Лекции по "Материаловедению"

Современная промышленность выпускает более 50 разновидностей растворителей и разбавителей для наиболее распространённых видов красок. Свойства и назначение некоторых из них указаны в таблице 5.

 

Таблица 5 – Свойства и назначение некоторых растворителей и разбавителей
Наименование	Цвет	Свойства	Назначение
1	2	3	4
Ацетон	Бесцветный	Легко испаряется. Очень огнеопасен	Для разведения нитрокрасок. Имеется в составе большинства комбинированных растворителей
Уайт-спирит (бензин-растворитель)	Бесцветный	Легко испаряется. Очень  огнеопасен. Применяются только высшие сорта.	Для разведения нитро-, масляных и эмалевых красок, глифталевых и битумных лаков
Бензол очищенный каменноугольный	Бесцветный	Легко испаряется, температура кипения 75-85оС	Для разведения быстросохнущих красок
Бутилацетат	Бесцветный	Температура кипения 113-140оС	Для разведения нитрокрасок и эмалей
Бутиловый спирт	Бесцветный	Температура кипения 115-120оС	Для разведения нитрокрасок
Лигроин	Бесцветный	Температура кипения 150-240оС	Для разведения масляных красок
Керосин	Желтоватый	Медленно  улетучивается. На поверхности оставляет маслянистые пятна. Задерживает высыхание красочной плёнки	Для мытья рук, посуды, малярных кистей, для разбавления красок
Лайколь	Бесцветный	Срок высыхания плёнки – 24 часа. Плёнка глянцевая, прозрачная	Для разбавления масляных красок
Растворитель	Бесцветный  или жёлтый	Легко испаряется	Для разбавления пер-хлорвиниловых красок, нитролаков, нитроэмалей и нитро-шпатлёвок, сглаживания штрихов и царапин
Скипидар технический	Желтоватый	Запах сосновой смолы. В смеси с олифой высыхает за 24 часа.	Для разведения масляных, эмалевых, битумных красок и лаков.
Сольвент  ка-менноуголь-ный технический	Бесцветный	Пары ядовиты. Температура кипения 160-1900С. не образует масляных пятен на фильтровальной бумаге	Для разведения битумных, пентафталевых и глифталевых красок и эмалей.
Толуол ка-менноуголь-ный Б	Бесцветный	Запах резкий. Испаряется без остатка	Для разведения пер-хлорвиниловых красок
Ксилол ка-менноуголь-ный	Бесцветный	Запах резкий. Испаряется без остатка	Для разведения глиф-талевых  красок. Для разведения нитрокрасок. Имеется в составе большинства комбинированных растворителей

Смывки – жидкости, необходимые для удаления отвердевших красочных пленок. Наиболее часто употребляют СД на основе смеси органических растворителей, АФ-1, СП-7 и др.

Сиккативы – жидкости и порошки, представляющие собой соли карбоновых кислот (льняного масла, канифоли и др.), растворимые в маслах и продуктах их переработки, добавляемые к масляным краскам, лакам, олифам для ускорения их высыхания в десятки раз. Так, например, одно из лучших и наиболее распространенных в России масел – льняное дает пленку, которая высыхает без сиккативов лишь за 6-8 суток, с сиккативами высыхание заканчивается за несколько часов (6-10 ч). Наибольшее ускорение достигается с помощью смешанных сиккативов (свинцово-кобальтовых, марганцево-кобальтовых, свин-цово-марганцевых).

Сиккативы выполняют  лишь роль катализаторов. Образующиеся в них перекиси металлов и передают маслу атомарный кислород, активируют реакции окисления и полимеризации молекул масла, ускоряя тем самым процесс высыхания масляной пленки.

Быстрое высыхание лакокрасочных  покрытий имеет большое экономическое значение, так как резко сокращается продолжительность малярных работ и уменьшается возможность смывания невысохшего покрытия атмосферными осадками. Однако избыточное введение сиккатива ускоряет образование плотных осадков пигмента при хранении красок или сорных покрытий, а также ухудшает цвет.

Для приготовления сиккативов применяют соли жирных, смоляных и нафтеновых кислот кобальта, марганца, свинца, цинка и др. Сиккативы вырабатывают сплавливанием (например, канифоли с окислами РЬ, Мn, Со) или осаждением из растворов (взаимодействием мыла с солями РЬ, Мn, Со). В соответствии с этим получают плавленые (темные) и осажденные (более светлые) сиккативы, легко растворимые (при температуре около 120°С) в масле. Обычно применяют бензиновые или скипидарные растворы этих сиккативов (экстракты) светлой или темной окраски.

