Лако-красочные материалы — производство

Наиболее простая лакокрасочная композиция, состоящая из пигмента, диспергированного в связующем, и жидкой фазы (растворителя или нерастворителя), на практике имеет легко обнаруживаемые недостатки. Они проявляются в ограничениях химического и физического характера и должны быть устранены или, по крайней мере, сведены до минимума прежде, чем лако­красочный материал будет поставлен потребителю.

Некоторые из главных недостатков, о которых следует упомя­нуть,— это оседание пигмента и образование пленки на поверх­ности жидкого лакокрасочного материала в таре; аэрация и со­хранение пузырьков при нанесении; образование «кратеров» на покрытии, натеков и сморщивания лакокрасочной пленки; всплы­вание пигмента и изменение цвета покрытия. Эти недостатки охватывают лишь небольшое число из возможных. Видимо, целе­сообразно здесь кратко описать явления кратерообразования, сморщивания, образования натеков, всплывания пигментов и из­менения цвета. Более детально они рассмотрены в гл. 4, в которой описаны некоторые наиболее распространенные типы добавок в краски.

«Кратерообразование» — появление маленьких, круглых уг­лублений на поверхности пленки.

«Сморщивание» — образование морщинистой поверхности пленки, которая высыхает за счет окисления.

«Образование натеков» — образование неровного покрытия в результате избыточного стекания краски на вертикальной по­верхности.

«Расслаивание» — термин, используемый для описания раз­личий в цвете, которые могут появляться в лакокрасочной пленке из-за спонтанного разделения компонентов пигментной части после нанесения.

«Кистевая аномалия» — изменение цвета пленки вследствие всплывания пигмента после нанесения.

Чтобы избежать этих недостатков, необходимо понять при­чину их появления и найти способы преодоления. В некоторых случаях эти недостатки могут быть устранены небольшими из­менениями в рецептуре. Например, сморщивание обусловлено дисбалансом между скоростями реакций окислительного сшива­ния в поверхностном слое и внутри пленки. Положительный эф­фект достигается изменением состава сиккатива, в частности введением в него активного сиккатива, содержащего способствую­щий окислению переходный металл, такой как кобальт, и «пря­мого» сиккатива, например свинцового и циркониевого, который увеличивает скорость сшивания, но не катализирует окислитель­ный процесс. В других случаях простым изменением рецептуры невозможно устранить недостатки. Поэтому были разработаны специальные добавки. В настоящее время существует большое разнообразие добавок для большинства красок — нротивоосади — тельные, предохраняющие от образования поверхностной пленки при храпении и т. п.

Проблемы изменения цвета из-за всплывания и разделения пигментов связаны с коллоидной устойчивостью пигментных дис­персий и могут быть обусловлены рядом причин. Сепарация пиг­ментов, проявляемая во всплывании, происходит в результате различий в размерах частиц составного пигмента и может быть преодолена совместной флокуляцией этих пигментов в данной системе. Другой метод стабилизации системы может заключать­ся во введении небольшого количества очень тонкодисперсного наполнителя, такого как оксид алюминия, с поверхностным за­рядом частиц* противоположным мелким частичкам пигмента, чтобы обеспечить совместную флокуляцию с последними.

Появление проблемы изменения цвета вследствие «кистевой аномалии» указывает на флокуляцию, протекающую по мере высыхания пленки. Под влиянием усилия сдвига, когда кистью проводят по краске, пигмент редиспергируется и оттенок краски становится бледнее. Это обусловлено увеличением вторичного рассеяния падающего света из-за дефлокуляции белого пигмента.

Образование кратеров и натеков обусловлено другими аспек­тами, связанными с химией поверхности и реологией. В первом случае эффект вызывается локальным изменением поверхност­ного натяжения пленки. В предельных случаях это может при­вести к неполному смачиванию подложки, часто называемому термином «сморщивание». Образование натеков, с другой сто­роны, связано с объемными свойствами пленки, на которые мо­жет влиять коллоидная стабильность композиции. Идеальные, коллоидно устойчивые дисперсии склонны проявлять ньютонов­ское поведение, т. е. их вязкость не зависит от скорости сдвига. Это значит, что на вертикальной поверхности ньютоновская жид­кость с соответствующей вязкостью, требуемой для нанесения кистью (примерно 0,5 Па-с), будет обладать чрезмерной теку­честью, если только вязкость не возрастет быстро в результате испарения растворителя. Напротив, при составлении композиций может возникнуть необходимость обеспечения не ньютоновского поведения, когда при малых усилиях сдвига вязкость материала очень высока. Таким образом, можно избежать образования на­теков, используя любой из этих эффектов или их комбинацию.