Лакокрасочные материалы

Содержание

I. Литературный обзор  по теме «Лакокрасочные  отделочные защитные материалы, применяемые в автотракторостроении»

1. Назначение ЛКМ

  Лакокрасочные материалы выполняют две функции  — защитную и декоративную, т.е. техническую и эстетическую. При нанесении на окрашиваемую поверхность они образуют пленку защищающую металлические изделия от коррозии, а деревянные от гниения. Благодаря соответствующей окраске (особенно легковых автомобилей и автобусов) достигаются увеличение срока службы автомобилей и красивый внешний вид. [2]

  Срок  службы легковых автомобилей в значительной степени определяется коррозионной стойкостью их кузовов, которые зачастую приходят в негодность быстрее, чем двигатель и другие агрегаты. Особенно неблагоприятное воздействие на кузовы автомобилей оказывает соль, которой посыпают дороги, в совокупности с механическими воздействиями мелких камней, песка и вибрации. [3]

  По  назначению лакокрасочные материалы  подразделяют на грунтовки, шпатлевки, краски, эмали и лаки.

  Грунтовки предназначены для обеспечения прочной связи между лакокрасочным покрытием и окрашиваемой поверхностью, а так же для ее надежной антикоррозионной защиты.

  Шпатлевки применяют для выравнивания окрашиваемой поверхности.

  Эмали служат для получения наружного слоя лакокрасочного покрытия, который придает ему необходимый цвет, блеск, гладкость, устойчивость против воздействия окружающей среды, механическую прочность и химическую стойкость.

  Лаки  служат для получения прозрачных покрытий или нанесения поверхностного слоя по слою эмали для увеличения блеска покрытия. [2, 3, 7]

  По  составу выделяют АК — полиакрилатные; АУ — алкидноуретановые; АЦ — ацетилцеллюлозные; БТ — битумные; ВА — поливинилацетатные; ВЛ — поливинилацетальные; ВС — винилацетатные; ГФ — глифталевые; КО — кремнийорганические; КФ — канифольные; КЧ — каучуковые; МА — масляные; МЛ — меламиновые; МС — масляно- и алкидностирольные; МЧ — мочевинные (карбамидные); НП — нефтеполимерные; НЦ — нитроцеллюлозные; ПЛ — полиэфирные насыщенные; ПФ — пентафталевые; ПЭ — полиэфирные ненасыщенные; УР — полиуретановые; ФА — фенолоалкидные; ФЛ — фенольные; ХВ — перхлорвиниловые; ХС — винилхлоридные; ШЛ — шеллачные; ЭП — эпоксидные; ЭФ — эпоксиэфирные; ЭЦ — этилцеллюлозные; ЯН — янтарные лакокрасочные материалы. 

2. Подготовка поверхности

  Основной  целью подготовки поверхности является удаление с нее веществ, препятствующих окрашиванию и ускоряющих коррозионные процессы, а также получение поверхности, обеспечивающей требуемую адгезию с металлической подложкой лакокрасочного покрытия. [16]

    Поверхность очищают пескоструйными или дробеструйными аппаратами до полного удаления окалины, ржавчины и жировых загрязнений согласно ГОСТ 9.402-2004. Для очистки конструкций в труднодоступных местах пластовую и рыхлую ржавчину, отслоившуюся краску, грязь очищают металлическими щетками и скребками. После чего проводится обдувка поверхности сжатым воздухом, который должен быть сухим, чистым и соответствовать ГОСТ 9.010-80.

          Заключительным этапом подготовки поверхности под покрытие является обезжиривание, которое проводится с помощью салфеток, смоченных растворителем, с помощью питьевой воды или щелочных средств.

          Во избежание окисления  свежеочищенной поверхности первый слой защитного состава необходимо нанести на металл не позднее 4 часов  после очистки и обезжиривания. [7, 10]

    Нанесение лакокрасочного покрытия на плохо подготовленную поверхность приводит к вспучиванию покрытия и развитию коррозии под ним.

    Металлические детали, очищенные от загрязнений, подвергают пассивированию, т.е. повышению коррозионной устойчивости с помощью создания на их поверхности тончайших пленок окислов или солей. Обычно пассиватор в виде солей хромовой кислоты (PbCrO₄, ZnCrO₄), способных образовывать окисную пленку, вводится в состав грунтовки, применяемой для создания первого слоя покрытия. В данном случае пассивирование не предшествует окраске, а совмещается с малярными операциями. Изделия, испытывающие повышенное коррозионное воздействие, подвергаются предварительному фофатированию — химической обработке с целью получения на поверхности детали слоя нерастворимых соединений. При этом на поверхности создается пленка, представляющая собой тонкий микропористый слой фосфорнокислых солей железа и марганца (FeHPO₄ • ЗН₂О и МпРО₄ • ЗН₂О) толщиной 2...5 мкм. Кроме того, фосфатные слои, обладая пористым строением, значительно улучшают адгезию и препятствуют распространению коррозии под покрытием. Для фосфатирования применяют растворы КФ-1, КФ-2 и др., грунтовки ВЛ-02, ВЛ-08 и др. [2, 6] 

3. Способы формирования покрытий

    На  окрашиваемую поверхность лакокрасочные  материалы в большинстве случаев наносят распылением. Метод погружения используют для окрашивания кузовов, погружая деталь в ванну с краской. Этот способ применяют на автомобильных заводах при поточном способе производства для нанесения подслоев или специальных красок, особенно для защиты деталей, образующих внутреннюю полость. Краска проникает внутрь через отверстия, а затем капает при извлечении из ванны. При ремонте этот способ не применяется.