Воски – жироподобные вещества, их применяют в виде восковых эмульсий при изготовлении масляно-восковых красок и казеиновых эмульсионных составов. Их делят на:

· животные (пчелиный, шерстяной, спермацет);

· растительные (пальмовый, канделильский);

· ископаемые (церезин);

· синтетические (церезин синтетический, олифиноювый и 
др.).

Гидрофобизаторы – жидкости-добавки, необходимые для придания окрасочным слоям большей атмосферостойкости и водоотталкивающих свойств, особенно при отделке наружных поверхностей.

Пластификаторы. Для снижения вязкости, придания пленкам лакокрасочных материалов эластичности, гибкости, прочности к удару, большего удлинения при растяжении плёнки до её разрыва, в состав полимеров и пленкообразователей вводят пластификаторы. Пластификаторами многих полярных пленкообразователей являются эфиры кислот (фталевой, фосфорной, адипиновой и др.). Эти практически нелетучие органические маслообразные жидкости с относительно высокой температурой кипения хорошо растворяют пленкообразующие вещества и смешиваются с растворителями и разбавителями. Пластификаторы особенно необходимы для таких пленкообразо-вателей (нитроцеллюлозные и др.), пленки которых (без пластификаторов) плохо прилипают к покрываемой поверхности, легко морщатся и растрескиваются.

Действие пластификаторов  сводится к взаимодействию с полимером и к раздвижению его макромолекул и агрегатов макромолекул, к ослаблению межмолекулярных сил между ними. Это сопровождается повышением эластичности и адгезионной способности, а иногда также морозостойкости покрытия. В то же время пластификатор снижает твердость и прочность пленки на растяжение. В качестве пластификаторов используют жидкости с температурой кипения от 200°С и выше. Наиболее часто применяются из них дибутилфталат, трикре-зилфосфат и кастероль (касторовое масло – растительный продукт, получаемый при обработке семян клещевины). Обычно их вводят в количестве 20-50% от массы плёнкообразующего вещества.

Подмазочные пасты необходимы для заделки мелких выбоин, неровностей и трещин. Они отличаются от шпаклевок тем, что не дают усадки. При окрашивании известковыми составами применяют гипсо-меловую пасту, состоящую из гипса, мела и водно-клеевого раствора; при клеевом окрашивании применяют подмазку из раствора животного клея, квасцовой или купоросной грунтовки, а также смесь гипса и мела. Также применяют масляную подмазку, состоящую из мела, воды, животного клея и олифы, и лаковую подмазку из шпаклевочного лака, мела, животного клея и воды.

Грунтовки – это составы, которые содержат растворы смол, нитроцеллюлозы и пластификаторов в смеси растворителей и образуют нижний слой отделочного покрытия. После нанесения они пропитывают поверхностный слой древесины, делая его плотным и твердым, частично заполняют поры древесины, уменьшают расход лака. Они должны легко наноситься на поверхность древесины, быстро высыхать, легко шлифоваться. После высыхания грунтовки образуют однородные твердые непрозрачные покрытия, главная особенность которых – высокая адгезия (прилипание) и влагостойкость. Помимо хороших адгезионных способностей все грунтовки обладают и антикоррозионными свойствами.

От окрашивающих составов они отличаются меньшим  содержанием пигментов. Каждой группе окрашивающих составов соответствует своя грунтовка.

Грунтовки-модификаторы (или реактивные краски) содержат вещества, способные восстанавливать повреждённый ржавчиной металл подложки. Обладают высокой токсичностью. После высыхания образуют прочную пленку, обладающую хорошими адгезионными и антикоррозионными свойствами.

Грунтовки противокоррозионные. В англоязычных странах их иногда называют праймер-кондиционерами (от английского primer -грунт). Они не только выполняют основные функции грунтовок, но и, взаимодействуя с металлом подложки, надежно защищают его от коррозии.

Известковая грунтовка применяется при окрашивании известковыми составами по штукатурке и кирпичу для наружных и внутренних работ.

При клеевом  окрашивании используют квасцовую или медноку-поросную грунтовку. Для закрепления ранее окрашенных поверхностей применяют жидкую грунтовку («травянку»), которая «протравливает» загрязненные поверхности. Все купоросные и квасцовые грунтовки применяются для внутренних работ по штукатурке и бетону под клеевые и силикатные составы. Для всех пигментов применяют также мыльно-клеевую грунтовку.

При казеиновых окрашивающих составах используют грунтовку на основе казеинового клея или готовых красок. При окрашивании силикатными составами грунтовку приготовляют на основе жидкого стекла.

