Состав лакокрасочных материалов
1.3 Состав лакокрасочных материалов
Лакокрасочным материалом называют композицию, которая, будучи равномерно нанесена на поверхность окрашиваемого изделия, в результате сложных физических и химических превращений формируется в сплошное полимерное покрытие с определенными свойствами (защитными, декоративными, специальными). Общим свойством всех лакокрасочных покрытий является изоляция поверхности от внешних воздействий, придание ей определенных вида, цвета и фактуры. Это достигается за счет получения твердой пленки на основе органических (и неорганических, например жидкого стекла) веществ. При этом толщина пленки может составлять несколько десятков или сотен микрометров.
Все лакокрасочные материалы состоят из:
- пленкообразующих веществ. К природным пленкообразующим веществам относятся растительные масла, подвергнутые специальной обработке, смолы естественного происхождения (янтарь, канифоль, копалы и др.), битумы и асфальты, белковые вещества (казеин, костный клей), специально обработанная целлюлоза. Группа синтетических пленкообразующих веществ, используемых в производстве лакокрасочных материалов, гораздо шире и разнообразнее, которые обеспечивают образование сплошной пленки, которая изолирует и защищает окрашенную поверхность. Варьируются по химическому составу в зависимости от области применения покрытия.
Сюда относятся поликонденсационные (алкидные, эпоксидные, полиуретановые, кремнийорганические, и др.), полимеризационные смолы (акриловые, метакриловые, на основе хлористого винила, и др.), природные смолы ( канифоль, битумы, шеллак и др.) водные дисперсии, различные лаки именно они отвечают за образовании пленки.
- Пигментов, тонкодисперсные (органические или неорганические) порошки обеспечивают цвет, укрывистость и другие оптические и визуальные эффекты, практически нерастворимые в применяемом растворителе. Наиболее часто используются для эстетических целей, но некоторые, например, железоокисные пигменты, обладают свойствами игибирующими коррозию. Неорганические пигменты - природные или синтетические твердые окрашенные вещества, нерастворимые в воде, растворителях, пленкообразователях. При введении их в тонкодисперсном виде в пленкообразующие вещества образуются цветные покрытия. Органические пигменты - синтетические красящие вещества, при введении которых в пленкообразующие получают лакокрасочные материалы ярких оттенков.
- Наполнителей, практически нерастворимы в применяемой среде. Имеют многочисленные функции, включая повышение укрывистости в дополнение к основному пигменту, улучшают отдельные технологические свойства и увеличивают объем (степень наполнения) покровного материала.
- Разбавители не обладают растворяющей способностью, однако в сочетании с растворителями способны регулировать вязкостные свойства систем в значительных пределах. В некоторых материалах в качестве растворителя и разбавителя используют воду.
Рекомендуемые материалы
Кроме основных компонентов пленкообразующего, пигмента, растворителя (разбавителя) в лакокрасочных композициях часто применяются различные целевые добавки: сиккативы, отвердители, ускорители.
- Сиккативами называют соединения металлов (в основном свинца, марганца, кобальта, кальция, железа) с органическими кислотами. Соли нафтеновых органических кислот называют нафтенатами, кислот льняного масла линолеатами, смоляных кислот канифоли резинатами и т.д. Эти соли растворимы в органических растворителях. Сиккативы применяют для ускорения высыхания лакокрасочных материалов, т.е. для сокращения продолжительности пленкообразования. В зависимости от типа сиккатива процесс пленкообразования начинается либо с формирования поверхностной пленки (кобальтовые сиккативы), либо у подложки, а затем распространяется по всей толщине пленки (марганцевые и свинцовые сиккативы). Скорость высыхания пленок масляных лакокрасочных материалов пропорциональна количеству вводимого сиккатива лишь до определенного предела. Если сиккатив вводится в количестве, превышающем оптимальное, скорость высыхания снова снижается. Следует учитывать, что действие сиккативов не прекращается и после высыхания пленки. Введение сиккатива в избытке может привести к преждевременному старению покрытий.
- Отвердитель - химическое вещество, добавляемое к некоторым полимерным материалам (а также лакокрасочным материалам на их основе) для получения неплавкого нерастворимого продукта. Отвердители, как правило, вводят в материал непосредственно перед его употреблением.
- Ускоритель - химическое соединение, вводимое для повышения скорости отверждения некоторых материалов.
- Целевых добавок, вещества, обычно добавляемые в небольших количествах, которые влияют на отдельные химические или технологические свойства, например, ускорители отверждения (сиккативы, отвердители), антиоксиданты, загустители, диспергаторы, матирующие добавки, улучшающие розлив, препятствующие образованию трудноразмешивающегося осадка при хранении ЛКМ, и др.
- Растворителей, жидкости или смеси жидкостей, способные растворять пленкообразователь, например, сольвент, бутилацетат, уайт-спирит, вода. Обеспечивают возможность нанесения ЛКМ различными способами на подложку. При использовании для корректировки технологических свойств (вязкости) их также называют разбавителями.
К основным свойствам жидких лакокрасочных систем (прозрачных и непрозрачных) относятся:
- химические (массовая доля нелетучих и летучих веществ, содержание отдельных компонентов, кислотное число, рН и др.);
- физико-химические (плотность, вязкость, продолжительность высыхания, укрывистость и т.д.);
- малярно-технологические (сорность, степень перетира, наносимость, розлив, растекаемость, и т.д.).
К основным свойствам лакокрасочных покрытий (пленок) относятся:
- декоративные (цвет, блеск, внешний вид);
- физико-механические (адгезия, твердость, эластичность пленки, прочность при растяжении и изгибе, ударная прочность, износостойкость );
- защитные (устойчивость к атмосферным воздействиям, светостойкость, стойкость к перепаду температур, термостойкость, морозо-, тропико-стойкость и др.);
Рекомендуем посмотреть лекцию "23 Эквивалентные схемы тепловых подсистем".
- малярно-технические (способность шлифоваться, полироваться);
- электроизоляционные (электрическая прочность, удельное электрическое сопротивление, тангенс угла диэлектрических потерь);
- химические (влаго-, водостойкость, масло-, бензостойкость, стойкость к действию кислот, щелочей, растворов солей, агрессивных газов и других химических реагентов).
Специфическими свойствами должны обладать так называемые специальные ЛКМ и покрытия ( например, токопроводностью, стойкостью к глубокому холоду и высоким температурам, открытому пламени , рентгеновским и другим видам излучений и др.).
При использовании добавок следует обратить внимание на необходимость обязательного выполнения требований по их применению, указанных на этикетке товарного продукта или в специально прилагаемой инструкции.
Игнорирование рекомендаций, неправильное дозирование отвердителей и ускорителей по принципу "чем больше, тем лучше", произвольное применение растворителей и разбавителей может привести к порче материала и неисправимому браку в работе.
