Производство электрических аппаратов управления и защиты - Лакокрасочные материалы

Лакокрасочные материалы делятся на краски и лаки. Основу красок образуют взвеси тонкоизмельченных нерастворимых пигментов (красящих веществ) в пленкообразователе (олифе). Основу лаков образуют растворы пленкообразователей в летучих органических растворителях. Краски, образуемые введением пигментов в лаки (масляные, нитроцеллюлозные и др.), носят название эмалей. 

  Поликонденсация — процесс образования высокомолекулярных веществ из низкомолекулярных с выделением побочных продуктов.
Полимер — продукт полимеризации; под последней подразумевают процесс соединения нескольких одинаковых молекул в одну более сложную.

Пластификаторы в виде нелетучего активного растворителя или порошка, не вступающие в химическую реакцию с обрабатываемыми веществами, добавляются в лакокрасочные материалы с целью придания или усиления у пленкообразователей свойств пластичности, большей тепло- и морозостойкости, понижения горючести. В качестве пластификаторов применяют сложные эфиры минеральных и органических кислот (дибутилфталат, диэтилфталат — жидкости; трифенилфосфат—кристаллический порошок и др.), а также растительные масла (касторовое, льняное, подсолнечное и др.).
Разбавителями служат летучие жидкости (бензол, толуол, ксилол, бензин, спирт), вводимые в состав лаков и красок с целью перевода в раствор смол и масел и создания определенной концентрации раствора, удобной для нанесения ее на поверхность. При производстве лаков растворителями эфиров целлюлозы, естественных и искусственных смол служат летучие органические жидкости: углеводороды (бензин, бензол, толуол, ксилол, сольвентнафт, скипидар); спирты (метиловый, этиловый, амиловый и др.), кетоны (ацетон, метилэтилкетон и др.); хлорсодержащие из группы галоидопроизводных (хлорбензол); полигалоидные соединения (дихлорэтан).
Пигменты являются красителями красок и эмалей, кроме того, они в пленкообразующих основах повышают твердость, прочность, атмосферостойкость и улучшают адгезионные свойства. В качестве пигментов применяют нерастворимые в пленкообразователе соли и окислы металлов и тонкоизмельченные металлические порошки — пудры (алюминиевые, бронзовые). К ним относятся белила (цинковые, свинцовые, титановые), сажа, охра, цинковый и свинцовый кроны, мумия, сурик (железный и свинцовый), осажденные органические пигменты типа литоль, ультрамарин, лазурь, хромовая зелень, умбра и др. Для ускорения процесса отвердения используют сиккативы — вещества, в состав которых входят металлы (кобальт, свинец и марганец), в особенности двойные и тройные их смеси, отличающиеся повышенной активностью. Сиккативы в лакокрасочном материале не должны превышать рекомендуемого количества, в противном случае наблюдается замедление процесса отвердения, липкость пленки и понижение атмосферостойкости покрытия.
Лакокрасочные покрытия подвержены старению. Под старением понимают происходящие существенные изменения физических и химических свойств лакокрасочного покрытия, в результате чего последнее (при увеличении сопротивления на разрыв и твердости) становится более хрупким, а это связано со снижением вязкости и эластичности. Указанные изменения происходят в связи с деструкцией пленкообразующей основы, приводящей к уменьшению размеров макромолекул, и структурированием — полимеризацией масляной основы.

Отмечается [28], что «для большинства типов покрытий солнечный свет является наиболее агрессивным из всех прочих факторов, действующих на покрытие в атмосферных условиях». Долговечность лакокрасочного покрытия зависит от целого ряда факторов: качественного подбора материала слоев покрытия (грунтового, промежуточных, наружного), технологического процесса покрытия, условий эксплуатации. Для высокой атмосферостойкости пленки покрытия черных металлов применяют многослойными: материал первого, химически активного слоя служит грунтовкой, а для последнего слоя используют покрытие с химически инертной пленкообразующей основой. Эксплуатационный срок службы однородных двухслойных лакокрасочных покрытий листовой стали в атмосферных условиях, по данным, составляет: железного сурика на битумной основе— 12мес., на основе фенольных и глифталевых непревращаемых смол — 6 мес., превращаемых масляных покрытий — 24—48 мес.
Лакокрасочные материалы (табл. 1-15) по классификации их по назначению делятся на восемь групп (ГОСТ 9825—73).
Таблица 1-15

Групп покрытий девять: стойкие внутри помещений, атмосферостойкие, химически стойкие, водостойкие, бензостойкие, масляностойкие, термостойкие, электроизоляционные и специальные. Различается работа в умеренно континентальном, тропическом и любом климате. Для изделий с лакокрасочными покрытиями условия работы классифицируются следующим образом: в отапливаемых и вентилируемых помещениях с температурой воздуха 25±10°С и относительной влажностью 65± 15%; в тропических условиях — при наличии грибковой плесени, при температуре до 55°С и относительной влажности до 95%; для наружных установок— при воздействии атмосферных осадков, солнечной радиации, морского тумана, атмосферы, загрязненной промышленными газами и пылью; с температурой окружающего воздуха от 60 до +60° С и относительной влажности до 95%; в тропически влажных условиях — при воздействии атмосферных осадков,  солнечной радиации, морской атмосферы, биологических факторов (грибковая плесень, термиты), росы, при высокой влажности с повышенной температурой, а также при температуре окружающего воздуха от +45 до —10° С и относительной влажности 93%, среднем наименьшем изменении температуры за 8 ч. примерно 10 К; в тропически сухих условиях —при воздействии высокой температуры окружающего воздуха и сильной солнечной радиации при низкой относительной влажности, воздействии колебаний температуры, песка, пыли и биологических факторов, а также температуре от +50 до —10°С, относительной влажности 20% при 40° С и среднем изменении температуры за 8 ч примерно 25 К; при воздействии атмосферы, содержащей газы и пары, а также при воздействии растворов кислот, щелочей — для химических покрытий; при воздействии пресной воды или ее паров, а также морской воды — для водостойких покрытий; при воздействии минеральных масел и консистентных смазок для маслостойких покрытий. В табл. 1-16 приведена стойкость основных видов лакокрасочных покрытий в условиях воздействия различных сред. В [19] указывается, что вполне беспористое покрытие из обычных лаков и красок обеспечивается при 5—6 слоях. При этом учитывается, что так как универсальных пленкообразователей для удовлетворения всех требований к покрытиям не существует, то применяют многослойные покрытия из разнородных материалов. Этим самым предоставляется возможность в каждом из слоев наиболее целесообразно использовать физико-химические свойства материалов. Например, при удовлетворительной адгезии материалов на основе эпоксидных смол наблюдается их отличная атмосферостойкость, стойкость к окислению, солнечной радиации и действию влаги, минеральным маслам и растворам солей. Они имеют высокие диэлектрические свойства, противодействуют образованию плесени. Поэтому эти материалы пригодны к применению для наружных и промежуточных слоев. Материалы же на глифтале-масляной основе обладают высокими адгезионными свойствами и химической стойкостью, поэтому пригодны к применению в виде грунтовок.
Следует отметить, что лакокрасочные покровные материалы выпускаются в достаточном количестве с самыми различными свойствами и выбор их трудности не представляет.