Лако-красочные материалы — производство

Покрытия формируются из разных по хим природе лакокрасочных материалов, базу которых составляют полимерные пленки (пленкообразователь), пигменты, включающие наполнители, преобразующие добавки и другие ингредиенты. Пленка — это состояние вещества в виде сплошного узкого слоя. Пленки могут быть свободными либо адгезированными.

Лакокрасочные покрытия (ЛКП)- пленки, связанные с жесткой поверхностью (субстратом) адгезионными силами, при этом эта связь создается в процессе формирования пленки шириной 10-300 мкм из водянистых либо порошковых лаков и красок, удельная поверхность которых составляет 10-1000 см2/см3.

Лакокрасочные покрытия имеют две поверхности контакта: одну с наружной средой (газообразной либо водянистой), другую — с жестким телом (подложкой). В покрытиях, приобретенных из смесей либо расплавов пленкообразователей, можно выделить три слоя с непрерывными границами:

1. верхний («воздушный»);
2. промежный (средний);
3. нижний (адгезионный либо «зеркальный»).

Верхний слой, соприкасающийся с воздухом при формировании пленки, подвержен его воздействию в большей степени: степень окислительной деструкции и нередко другие виды хим перевоплощений с ролью кислорода и воды воздуха более значительны в нем, так как проникновение кислорода и воды в средний и нижний (адгезионный) слой (беспористые подложки) значительно замедляется.

Нередко подложка оказывает влияние на протекание как хим реакций при формировании покрытий, катализируя либо ингибируя их, что в особенности проявляется при больших температурах, так и на физические процессы в адгезионном слое: усадку, стеклование, ориентационные эффекты и др., сказываясь на структуре пленок. В адгезионном слое макромолекулы пленкообразователя подвергаются плоскостной ориентации и формируется наименее совершенная структура, чем в массе пленки. По мере удаления от подложки степень ориентации и анизотропия пленок падают, а степень надмолекулярной ориентации полимера растет. Структурная неоднородность в особенности существенна у покрытий, приобретенных из кристаллических полимеров. Это разъясняется тем, что из-за огромного количества центров кристаллизации и малой подвижности макромолекул полимера, обусловленной фиксирующим действием жесткой поверхности, появляются затруднения при кристаллизации в адгезионном слое, чего не происходит в промежном и верхних слоях: в их степень кристалличности выше, чем в адгезионном слое.

Схожая корреляция наблюдается и для сферолитной кристаллизации: на среднюю часть пленки приходятся наибольшие по объему сферолиты. По мере приближения к подложке и в верхний (воздушный) слой они вырождаются либо получают другие морфологические формы.

Структурные особенности отдельных слоев сказываются на их свойствах. К примеру, нижний слой пленок, создаваемых из смесей бесформенных полимеров, обладает завышенной сорбционной способностью и, обычно, более низкой твердостью, чем промежные слои. Нередко наблюдается его наименьшая плотность, но более высочайшая температура стеклования, чем в объеме, обусловленная ограниченной подвижностью макромолекул пленкообразователя.

Большая часть покрытий — это многокомпонентные системы и неоднородность по толщине (не изредка в объеме) может появляться в итоге микро- и макрорасслоения пленкообразователей, выпотевания либо кристаллизации пластификаторов, всплывания либо оседания пигментов при пленкообразовании, избирательной адсорбции компонент на поверхности подложки.

Образование послойно-неоднородной структуры покрытий может быть обосновано и самой рецептурой лакокрасочного материала, а именно при использовании консистенций взаимонесовместимых пленкообразователей.

Необходимо подчеркнуть, что неоднородность состава, структуры, анизотропию параметров, соответствующие для лакокрасочных покрытий, не всегда необходимо рассматривать, как отрицательные явления. В этом может быть и положительная сторона, в особенности при формировании мультислойных покрытий.

