37. Лакокрасочные материалы, их состав и общие свойства. Требования к лакокрасочным композициям.

Лакокрасочные товары предназначены для получения защитных и декоративных ЛКП. Они защищают изделия из металлов от коррозии, из древесины – от гниения, придают многим товарам красивый внешний вид, предохраняют их от загрязнения и облегчают уход за ними. Основные ЛКТ – олифы, лаки и краски.

Олифы – продукты переработки растительных масел.

Лаки – растворы ПОВ в растворителях.

Краски – суспензии пигментов в ПОВ.

Важнейшие свойства ЛКП, его прочность и устойчивость к воздействию различных внешних факторов и продолжительность защиты изделия от коррозии обусловлены свойствами ПОВ и его качествами.

Исходные материалы для приготовления ЛКС – растительные масла, синтетические и натуральные смолы, сиккативы, растворители и разбавители, пластификаторы, пигменты и красители. Часть этих материалов поступает в продажу как компоненты.

Растительные масла – исходное жировое сырье для олиф, масляных красок и лаков. Они получаются прессованием, экстракцией семян масличных культур. По способности высыхать в покрытиях их делят на :

- высыхающие (льняное, конопляное)

- полувысыхающие (оливковое, хлопковое)

- невысыхающие (касторовое).

Непереработанные масла в ЛКТ не применяются.

Среди синтетических смол в производстве лаков применяют ФФС, ПУ, полиэфирные, меламиноформальдегидные и др.

Среди смол растительного происхождения наибольшее значение имеют шеллак, канифоль и даммара.

Шеллак используется для лакирования поверхности мебели.

Даммара используется для лакирования музыкальных инструментов.

Канифоль применяется для переплетных работ, а также в мыловарении и бумажном производстве. В канифоль вводят эфиры, придающие ей водостойкость при получении ЛКТ. Также глицериновые канифоли используются в качестве пластификаторов, которые снижают хрупкость.

Сиккативы – катализаторы, ускоряющие высыхание природных масел. Это свинцовые, кобальтовые и марганцевые соли карбоновых кислот. Они растворимы в маслах, растворителях и часто в разбавителях. Без сиккативов процесс высыхания масел занимает 10 суток, а с ними скорость высыхания в 20-3- раз меньше. Сиккативы получают сплавлением канифоли с оксидами кобальта, марганца и свинца и за счет получения систем при осаждении солей этих металлов с другими химическими реагентами.

Очень важно введение в ЛКС растворителей и разбавителей. Нанесение покрытий происходит несколькими методами: распыление, нанесение кистью и нанесение валиком. С помощью растворителей и разбавителей получаются ЛКС с определенной вязкостью. Деление материалов на растворители и разбавители касается только определенных материалов (для одних систем жидкие среды – растворители, для других – разбавители).

Растворители – легко летучие жидкие органические вещества, способные растворять ПОВ и другие компоненты лаков и красок (кроме пигментов). Растворители должны обладать высокой растворительной способностью и оптимальной скоростью испарения. Она должна быть не очень маленькой, но и не высокой, так как пленки могут загустевать до завершения работ по нанесению покрытия. При быстром испарении остаются пузырьки, и может произойти охлаждение покрытия за счет конденсации влаги из воздуха на покрытие, приводящее к его помутнению.

Разбавители – более дешевые неорганические вещества, которые неспособны сами разбавлять ПОВ, но легко смешиваются с уже готовым раствором. Они используются для доведения системы по вязкости до нужной кондиции. Скорость испарения разбавителя должна быть больше чем скорость испарения растворителя. Это связано с тем, что при быстром испарении может произойти коагуляция вещества и получение пористых пленок с малым защитным действием.

Пластификаторы (эфиры различных кислот) – нелетучие или малолетучие жидкости с высокой температурой кипения. Хорошо смешиваются с растворителями и разбавителями. Их задача состоит в ослаблении межмолекулярных сил между макромолекулами. Они повышают эластичность и адгезионные свойства системы, повышают ее когезионную прочность.

Пигменты – это высокодисперсные (измельченные) минеральные и органические вещества, обладающие определенным цветом и нерастворимые в воде, органических растворителях и ПОВ. Будучи окрашены и имея более высокий коэффициент преломления, чем ПОВ (масла, смолы, клеи), пигменты обеспечивают укрывистость (непрозрачность) и окраску покрытия. Этим они отличаются от органических красителей.

Органические вещества, которые могут вводиться в систему, органические красители. С их помощью можно получить окрашенные, но прозрачные пленки, поэтому в производстве ЛКТ они играют незначительную роль.

К основным общим свойствам ЛКС относят:

1) Вязкость ЛКС должна быть не очень высокой, чтобы не затруднять работу малярной кистью или валиками и не применять слишком высоких давлений при покрытии. При чрезмерном повышении вязкости ЛКС плохо разливается и не полностью заполняет поры и неровности поверхности, что ухудшает адгезию покрытия.

2) Концентрация ПОВ в ЛКС сильно влияет на физико-механические и оптические свойства пленок. Она должна быть достаточной для обеспечения необходимой вязкости лака или краски, а также толщины и прочности пленки покрытия. Толщина ЛКП обычно составляет 60-100 мкм, иногда 300, что достигается нанесением нескольких слоев.

3) Скорость высыхания ЛКС определяется скоростью испарения летучих испарителей или химических процессов, протекающих в пленкообразователе под действием кислорода воздуха, тепла, катализаторов и отвердителей. Скорость высыхания олиф и масел характеризуется йодным числом – количеством йода, присоединившегося по месту двойных связей молекул масла.

4) Степень перетира важна для пигментированных ЛКС. Размер частиц пигмента не должен превышать толщины высохшей пленки, иначе не получится ровное и гладкое покрытие.

Основные свойства ЛКП характеризуются показателями их механических и декоративных свойств, адгезионной способностью, стойкостью к воздействию окружающей среды. Механическую прочность покрытия оценивают показателями твердости, гибкости (эластичности), прочности на удар, стойкости к истиранию и др.

Декоративные свойства покрытий должны соответствовать функциональному назначению и условиям эксплуатации. Их характеризуют цветом, блеском, фактурой и классом покрытия. По степени блеска различают глянцевые, полуглянцевые, полуматовые и матовые. По фактуре покрытия могут быть гладкие, рисунчатые и рельефные.

Внешний вид покрытия с учетом степени блеска, характера фактуры и наличия дефектов характеризуют классом. Покрытия 1 класса имеют однородную, гладкую и блестящую поверхность без видимых дефектов. Большинство товаров народного потребления имеют покрытие 1 класса (холодильники, мебель и др.).

Адгезионная способность оценивается прочностью прилипания ЛКП к поверхности изделия. Она зависит от степени смачиваемости поверхности изделия ЛКС и адсорбции его поверхностью, от величины сил взаимодействия между пленкой и поверхностью изделия.

Качество ЛКП существенно зависит от тщательности подготовки поверхности конструкций и изделий к окрашиванию. Применяют абразивные обработки поверхности, ее обезжиривание, удаление различных загрязнений и др.