      Нанесение кистью является малопроизводительным процессом и может применяться при незначительном объеме работ и при медленно сохнущих эмалях. Для нитроэмалей и других быстровысыхающих лакокрасочных материалов этот способ непригоден.

    Однако  у широко распространенного высокопроизводительного  способа воздушного распыления имеется существенный недостаток — потери лакокрасочных материалов достигают 40... 50 % вследствие образования в воздухе тумана из лакокрасочного материала,  который к тому же легко горюч и вреден для здоровья работающих.

    При окраске в электростатическом поле распыляемые частицы краски приобретают заряд и притягиваются к противоположно заряженной окрашиваемой поверхности. По сравнению с распылением в этом способе расход краски снижается на 30...50 % и производительность возрастает в 2 раза.

    Существуют  разновидности электроокраски, в  их числе принципиально новые методы электрофореза, или электроосаждения, и напыление полимерных порошковых красок в электростатическом поле.

    Применение  электрофореза стало возможным в связи с появлением водоразбавляемых лакокрасочных материалов. Окрашивание проводится в гальванической ванне и основано на принципе электростатического осаждения эмали. В ванну, корпус которой обычно служит одним из электродов, заливают водоразбавляемую лакокрасочную композицию, вторым электродом (как правило, анодом) является покрываемое изделие. Под действием постоянного тока в течение 3...5 мин на изделие осаждается пленка толщиной 20...30 мкм.

    Напыление полимерных порошковых красок осуществляется из пистолета в электростатическом поле в специальных установках. Порошок под действием электростатических сил прилипает к поверхности окрашиваемого изделия. После этого изделие нагревают до температуры 130...200°С, при которой порошок плавится, создавая стойкое защитное покрытие.

    Разновидностью  такого способа является окраска подогретыми эмалями. Данный способ дает существенное снижение расхода компонентов, особенно растворителя (его требуется меньше почти на 50 %). В этом способе температуру нитроэмали на выходе из аппарата доводят до 60...70°С или до 70... 80 °С для синтетической эмали. При подогреве до указанных температур вязкость снижается и обеспечивается нанесение качественного покрытия при меньшем числе слоев.[2] 

4. ЛКМ, используемые в  автотракторостроении

    4.1 Лак — это раствор пленкообразующих веществ в органических растворителях или в воде, образующий после высыхания твердую прозрачную однородную пленку. [2, 10]

    Целлюлозные лаки сегодня практически не применяются при ремонте кузовов автомобилей. Они высыхают гораздо быстрее масляных красок, после высыхания дают блеск. Сушка лака на отсутствие прилипания длится от 45 минут до 4—6 часов, в зависимости от температуры окружающей среды. После сушки покрытие полируют. Целлюлозные лаки пожароопасны, быстро испаряются (в них много растворителя), требуют нанесения большого количества слоев, быстро теряют цвет (выгорают), обладают слабым блеском после нанесения из краскораспылителя, требуют полировки. [7]

    Глифталевые лаки - это растворы синтетических смол. Глифталевые лаки обладают высокой закрывающей способностью, блестят сразу же после покраски, образуют более эластичную и менее хрупкую пленку лака по сравнению с пленкой целлюлозного лака.

    Новое поколение глифталевых лаков — двухкомпонентные. Речь идет о глифталевых лаках, вступающих в реакцию с катализатором (отвердителем), который позволяет значительно уменьшить время сушки и ощутимо повысить прочность лака. Сушка глифталевых лаков с отвердителем может проходить на воздухе при температуре окружающей среды 18 — 22 °С в течение 24 – 30 часов, но эти покрытия уступают по твердости и водостойкости аналогичным покрытиям, высушенным при повышеной температуре. После высыхания образуются необратимые покрытия.

    Можно наносить глифталевые лаки кистью, окунанием, распылением или распылением с подогревом (до 70 ºС). [7, 11, 12]

    Глифталевые покрытия по атмосферостойкости уступают пентафталевым, поэтому для получения атмосферостойкого покрытия по предварительно подготовленной поверхности из металлов и древесины рекомендуется алкидный пентафталевый лак ПФ-170. Данный лак обеспечивает получение высокоглянцевого прозрачного покрытия. Наносится он методом распыления, окунанием или кистью. Время высыхания лака при температуре 18 – 22 ºС – не более 72 часов, при 90 ºС – не более 3 часов. [11, 15]