Файл: Цуркан И.Г. Смазочные и защитные материалы учебник.pdf

При отрыве пленки от поверхности как первая, так и вторая ока­ зываются наэлектризованными противоположными зарядами. Электро­ статические явления играют большую роль в случае покрытий металла химически инертными пленкообразователями, например непревра­ щающимися линейными полимерами; наоборот, в случае химически активных пленкообразователей, превращаемых при высыхании и хи­ мически взаимодействующих с поверхностью металла, роль этих яв­ лений невелика.

В технологии покрытий основное значение имеют пленки, адгезия которых к металлу выше когезии внутри пленки. Будучи нанесены на поверхность в относительно низкомолекулярном состоянии, они в по­ граничном с металлом слое легко ориентируются и сорбируются на поверхности металла или вступают с ним в химическое взаимодействие, обеспечивая отличную адгезию. Если этот процесс сопровождается дальнейшей полимеризацией пленкообразователя (в пленке), и осо-. бенно его переходом в трехмерный полимер, то достигается высокая адгезия и прочность пленки (когезия). Это и наблюдается, например, при применении растительных масел, феноло-альдегидных резольных смол, при горячей вулканизации каучука на поверхности металла и т. д.

Адсорбционные силы адгезии имеют также существенное значение при окраске пластиката, линолеума, павинола и других твердых по­ лимерных материалов, а также резины.

Сцепление пленок, состоящих из разных полимеров, может также происходить за счет их взаимной диффузии.

Гл а в а IX. СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ

ИЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ СВОЙСТВА

ПРОМЫШЛЕННЫХ ЛАКОКРАСОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ

1.Олифы и масляные краски

Ол и ф о й называются растительные масла, подвергнутые нагре­ ванию с добавлением сиккатива и растворителей или без них.

Натуральные олифы получают из льняного или конопляного

масла. Среди них различают полимеризованную олифу, получаемую путем нагревания масла при температуре 275—280° С в среде инерт­ ного газа без доступа воздуха с введением сиккативов, и окислен­ ную — продукт продувки масла воздухом при 150— 160° С с сиккати­ вами. Олифы оксоль с содержанием 50—55% растительных масел полу­ чают из льняного, подсолнечного, соевого или рыжикового масел при нагревании их от ПО до 160° С с продувкой воздухом и добавле­ нием сиккативов и до 50% растворителя (уайт-спирита). Олифа оксольсмесь получается из смеси льняного или конопляного масла с подсол­ нечным маслом при нагревании до 150— 160°С с добавлением сик­ кативов и с тем же растворителем. Касторовая олифа получается из

115

дегидратированного касторового масла при нагревании до 280° С в присутствии катализатора с добавлением сиккативов и с тем же раст­ ворителем.

Покрытия на олифах оксоль по сравнению с покрытиями на нату­ ральной олифе обладают несколько большёй твердостью и скоростью высыхания, более высоким глянцем. Покрытия из красок на этих оли­ фах обладают хрупкостью и меньшим сроком службы, особенно на олифах с полувысыхающими маслами, чем покрытия из красок на натуральных олифах.

Олифы оксоль и оксоль-смесь позволяют экономить до 50% пищевых растительных масел по сравнению с натуральными олифами. Еще более значительная экономия, пищевых растительных масел получается при применении глифталевых и пентафталевых олиф, содержащих лишь 25—30% масла. Эти олифы содержат алкидные смолы — продук­ ты реакции между фталевой кислотой (ее ангидридом) и глицерином (глифталевые смолы) или пентаэритритом (пентафталевые).

Глифталевые и пентафталевые олифы обладают лучшими эксплуа­ тационными свойствами и обеспечивают большую долговечность пок­ рытий, чем другие олифы. Глифталевая олифа на основе полувысыхающих масел обеспечивает более длительный срок службы покрытий по сравнению с глифталевой олифой на основе льняного масла. Глянец и адгезия пленок глифталевых и пентафталевых олиф и красок на их ос­ нове выше по сравнению с этими свойствами других олиф и красок. Время высыхания быстровысыхающих олиф составляет 2—4 ч в нор­ мальных условиях (при 20° С, рассеянном свете и относительной влаж­ ности воздуха 60—70%) вместо 24 чдля всех остальных олиф и красок. Такое быстрое высыхание олиф достигается благодаря введению в них в качестве сиккативов нафтеновых солей железа и органического ак­ тиватора (фуроина).

М а с л я н ы е и а л к и д н ы е к р а с к и. На олифах или рас­ тительных маслах готовят густотертые или готовые к употреблению масляные и алкидные краски путем введения в них различных пиг­ ментов и наполнителей. Все краски в зависимости от типа пленкообра­ зующего вещества, пигментов и наполнителей выпускаются под со­ ответствующими марками. Их свойства и состав приведены в табл. 11.

2. Лакокрасочные материалы на основе природных смол

Лакокрасочные материалы на основе природных смол успешно применяют в вагонном хозяйстве для защиты металлических и дере­ вянных изделий от разрушения. Светлые и бесцветные смоляные лаки получают из смол растительного происхождения (канифоли, копалов — ископаемых смол) или эфиров (продукты реакции глицери­ на или пентаэритрита с канифолью) и аддуктов канифоли (продукты реакции малеиновой кислоты с канифолью).