Процесс получения покрытий на подложке сопровождается усадкой, что при отсутствии полной релаксации, обуславливает появление остаточных напряжений (узкий слой акварельной краски на бумаге при высыхании закручивает ее на себя), другими словами большая часть лакокрасочных покрытий, в особенности на базе жесткоцепных бесформенных либо кристаллических полимеров — это напряженные системы. Даже самые тонкие лакокрасочные покрытия отличаются от жидкостных либо газовых адсорбционных слоев тем, что последние есть только при наличии поверхности адсорбента, в то время как лакокрасочные пленки в итоге определенной когезионной прочности могут сохраняться и вне ее. Все эти особенности покрытий нужно учесть при их получении и эксплуатации.

Систематизация лакокрасочных покрытий осуществляется по хим и эксплуатационному признакам. Так, в базе хим систематизации заложена природа пленкообразователя, из которого сделано покрытие (эпоксидные, полиакрилатные, масляные и т. д.). Систематизация покрытий по эксплуатационному признаку (по предназначению) не дает представления о природе материала пленки, но для потребителей она принципиальна, потому что ориентирует на области практического внедрения того либо другого покрытия (к примеру, атмосферо-, термо-, свето-, химически стойкие и т.д.).

Существует и структурная систематизация А. Я. Дринберга, согласно которой все лакокрасочные покрытия разделяются на 2 группы: превращаемые и непревращаемые в трехмерное состояние. Хотя она и наименее всераспространена, по ней можно судить о механизме формирования покрытий (получены ли они в итоге хим перевоплощений либо без их), также о неких свойствах этих покрытий (растворимость, термопластичность и др.).

По строению лакокрасочные покрытия систематизируют на одно- и мультислойные; последние — на однородные и разнородные. Для мультислойных разнородных покрытий принято соответственное заглавие слоев. 1-ый, контактирующий с подложкой — грунтовочный либо грунт, потом следуют промежные слои и верхнее покрытие.

Различают также комбинированные покрытия. Их изготовляют сочетанием лакокрасочных покрытий с другими видами — металлическими, термодиффузионными, фосфатными, оксидными и др.

Систематизация ЛКП по внешнему облику. Внешний облик поверхности покрытия характеризуется цветом, фактурой, качеством выполнения покрытия — наличием либо отсутствием изъянов.

Определения главных изъянов.

Шагрень — углубления, напоминающие специально выделанную кожу.

Потеки — утолщения на окрашиваемой поверхности, образовавшиеся при стекании ЛКМ и сохранившиеся после сушки.

Волнистость — повторяющиеся выпуклости.

Сморщивание — складки в виде постоянных неровностей.

Кратеры — макроскопические круглые углубления.

Оспины — углубления, не доходящие до окрашиваемой поверхности.

Поры — макроскопические круглые сквозные отверстия.

Опасности — следы царапин от абразивной обработки окрашиваемой поверхности.

Включения — посторонние частички.

Разнооттеночность — пятна разных цветов.

Неоднородность рисунка — нарушение формы и размеров частей рисунка.

По фактуре покрытия делятся на гладкие и рельефные. Гладкие, в свою очередь, разделяются на однотонные и рисунчатые, а рельефные – на лидаровые и шагреневые.

Фактура покрытия – это наружное строение поверхности покрытия. Степень блеска покрытий для разных фактур по блескометру ФБ-2 (%) составляет:

Гладкие:

—                глянцевые – >59;

—                глянцевые, в том числе с лессирующим эффектом – 59-50;

—                полуглянцевые – 49-37;

—                полуматовые – 36-20;

—                матовые – 19-4;

—                глубокоматовые – ?3.

Рисунчатые:

—                глянцевые – 59-39;

—                полуглянцевые – 38-24.

Рельефные:

—                муаровые;

—                полуматовые;

—                матовые.

Шагреневые:

—         полуглянцевые – 12-8.

Качество выполнения покрытия характеризуется последующими показателями:

—         наличие на покрытии сторонних включений, их допустимое количество и размеры;

—  наличие других изъянов, приобретенных в процессе окрашивания (шагрени, рисок, штрихов, потеков, разнооттеночности, волнистости, неоднородности рисунка).

