Материаловедение строительных материалов

   Казалось  бы, что из-за этих недостатков следовало  бы отказаться от пневматического распыления. Однако этого не произошло и, наверное, никогда не произойдет, т.к. пистолет для пневматического распыления является незаменимым орудием работы: с его помощью можно наносить тонкослойное декоративное покрытие, используя минимальное количество краски, особенно при применении сопла с регулируемым углом и диаметром потока.

   Необходимость ограничения эмиссии растворителей  в атмосферу, диктуемая современным  законодательством по охране окружающей среды, способствовала интенсификации поисков новых путей окраски. Для нанесения высоковязких красок большое развитие получила гидродинамическая  технология окраски – безвоздушное распыление, которая была известна уже в 30-ые годы двадцатого столетия. Окраска методом безвоздушного  распыления – сложный процесс, требующий  высокой квалификации оператора. Эта  технология отличается от пневматического  распыления, где краска наносится  полосами, которые только в небольшой  степени перекрывают друг друга. При безвоздушном распылении необходимо крестообразное ведение пистолета. Высокая производительность гидродинамической  окраски (200-400 м²/час) эффективна при окрашивании больших поверхностей (например бортов или палуб судов), но неудобна при окраски небольших элементов или при необходимости частной смены окрашиваемых поверхностей.

   Окраска изделий в электрическом поле высокого напряжения основана на использовании  электрических сил для дробления, перемещения и осаждения заряженных частиц ЛКМ на окрашиваемой поверхности. Основные стадии процесса окраски: подача ЛКМ в краскораспыляющее устройство и дробление за счет энергии сжатого воздуха, действия центробежных сил и сил электрического поля, перемещение заряженных частиц к заземленному изделию, осаждение на его поверхности. Нанесение ЛКМ в электрическом поле – один из наиболее экономичных методов окраски. Благодаря воздействию электрического поля на перемещение частиц распыленного материала они наиболее полно (до 80% и более) осаждаются на окрашиваемой поверхности. Этот метод имеет существенные недостатки: повышенные требования к ЛКМ (нельзя наносить материалы повышенной вязкости, а также ЛКМ, содержащие в качестве наполнителей металлические порошки), осторожно подходить к водоразбавляемым краскам: сложное и дорогостоящее оборудование.

   И, наконец, остановимся на методах  нанесения краски окунанием и  струйным обливом. Метод окунания в ваннах применяется в основном при окраске деталей автомобилей и тракторов. Бесспорные преимущества этих методов: простота и невысокие затраты. Недостатки: невозможность окраски элементов с закрытыми или полузакрытыми отсеками, трудности окраски элементов с впадинами, невозможность окраски сложных по форме элементов, что препятствует получению покрытия равномерной толщины.

   При окраске струйным ЛКМ наносятся  на поверхность изделий низконапорным  истечением из многих сопел в виде потоков, окаймляющих окрашиваемый элемент. Этот метод характеризуется  таким же ограничениями, как и  метод окунания, и основное применение нашел при окраске несложных  элементов и гладких поверхностей, таких как двери и лыжи. Довольно существенное ограничение для обоих  методов – невозможность использования  высоких ЛКМ, тиксотропных, быстро окисляющихся или двухупаковочных.

   Основные  свойства готовых лакокрасочных  покрытий: 

   Степень перетира

   Чем тоньше растерта краска, тем более  ее укрывистость, тем легче работать с такой краской. Особенно это важно при работе с механизмами, т.к. крупные частицы в окрасочном составе могут засорить выходные отверстия форсунки. 

   Время и степень высыхания  материала

   За  время высыхания применяют время, за которое определенной толщины  слой материала, нанесенный на пластинку, достигает необходимой степени  высыхания при заданных условиях сушки.

   Степень высыхания характеризует состояние  поверхности материала при определенной продолжительности и температуре  сушки в стандартных условиях испытания.

   1. Высыхание от пыли – момент, когда на окрашиваемой поверхности  образуется тончайшая поверхностная  пленка.

   2. Практическое высыхание – пленка  утрачивает липкость, и изделие  с лакокрасочным покрытием может  подвергаться дальнейшим операциям. 

   3. Полное высыхание – окончание  формирования пленки на поверхности.  

   Условная  вязкость материала

   При нанесении лакокрасочного покрытия на поверхность большое значение имеет его вязкость. Условную вязкость определяют вискозиметром. Условной вязкостью  лакокрасочных материалов называют время непрерывного истечения в  секундах определенного объема материала  через калиброванное сопло. 

   Укрывистость

   Важнейшим технологическим показателем является укрывистость лакокрасочного материала, характеризующая расход лакокрасочного материала на 1 м² окрашиваемой поверхности. Значение этого показателя определяет равномерность нанесения слоя лакокрасочного материала, что обуславливает его экономическую эффективность.

   Укрывистость зависит от оптических свойств пигмента, его дисперсности и объемной концентрации в связующем, а также степени дисперсности лакокрасочного материала. Существенное влияние на укрывистость оказывают также химический состав и цвет пленкообразующего, физико-химические свойства связующего, тип растворителя и др.

   Однако  главным образом укрывистость обусловлена оптическими явлениями, протекающими в пленке. 

   Механические  свойства покрытий во многом определяют уровень защитных свойств, а также  в значительной степени влияют на декоративные функции покрытий в  течение срока их эксплуатации. К  механическим свойствам покрытий относятся  твердость, гибкость, прочность на удар, адгезия.

   Твердость – сопротивление, оказываемое покрытием при проникновении в него другого тела. Твердость пленки – одно из важнейших механических свойств лакокрасочного покрытия характеризующее частично степень высыхания, а в основном прочность поверхности.

