Файл: Чеботаревский, В. В. Лаки и краски - что это такое.pdf

Широко применяются также металлические пигменты: алюминиевые, бронзовые и другие порошки.

Роль пигмента в покрытиях олень ответственная и самая различная. В цветных покрытиях помимо цвета, пигмент обеспечивает укрывистость, повышает атмосферостойкость и твердость, отражает или поглощает свет, сни­ жает влагонабухаемость плевки и т. д.

В грунтовках пигмент способствует замедлению кор­ розии металлов, заполняет поры древесины, улучшает адгезию и т. д. В шпатлевках, содержащих большое коли­ чество пигментов -и наполнителей, пигменты вместе с другими компонентами образуют покрытие, которое вы­ равнивает изъяны поверхности, а кроме того пигменты

обеспечивают высокую твердость и способность шлифо­ ваться.

Свойства пигментов проявляются в цветных пленках иногда довольно неожиданно.

Ллкидной эмалью были окрашены в белый цвет два вагона-холодилышка. В красивых белоснежных вагонах много раз возили с юга фрукты, мясо, овощи. Но через год ни одном вагоне началось меление покрытия: когда к поверхности прикасались руками, на пальцах оставался белый пигмент. Покрытие стало матовым, легко загрязня­ лось, появились подтеки от дождя, содержащие белый по­ рошок. Другой вагон по-прежнему оставался блестящим. Стали искать причину. Сделали анализ; оказалось, обе эмали были изготовлены на титановых белилах (двуокись

зовыватъ перекисные группировки. Под действием ультра­ фиолетового излучения она способна выделять озон и кислород, которые энергично окисляют пленкообразующее у поверхности пигмента, в результате чего частицы пиг­ мента оказываются не связанными пленкообразующим и легко отделяются от эмалевого покрытия. Следовательно, титановые белила анатазной формы следует применять в эмалях, не подвергающихся ультрафиолетовому облу­ чению.

При действии высоких температур некоторые пигмен­ ты изменяют цвет, например красная киноварь и орга­ нические пигменты.

Н а п о л н и т е л и . Они способствуют повышению ат­ мосферо- и термостойкости, улучшению адгезии, замедле­ нию осаждения пигмента при хранении лакокрасочного материала, а также удешевлению материала.

С п е ц и а л ь н ы е д о б а в к и

Наверное, Вам приходилось пользоваться лакокрасоч­ ными материалами. Вы открываете крышку банки и обна­ руживаете на поверхности эмали толстый слой пленки. Вы ее подрезаете по краям., снимаете и выбрасываете. Затем тщательно размешиваете эмаль и замечаете на дне плотный осадок, который не всегда удается размешать. После окраски получается матовое покрытие, в нем видны крупинки, т. е. покрытие плохого качества. В чем при­ чина?

Пленка на поверхности лакокрасочного материала, на­ ходящегося в банке, образуется вследствие окисления пленкообравующего кислородом воздуха. Чтобы предот­ вратить образование пленки в лакокрасочном материале, надо его изолировать от воздуха. Для этого существуют

разные способы. Например, можно налить немного воды на поверхность масляной краски. Такой прием применя­ ется только, если лакокрасочный материал неподвижен (не транспортируется). При длительном хранении в лако­ красочный материал вводят специальные добавки — анти­ оксиданты.

Кроме окисления при хранении возможно также осе­ дание пигментов и наполнителей на дно тары. Это осо­ бенно нежелательно, если в состав лакокрасочного мате­ риала входит с.месь 'пигментов, например желтого свин­ цового крона и синей милори (свинцовый крон тяжелее милори и оседает быстрее), так как в случае плохого перемешивания осадка изменится цвет эмали, а также снизится ее укрывистость.

Если подсчитать количество отходов, остающихся в таре в виде осадков, то получается, что около 2—3% от массы материала теряется, да и мьгть грязную тару за­ труднительно.