Разные уровни обозначенных изъянов и их сочетание предназначают разный внешний облик покрытий и необходимость их разделения на разные классы.

В согласовании с ГОСТ 9.032-74 по качеству выполнения покрытия делятся на 7 классов.

К классу I относятся покрытия гладкие однотонные: глянцевые, глянцевые и матовые. Для класса II используются покрытия всех фактур с различной степенью блеска. Для классов III-IV не рекомендуются глянцевые покрытия.

Для V-VII классов, не считая глянцевых не рекомендуются также и гладкие однотонные глянцевые, потому что экономически нецелесообразно использовать высокодекоративные покрытия для пониженных и низких классов, в то же время на таких покрытиях недостатки более приметны.

Исключительно в технологически обоснованных случаях глянцевые покрытия используются для III-IV классов, гладкие однотонные глянцевые для V-VII классов. При всем этом нормы для глянцевых покрытий III-IV классов должны соответствовать нормам для глянцевых покрытий, а глянцевые V-VII классов – для полуглянцевых.

Для I класса недостатки на покрытиях не допускаются, кроме включений для матовых покрытий, потому что включения на матовых покрытиях наименее приметны. Допускается менее 4 включений на 1 м2 размером менее 0,2 мм с расстоянием меж включениями более 100 мм.

На покрытиях II класса допускаются малозначительная шагрень, также отдельные штришки и опасности. На гладких однотонных глянцевых, глянцевых, полуглянцевых, полуматовых покрытиях допускаются включения в количестве менее 4 шт/м2, на гладких однотонных матовых и глубокоматовых, молотковых, муаровых и шагреневых покрытиях – менее 8 шт/м2. Размер включений на всех покрытиях не должен превосходить 0,5 мм, расстояния меж включениями должно составлять более 100 мм.

На покрытиях III класса допускаются малозначительная шагрень, отдельные штришки и опасности, волнистость менее 1,5 мм. На гладких однотонных глянцевых покрытиях допускаются включения в количестве менее 10 шт/м2, на гладких однотонных полуматовых и матовых покрытиях – менее 15 шт/м2, на гладких однотонных матовых и глубокоматовых, молотковых, муаровых и шагреневых покрытиях менее 25 шт/м2. Размер включений для всех покрытий должен быть менее 0,5 мм, расстояния меж включениями для гладких однотонных глянцевых, полуглянцевых, полуматовых покрытий должно быть более 50 мм, для гладких однотонных матовых и глубокоматовых, молотковых, муаровых, шагреневых – более 30 мм.

На покрытиях IV класса допускаются шагрень без ограничений величины, отдельные штришки и опасности, волнистость менее 2 мм. На гладких однотонных глянцевых, полуглянцевых, полуматовых покрытиях допускаются включения в количестве менее 1 шт/дм2, на гладких однотонных матовых и глубокоматовых, молотковых, муаровых и шагреневых покрытиях – менее 2 шт/дм2. Размер включений для всех покрытий должен быть менее 1мм, расстояния меж включениями – более 10 мм.

На покрытиях V класса допускаются шагрень, отдельные потеки, штришки, опасности, волнистость величиной менее 2,5 мм. На всех покрытиях допускаются включения в количестве менее 4 шт/дм2 размером менее 2 мм для гладких однотонных полуглянцевых, полуматовых матовых и глубокоматовых покрытий и менее 3 мм для молотковых, муаровых и шагреневых покрытий.

На покрытиях VI класса допускаются шагрень, отдельные потеки, штришки, опасности, волнистость величиной менее 2,5 мм, разнооттеночность, неоднородность рисунка. На всех покрытиях допускаются включения в количестве менее 8 шт/дм2 размером менее 3 мм.

Для VII класса недостатки на покрытиях не нормируются. В каждом классе допускается другое количество включений, если их суммарная протяженность (суммарный размер) и размер каждого включения не превосходит приведенных требований.