Черные смоляные лаки получают на основе естественных асфальтоЕ и битумов или продуктов переработки нефти (нефтяные битумы) и

116

кокса (пеки). Эти лаки обладают низким качеством и поэтому имеют ограниченное применение. Например, каменноугольный лак сорта «морской» и сорта А используют только для противокоррозионной защиты подземных сооружений, опор, труб, а сорт Б, являющийся менее качественным, — для пропитки шпал. Битумные лаки № 35, 350 и 67, кроме того, токсичны и их разрешено применять временно.

Широкое использование имеют масляно-смоляные лаки. В зависи­ мости от соотношения смолы и растительного масла они образуют покрытия, обладающие различными физико-химическими и защитны­ ми свойствами. Различают тощие, средние и жирные лаки.

Тощие лаки содержат растительного масла в 2—5 раза меньше, чем смол. Наличие большого количества смол приводит к тому, что лаки при нанесении на поверхность высыхают за 3—6 ч в такой мере, что пыль не прилипает к ним, а за 6—24 ч полностью. Образуемые то­ щими лаками покрытия отличаются высокой твердостью, блеском и хорошо шлифуются. Однако из-за их чувствительности к резким коле­ баниям температуры и низкой устойчивости к атмосферным воздейст­ виям такие лаки применяют для отделки деревянных и металлических деталей внутри вагонов, а также изделий, эксплуатирующихся внутри помещений или находящихся на складском хранении. К ним относятся лаки 7с, 7т (индекс «с» означает светлые, индекс «т» — темные).

Средние лаки содержат масла в 1,5—2 раза больше, чем смол, и поэтому сохнут дольше, чем тощие лаки: от пыли 6— 12 ч и полностью за 24—36 ч. Так же как и тощие масляно-смоляные лаки, они образуют твердые, стойкие к истиранию, хорошо шлифующиеся, но недостаточно атмосферостойкие покрытия. Поэтому их применяют при декоратив­ ной отделке деревянных поверхностей, эксплуатирующихся внутри вагонов и подвергающихся механическим воздействиям. Кроме того, средние масляно-смоляные лаки используют для внутренних работ в ка­ честве покровного слоя по масляным краскам для придания лучшего декоративного вида. К такого типа лакам относятся наиболее широко применяемые в вагонном хозяйстве масляно-смоляные лаки на основе продуктов переработки канифоли марок 4с, 4т, 74, 92-а.

Жирные лаки содержат растительного масла в 2—5 раз больше, чем смол, и поэтому сохнут очень медленно: от пыли за 12 чи полностью за 48—72 ч. В отличие от средних и тощих лаков они образуют эластич­ ные покрытия, стойкие к атмосферным воздействиям, но мягкие (твердость по маятниковому прибору не более 0,18). Поэтому их при­ меняют в качестве покровных по предварительно зашлифованному слою масляно-смоляного лака средней жирности и для отделки изде­ лий, подвергающихся атмосферным воздействиям. К жирным лакам относятся лаки 5с, 5т, 6с, 6т, которые применяются для покрытий внутри и снаружи вагонов.

Покрытия, получаемые на основе продуктов переработки канифо­ ли, наименее атмосфегростойки. Для повышения атмосферостойкости в состав таких лаков вводят наибольшее количество растительных масел.

Зависимость свойств лакокрасочных покрытий от жирности масля­ но-смоляных лаков показана на рис. 42.

118

Существенными недостатками покрытий на основе масляно-смоля­ ных лаков являются их водонабухаемость (способность впитывать воду) и водопроницаемость, а так­ же недостаточная устойчивость к действию щелочей и кислот.

На деревянных поверхностях, покрытых масляно-смоляными ла­ ками, через 2—3 месяца эксплуата­ ции появляются черные пятна из-за увлажнения древесины влагой, про­ никшей через пленку лака. Ис­ правление такой почерневшей по­ верхности возможно только путем полного удаления лакового покры­ тия вместе с порозаполнителем и последующего отбеливания древе­ сины перекисью водорода. Устране­ ния этого явления достигают при применении лаков и порозаполните-

лей на основе янтаря (ископаемой смолы). Один из них лак ЯК-1 используется при лакировке мебели внутри вагонов и для порозаполнителей. Применение таких материалов ограничено ввиду дефицитно­ сти янтаря.

левых или пентафталевых смол.

При непосредственной реакции фталевой кислоты и глицерина по­ лучают тощие глифталевые смолы, которые имеют высокие кислотные числа и слабую водостойкость. Их применяют только для электроизо­ ляционных лаков. Совмещая глифталевые смолы со смоляными кис­ лотами, содержащимися в эфирах канифоли, добиваются их модифи­ цирования с существенным улучшением свойств. Такие продукты слу­ жат добавками к нитролакам, нитроэмалям и нитрогрунтовкам.

Еще лучшее модифицирование алкидных смол наблюдается при их совмещении с растительными маслами и жирными кислотами, содержа­

при модифицировании, различают высыхающие, полувысыхающие и невысыхающие алкидные смолы. Модифицирование сообщает смолам растворимость в дешевых углеводородных растворителях, а покры­ тиям хорошую адгезию, эластичность и атмосферостойкость.

По мере увеличения жирности (количества модифицирующих кис­ лот, растительных масел) возрастают растворимость, смачивающая

119