Лако-красочные материалы — производство

Типичные методы испытаний и показатели качества представ­лены в табл. 9.4.

Ниже приводится краткое описание некоторых видов типовых испытаний.

Различные фирмы используют свои собственные методы испы­таний и делают упор на различные показатели качества. Эти ме­тоды применяются для испытания систем покрытий, нанесенных по полной схеме, либо, если необходимо, только для испытания грунтовок.

1. Степень отверждения (испытание для отверждае­мых материалов). 20 двойных протираний чистой белой тканью, смоченной метилизобутилкетоном (МИБК). «Выдерживает» озна­чает отсутствие смывания или нарушения пленки краски.

2. Адгезия: крестообразный надрез (на расстоянии 1,5 или 2,0 мм). Испытание образцов покрытий проводится методом над­реза до и после выдержки в воде (см. п. 9 ниже) в течение 120, 240 и 480 ч. «Выдерживает» означает отсутствие отслаивания или его наличие не более 5%.

3. Твердость («Такон», вдавливание на приборе Такона; твердометр Кнупа). Определение твердости по Такону представ­ляет общепринятый метод в автомобилестроении, особенно при испытании покровных слоев. Могут использоваться другие методы определения твердости: карандашный твердомер, роликовый нож, маятниковый прибор (Кениг, Персов и др.).

Стойкость к действию ударов к а м н я м и. Имеется множество приборов, но самым простым и эффективным являет-

Ся следующий метод: 100 штук гаек Витворта диаметром ‘/4 дюйма высыпают через трубку длиной 15 футов (457 см) и диаметром 2,5 дюйма (6 см) на окрашенную пластину, установленную под

Углом 45°. Результат оценивается по степени разрушения пленки краски. «Выдерживает» означает разрушение не более 5%.

Стойкость при ударе. Г руз 2 фунта (1 кг) сбрасывается с высоты 10 дюймов (25 см) и 20 дюймов (50 см) на окрашенную пластину (удар с обратной стороны). «Выдерживает» означает отсутствие разрушения пленки краски.

Кислотостойкость. Окрашенную пластину погружают на 96 ч при комнатной температуре в 0,1 н. серную кислоту. «Вы­держивает» означает, что покрытие сохранилось без изменений.

Щелочестойкость. Окрашенную пластину погружают на 240 ч при комнатной температуре в 0,1 н. раствор едкого натра. «Выдерживает» означает, что покрытие сохранилось без изме­нений.

Примечание: испытания по последним двум пунктам до­полняют испытания, приведенные в табл. 9.4.

Влагостойкость (длительное испытание). Пластины по­мещают в камеру (100% отн. влажн., 40 °С). «Выдерживает» озн-ачае! отсуте1 Бие~_поте’ртг адгезии, пузырей, изменения цвета после испытания не менее 96 ч.

Водостойкость при полном погружении (дли­тельное испытание). Пластины погружают в ванну с перемешивае­мой деминерализованной водой при 40 °С. «Выдерживает» озна­чает отсутствие потери адгезии, пузырей, изменения цвета после, минимум, 240 ч. В отдельных случаях наблюдение проводят че­рез 500 ч.

Камера солевого тумана АБТМ В117 (5% раствор соли при 35 °С). Испытываемые пластины помещают в камеру при описанных выше условиях. Перед испытанием на пластинах делают Х-образный надрез. Осмотр пластин проводится через 240, 480, 840 ч (свыше 240 ч обычно проводится испытание толь­ко для грунтовок, наносимых методом катодного электроосажде­ния) . «Выдерживает» означает появление коррозии не более, чем в 2 мм от надреза. Этот метод является главным испытанием для грунтовок и проводится либо только на загрунтованных пласти­нах, либо на пластинах, окрашенных по полной схеме.

Стойкость к коррозии при отслаивании по­крытия. Этот метод предназначен для воспроизведения условий коррозионного воздействия в местах отслаивания после испыта­ния падающими осколками камней и погружения в воду.

Вначале окрашенную по полной схеме пластину погружают в деминерализованную воду при 40 °С. Затем пластину подвергают испытанию падающими камнями и далее испытанию в солевой камере АБТМ В117. Кроме того, в дальнейшем может быть прове­дено испытание в атмосферных условиях. «Выдерживает» означа­ет отсутствие коррозии в месте отслаивания.

Испытания (на стенде) во Флориде (5° южной широты). Флорида — район, который подавляющее большинство

Автомобилестроителей предпочитает для стендовых испытаний автоэмалей. Он характеризуется высокой влажностью в сочетании с высокой интенсивностью ультрафиолетового излучения; это со­здает особенно жесткий режим для испытания отделочных слоев покрытий, стабильности цвета пигментов.

