Основные свойства лакокрасочных материалов
Гр 294 ОП.04 Материаловедение Лепакова на 30.11.20г №2
Тема урока: Маркировка, способы приготовления красок и нанесение их на поверхности.
Задание: изучить тему по плану и ответить на вопросы.
План изучения темы:
1. Подбор лакокрасочных материалов в зависимости от способов приготовления красок.
2. Способы нанесения лакокрасочных материалов на металлические поверхности.
Вопросы:
1. Какое назначение имеют лакокрасочные материалы и какие к ним предъявляются требования?
2.Из каких компонентов состоит лакокрасочный материал и в чём заключается назначение каждого компонента?
3.Какие вы знаете показатели качества лакокрасочных материалов?
4.Как маркируются лакокрасочные материалы?
5.Какие вы знаете вспомогательные лакокрасочные материалы?
Учебник Адаскин А.М., Седов Ю.Е. Материаловедение, стр. 309-325
Электронная ссылка на учебник: biblio-onlain.ru
Электронные ресурсы: narfu.ru, studref.com
Ответы присылать мне на электронную почту: lepakova68@mail.ru или в ВК
Критерии оценивания:
Оценка «5» ставится, если обучающийся ответил на 5 вопросов в полном объёме;
Оценка «4» ставится, если обучающийся ответил правильно на 4 вопроса в полном объеме;
Оценка «3» ставится, если обучающийся ответил правильно на 3 вопроса в полном объеме;
Оценка «2» ставится, если обучающийся ответил на 2 и меньше вопроса.
Краткие теоретические и справочно-информационные материалы по теме:
|
|
|
Лакокрасочные материалы содержат следующие основные компоненты: плёнкообразователи, пигменты, растворители, разбавители, пластификаторы, сиккативы, наполнители.
Основными связующими компонентами лакокрасочных материалов являются плёнкообразователи. Это вещества, высыхающие тонким слоем на поверхности под действием света, тепла и образующие сплошную плёнку. От плёнкообразователей зависит прочность соединения покрытий с поверхностью, стойкость к воздействию окружающей среды и другие качества покрытия.
Применяются жидкие, твёрдые и комбинированные плёнкообразователи. К ним относятся смолы, нитроцеллюлозы, растительные масла (олифы).
Наиболее распространённым жидким плёнкообразователем являются олифы (льняное, конопляное, подсолнечное, хлопковое и др. масло). Все олифы делят на три группы: натуральные, полунатуральные и синтетические.
Натуральные олифы готовят путём обработки некоторых растительных масел при температуре + 100…150 0С и добавления 0,1…2,5 % сиккативов. Лучшие сорта натуральной олифы получают из льняного масла.
Температурная обработка масла и введение сиккатива ускоряют отверждение плёнок при нанесении краски на поверхность в 5…6 раз по сравнению с сырым маслом.
|
|
|
Уплотнённые, или полунатуральные олифы, – продукт уплотнения растительных масел, образующийся при продувании воздуха через масло, подвергнутое длительному нагреву до температуры + 280…300 0С. Олифа, полученная такой обработкой, называется оксидированной. Олифу, полученную полимеризацией и уплотнением растительных масел при нагревании до температуры + 280…300 0С, называют полимеризированной.
К синтетическим относится глифталевая олифа, состоящая из смеси глифталевых смол и уплотнённых растительных масел. Такая олифа полноценно заменяет натуральную.
Твёрдыми плёнкообразователями являются естественные и синтетические смолы. К естественным смолам относятся канифоль, шеллак, асфальт и др. Эти смолы растворяют уйат-спиритом, ксилолом и т.д.
К синтетическим твёрдым плёнкообразователям принадлежат высокомолекулярные полимерные соединения – всевозможные термореактивные, термопластичные и отверждающиеся пластмассы: глифталевые, меламинные, фенольные, поливинилацетатные, эпоксидные и др.
Нитроцеллюлозы получают путём обработки древесины или хлопковых очёсов азотной кислотой.
Плёнки делятся на обратимые и необратимые. Плёнки, которые после высыхания под действием растворителя могут стать вновь жидкими, называются обратимыми. Натуральные смолы создают обратимую плёнку. Необратимые плёнки после высыхания не растворяются. Нерастворимые плёнки образуют термореактивные смолы и растительные масла.
|
|
|
Растворители служат для растворения плёнкообразователя, придания ему определённой вязкости. К ним относятся летучие жидкие органические соединения, которые должны полностью испариться после нанесения лакокрасочного материала на поверхность.
