Нормы расхода и характеристика лакокрасочных строительных материалов

Способы нанесения на поверхность лакокрасочных материалов.

1. Ручной метод (валиком, шпателем или кистью) – используется для окрашивания крупногабаритных объектов в строительстве и промышленности, в бытовом ремонте и скрытия внешних дефектов в жилом помещении. При ручном окрашивании применяется лакокрасочные материалы естественной сушки.

2. Валковый метод – нанесение лакокрасочных материалов при помощи валиков, как правило, на плоские изделия (листовой металлопрокат, мебельные щиты, картон, бумага, полимерные пленки, фольга).

3. Окунание в емкость с лакокрасочным материалом. Традиционные (органически разбавляемые) лакокрасочные материалы хорошо удерживаются на изделии после смачивания в ЛКМ. При водоразбавляемых лакокрасочных материалах применяется окунание с термо - и хемоосаждением. Такие способы позволяют защитить от коррозии труднообрабатываемые острые углы изделий, сварочные швы и труднодоступные внутренние полости. Но такими способами можно нанести только один слой покрытия, так при попытке нанести второй, первый слой будет являться диэлектриком.

4. Струйный способ (налив) – обрабатываемое изделие проходит сквозь распыленную “завесу” лакокрасочного материала. Данный способ используется при окраске деталей и узлов различных машин и промышленного оборудования. А налив используется при окраске плоских изделий, таких, как мебельные щиты, фанера, листовой металл. Методами окунания и облива пользуются при обрабатывании изделий обтекаемых форм с ровной поверхностью, где требуется один цвет со всех сторон. Для получения покрытия с одинаковой толщиной покрытия применяется выдержка окрашенного изделия в парах растворителя, которые поступают из сушильной камеры.

5. Распыление. Данный способ бывает:

а) пневматическим – применяются автоматические и ручные пистолетоподобные краскораспылители лакокрасочных материалов с температурой от 20 до 85 С, которые подаются очищенным воздухом большого давления. Этот способ весьма высокопроизводителен, дает отменное качество покрытия на поверхностях любой формы.

б) гидравлическим – производится под давлением, которое создает насос (давление 4-10 МПа при подогретом ЛКМ, при 10-25 МПа при холодных ЛКМ)

в) аэрозольным – осуществляется из баллончиков, наполненных лакокрасочным материалом и пропеллентом. Этот способ применяется при подкраске изделий (мебели, автомашин и прочих). Главный его недостаток – существенные потери материала при унесении в вентиляцию, оседания на стенах покрасочной камеры, в фильтрах. Потери могут достигать почти 40-ка процентов (при пневмораспылении). Для уменьшения потерь (до значения в 1-5%) применяют высоковольтное электростатическое поле (50-140 кВ). Лакокрасочный материал, в таких случаях, приобретает отрицательный заряд и осаждается на поверхности изделия, которое служит электродом другого знака. Такой метод позволяет наносить многослойные покрытия на металлы и неметаллы. Например, на древесину, имеющую влажность не меньше 8% и пластмассы с токопроводящим слоем.

Способы нанесения порошковых лакокрасочных материалов:

• Насыпание (насеивание)

• Напыление (с нагревом подложки или же плазменным и газопламенным подогревом порошка, в электрическом поле)

• Нанесение в вибрационном или вихревом псевдосжиженном слое

Большинство методов нанесения лакокрасочных материалов используются на поточных конвейерах, что разрешает формировать покрытия при высоких температурах, что гарантирует их высокие потребительские и технические свойства.

Градиентные покрытия получаются при одноразовом нанесении методом распыления лакокрасочных материалов, которые содержат дисперсионные смеси, порошки или растворы термодинамически несовпадающих друг к другу пленкообразователей. Последние саморасслаиваются в процессе испарения общего растворителя или при нагреве выше температуры текучести пленкообразователя.

Из-за избирательного смачивания основы один пленкообразователь насыщает верхние слои покрытия, другой – насыщает нижние слои. В итоге получается многослоевая структура лакокрасочного покрытия.

Процесс отверждения (сушки) ЛКМ происходит при температуре 15-25 С (естественная или холодная сушка, а также при высоких температурах (“печная” сушка).

