Файл: Чеботаревский, В. В. Лаки и краски - что это такое.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 15.10.2024
Просмотров: 43
Скачиваний: 0
|
части полимеров и, таким образом, в пленке и под ней |
|||||||
|
образуются растворы этих веществ. |
|
|
|
|
|
||
|
Теперь становится ясным, почему лакокрасочное по |
|||||||
|
крытие на днище гидросамолета, успешно эксплуатиро |
|||||||
|
вавшегося в морских условиях, при перебазировании на |
|||||||
|
пресноводное озеро покрылось пузырями. |
|
|
|
||||
|
Так как вода проникает, а растворенные вещества |
|||||||
|
почти не проникают сквозь пленку, то в пленке н под |
|||||||
|
ней создается избыточное давление (осмотическое), пре |
|||||||
|
вышающее |
атмосферное в |
несколько |
раз. |
Это |
приводит |
||
|
к тому, что в пленке образуются пузыри. Если же осмо |
|||||||
|
тическое давление превышает силы адгезии, то пленка |
|||||||
|
отрывается от окрашенной поверхности. |
пленку |
будет |
|||||
|
Скорость |
перемещения |
влаги |
через |
||||
|
прямо пропорциональна разности |
концентраций |
раство |
|||||
|
ра по обеим сторонам пленки. Процесс перемещения вла |
|||||||
|
ги через пленку прекратится, когда градиент концентра |
|||||||
|
ции станет равным нулю. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Проверим, какова скорость перемещения влаги через |
|||||||
|
пленкп, полученные из акрилового сополимера и перхлор- |
|||||||
|
впнпловой смолы. Для этого в специальную ячейку по |
|||||||
|
местим пленку из акрилового сополимера |
н |
с |
одной |
||||
|
стороны пленкп нальем дистиллированную воду, а с дру |
|||||||
|
гой раствор хлорида натрия (рис. 10). Поскольку моле |
|||||||
|
кулы воды в десятки раз быстрее проходят через пленку |
|||||||
|
полимера, чем ноны Naf и С1~, вода будет интенсивно |
|||||||
|
проникать сквозь пленку в сторону, где находится рас |
|||||||
|
твор хлорида натрпя, до момента, когда концентрации |
|||||||
|
растворов по обеим сторонам пленки |
выравняются. |
||||||
|
Из этого опыта можно сделать вывод, что перемеще |
|||||||
|
ние влаги через полимерные пленки при наличии раз |
|||||||
|
ности концентраций растворов действительно |
|
связано |
|||||
64 |
с явлением осмоса. |
|
|
|
|
|
|
|
При увеличении разности концентраций растворов ско- |
не была хорошо перемешана. На дно бидона осел пиг мент и при нанесении грунтовки, взятой со дна, получи лось покрытие низкого качества.
Необходимость тщательного размешивания пигмента иллюстрируется следующим примером. Возьмем из бидо на (рис. 1 2 , стр. 67) три пробы грунтовки: одну из верхней части бидона, вторую - сс дна, затем тщательно размеша ем материал и возьмем третью пробу. Отобранными про бами грунтовки окрасим стальные пластинки и проверим набухаемость покрытий в воде. Покрытие, полученное на несением второй пробы, набухало в воде в 15 раз больше, чем покрытие, полученное нанесением третьей пробы. На бухаемость пленки, полученной из первой пробы, была ми нимальной, но укрывистость такой грунтовки — недоста точна из-за малого содержания пигмента.
Или еще пример. На покрытии кузова автофургона во влажную погоду появились пузыри. Они были расположе ны по сварному шву, выполненному газопламенным спо собом. На остальной поверхности покрытие оставалось без изменений. Выяснилось, что стальные листы были профосфатированы, затем их сварили, а сварной шов зачистили абразивом. Таким образом, на участке сварного шва фос фатной пленки не было, и вот именно на этих местах под лакокрасочным покрытием образовались пузыри.
Уже указывалось, что силы осмотического давления стремятся оторвать лакокрасочную пленку от окрашен ной поверхности. Измерить давление электролита под пленкой трудно, поэтому попытаемся определить связь между адгезией и разрушением покрытия при увлажне нии косвенным путем.
Возьмем стальную пластинку, одна половина которой 68 профосфатирована, другая нет. Окрасим пластинку алкид-
фосфатной пленки. На участке с фосфатной пленкой нару шений нет, так как Рад больше Р0с, т. е. силы адгезии, прикрепляющие покрытие к поверхности фосфатной плен ки, достаточно велики, чтобы бороться с осмотическим давлением.
Вследствие того что адгезия играет решающую роль в борьбе с образованием пузырей, перед нанесением лакокрасочного материала, как уже указывалось, необхо димо тщательно обезжиривать поверхность, создавать микронеровности (шероховатости) на поверхности оксид ных, фосфатных и прочих пористых пленок, а также на поверхности металла.
ке, |
Пигмент содержится в любой эмали, краске, грунтов |
шпатлевке. Он заметно влияет на свойства пленки, |
|
в |
частности, на ее влагопроницаемость. Существует |
оптимальная концентрация каждого пигмента в пленко образующем, при которой обеспечиваются наилучшие свойства лакокрасочной пленки.
При введении в глифталевый лак железного сурика в малых количествах влагопроницаемость снижается, при дальнейшем увеличении содержания пигмента она уве личивается. Алюминиевая пудра, добавленная даже в значительных количествах, способствует уменьшению влагопроницаемости.