Осадок на дне тары образуется потому, что плотность частиц пптментов и наполнителей больше плотности жид­ кого пленкообразующего. Скорость оседания тем больше, чем больше плотность и размеры частиц пигмента и наполнителя и меньше вязкость материала; она также зависит от физико-механических процессов взаимодейст­ вия пленкообразующего с поверхностью пигмента и дру­ гих факторов.

Для замедления скорости осаждения пигмента при­ меняют специальные добавки, например бентонит или тальк, которые структурируют данную систему, тем са­ мым препятствуя осаждению пигментов. В случае, если осадок все-таки образуется, он легко размешивается.

На поверхности пленки иногда появляются крупинки, которые ухудшают ее декоративный вид. Под микроско­ пом видно, что это частицы нерастертого пигмента.

Зайдите в хозяйственный магазин в отдел .гаков и красок. Вы увидите, что полки уставлены банками с кра­ сивыми этикетками, на которых можно прочесть загадоч­ ные буквы и цифры: НЦ-25, ГФ-030 и т. д. Как же рас­ шифровать эти знаки?

Все лакокрасочные материалы объединены в группы, исходя из вида пленкообразующего, на основе которого они изготовлены. Создано 26 групп материалов: нитро­

обозначают номер рецептуры. Совокупность букв и цифр определяет марку лакокрасочного материала.

Глядя на марку материала, можно сразу представить, с каким видом лакокрасочной продукции мы имеем дело.

вннпловая (ХВ), атмосферостойкая (1) эмаль, номер ре­ цептуры которой 6 н т. д.

Мы привыкли, что подавляющее большинство предме­ тов, окружающих нас, окрашены. На улице Вас привле­ кают красивые, яркие цвета эмалей, которыми покрыты автомобиль, мотоцикл, трамвай, троллейбус; окрашенные дама, столбы, фонари, заборы создают цветовую гамму улицы. Но, к сожалению, не всегда лакокрасочное покры­ тие выглядит «свежим», ярким и сохраняет свои защит­ ные свойстваЧасто можно видеть, как оно потускнело, изменило цвет, а кое-где даже появились пузьгри, пленка растрескалась и шелушится.

Что же происходит с лакокрасочным покрытием? Поче­ му в некоторых случаях оно служит годами без разруше­ ния, а в других — разрушается сравнительно быстро? Обычно мы полагаем, что во всем виновато плохое каче­ ство лакокрасочного материала, а процесс окраски, т. е. образование покрытия, здесь не при чем; он, так нам ка­ жется, весьма прост и не заслуживает серьезного внима­ ния. Однако это представление далеко от истины. Процесс

цепь взаимосвязанных сложных физико-химических и ме­ ханических явлений, которые еще не изучены полностью.

Условия эксплуатации лакокрасочных покрытий — самые различные: покрытия на поверхности сельскохозяй-

3*

ственпых машин подвергаются действию ядохимикатов, горючих и смазочных веществ, абразивному действию пы­ ли; .покрытия на химической аппаратуре—.действию кис­ лот, щелочей, органических веществ и агрессивных газов; покрытия иа поверхности кораблей — длительному воз­ действию морской воды, фауны и флоры морей; защитные покрытия на аппаратуре атомных установок — интенсив­ ному действию радиоактивных излучений. Покрытия поверхностей самолетов подвергаются воздействию воздуш­ ного потока, несущегося со скоростью до 500 м/с, и пере­ паду температур от —60° С до 300° С. В результате воз­ действия отдельных факторов или их комплекса лакокра­ сочные покрытия «стареют» и со временем разрушаются.

Между тем продление жизни лакокрасочного покры­ тия — задача огромной важности; при увеличении срока службы лакокрасочного покрытия хотя бы на 25%, еже­ годная экономия лакокрасочных материалов составила бы несколько сот тысяч тонн при одновременном сокращении ремонтных окрасочных работ, не говоря уже о продолжи­ тельности простоя изделия.

