В процессе использования лакокрасочные покрытия испытывают механические воздействия, обусловленные:
- приложением наружной нагрузки (вибрация, неоднократный извив, растягивающие напряжения и т. д.;
- наличием внутренних (остаточных) напряжений в покрытии;
- протеканием физических и хим процессов в пленке (кристаллизация, деструкция и структурирование, улетучивание пластификаторов и др.).
Механическая крепкость — это сопротивление механическим воздействиям, которые могут вызывать деформацию — изменение формы либо разрушение покрытия. Разрушение — возникновение микротрещин — относят к микроразрушению, а нарушение целостности — к макроразрушению.
Прочностные и деформационные характеристики покрытий оценивают модулем упругости, прочностью при растяжении, твердостью, эластичностью, стойкостью к истиранию и т. д.
Главное требование к морозоустойчивым покрытиям я отсутствие хрупкости, другими словами сохранение требуемых механических параметров при низких температурах. Аспект морозостойкости полимерных материалов я температура хрупкости Тхр. Она определяется графически методом построения зависимости sвын. эл.= f(Т).(s-прочность)
С снижением температуры sвын. эл застеклованных полимеров возрастает, но до определенного предела, потом наступает хрупкое состояние материала, которое характеризуется более пологой прямой зависимости sхр = f(Т). Точка перегиба А, при которой достигается равенство пределов вынужденно-эластической деформации и хрупкой прочности (sвын. эл = sхр), отвечает Тхр материала. Ниже этой температуры пленка не выдерживает огромных деформаций и хрупко разрушается при приложении нагрузки. Потому Тхр — это нижняя граница температурной области эксплуатации покрытий. Верхняя граница температурной области эксплуатации зависимо от эксплуатационных требований к покрытию определяется Тс, Тпл либо пореже температурами текучести, разложения, утраты прочности материала. Чем больше разность меж этими температурами и Тхр, тем обширнее интервал рабочих температур покрытия DТ.
Значения Тхр и DТ для ряда полимерных пленкообразователей приведены ниже:
Исп-мый материал Тхр,°С DТ, °С
Фторопласт -170 430
Полиэтилен — 70 190
Полипропилен — 15 180
Поливинилхлорид — 10 90
Поливинилацетат — 5 33
Полистирол 90 10
О морозостойкости покрытий судят по их возможности выдерживать без растрескивания резкое остывание до температур -60 ? -180°С, неоднократные циклы остывания и нагревания в границах -60 ? +30°С либо противостоять в охлажденном состоянии без разрушения ударным воздействиям.
Морозостойкость покрытий находится в зависимости от их толщины (увеличиваясь с уменьшением толщины), критерий подготовки поверхности материала подложки. Неморозостойкие покрытия самопроизвольно растрескиваются под воздействием внутренних напряжений. При низких температурах понижаются механические характеристики (ударная крепкость, упругость при извиве, адгезия) фактически всех покрытий.
Материалы и покрытия выбирают для эксплуатации в критериях прохладного климата в согласовании с ГОСТ 9.404-81.ЕС3КС. В атмосферных критериях используют всеохватывающие покрытия из грунтовок В-ФЛ-093, ВЛ-02 с дюралевой пудрой, ЭП-0156, ГФ-017, ХС-010 и эмалей МЛ-1110, МЛ-197, АС-182, ПФ-188, ХВ-16, ХВ-124. Для защиты металлов от воздействия сжиженных газов (температура до -200°С) используют покрытия на базе акрилатной эмали АС-730 и поливинилбутиральных грунтовок ВЛ-02, ВЛ-08 шириной 50-60 мкм. Перед нанесением покрытий из лакокрасочных материалов во всех случаях полезна дробеструйная обработка поверхности.