Лако-красочные материалы — производство

Основы химических процессов. Высыхание акрилатных лаков, также как и любых лаков вообще, происходит за счет испарения растворителя. Основой акрилатных лаков чаще всего является твердый пластифицированный полиметилметакрилат. В качестве пластификаторов обычно применяют бутилбензилфталат, а также полимерные фталаты линейной структуры, представляющие собой производные жирных кислот кокосового масла. Поверх­ностная пластификация приводит к улучшению ряда свойств: повышается стойкость к растрескиванию, улучшается адгезия к нижележащим слоям, повышается эластичность, снижается склонность к удержанию растворителя.

В основном акрилатные полимеры, применяемые для данного вида отделочных материалов, имеют среднюю молекулярную массу приблизительно 90 тыс. Покрытия на основе этих полиме­ров обладают превосходным блеском, длительно сохраняю­щимся при эксплуатации в атмосферных условиях. Композиции на основе полимеров со средней молекулярной массой свыше 105 тыс. и сухим остатком, соответствующим обычным промыш­ленным материалам, при нанесении распылением склонны к обра­зованию паутины или длинных нитей. Низкомолекулярные полимеры образуют пленки с неудовлетворительными эксплуа­тационными свойствами и низкой долговечностью. Кроме того, сохранность блеска покрытия при повышении молекулярной массы свыше 105 тыс. увеличивается очень незначительно, так как при повышении молекулярной массы необходимо разбав­лять материалы для обеспечения возможности его нанесения методом распыления и, соответственно, снижать сухой остаток. Смеси растворителей для лаков представляют собой сложные композиции и относительно дороги, состав растворителей под­бирается таким образом, чтобы обеспечить необходимую вяз­кость, скорость испарения растворителя и хороший розлив. Чтобы снизить до минимума содержание в пленке остаточного растворителя, необходимо использовать растворители, не содер­жащие высококипящих фракций, и строго контролировать тем­пературу испарения растворителя, уходящего из пленки в послед­нюю очередь. Применение пластификаторов способствует более полному испарению растворителя, поскольку пленка сохраняется в «жидком» состоянии более продолжительное время. Это позво­ляет также снизить усадочные напряжения, возникающие при высыхании или отверждении пленки (особенно в акрилатных лаках).

Хотя акрилатные лаки обычно высыхают на воздухе, на прак­тике процесс сушки может быть ускорен нагреванием в течение 30 мин при температуре 90 °С. Для достижения необходимого блеска в этом случае требуется шлифование поверхности, кото­рое производится по схеме: сушка — шлифование — сушка.

В этом случае не до конца высушенная пленка (15 мин при 82 °С) шлифуется и затем досушивается (20 мин при 154 °С), в РезуЛьтате чего получается бездефектная, .блестящая пленка.

Общие характеристики. Для термопластичных акрилатных материалов характерны: очень хорошая долговечность, как в слу­чае покрытий насыщенных цветов, так и покрытий с металли­ческим оттенком; стабильность и воспроизводимость процесса производства; хорошая полируемость и ремонтоспособность; ярко выраженный металлический эффект; низкий сухой остаток (15—20%) и связанная с этим необходимость нанесения мно^ гослойного покрытия; необходимость применения больших коли­честв дорогих растворителей; высокая стоимость сырья; необхо­димость нанесения — специального подслоя под покрытие.

Рекомендуется ступенчатый процесс обработки: сушка в тече­ние 15 мин при 82 °С, шлифование и затем окончательная сушка в течение 20 мин при 154°С (температура нагрева металла);

Отделочные покрытия на основе акрилатных лаков широко используются во всем мире, в том числе фирмой Дженерал Моторе, а также производителями престижных автомобилей типа «Ягуар». Высокое качество внешней отделки, особенно в случае покрытий с металлическим оттенком, стабильные тех­нологические характеристики (полируемость, легкость ремонта) остигаются только при строгом контроле производственного процесса. Покрытия с металлическим оттенком отличаются пре­восходным внешним видом, для их получения используют мате­риалы с низким сухим остатком и высокой вязкостью на основе высокомолекулярных акриловых полимеров. Проявление метал­лического эффекта обусловлено быстрым «схватыванием» пленки, полным испарением растворителя и малой толщиной пленки, эграничивающей геометрическую переориентацию и всплывание алюминиевых чешуек.

Акрилатные лаки имеют ряд недостатков, которые сводятся к следующему:

А) Низкий сухой остаток вызывает необходимость нанесения четырехслойного покрытия для достижения требуемой толщины пленки (55—60 мкм) и при этом сушку покрытия требуется проводить по ступенчатому режиму. Нанесение многослойного покрытия усложняет и удлиняет процесс, что сказывается на его стоимости.

Б) Внешний вид покрытия, высушенного для ускорения даже при сравнительно низких температурах (80—90°С), неудовлет­ворительный, что связано с необходимостью дополнительного полирования.

В) Высокая стоимость сырья, особенно растворителей.

Г) Недостаточная межслойная адгезия, обусловленная видом применяемого подслоя (обычно эпоксиэфирное покрытие с высо­ким ОКП, равным 55%).

От качества подслоя во многом зависит внешний вид покрыв­ного материала. Для повышения адгезии наносится специаль­ный промежуточный слой, что еще больше увеличивает стои­мость окраски.