Тема 16

Лакокрасочные материалы

 

Назначение и требования ЛКМ

 

Лакокрасочные материалы (ЛКМ) – многокомпонентная система, которая наносится в жидком или порошкообразном состоянии на предварительно подготовленную поверхность и после высыхания (затвердевания) образует прочную, хорошо сцепленную с основанием пленку. Получившуюся пленку называют лакокрасочным покрытием. ЛКМ применяются для защиты металлических, а также других видов изделий от влияния внешних вредных факторов (влага, газы, воздух и т.д.), придания поверхности декоративных свойств.

 

Лакокрасочные и защитные материалы

Назначение и требования к ЛКМ

Лакокрасочные материалы (ЛКМ) предназначены для выполнения защитной и декоративной функций. При нанесении на поверхность они образуют пленку, которая защищает металл от коррозии.

В зависимости от назначения ЛКМ и покрытий к ним предъявляются следующие требования:

— должны прочно удерживаться на окрашивемой поверхности;

— обладать необходимыми механической прочностью, твердостью и эластичностью;

— обладать стойкостью к воде, нефтепродуктам, отработавшим газам и солнечным лучам;

— быть водо- и газонепроницаемыми;

— сохранять свои качества при любых температурах окружающей среды;

— быть нейтральными, не вызывать коррозии окрашиваемых поверхностей;

— быстро сохнуть и не требовать сложных сушильных устройств;

— обеспечивать необходимый цвет при минимальной толщине и числе наносимых слоев;

— быть недорогими и долговечными.

В зависимости от назначения и состава лакокрасочные материалы (ЛКМ) принято делить на: лаки, краски, эмали, грунтовки, шпаклевки.

Лаки – это растворы пленкообразующих веществ в растворителях (или воде), которые после высыхания образуют однородное, твердое, прозрачное (кроме битумного лака) покрытие. Их состав не содержит пигменты и наполнители.

Краски – суспензии пигментов в пленкообразующих веществах, которые после высыхания образуют непрозрачное однородное покрытие.

Эмаль – суспензия пигментов, наполнителей в лаке, которая после высыхания образует непрозрачное, твердое покрытие различной структуры и блеска.

Грунтовка – суспензия пигментов с наполнителями в пленкообразующем веществе, которая после высыхания образует однородную непрозрачную пленку.

Шпаклевка – смесь наполнителей, пигментов и пленкообразующих веществ, пастообразная вязкая масса, предназначена для заполнения дефектов поверхности, придания ей равномерной фактуры.

 

Из ЛКМ на автотранспорте широко используются грунтовки (грунты), шпатлевки и эмали.

Грунтовки предназначены для обеспечения прочной связи между лакокрасочным покрытием и окрашиваемой поверхностью, а также для ее надежной антикоррозионной защиты, представляют собой суспензию пигментов (преимущественно противокоррозионных) с наполнителями в пленкообразователе и создают после высыхания однородную пленку с хорошей прилипаемостью к подложке и покрывным слоям.

Шпатлевка применяется для выравнивания окрашиваемой поверхности и представляет собой густую вязкую массу, состоящую из смеси пигментов с наполнителями в пленкообразователе.

Эмали служат для получения наружного слоя лакокрасочного покрытия, который придает ему необходимый цвет, блеск, гладкость, устойчивость к воздействиям окружающей среды, механическую прочность и химическую стойкость, представляют собой суспензию пигментов с наполнителем в лаке и образуют после высыхания непрозрачную твердую пленку.

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

Краска — это суспензия пигмента с наполнителями в олифах, масле, эмульсиях, латексе, образующая после высыхания непрозрачную однородную пленку.

 

Состав ЛКМ

ЛКМ содержат следующие основные компоненты: пленкообразователи, растворители, разбавители, пигменты, пластификаторы, сиккативы, наполнители.

Пленкообразователи — это вещества, которые при нанесении тонким слоем на поверхность высыхают под действием воздуха, света, тепла и образуют на ней сплошную пленку. От них зависят прочность соединения покрытий с поверхностью, антикоррозионность, стойкость к воздействию окружающей среды. К ним относятся смолы, нитроцеллюлозы, растительные масла. Для усиления тех или иных свойств пленкообразователей их получают в виде смеси.

Смолы используют только растворимые, как природные (канифоль, битумы, копалы), так и синтетические (глифталевые, меламинные, фенольные, поливинилацетатные, эпоксидные и др.).

Нитроцеллюлозы получают путем обработки древесины или хлопковых очесов азотной кислотой.

Растительные масла (льняное, конопляное) применяют в виде натуральной или уплотненной олифы. Натуральную олифу получают путем термообработки высыхающих растительных масел с добавкой сиккативов, а уплотненную — из растительного масла, подвергнутого длительному нагреву до температуры 300 °С с последующей добавкой растворителя (до 50 %). Плохо высыхающие масла (подсолнечное, хлопковое) для получения оксидированной олифы (оксоль и др.) подвергают нагреву до 150 °С окислением кислородом воздуха в присутствии сиккативов и добавляют растворитель (до 50 %). Синтетические олифы приготовляют из смол, продуктов переработки нефти и пр.