Рассмотрим структуру пигментированной пленки. Частицы пигмента занимают определенный объем в. теле пленки, соответственно объем пленкообразующего в теле пленки уменьшается, а так как через частицы пигмента вода не проникает, соответственно влагопроницаемость
снижается. Казалось |
бы, чем больше пигмента ввести |
|
в состав |
лакокрасочного материала, тем менее влагопро |
|
ницаемо |
будет покрытие. Однако это не так. Наступает |
|
момент, |
когда пленкообразующего не хватает для сма |
|
70 чивания |
поверхности |
всех частип пигмента в хпетччтлдапя |
на границе пигмент — пленкообразующее образуются поры, через которые молекулы воды легко проникают
внутрь пленки.
Форма частиц пигмента существенно влияет на влагопроницаемость. Частицы алюминиевой пудры, которые имеют форму мелких чешуек, располагаясь в основном параллельно окрашенной поверхности в пленке лака, препятствуют диффузии влаги. Так, при добавлении в лак 10—15% алюминиевой пудры влагопроницаемость пленки снижается в 1,5—2 раза. Гигроскопичные пиг менты, такие, как охра, хроматы цинка и стронция, спо собствуют поглощению влаги; при этом лакокрасочное покрытие увеличивается в объеме, нарушается его моно литность, появляются «трещины» и, следовательно, облегчается диффузия влаги.
Итак, правильный выбор вида пигмента и его содер жание в лакокрасочном материале очень важны для получения покрытия с хорошими защитными свойствами.
|
ЛАКОКРАСОЧНЫЕ |
Глава |
ПОКРЫТИЯ |
|
УКРОЩАЮТ |
|
КОРРОЗИЮ |
Коррозия металлов приносит |
много неприятностей, |
так как ухудшается внешний вид |
изделий, снижается |
прочность конструкций и происходит физическое уничто жение металла как такового.
Мировая добыча стали ежегодно составляет миллио ны тонн, из них в результате коррозии теряется около 10%. И это несмотря на многочисленные способы защиты от коррозии: применение гальванических покрытий, инги биторов коррозии для защиты металлов в агрессивных жидкостях, различных защитных смазок, металлизации, электрохимической катодной защиты и, наконец, лако красочных покрытий.
На долю лакокрасочных покрытий падает главная ответственность за защиту от коррозии, так как ими защи щают более 80% поверхностей всех металлических изде лий, начиная от детских игрушек и кончая огромными морскими кораблями. Если бы поверхность металлов перестали защищать от коррозии, цивилизация пришла бы в упадок, так как интенсивность коррозионных про цессов опережала бы производство металлов.
В коксохимической промышленности башни тушения без защитных покрытий быстро корродируют: стальные — 72 со скоростью 0,48 мм/год, чугунные — 0,22 мм/год. Если
не применять защитного покрытия, обшивка толщиной 5 мм потеряет необходимую прочность через несколько
лет.
В производстве сажи отходящие газы, содержащие Я25, SO2, SO3, CS2, СО2 и СО, при относительной влажности около 45% и температуре 280° С интенсивно разрушают стальные выхлопные трубы, бункеры и другие сооружения.
Газ, который приходит к Вам. в квартиру по трубам из далекой Тюмени, хотя его и очищают от сернистых соеди нений, все же обладает высокой коррозионной активностью и разрушает стенки труб и газгольдеров, в которых он хранится.
Даже в цехах, в которых производят пищевые продук ты — мороженое, пиво, вино, сахар, дрожжи, фруктовые соки и др., стальные чаны, трубопроводы, насосы и фильт ры подвергаются коррозионному воздействию агрессивных веществ.
Издавна было известно, что лакокрасочные материа лы могут служить защитой от коррозии. Еще Плиний старший (23—79 гг. н. эры) описывал применение биту ма, свинцовых белил и гипса для защиты шляпок гвоздей. С тех пор прошло около двух тысяч лет, и лакокрасоч ные покрытия заняли доминирующее положение в за щите металлов от коррозии. Но без знания хотя бы основ теории коррозии невозможно правильно разработать ре цептуру лакокрасочного материала и создать систему антикоррозионного покрытия.
Различают химическую и электрохимическую корро зию. Химическая коррозия происходит в результате чис то химического взаимодействия внешней среды с матери алом. Типичный случай химической коррозии — окисле ние металла при нагревании, например, при горячей штамповке, ковке, термической обработке металла и т. п.
Коррозия другого типа протекает только в электролити чески проводящей среде, проще говоря, в водных раство рах солей, кислот, щелочей. Процесс в этом случае про исходит вследствие наличия на поверхности металла раз ных по электрохимической активности участков — анод ных и катодных. Когда на поверхности металла образу ется пленка раствора — электролита, например, в резуль тате конденсации тумана или погружения изделия в воду, между этими участками возникает электрический ток.
Существует несколько теорий, объясняющих сущность коррозии металлов в водных средах. Общепризнанной является электрохимическая теория, согласно которой коррозионный процесс разделяется на два самостоятель но и одновременно протекающих на поверхности метал
ла процесса |
(рис. 14): |
|
металла |
в |
раствор |
|||
|
а) анодный |
процесс — переход |
||||||
в виде гидратированных ионов; |
|
электронов |
на като |
|||||
де |
б) катодный |
процесс — разрядка |
||||||
(деполяризация) |
и образование |
атомного |
водорода |
|||||
или гидроокиси металла. |
|
|
|
|
||||
в |
При коррозии с |
кислородной деполяризацией стали |
||||||
нейтральной |
среде |
на анодных |
участках |
в |
раствор |
|||
переходят |
гидратированные |
двухзарядные |
|
катионы |
||||
железа |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Fe — 2е— - |
Fe2+ |
|
|
|
На катодных участках происходит восстановление рас творенного в электролите кислорода с образованием гидр оксил-ионов
74 |
V20 2 + 2е“ + Н20 - 20НП |