Естественная сушка осуществима только при обработке изделия ЛКМ основанных на быстровысыхающих термопластичных пленкообразователях (наподобие нитратов целлюлозы или перхлорвиниловых смол) или же пленкообразователях, которые имеют ненасыщенные молекулярные связи и отвердителями, для которых, являются влага и воздух. Это полиуретаны и алкидные смолы. Сюда относятся и двухупаковочные лакокрасочные материалы, в которые отвердитель добавляют непосредственно перед применением, это, например, эпоксидные смолы.

Сушку лакокрасочных материалов в промышленных условиях осуществляют при температуре в 80-160 С, а порошковых и специальных ЛКМ – при температуре 160-320С.

При высокой температуре убыстряется процесс улетучивания растворителя и происходит термоотверждение пленкообразователей, например меламиноалкидных, феноло-формальдегидных и алкидных смол.

Самыми распространенными способами термоотверждения покрытий являются:

• Конвективный (изделие нагревается горячим циркулирующим воздухом)

• Терморадиационный (нагрев идет за счет инфракрасного излучения)

• Индуктивный (нагрев происходит переменным электромагнитным полем).

Чтобы получить лакокрасочное покрытие с основой из ненасыщенных олигомеров используется отверждение под воздействием ультрафиолетового излучения или пучка ускоренных электронов. При сушке происходит много разных химических и физических процессов, которые и приводят к появлению лакокрасочного покрытия, например смачивание основы, испарение органического растворителя с водой, полимеризация или поликонденсация.

Получение лакокрасочного покрытия из порошковых материалов включает в себя оплавление частиц в составе пленкообразователя, спаивание возникших капелек и смачивание капельками подложки, термоотверждение.

Промежуточная обработка лакокрасочного покрытия в себя включает:

• Шлифовку абразивными материалами нижнего слоя покрытия для ликвидации лишних включений, для придания матовости и повышения междуслойной адгезии

• Полировку верхнего слоя специальными пастами с целью придания покрытию зеркального блеска.

Свойства будущего лакокрасочного покрытия зависят от состава ЛКМ (типа пленкообразователя, пигмента и прочих составляющих) и структуры покрытия.

Главными характеристиками лакокрасочного покрытия являются: прочность адгезии к основе, твердость, прочность к изгибам и ударам. Помимо этого покрытие оценивается на влагостойкость, химическую стойкость и атмосферостойкость. Оцениваются декоративные свойства, такие как прозрачность и укрывистость, чистота и интенсивность цвета, уровень блеска.

Укрывистость (непрозрачность) получается путем введения в ЛКМ пигментов и наполнителей. Пигменты могут играть и другую роль: повышать защитные свойства (противокоррозионные), окрашивать и придавать специфические свойства покрытиям (например, теплоизолирующие и электропроводные). Процентное содержание пигментов составляет:

• Менее 30% в эмалях

• 35% - в грунтовках

• 80% - в шпатлевках

Максимальное содержание пигментов зависит и от типа ЛКМ: в порошковых красках его содержится 15-20%, в воднодисперсионных – до 30%.

Большое количество лакокрасочных материалов включают в себя органические растворители, поэтому их производство является пожаро – и взрывоопасным. Помимо этого, растворители, используемые в производстве, очень токсичны (ПДК 5-740 мг/м. куб.)

После нанесения лакокрасочного материала необходимо провести обезжиривание растворителей каталитическим или термическим окислением отходов. При значительном расходе ЛКМ и использовании дорогих растворителей уместна будет их утилизация. В этом вопросе преимущество у лакокрасочных материалов, которые не содержат органических растворителей и лакокрасочные материалы с высоким (больше 70%) содержанием твердых частиц.

В это же время лучшими защитными свойствами обладают покрытия и ЛКМ, применяющихся в виде раствора.

В целях контроля долговечности и качества покрытия производится их внешний осмотр, а с помощью приборов определяются их физико-механические, защитные и декоративные свойства.

Качество покрытия дополнительно оценивают по таким важным характеристикам, как потеря блеска и меление.

На долговечность покрытия влияет интенсивность внешних негативных факторов - влажность, солнечное излучение, перепады температуры и многие другие.

От природы пленкообразователя и каталитической активности пигмента напрямую зависит механизм деструкции лакокрасочного покрытия. Срок службы современных атмосферостойких покрытий (для умеренного климата) составляет от 7 до 10 лет, водостойких 3-5 лет, термостойкие покрытия могут выдерживать температуру в 300С, а кратковременно и до 600С и больше.