Пленки, которые после высыхания могут под действием растворителя вновь стать жидкой фазой, называются обратимыми. Необратимые пленки не растворяются. Натуральные смолы образуют обратимую пленку. Термореактивные смолы и растительные масла — необратимую.

Растворители служат для растворения пленкообразователя, т. е. придания ему определенной вязкости и представляют собой летучие жидкие органические соединения, которые должны испариться без остатка после нанесения ЛКМ на поверхность.

Разбавители служат для разбавления готовых ЛКМ и сами растворять пленкообразователи не могут, дешевле растворителей. Избыток разбавителя может вызвать свертывание пленкообразователя и выпадение его в осадок.

Пигменты — это сухие краски, придающие ЛКМ цвет и непрозрачность, замедляют старение и повышают стойкость лакокрасочных покрытий. Пигменты находятся в пленкообразователях и растворителях во взвешенном состоянии, представляют собой окислы и соли металлов, сажу, алюминиевую пудру, глины. Размер частиц пигментов 0,5—2 мкм. К распространенным пигментам относятся:

— белые — цинковые, свинцовые, титановые белила;

— желтые — охра, крон свинцовый и цинковый;

— синие — ультрамарин, лазурь;

— зеленые — окись хрома, медянка, зеленый крон;

— красные — мумия, сурик железный, свинцовый сурик, киноварь;

— черные — сажа.

Основные цвета: синий, красный, желтый, белый и черный. Остальные получают путем смешивания.

Пластификаторы или мягчители добавляются к ЛКМ для придания эластичности, гибкости, долговечности, повышают прилипаемость, свето-, тепло- и морозостойкость.

К пластификаторам относятся льняное, касторовое масла, эфиры кислот, камфора, термопластичные смолы.

Сиккативы — вещества, ускоряющие процесс образования пленки, представляют собой окислы свинца, марганца, кобальта или соли органических кислот этих металлов.

Чрезмерное количество сиккатива вызывает не сокращение, а увеличение времени высыхания.

Наполнители применяют в качестве примеси к слишком насыщенным и непрозрачным красителям для частичной их замены и удешевления, способствуют более полному осаждению красителя и лучшему его закреплению. Распространенные наполнители: мел, гипс, каолин, тальк, гидрат окиси алюминия.

 

Способы нанесения ЛКМ

Лакокрасочное покрытие будет длительное время успешно выполнять свои функции, если для его нанесения использованы материалы, отвечающие данным условиям. эксплуатации, если оно наносилось с соблюдением определенного технологического режима и если обеспечивается необходимый уход за покрытием в процессе эксплуатации.

Способы нанесения ЛКМ зависят от природы пленкообразующего, на основе которого они изготовлены, от растворителя, входящего в его состав, а также от объема окрасочных работ.

На заводах первый слой грунтовки (водоразбавляемой) наносят на кузова легковых автомобилей методом электроосаждения. Второй слой наносят методом электростатического, либо пневматического распыления с помощью установок, работающих в автоматическом режиме. Эмаль также наносят методом автоматического пневмораспыления. И только труднодоступные места красят пневмораспылением вручную. Мелкие детали окрашивают окунанием.

При проведении ремонтных работ используют обычно два метода: пневмораспыление — для окраски поверхностей, к которым предъявляются высокие требования, и кистевую окраску — для всех остальных поверхностей.

Самый распространенный способ — пневмораспыление. Он заключается в дроблении ЛКМ струей сжатого воздуха до частиц размером 10—60 мкм. Частицы аэрозоля переносятся струей сжатого воздуха к поверхности детали, прилипают к ней и растекаются.

Краскораспылитель перемещают параллельно поверхности на расстоянии 30 см от нее со скоростью 30—40 см/с. Угол колебания пистолета не должен превышать 5—10°. Первый слой наносят горизонтальными полосами, второй вертикальными. Перекрытие полос должно быть 40—60 мм. Уменьшать число слоев за счет увеличения их толщины недопустимо.

Дефекты поверхности, которые не удается устранить рихтованием выравнивают шпатлеванием.

Шпатлевки наносятся на просушенный грунт пластмассовым или металлическим шпателем (для ровных поверхностей) или куском листовой резины толщиной 5—6 мм (для криволинейных поверхностей). Ширина шпателя — 30—150 мм. Не рекомендуется наносить более трех слоев шпатлевки. Общая толщина шпаклевочного слоя не должна превышать для эпоксидных и полиэфирных шпатлевок 2 мм, а для остальных шпатлевок — 0,3 мм.

 

Контрольные вопросы

1. Какие виды ЛКМ используются на автотранспорте?

2. Назовите способы нанесения ЛКМ.