ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Рождение, жизнь и гибель лакокрасочного покрытия из "Лаки и краски что это такое 1983" Мы привыкли, что подавляющее большинство предметов, окружающих нас, окрашены. На улице вас привлекают красивые, яркие цвета эмалей, которыми покрыты автомобили, мотоциклы, трамваи, троллейбусы окрашенные дома, столбы, фонари создают цветовую гамму улицы. Но, к сожалению, не всегда лакокрасочное покрытие выглядит свежим , ярким и сохраняет свои защитные свойства. Часто можно видеть, как оно потускнело, изменило цвет, а кое-где даже появились пузыри, пленка растрескалась и шелушится. [c.42] Условия эксплуатации лакокрасочных покрытий весьма разнообразны покрытия на поверхности сельскохозяйственных машин подвергаются действию ядохимикатов, горючих и смазочных веществ, абразивному действию пыли покрытия на химической аппаратуре-действию кислот, щелочей, органических веществ, и агрессивных газов покрытия на поверхности кораблей-длительному воздействию морской воды, фауны и флоры морей защитные покрытия на аппаратуре атомных установок-интенсивному действию радиоактивных излучений покрытия поверхности самолетов подвергаются действию воздушного потока, несущегося со скоростью до 500 м/с, и перепаду температур от — 60 до + 300 °С. В результате воздействия отдельных факторов или их комплекса лакокрасочные покрытия стареют и со временем разрушаются. [c.43] Продление жизни лакокрасочного покрытия-задача огромной важности при увеличении срока службы лакокрасочного покрытия хотя бы на 25% ежегодная экономия лакокрасочных материалов составила бы несколько сот тысяч тонн при одновременном сокращении ремонтных окрасочных работ, не говоря уже о продолжительности простоя оборудования. Однако решение этой задачи невозможно, пока полностью не изучены причины, вызывающие преждевременное разрушение лакокрасочных покрытий, и не имеются четкие рекомендации по их предотвращению. [c.43] Попробуем проследить за процессами, которые протекают при формировании лакокрасочного покрытия и при его старении. [c.43] При высыхании лакокрасочного материала требуются специальные условия, зависящие от вида пленкообразующего. Например, при высыхании нитроцеллюлозных материалов недопустимы сквозняки, влажность воздуха должна быть не более 70%, иначе покрытие может побелеть. Если пары растворителя не будут удаляться, то процесс высыхания приостановится, и материалы, высыхающие на открытом воздухе в течение часа, через несколько суток еще будут липкими. Для масляных красок нежелателен прямой солнечный свет, а в темноте они будут высыхать в 2-3 раза медленнее. [c.44] Вы покрасили ящик алкидной эмалью изнутри и снаружи и закрыли крышку. На следующий день на внешней поверхности ящика эмаль полностью высохла, а внутри осталась липкой, так как растворитель из пленки не улетучился, 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. [c.44] Некоторые лакокрасочные материалы быстро высыхают при комнатной температуре, для высыхания других требуется длительное время, а иные вообще не высыхают при комнатной температуре, а если и высыхают, то получается покрытие весьма низкого качества такое покрытие быстро разрушается при эксплуатации. [c.44] Почему же так часто происходит преждевременное разрушение покрытий Чтобы ответить на этот вопрос, рассмотрим подробнее, какие процессы протекают в пленках при их высыхании. [c.44] На первой стадии высыхания лака происходит испарение с поверхности растворителя. В этом случае скорость испарения зависит только от давления паров растворителя, температуры и влажности окружающего воздуха. [c.45] На второй стадии высыхания испарение происходит уже из вязкого вещества-геля, и диффузия молекул растворителя к поверхности пленки затруднена. Последняя стадия испарения-отверждение-протекает еще медленнее, так как молекулы растворителя удерживаются вследствие ассоциации с макромолекулами пленкообразующего. [c.45] Большое влияние на скорость испарения растворителей оказывает концентрация их паров над поверхностью окрашенного изделия. Подобно тому как медленно высыхает белье во влажную погоду, так же медленно испаряется растворитель, если его молекулы, перешедшие в газообразное состояние, находятся над поверхностью пленки. Наличие паров влаги в воздухе также замедляет процесс испарения растворителей. Поэтому для ускорения суш(си необходимо своевременно удалять продукты испарения с помощью вытяжной вентиляции. [c.45] Ускорению процесса испарения растворителей способствует повышенная температура. Значит ли это, что быстросохнущие лакокрасочные материалы можно и полезно сушить при высоких температурах И да, и нет. [c.45] Одной из причин образования в пленке дефектов является воздух, находящийся в растворителях. При улетучивании растворителя он способствует возникновению пузырьков и даже капилляров, образуемых пузырьками, стремящимися выйти из пленки (см. рис. 2). [c.46] Все перечисленные выше видимые дефекты можно устранить, перекрасив поверхность. Однако в пленке есть и более опасные дефекты, которые невозможно определить визуально. Они возникают при формировании пленки. Вероятно, вы не раз наблюдали, как глинистая почва в жаркую погоду обезвоживается и растрескивается, видели и лакокрасочные покрытия, которые, растрескиваясь, образуют затейливые узоры или даже шелушатся. Причина этих явлений-наличие в пленках внутренних напряжений. Можно с уверенностью сказать, что более половины наблюдаемых разрушений лакокрасочных покрытий происходит под влиянием внутренних напряжений. [c.47] В каких же условиях возникают внутренние напряжения в полимерной пленке Для объяснения этого необходимо вспомнить, что макромолекулы, имеющие линейное строение, в растворе находятся в развернутом виде. После нанесения лакокрасочного материала, например нитроцеллюлозного лака, на твердую подложку вязкость пленки в процессе улетучивания растворителя возрастает, макромолекулы начинают сворачиваться, сжиматься. [c.47] Представим себе макромолекулу полимера в виде маленькой пружинки, находящейся в растворе в растянутом состоянии. По мере улетучивания растворителя пружинка постепенно сжимается, но высокая вязкость раствора этому препятствует. Если вязкость будет возрастать медленно, пружинка успеет сжаться, и внутренние напряжения в пленке будут незначительны. Если же вязкость будет возрастать быстро (легколетучие растворители), пружинки-макромолекулы не успеют свернуться до полного высыхания пленки, и в ней возникнут внутренние напряжения. При этом прочность пленки окажется пониженной, могут возникнуть трещины, которые в конце концов приводят к разрушению покрытия. [c.47] Или еше пример-так называемый усадочный нитроцеллюлозный лак, содержащий 8-10% нитрата целлюлозы и 90-92% легколетучих растворителей. Он применяется для пропитки ткани, которую натягивают на оперение легких самолетов и планеров. При нанесении лака на ткань растворители улетучиваются, объем, занимаемый жидкой частью лака, уменьшается, лак делается более вязким, молекулы нитрата целлюлозы сближаются, в результате чего пленка значительно уменьшается в размерах. Усадка при этом достигает 1%, а сила натяжения увеличивается с 400 до 600 Н/м (60 кгс/м). [c.48] Все сказанное приводит к выводу о необходимости ослабить внутренние напряжения для продления жизни покрытия. Вероятно, надо создать такие условия, в которых макромолекулы смогли бы в процессе формирования пленки вернуться в свое привычное состояние, т. е. свернуться. Для этого необходимо, чтобы растворитель возможно дольше находился в пленке. [c.49] Предположим, что в раствор полимера введено вещество (пластификатор), играющее роль смазки, которая дает возможность макромолекуле свободно свернуться. В нитроцеллюлозном лаке такой своеобразной смазкой является дибутилфталат. [c.49] Вернуться к основной статье