Однако пока еще полностью не изучены причины, вы­ зывающие преждевременное разрушение лакокрасочных покрытий, и не имеются четкие рекомендации их предот­ вращения.

Попробуем проследить за процессами, которые возника­ ют при формировании лакокрасочного покрытия и при его старении.

Высыхание. Вы берете кисть, окунаете ее в предвари­ тельно размешанный лакокрасочный материал, а затем тщательно наносите его на поверхность изделия. Казалось бы. окраска произведена и должно получиться хорошее покрытие. Но это только начало.

С момента, когда лакокрасочный материал нанесен на поверхность, начинается наиболее ответственный период

в жизни лакокрасочной пленки — процесс высыхания, т. е. превращение жидкости в твердое покрытие.

Это может показаться странным, по при высыхании ла­ кокрасочного материала требуются специальные условия, зависящие от вида пленкообразующего. Например, при высыхании нитроцеллюлозных материалов недопустимы сквозняки и влажность воздуха более 70% — иначе покры­ тие может побелеть. Вместе с тем, если пары растворите­ лей не будут удаляться, процесс высыхания приостано­ вится, и материалы, высыхающие на открытом воздухе в течение часа, через несколько суток еще будут липкимп. Для масляных красок нежелателен прямой солнечный свет, а в темноте они будут высыхать в 2—3 раза мед­ леннее.

Вы покрасили ящик алкидпой эмалью изнутри и сна­ ружи и закрыли крышку. На следующий день на внешней поверхности ящика эмаль полностью высохла, а внутри осталась липкой, так как растворитель из пленки не уле­ тучился, а кислорода для окисления пленкообразующего было недостаточно. Открыли крышку, и даже после этого эмаль сохла еще сутки, вследствие того, что в ящике было недостаточно света.

Некоторые лакокрасочные материалы быстро высыха­ ют при комнатной температуре, для высыхания других требуется длительное время, а иные вообще не высыхают при комнатной температуре, а если и высыхают, то каче­ ство покрытия получается весьма низкое; такое покрытие быстро разрушается в эксплуатации.

Не потому ли так часто происходит преждевременное разрушение покрытий? Чтобы ответить на этот вопрос, рассмотрим подробнее, какие процессы протекают в плен­ ках ирп пх вьгсыханпи.

Нанесите нитроцеллюлозный лак на поверхность и при­ коснитесь к нему пальцем: на пальце остается лак. Через 15—25 минут Вы опять прикасаетесь к поверхности, паль­ цем — слой уже стал вязким и липким. Вы продолжаете наблюдать и замечаете, что пленка постепенно твердеет, причем через несколько часов становится настолько твер­ дой, что при нажиме ногтем не деформируется. Раствори­

тель улетучился, лак затвердел, получилось покрытие. Как это произошло?

На первой стадии высыхания лака происходит испаре­ ние с поверхности чистого растворителя. В этом случае скорость испарения зависит только от давления паров растворителя, температуры и влажности окружающего воздуха.

На второй стадии высыхания испарение происходят уже из вязкого вещества — геля, и диффузия молекул рас­ творителя затруднена сопротивлением пленки. Последняя стадия испарения — отверждение, протекает еще медлен­ нее, так как молекулы растворителя удерживаются вслед­ ствие ассоциации с макромолекулами пленкообразующего.

Важную роль для скорости испарения растворителей имеет концентрация их паров над поверхностью окрашен­ ного изделия. Подобно тому, как медленно высыхает белье во влажную погоду, также медленно испаряется рас­ творитель, если его молекулы, перешедшие в газообразное состояние, находятся над поверхностью пленки. Наличие паров влаги в воздухе также замедляет процесс испарения растворителей. Отсюда важный вывод: для ускорения суш­ ки необходимо своевременно удалять продукты испарения с помощью вытяжной вентиляции.

Ускорению процесса испарения растворителей способ­ ствует повышенная температура. Значит ли это, что быст-