Есть группа грунтовок, состоящая из нитролака, карбамидо-формальдегидной  смолы и модификаторов. Предназначена  для нанесения под лаки кислотного отверждения и нитроцеллюлозные. На отделываемые поверхности данные грунтовки наносят методом налива, распыления, вальцевания, окунания или втирания тампоном.

Полиэфирные грунтовки обеспечивают высококачественную подготовку покрытия при низком расходе (35-80 г/м²) и используются под все виды лаков. Грунтовки ультрафиолетового отверждения сокращают время сушки до 8-12 с.

Грунтовки могут быть в виде алкидно-акриловой дисперсии на водной основе, которая применяется в промышленности для пропитки оконных рам, дверей, садовой мебели и т.д. с целью защиты от синевы и гнили, а также как прозрачная грунтовка, выравнивающая цвет тёмных пород древесины. При наружном применении без дополнительной отделки имеет ограниченную стойкость. Наносится окунанием, вакуумированием, наливом и кистью. Содержание нелетучих веществ – 12%. Время сушки при температуре 20°С – 1 ч., при принудительной сушке с температурой 20-25°С – 30 мин.

Малярные  грунтовки – это смеси пигментов и наполнителей, затертых на масле или лаковой основе, разбавленные до нужной вязкости. Предназначены для подготовки поверхности под укрывистую отделку. Применяются ограниченно в мебельном производстве из-за низких физико-механических характеристик малярных грунтовок и длительности сушки покрытий.

Шпатлёвки – густые пасты или вязкие жидкости с повышенным содержанием минеральных наполнителей и пигментов в растворах пленкообразующих с добавлением пластификаторов. Защитными свойствами они не обладают и поэтому после обработки их нужно немедленно покрыть грунтом или основным покровным материалом.

Шпатлевки классифицируются на:

· густые, предназначенные для местного шпатлевания;

· жидкие – для сплошного выравнивания по всей поверхности.

По составу  пленкообразующих веществ шпатлевки  разделяются на:

· масляные;

· лаковые;

· клеевые;

· нитроцеллюлозные;

· полиэфирные.

Лаковые, клеевые и  нитроцеллюлозные шпатлевки содержат большое количество летучих компонентов, вследствие чего при высыхании дают значительную усадку. Поэтому для получения качественной поверхности необходимо многократное их нанесение.

Клеевые шпатлевки имеют  лучшую адгезию к древесине и  быстрее сохнут, чем масляные. Применяются под все грунты и эмали. Недостаток – дают хрупкие и неводостойкие покрытия. Клеевые шпатлевки готовят в основном на месте потребления.

Грунтовки наносят первым слоем, они обеспечивают сцепление

всех последующих слоёв  с основанием, например, с металлом. Шпатлёвки наносят промежуточным слоем, предназначены они для заполнения различных неровностей окрашиваемой поверхности. В их состав входят недорогие наполнители тальк, мел и др., которые должны обладать высокой химической инертностью, не растворяться и по возможности не набухать в растворителях и пленкообразователях, с которыми они смешиваются. В качестве наполнителей применяют тонкоизмельченные порошки горных пород и пигменты белого цвета (мел, тальк, каолин, аморфные формы кремнезема, полевой шпат, стекло).

Различают три основных типа шпатлевок:

· Грубые или наполняющие. В их состав входят стекловолокна, металлические хлопья и другие армирующие наполнители. Предназначены для ремонта проржавевших частей кузова или элементов с 
ослабленной несущей функцией. Могут наноситься даже на незагрунтованные подложки.

· Универсальные. Могут использоваться и как наполняющие, и как тонкие, отделочные шпатлевки. Предназначены для заделки небольших неровностей, глубоких царапин, а также сколов на поверхности старого покрытия. Обладают высокой пластичностью и хорошо шлифуются. Обычно, наносятся на загрунтованную поверхность или непосредственно на зашлифованный и обезжиренный старый красочный слой.

· Тонкие. Обычно применяются при исправлении мелких дефектов поверхности, в частности, небольших царапин, оставшихся после шлифовки. Тонкие шпатлевки пластичны и хорошо шлифуются мелкими абразивами. К тонким шпатлевкам относят и однокомпонентные композиции для так называемого ремонта в последнюю минуту.

1.4. ОБЩИЕ СВОЙСТВА  ЛАКОКРАСОЧНЫХ СОСТАВОВ

И ПОКРЫТИЙ

Пленкообразующее вещество (пленкообразователь) является главной  составной частью любого лакокрасочного состава и покрытия. От него зависят основные и специфические свойства лакокрасочных составов и покрытий. К основным общим свойствам лакокрасочных составов относятся: