологічний процес отримання комплексного лакофарбового покриття включає до декількох десятків операцій, пов'язаних з підготовкою поверхні, нанесенням ЛФМ, їх сушінням (затвердінням) і проміжної обробкою. Вибір технологічного процесу залежить від типу ЛФМ та умов експлуатації лакофарбового покриття, природи підкладки, форми і габаритів окрашиваемого об'єкта. Якість підготовки поверхні, що фарбується в значній мірі визначає адгезійну міцність лакофарбового покриття до підкладки і його довговічність. Підготовка металевих поверхонь полягає в їх очищенню ручним або механізованим інструментом, піскоструминної або дробеструйной обробкою або ін, а також хімічними способами. Останні включають:
1) знежирення поверхні;
2) травлення - видалення окалини, іржі та ін продуктів корозії з поверхні (зазвичай після її знежирення);
3) завдання конверсійних шарів (зміна природи поверхні; використовується при отриманні довговічних комплексних лакофарбових покриттів). До нього відносяться: фосфатування, яке полягає в утворенні на поверхні стали плівки нерозчинних у воді тризаміщені ортофосфатів; оксидування (найчастіше електрохімічним способом на аноді);
4) отримання металевих підшарів - цинкування або кадміювання (зазвичай електрохімічним способом на катоді).
Хімічні методи забезпечують високу якість підготовки поверхні, але пов'язані з останньою промивкою водою і гарячим сушінням поверхонь, а отже, з необхідністю очищення стічних вод.
2. Методи нанесення лакофарбових матеріалів
Методи нанесення рідких і порошкових ЛКМ різні.
Застосовується кілька способів нанесення рідких ЛКМ:
Ручний (пензлем, шпателем, валиком) - для фарбування великогабаритних виробів (будівельних споруд, деяких промислових конструкцій), виправлення дефектів. в побуті; використовуються ЛФМ природного сушіння.
Валковий - механізоване нанесення ЛФМ з допомогою системи валиків зазвичай на плоскі вироби (листовий і рулонний прокат, полімерні плівки, щитові елементи меблів, папір. Картон, металева фольга).
Занурення у ванну, заповнену ЛФМ. Традиційні (органоразбавляємиє) ЛФМ утримуються на поверхні після виймання виробу з ванни внаслідок змочування. У разі водорозбавляються ЛФМ зазвичай застосовують занурення з електро-, хемо-і термоосажденіем. У відповідності зі знаком заряду поверхні окрашиваемого вироби розрізняють ано-і катофоретіческое електроосадження - частки ЛФМ рухаються в результаті електрофорезу до виробу, який служить відповідно анодом або катодом. При катодному електроосадженні (не супроводжується окисленням металу. Як при осадженні на аноді) одержують лакофарбові покриття, що володіють підвищеною корозійною стійкістю. Застосування методу електроосадження дозволяє добре захистити від корозії гострі кути і кромки вироби, зварні шви, внутрішні порожнини, але завдати можна тільки один шар ЛФМ, оскільки перший шар, що є діелектриком. перешкоджає електроосадження другого. При хемоосажденіі використовують ЛФМ дисперсійного типу, містять окислювачі. При їх взаємодії з металевою підкладкою на ній створюється висока концентрація полівалентних іонів, зухвалих коагуляцію приповерхневих шарів ЛФМ. При термоосажденіі осад утворюється на нагрітої поверхні; в цьому випадку в воднодісперсионних ЛФМ вводять спец. добавку ПАР, що втрачає розчинність при нагріванні.
Струменевий обливши (налив) - забарвлює вироби проходять через «завісу» ЛФМ. Струменевий обливши застосовують для фарбування вузлів і деталей різних машин і устаткування, налив - для фарбування плоских виробів (листового металу, щитових елементів меблів, фанери). Методи облива і занурення застосовують для нанесення ЛФМ на вироби обтічної форми з гладкою поверхнею, пофарбовані в один колір з усіх сторін.
Розпилення:
а) пневматична - за допомогою ручних або автоматичних пістолетообразних фарборозпилювачів, ЛФМ з температурою від кімнатної до 40-85 ° С подається під тиском (200-600 кПа) очищеного повітря; метод потужний: забезпечує гарну якість лакофарбового покриття.
б) гідравлічне (безповітряний), що здійснюється під тиском, створюваним насосом (при 4-10 МПа у разі підігріву ЛФМ, при 10-25 МПа без підігріву);
в) аерозольне - з балончиків, заповнених ЛКМ і пропелентом. застосовують при фарбуванні автомашин, меблів та ін
Істотний недолік методів розпилення - великі втрати ЛФМ (у вигляді стійкого аерозолю, що буря у вентиляцію, через осідання на стінах фарбувальної камери і в гідрофільтри), що досягають 40% при пневморозпилення. З метою скорочення втрат (до 1-5%) використовують розпилювання в електростатичному полі високої напруги (50-140 кВ): частинки ЛФМ в результаті коронного розряду або контактного заряжения набувають заряд (звичайно негативний) і осідають на фарбується виробі, службовця електродом протилежного знаку . Цим методом наносять багатошарові лакофарбні покриття на метали і навіть неметали.
Методи нанесення порошкових ЛКМ:
насипання (насеіваніе);
напилення (з підігрівом підкладки і газополуменевим або плазмовим нагріванням порошку. або в електростатичному полі);
нанесення в псевдозрідженому шарі (вихровому, вібраційному).
Багато методів нанесення ЛФМ застосовують при фарбуванні виробів на конвеєрних потокових лініях, що дозволяє формувати лакофарбові покриття при підвищених температурах, а це забезпечує їх високі технічні властивості.
Отримують також градієнтні лакофарбові покриття шляхом одноразового нанесення ЛФМ, які містять суміші дисперсій, порошків або розчинів термодинамічно несумісних плівкоутворювачів. Останні мимовільно розшаровуються при випаровуванні загального розчинника або при нагріванні вище температур текучості плівкоутворювачів.
Сушіння (затвердіння) завданих ЛФМ здійснюють за 15-25 ° С (холодна, природна сушка) і при підвищених температурах (гаряча, «пічна» сушіння). Природна сушка можлива при використанні ЛФМ на основі бистровисихающіх термопластичних плівкоутворювачів або плівкоутворювачів, що мають ненасичені зв'язки в молекулах, для яких отверджувачами служать О 2 повітря або волога, а також при застосуванні двухупаковочних ЛФМ (затверджувач у них додається перед нанесенням). Сушіння ЛФМ в промисловості здійснюють звичайно при 80-160 ° С, порошкових і деяких спеціальних ЛФМ - при 160-320 ° С. У цих умовах прискорюється випаровування растворітсля (зазвичай висококиплячому) і відбувається термоотвержденіе реакційноздатних плівкоутворювачів, Для отримання лакофарбового покриття на основі ненасичених олігомерів використовують також затвердіння під дією ультра-фіолетового випромінювання, прискорених електронів (електронного пучка).
Проміжна обробка лакофарбового покриття:
1) шліфування абразивними шкурками нижніх шарів лакофарбового покриття для видалення сторонніх включень, додання матовості і поліпшення адгезії між шарами;
2) полірування верх, шару з використанням різних паст для додання лакофарбового покриття дзеркального блиску.
3. Властивості лакофарбних покриттів
Властивості покриттів визначаються складом ЛФМ (типом пленкообразователя, пігментом і ін), а також структурою покриттів. Найбільш важливі фізико-механічні характеристики лакофарбового покриття - адгезійна міцність до підкладки, твердість, міцність при вигині й ударі. Крім того, лакофарбові покриття оцінюються на вологонепроникність, атмосферостійкість, хімстійкість та інші захисні властивості, комплекс декоративних властивостей, наприклад прозорість чи покриваність (непрозорість), інтенсивність і чистота кольору, ступінь блиску. Укривістость досягається введенням в ЛКМ наповнювачів і пігментів. Останні можуть виконувати також і інші функції: фарбувати, підвищувати захисні властивості (протикорозійні) і надавати спеціальні властивості покриттів (електропровідність, теплоізоляційну здатність).
Адгезія (прилипання, тяжіння) - зчеплення поверхонь різнорідних тіл (підкладки і лакофарбові матеріали), визначається силою хімічної взаємодії молекул на поверхні розділу двох фаз. Адгезія є основоположним властивістю лакофарбових плівок, яке грунтовно впливає на показники практично всіх інших властивостей і визначає придатність використання даної фарби для конкретної підкладки. Ступінь адгезії залежить не тільки від міцності хімічних зв'язків, але і від кількості таких. Пористість або шорсткість поверхні збільшує адгезію, оскільки площа поверхні взаємодії фарби і підкладки в рази перевищує лінійну площа окрашиваемого предмета. Для визначення ступеня адгезії фарби на практиці використовують два методи: гратчастого надрізу (DIN 53151) і відриву (ISO 4624).
Твердість лакофарбового покриття - здатність плівки протистояти втискування або проникненню в неї твердого тіла. Важливий параметр практично для всіх видів фарб і лаків, для промислових матеріалів також дуже важливий такий параметр, як швидкість набору твердості, безпосередньо пов'язаний з готовністю вироби до експлуатації. Для вимірювання твердості використовуються три типи методів: стійкість до подряпин (ASTM D3363), за допомогою маятника (ISO 1522, ASTM D2134) і вдавлюванням (ASTM D1474), при цьому, кожен метод може бути реалізований декількома способами.
Еластичність - визначає здатність лакофарбової плівки приймати свою колишню форму після зняття деформуючого зусилля. Для лакофарбової плівки, це здатність слідувати за деформацією підкладки без відшаровування і розтріскування. Зміна лінійних розмірів підкладка можуть виникати в результаті зміни температури і відносної вологості навколишнього середовища. Для вимірювання еластичності найчастіше застосовують випробування на вигин. Існують також методи випробування еластичності на вдавлювання (ISO 1520) або проводять випробування на вільних плівках.