Разбавители предназначены для снижения вязкости готовых лакокрасочных материалов, но сами растворять плёнкообразователь не могут. Разбавители дешевле растворителей. При избытке разбавителя плёнкообразователь может свернуться и выпасть в осадок.
Растворитель должен обладать меньшей летучестью, чем разбавитель, что необходимо учитывать при выборе разбавителей.
Наиболее широко используются в качестве разбавителей уайт-спирит, сольвент-нафта, скипидар, ксилол.
Уайт-спирит – это узкая фракция бензина прямой перегонки, выкипающая при температурах от 165 до 200 0С.
Сольвент-нафта является продуктом перегонки каменноугольной смолы и состоит из смеси ароматических и других углеводородов.
|
|
|
скипидар получают перегонкой хвойной смолы. Он выкипает в пределах 153…170 0С и представляет собой летучую прозрачную жидкость.
ксилол – это ароматический углеводород, получаемый перегонкой бензола.
Пигменты – это сухие краски, придающие лакокрасочным материалам цвет и непрозрачность. Пигменты не растворимы в лаках и олифе. Поэтому пигменты поддерживаются в плёнкообразователях и растворителях во взвешенном состоянии. При высыхании взвешенные пигменты увеличивают прочность покрытия, атмосферостойкость и т.д.
Распространёнными пигментами являются окислы и соли металлов (железа, свинца, цинка, титана и др.), сажа, алюминиевая пудра, глина, мел, охра.
Пластификаторы, или мягчители, добавляются к лакокрасочным материалам для придания покрытию эластичности, гибкости, долговечности. Кроме того, они повышают прилипаемость, светло-, тепло-, морозостойкость.
Пластификаторами служат льняное и касторовое масло, эфиры кислот, камфора, термопластичные смолы.
При недостаточном количестве пластификатора в лакокрасочном материале со временем повышается хрупкость покрытия и способность к разрушению.
Сиккативы – это вещества, ускоряющие процесс образования плёнки. В качестве сиккативов применяют окислы свинца, марганца, кобальта или соли органических кислот этих металлов.
Сиккативы используют в жидком и твёрдом виде в определённых количествах. При слишком большом количестве сиккативов происходит не сокращение, а увеличение времени высыхания.
Наполнители применяют в качестве примеси к чрезмерно насыщенным и непрозрачным красителям для частичной их замены. Это способствует более полному осаждению красителя и лучшему его закреплению. К распространённым наполнителям относятся мел, гипс, каолин, тальк, гидрат окиси алюминия.
Лаки и эмали
Растворы твёрдых плёнкообразователей в растворителях называют лаками. Лаки широко применяют как самостоятельный материал, так и в составе различных красок, грунтов, шпатлёвок.
Суспензию твёрдого красящего вещества (пигмента) в лаке называют эмалью или эмалевой краской. В состав эмалей могут входить пластификаторы, сиккативы и разбавители.
Существуют следующие эмали по названию основной смолы:
· нитроцеллюлозные (НЦ),
· меламиноалкидные (МЛ),
· глифталевые (ГФ),
· пентафталевые (ПФ),
· полиэфирные (ПЭ),
· полиакриловые (АК),
· полихлорвиниловые (ХВ)
· фенольные (ФЛ)
· эпоксидные (ЭП)
· поливинилацетатные (ВЛ) и др.
Двигатель окрашивают алюминиевой краской, состоящей из алюминиевой пудры (6…10 %) и основы. Основой является лак.
Нитроэмали
Это раствор нитроцеллюлозы с добавкой пластификаторов, смол и красящих веществ.
В качестве растворителей используют смеси бутилацетата, этилацетата, бутилового и этилового спиртов, толуола. Эти смеси в зависимости от состава маркируют различными номерами (растворители 646,647, 648 и др.). Положительным качеством нитроэмалей является способность быстро высыхать на воздухе и после шлифования и полировки давать ровную, красивую, блестящую плёнку. Однако нитроэмали имеют ряд недостатков:
· склонность к растрескиванию плёнки в процессе эксплуатации автомобилей вследствие недостаточной механической прочности;
· пониженную адгезионную способность;
· лёгкую воспламеняемость;
· необходимость в трудоёмких шлифовальных и полировочных работах при покрытии.