   Изгиб покрытия косвенно характеризуется его эластичность, т.е. свойство, обратное хрупкости. Сущность метода заключается в определении минимального диаметра стержня, при изгибании, на котором окрашенной металлической пластинки не происходит разрушения лакокрасочного покрытия.

   Адгезия – способность лакокрасочных покрытий к прилипанию или прочному сцеплению с окрашиваемой поверхностью. От величины адгезии зависят механические и защитные свойства покрытий. Для определения адгезии существует три стандартных метода.

   Водостойкость – способность лакокрасочного покрытия выдерживать без изменения воздействия пресной или морской воды.

   Морозостойкость – способность лакокрасочного материала сохранять свои физико-механические свойства после нескольких циклов замораживания-оттаивания.

   Термостойкость – предельно допустимая температура, при которой покрытие сохраняет способность выполнять свои функции в течение определенного времени. Эмали ПФ-115 защищают поверхность от периодического воздействия температур до 60-800С.

   Атмосферостойкость - способность лакокрасочного покрытия сохранять в течение продолжительного времени свои защитные и декоративные свойства в атмосферных условиях. Количественно атмосферостойкость выражают сроком службы лакокрасочного покрытия (в годах, месяцах), определяемых степенью потери его защитных и декоративных свойств под влиянием разрушений, вызванных атмосферным воздействием. Срок службы зависит от климатических и специфических условий местности. К видам разрушений, связанным с потерей декоративных свойств лакокрасочных покрытий относятся: потеря блеска, изменение цвета, белесоватость и грязеудержание.

    
Основные стадии процесса нанесения  лакокрасочных материалов

   Подготовка  поверхности 

   Подготовка  поверхности перед окрашиванием имеет большое значение для получения  высококачественного покрытия и  обеспечения длительности его службы. Подготовка поверхности заключается  в очистке от продуктов коррозии, старой краски, жировых и других загрязнений. Способы подготовки поверхности  подразделяются на три основных группы: механические, термические и химические.

   К механическим способам очистки относятся: очистка инструментом (щетки, шлифовальные машинки), очистка при помощи песка, дроби, смеси песка и воды. Применяя эти способы можно получить хорошо очищенную поверхность с равномерной  шероховатостью, которая способствует наилучшей адгезии лакокрасочной  пленки.

   К химическим способам очистки поверхности, прежде всего, относится обезжиривание  поверхности, которое производится с помощью щелочных моющих составов или с помощью активных растворителей (смывок) в зависимости от типа загрязнения.

   Термический способ очистки применяется для  очистки металла от ржавчины и  окалины при использовании пламени  кислородно-ацетиленовой горелки.

   Таким образом, при возобновлении лакокрасочного покрытия необходимо предварительно осмотреть  поверхность. Если старое лакокрасочное  покрытие прочно держится на поверхности  в виде сплошного слоя, его следует  промыть теплой водой и высушить. Если же покрытие держится не прочно, его  необходимо полностью удалить. 

   Грунтование

   Первой  операцией после подготовки поверхности  является грунтование. Это одна из наиболее важных и ответственных операций. Так как первый грунтовочный слой служит основой для всего покрытия. Основное назначение грунта – создание прочной связи между окрашиваемой поверхностью и последующими лакокрасочными слоями, а также обеспечение высокой  защитной способности покрытия. Грунтование  следует производить сразу же после окончания работ по подготовке поверхности. Грунтовку можно наносить кистью, краскораспылителем или другим способом. При окраске поверхностей подвергающихся воздействию повышенной влажности или эксплуатируемых  в атмосферных условиях, грунтование  рекомендуется производить кистью, в этом случае пленка воды, если она  имеется на поверхности, эмульгируется  или удаляется в процессе растушевывания краски. Грунт должен быть тонким по сравнению с внешними слоями краски. Сушку грунта следует проводить в соответствии с режимом, предусмотренным технологией. При глянцевой поверхности грунт нужно слегка зачистить мелкой наждачной шкуркой.

   Шпатлевание

   Эта операция предназначается для выравнивания поверхностей. Толстые и недостаточные  слои шпатлевки при эксплуатации могут растрескаться, в результате будут понижены защитные свойства покрытия. Поэтому шпатлевку следует наносить слоем. На загрунтованную поверхность  наносят сначала местную шпатлевку, а потом сплошную. Каждый слой шпатлевки  необходимо хорошо высушить. Число  слоев не должно быть больше трех. В  случае необходимости применения большого числа шпатлевки между ними наносят  слой грунтовки. 

   Шлифование 

   Зашпаклеванная  поверхность после высыхания  имеет неровности и шероховатости. Неровности, соринки наблюдаются  также на высушенных поверхностях грунтовок, лаков и эмалей. Для удаления неровностей, соринок и сглаживания шероховатостей применяется шлифование. В процессе шлифования обрабатываемая поверхность  подвергается воздействию множества  мельчайших абразивных зерен, вследствие чего образуется риски и она становиться  матовой. При этом значительно улучшается адгезия между слоями покрытия. Для  шлифовки применяется абразивная шкурка на бумажной и тканевой основе. Зернистость (номера) шкурок для шлифования выбирается в зависимости от вида обрабатываемого  покрытия. 

   Окраска

   Лакокрасочные материалы наносят на загрунтованную поверхность при помощи краскораспылителя, кисти или другими способами.

   Если  рассмотреть влияние предыдущего  покрытия на качество последующего, то здесь действует правило: «подобное  к подобному».

   Однако  возможно наносить друг на друга материалы  различной химической основы, но только после предварительной подготовки поверхности, включающей все этапы, описанные выше. Ниже представлены возможные сочетания желаемого  нового покрытия со старой основой.  

   СОВМЕСТИМОСТЬ ЛАКОКРАСОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ НА РАЗЛИЧНЫХ  ОСНОВАХ