Хотя эти испытания можно рассматривать как хороший абсо­лютный метод определения качества покрытий, тем не менее всегда необходимо учитывать ряд факторов. Оценка стойкости покрытия часто зависит от времени года, когда начинается испытание, и от конкретных погодных условий в течение года. Другой источник погрешности при оценке качества, проявляющийся в форме обра­зования микропузырей, часто бывает связан с ростом грибов (пле­сени) в виде маленьких углублений и идущих от них нитей или полос. Следовательно, испытание обычно дает «относительные» результаты по отношению к известным стандартным показателям, включенным в какую-либо программу испытаний, что позволяет избежать ошибочной оценки результатов. «Выдерживает» подра­зумевает то, что указано в табл. 9.4.

Показателем качества служат хороший блеск и сохранность цвета, отсутствие разрушений после 2 лет (например, для алки — дов, термоотвержденных акрилатных эмалей и лаков). Системы покрытий, включающие основной и прозрачный слои, выдержи­вают испытания во Флориде до 5 лет.

Ускоренные испытания. При разработке рецептур но­вых красок необходимо уже на первых этапах работы иметь пред­ставление относительно атмосферостойкости покрытий, поэтому нет времени ждать 2—3 года для окончания испытаний на стенде во Флориде, чтобы получить эти сведения. В связи с этим были предприняты усилия для разработки методики ускоренных испы­таний защитных свойств покрытий.

Имеются различные аппараты, в которых покрытие подверга­ется совместному воздействию УФ-излучения, высокой влажности и температуры. Ни один из этих методов не позволяет предсказать результаты испытаний во Флориде, поскольку очень трудно искус­ственным путем воспроизвести спектр УФ-излучения, идентичный естественному солнечному освещению. Тем не менее, если покры­тие выдерживает в течение 2000 ч один или несколько циклов уско­ренных испытаний, это позволяет достаточно уверенно предска­зать стойкость покрытия в условиях Флориды.

Типичные аппараты поставляются фирмой «Atlas» (источ­ник УФ-излучения — лампы с угольной нитью или ксеноновые лампы), фирмой «Q-Panel» Со. (аппарат УФ-излучения с ксеноно — вой лампой QUV), Ксенотест (ксеноновая лампа). Испытания атмосферостойкости покрытий при повышенной солнечной радиа­ции проводятся на испытательной станции в Аризоне (циклы EMMA и EMMAQUA) путем концентрирования естественного солнечного света с помощью системы зеркал.

Перспективы дальнейшего развития технологии окраски авто­мобилей неразрывно связаны с вопросами экономики, энерго­затрат, с экологическими проблемами и требованиями потреби­телей. При этом основные усилия должны быть направлены на улучшение защитных свойств и внешнего вида. Существуют различные пути решения этих вопросов, каждый из которых имеет свои достоинства и недостатки; к сожалению, компромиссное решение, удовлетворяющее всем противоречивым требованиям, практически невозможно.

С точки зрения экологии был достигнут определенный про­гресс в отношении выбросов в атмосферу отработанного воздуха из печей. Как было сказано ранее, в настоящее время для этой цели разработаны механические, термические и химические ме­тоды очистки, к которым относится сжигание газов, применение скрубберов — и_ф44льт4>ов-£—актвнров-а±шьш угле-м.

Однако, все еще остается огромное количество загрязненного растворителями воздуха, выделяющегося из окрасочных камер, и потому требуется большой расход энергии при окраске (на прак­тике 50% эйергии, потребляемой в окрасочной камере, расходу­ется только на перемещение и нагревание воды и воздуха). Во­прос о снижении температуры при отверждении покрытий также представляет собой проблему, заслуживающую серьезного внима­ния. Особое значение эта проблема приобретает в связи с увели­чением объема применения пластмасс в автомобилестроении.

В экономическом аспекте продолжается рост стоимости орга­нических растворителей одновременно с ростом цен на раститель­ные масла. Если принять во внимание, что краски, наносимые распылением, имеют сухой остаток около 12%, то, несмотря на многие достоинства этих материалов, их применение становится неприемлемым не только по экологическим, но и по экономическим соображениям.

Существуют три направления разработки новых материалов с пониженным содержанием растворителей, либо не содержащих растворителей: покрытия с высоким содержанием сухого остатка, порошковые покрытия и водоразбавляемые материалы. Ниже приводится обсуждение этих направлений.