Нитроэмали наносят на загрунтованные поверхности, так как плёнки их плохо сцепляются с металлом и без применения грунта они газо- и водопроницаемы.
Их наносят на поверхность при помощи распылителя в четыре-шесть слоёв. Необходимость в многослойности этого покрытия вызвана тем, что эмаль содержит большое количество летучих растворителей и очень мало сухого плёнкообразующего вещества. Поэтому один слой плёнки очень тонкий – 8…10 мкм.
Глифталевые эмали
В состав этих эмалей входит глифталевая смола, содержащая до 50 % высыхающих масел, которые повышают механическую прочность и эластичность покрытия. В качестве растворителей и разбавителей применяют сольвент, ксилол, толуол и их смеси с уайт-спиритом. Количество растворителя в эмалях не должно превышать 30 %, так как при большем количестве растворителя может произойти выпадение смолы из эмалей.
При комнатной температуре процесс плёнкообразования у глифталевых эмалей протекает за 30…40 ч. Однако полностью процесс не заканчивается, и такая плёнка легко разрушается. Для устранения этого недостатка применяют сушку в течение 1 часа при температуре + 100…110 0С.
При высыхании эмалей образуется прочная плёнка, обладающая хорошей глянцевой поверхностью и устойчивостью к воздействию атмосферы.
Обозначения: НПФ – нитропентафталевая эмаль, ЭП – нитроэпоксидная эмаль.
Меламиноалкидные эмали
Их получают растворением алкидной (глифталевой) и меламиноформальдегидной смолы в органических растворителях с добавлением различных пигментов.
Меламиноалкидные эмали дают покрытия с высоким устойчивым блеском без применения трудоёмкой полировки. Они обладают высокой твёрдостью, водо- и атмосферостойкостью даже в условиях тропического климата. Покрытия этих эмалей устойчивы к действию бензина и минерального масла.
В обозначении буквы МЛ.
Масляные краски
Масляные краски являются одной из разновидностей окрасочных материалов. В состав красок входят сухие пигменты и наполнители, перетёртые с натуральной и синтетической олифой в краскотёрочных машинах. На месте потребления густотёртые масляные краски доводят до малярной вязкости растворителями – олифой, бензином. Для ускорения процесса сушки в них вводят сиккатив. Сушка красок при комнатной температуре составляет 10 ч, а полное высыхание – от 24 до 48 ч. Такое время высыхания ограничивает их применение при окраске автомобилей и других машин.
Грунты и шпатлёвки
Нанесение первого слоя на окрашиваемую поверхность металла, дерева и т.д. называют грунтованием. Грунты должны обладать хорошей адгезией. Под адгезией понимают прочность сцепления наносимого вещества с окрашиваемой поверхностью и следующим слоем покрытия. Для улучшения адгезионных свойств в состав грунтов добавляют поверхностно-активные вещества. Кроме того, прочность сцепления лакокрасочного покрытия зависит от хорошего смачивания поверхности и сплошности самого покрытия. Для достижения хорошей смачиваемости поверхности необходимо при нанесении первых слоёв покрытия снижать вязкость лакокрасочного материала, а для прочности покрытия добиваться полного отверждения грунта перед нанесением последующих слоёв.
Грунт представляет собой суспензию пигментов и наполнителей в лаках. В состав грунтов входит связующее – это масляные лаки, олифы или лаки, приготовленные на синтетических смолах (глифталевой, пентофталевой и т.д.).
В качестве пигментов применяют железный сурик, цинковые и свинцовые белила, охру жжёную и др. Наполнителями служат тальк, мел и пр. Пигменты и наполнители грунтов должны быть мелкодисперсионными для того, чтобы проникать во все мелкие поры поверхности. Для придания грунтам малярной вязкости в них вводят растворители. Каждому типу грунтов соответствует свой растворитель. Например, фенолоформальдегидный грунт разбавляют ксилолом или сольвентом, а глифталевый – уайт-спиритом. Для ускорения сушки грунта применяют добавки, называемые сиккативами. Сиккативы представляют собой свинцовые, марганцевые и другие мыла жирных или нафтеновых кислот.
Они ускоряют окислительную полимеризацию связующего материала. Пример - марки грунта ГФ-020.