Зносостійкість або абразівостойкості - фізична властивість, що характеризує стійкість лакофарбового покриття до стирання, є одним з основних параметрів визначають довговічність плівки. Для визначення значення зносостійкості використовують різні абразивні середовища, швидкість дії і силу навантаження. Найпоширеніший спосіб - метод обертового диска (ISO 7784), коли абразивний диск з певною швидкістю, навантаженням і часом впливає на покриття.
Слід зазначити, що жоден з методів випробування не вимірює зазначені величини в чистому вигляді. Наприклад, вимірюючи твердість, можна отримати задовільні результати царапаньем і погані на маятнику, подібний приклад можна продемонструвати і для зносостійкості. Відбувається це тому, що на результати впливають всі зазначені властивості, а також кілька інших. Наприклад: когезія, сила зчеплення молекул усередині покриття, впливає на показники адгезії; пластичність, здатність покриття зберігати форму після зняття деформуючих сил, вносить серйозний внесок при вимірі еластичності. У той же час зносостійкість по природі своєї сукупність фізичних параметрів.
Більшість ЛФМ містять органічні розчинники, тому виробництво лакофарбового покриття є вибухо-і пожежонебезпечних зон. Крім того, застосовуються розчинники токсичні (ГДК 5-740 мг/м3). Після нанесення ЛФМ потрібно знешкодження розчинників,; при великих витратах ЛФМ та використанні дорогих розчинників доцільна їх утилізація - поглинання з пароповітряної суміші (вміст розчинників не менш 3-5 г/м3) рідким чи твердим (активоване вугілля, цеоліт) поглиначем з подальшою регенерацією. У цьому відношенні перевагу мають ЛФМ, що не містять органічних розчинників (водоемульсійні фарби, порошкові фарби), і ЛФМ з підвищеним вмістом твердих речовин. У той же час найкращими захисними властивостями (на одиницю товщини), як правило, володіють лакофарбові покриття з ЛФМ, використовуваних у вигляді розчинів.
Бездефектність лакофарбового покриття, поліпшення змочування підкладки, стійкість при зберіганні (запобігання осідання пігментів) емалей, водно-та органо-дисперсійних фарб досягається введенням в ЛФМ на стадії виготовлення або перед нанесенням функціональних добавок; наприклад, рецептура воднодісперсионних фарб зазвичай включає 5-7 таких добавок (диспергатори, стабілізатори, змочувачі, коалесценти, антівспенівателі та ін.)
Для контролю якості та довговічності лакофарбові покриття проводять їхній зовнішній огляд і визначають за допомогою приладів (на зразках) властивості - фізико-механічні (адгезія, еластичність, твердість і ін), декоративні та захисні (антикорозійні властивості, атмосферостійкість, водопоглинання).
Якість лакофарбові покриття оцінюють по окремих найбільш важливих характеристик (наприклад, атмосферостійкі лакофарбові покриття - за втратою блиску і меления) або за квалиметрической системі: лакофарбові покриття залежно від призначення характеризують певним набором n властивостей, значення яких x i (i / n) виражають у вигляді оцінок (безрозмірні відносить. величини) і представляють як комплексну характеристику (R):
де х i = (a i / a 6макс); х i 0 = (a хв / a 6) (a i, a 6мин і а 6мaкс - поточне, мінімальне і максимальне базові значення властивості);
k i, - вагомість i-го властивості (встановлюється для кожного типу лакофарбового покриття);
К - масштабний коефіцієнт.
Довговічність лакофарбового покриття залежить не тільки від вихідної величини R, але і від інтенсивності зовнішніх руйнуючих чинників (для атмосферостійких лакофарбових покриттів - сонячне випромінювання, вологість, середня температура і її перепади та ін.) Механізм руйнування покриттів істотно залежить також від природи пленкообразователя. каталітичної активності пігментів і ін Довговічність сучасних атмосферостійких лакофарбових покриттів (у помірному кліматі) становить 7-10 років, водостійких - 3-5 років, термостійкі витримують до 300 ° С (короткочасно - 600 ° С і більше).
Список літератури
1. Крилова І. А., Котлярський Л. Б., Стільці Т. Г. Електроосадження як метод одержання лакофарбових покриттів. - М.: Хімія, 1974. - 136 с.
2. Рейбман А. І. Захисні лакофарбові покриття. - 5-е вид., Перераб. і доп. - Л.: Хімія, 1982. - 320 с.
3. Довідник з протикорозійного лакофарбовим покриттям / В. П. Лебедєв, Р. Е. Калдма, В. Л. Авраменко. - X.: Прапор, 1988. - 231 с.
4. Чеботаревской В. В., Кондратов Е. К. Технологія лакофарбових покриттів в машинобудуванні. - М.: Машинобудування, 1978. - 295 с.
5. Яковлєв А. Д., Євстигнєєв В. Г., Гісін П. Г. Устаткування для одержання лакофарбових покриттів. - Л.: Хімія, 1982. - 192 с.
6. Яковлєв А. Д. Хімія і технологія лакофарбових покриттів. - Л.: Хімія, 1989. - 384 с.