Для выравнивания наружной поверхности покрытия, заделки рисок и царапин применяют шпатлёвки. В состав шпатлёвки входят пигменты и наполнители, что и для красок, но в значительно большем количестве. В качестве связующего применяют нитролаковые, алкидностирольные и эпоксидные смолы. Шпатлёвка представляет собой густую пасту, не обладающую эластичными свойствами. Поэтому во избежание её растрескивания общая толщина всех шпаклевочных слоёв не должна превышать 2 мм. Пример шпатлёвок: ПФ-002, КФ-00-3, МС-00-6, НЦ-00-7 и др.
Основные свойства лакокрасочных материалов
К основным показателям качества лакокрасочных материалов относятся вязкость, розлив, время высыхания, укрывистость, адгезия, прочность и твёрдость плёнки, водо- и маслобензостойкость, токсичность и огнеопасность.
Определяющее значение имеет вязкость лакокрасочных материалов при нанесении его на поверхность как ручным, так и механическим способом. Определение условной вязкости лакокрасочных материалов предусматривается ГОСТ 8420-57. Условной вязкостью лакокрасочных материалов называют время истечения в секундах 100 мл жидкости через калиброванное сопло вискозиметра ВЗ-5 при температуре + 20 0С.
Вязкость лакокрасочных материалов изменяют в пределах 10…50 с в зависимости от метода нанесения покрытия.
Твердость пленки определяется по ГОСТ 5233-67 как отношение времён затухания колебаний идентичных маятников, установленных на окрашенной поверхности стеклянной пластинки и на чистой стеклянной поверхности. Чем больше этот показатель, тем твёрже покрытие.
Прочность на удар красочной плёнки определяется по ГОСТ 4765-59 на лабораторном копре, у которого масса бойка маятника равна 1 кг, а высота его отклонения – 1 м. Между направляющими копра закрепляют жесткую пластину, покрытую лакокрасочным материалом. Максимальная высота отклонения груза, не вызывающая разрушения покрытия при ударе по нему бойком, характеризует прочность плёнки на удар.
Прочность на изгиб красочной плёнки испытывают по ГОСТ 6806-53 путём изгибания металлических ленточек с нанесённым покрытием вокруг стержней различного диаметра. Эластичность покрытия выражают минимальной величиной диаметра стержня (мм), при изгибании вокруг которого покрытие ещё не разрушается.
Прочность на растяжение измеряют глубиной в мм прогиба металлической пластины в момент разрушения нанесённой на неё плёнки покрытия.
Розлив – это способность л/к материалов, наносимых на поверхность, утрачивать под влиянием поверхностного натяжения штрихи, образовавшиеся от кисти или ряби при нанесении слоя краскораспылителем. Метод определения розлива заключается в определении времени, в течение которого исчезают неровности с окрашиваемой поверхности.
Укрывистость – способность л/к материала при нанесении его возможно тонким равномерным слоем делать невидимым цвет закрашиваемой поверхности другой расцветки. Её оценивают по ГОСТ 8784-58. Укрывистость выражают в граммах на квадратный метр (г/м2), чем лучше укрывистость, тем меньше расход материала.
Время высыхания подразделяют на «высыхание от пыли» и полное высыхание. Время «высыхания от пыли» представляет собой время, необходимое для образования тончайшей плёнки по всей окрашенной поверхности. Наступление этого момента определяют возможностью сдувания ваты с окрашенной поверхности. Полное высыхание наступает тогда, когда материал полностью отвердеет, о чём свидетельствует отсутствие отпечатков на поверхности при приложении давления в 0,2 кг/см2.
Кроме перечисленных свойств, покрытия должны обладать достаточной светостойкостью (способность сохранять свой цвет под действием освещения) и атмосферостойкостью (способность противостоять действию влаги и колебаниям температуры).
Адгезией называют способность плёнки прилипать к окрашиваемой поверхности.
Бензомаслостойкостью называется способность лакокрасочных покрытий находиться в нефтепродуктах в течение определённого времени при заданной температуре без видимых изменений состояния плёнки: отслаивания, появления морщин и пузырей.
Токсичность и огнеопасность. Подавляющее большинство лакокрасочных материалов является токсичными, огнеопасными и взрывоопасными веществами.
Кроме перечисленных свойств, определяют по нормативным методикам стойкость покрытий к действию воды, изменению температуры и др.
Дата добавления: 2021-01-21; просмотров: 105; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!