Ассортимент лакокрасочных материалов

Ассортимент лакокрасочных материалов достаточно велик. Они производятся для различных отраслей промышленности, строительства, транспорта и других областей применения в соответствии с техническими требованиями, вытекающими из условий эксплуатации окрашенных изделий и принятых технологий нанесения покрытия.

Лакокрасочные материалы оценивают по следующим показателям: вязкости, продолжительности высыхания, укрывистости, степени дисперсности пигмента. Эти показатели имеют большое значение для оценки технологичности материала, определения возможности и условий его нанесения на окрашиваемое изделие.

Вязкость определяют с помощью различных вискозиметров: капиллярных, шариковых, ротационных. На практике, как правило, вязкость оценивают по времени истечения определенного объема материала через калиброванное отверстие вискозиметра.

Продолжительность высыхания оценивают двумя параметрами: временем высыхания «от пыли», т. е. временем образования тончайшей поверхностной пленки покрытия, и временем полного высыхания.

Укрывистостъ, т. е. способность эмали делать цвет окрашиваемой детали невидимым, оценивают визуально и фотометрическим методом. Повышение укрывистости позволяет снизить расход эмали и сократить количество слоев лакокрасочного покрытия. Этот показатель тесно связан со степенью дисперсности пигмента, с увеличением которой не только растет укрывистость, но и повышается водонепроницаемость, улучшаются механические свойства и внешний вид покрытия. Степень дисперсности пигмента оценивают минимальной толщиной слоя покрытия, в котором не видны отдельные конгломераты пигмента.

При оценке качества лакокрасочных материалов очень важны свойства отвержденных лакокрасочных покрытий. При этом определяют: твердость, ударную прочность, наличие и величину внутренних напряжений, величину адгезии к окрашиваемому материалу, эластичность, износо- и атмосферостойкость, прочность при растяжении, относительное удлинение, модуль упругости, противокоррозионные свойства. Все эти показатели имеют большое значение для оценки защитных свойств лакокрасочного покрытия при эксплуатации окрашенных изделий.

Наибольшее значение имеют следующие виды лаков и эмалей: алкидные, полиакриловые, водоразбавляемые, дивинилацетилено- вые, кремнийорганические, меламино-формальдегидные, нитроцеллюлозные, перхлорвиниловые, поливинилацетальные, полиуретановые, эпоксидные, масляные, полиэфирные, силикатные, а также порошковые полимерные краски. Ниже дана краткая характеристика основных видов лаков и эмалей.

Алкидные лаки и эмали представляют собой растворы алкидных смол в легколетучих растворителях. Примерами алкидных материалов являются лаки и эмали на основе глифталевых и пентафталевых смол. Алкидные лакокрасочные материалы бывают высыхающими и невысыхающими. Первые отверждаются за счет испарения растворителей, а отверждение невысыхающих материалов происходит в результате поликонденсации входящих в их состав смол, содержащих реакционноспособные группы.

Наиболее широко используются лаки и эмали на основе смесей алкидных смол с модифицированными мочевиноформальдегидной или меламиноформальдегидной смолами. Такие лаки после отверждения обладают высокой твердостью, водо- и атмосферостойко- стью.

Меламиноформальдегидные лаки и эмали отверждаются вследствие взаимодействия меламино-формальдегидной смолы с алкидной при температуре 100—140 °С в течение 20—60 мин. Для снижения температуры отверждения до 85 °С в меламино-формальдегидные лакокрасочные материалы добавляют катализатор отверждения.

Мочевино-формальдегидные лаки и эмали в зависимости от рецептуры могут отверждаться при 100—140 °С или при комнатной температуре. Материалы «холодного» отверждения могут быть одно- и двухкомпонентными. Первые содержат сиккативы, ускоряющие их высыхание, вторые перед использованием смешиваются с отвердите - лем — ортофосфорной кислотой. Отверждение мочевино-формальде- гидных лаков и эмалей холодного отверждения происходит в течение 1,0—1,5 ч, а при 40—60 °С — за 20—30 мин.

Существуют также алкидные лаки на основе смесей алкидных смол с фенолформальдегидной и аминоформальдегидной смолами.

Кроме упомянутых материалов, выпускают также алкидно-сти- рольные, алкидно-кремнийорганические лаки и эмали.

Среди лаков и эмалей на основе алкидных смол есть продукты с высокой атмосферостойкостью, водостойкостью, морозо- и огнестойкостью, устойчивые к воздействию факторов тропического климата и т. д. Образуемые ими покрытия могут иметь высокую глянцевитость или матовость.

Алкидные лаки и эмали являются самыми крупнотоннажными лакокрасочными материалами, имеющими перспективы дальнейшего расширения объемов производства. Благодаря высоким качествам создаваемых ими защитно-декоративных покрытий, разнообразию сырьевых материалов, низкой стоимости, возможности получения водоразбавляемых материалов, наносимых по технологии электрофореза, алкидные лаки и эмали широко используются в различных отраслях промышленности.

Их применяют для окраски автомобилей, автобусов и других транспортных средств, сельхозтехники, мотоциклов и велосипедов, вагонов метро и трамваев, стиральных машин и пылесосов, другой бытовой техники, строительных сооружений, деревянных конструкций, мебели, надводных частей речных и морских судов.

Полиакриловые лаки и эмали могут быть на основе термопластичных и термореактивных полимеров. Первые представляют собой растворы высокомолекулярных акрилатов в смеси органических растворителей и образуют покрытия в результате испарения растворителя при комнатной температуре. Вторые являются композицией полиакрилатов с акриловым и другими мономерами. В результате их взаимодействия при повышенной температуре происходит полимеризация и образование сетчатой структуры полимера лакокрасочного покрытия.

Полиакриловые лакокрасочные материалы отличаются стабильностью свойств при хранении; их используют, прежде всего, для окрашивания и защиты металлических изделий. Для повышения адгезии покрытия к металлу используют полиакриловые, алкидные, эпоксидные грунтовки.

Лакокрасочные материалы на основе термопластичных полимеров имеют ограниченную теплостойкость, так как склонны к размягчению при повышенных температурах. Диапазон рабочих температур этих материалов от -50 до 150—170 °С, что позволяет широко использовать их для окраски самолетов. Кроме того, пигментированные светоотражающими наполнителями полиакриловые эмали применяют для окраски резервуаров для хранения топлива и газа, куполов обсерваторий с целью уменьшения их нагрева от солнечного излучения, для создания флуоресцирующих красок.

Термореактивные полиакриловые лакокрасочные материалы отверждаются при 125—150 °С и обладают более высокой теплостойкостью, они сохраняют неизменную твердость во всем диапазоне температур эксплуатации. Их используют для окраски автомобилей, сельхозтехники, строительных конструкций из алюминиевых сплавов, рулонного металла и других изделий и материалов.

Водоразбавляемые грунтовки и эмали выпускают на основе синтетических низкомолекулярных полимеров и олигомеров, способных образовывать при смешении с водой коллоидные системы. Водоразбавляемые эмали не следует путать с водоразбавляемыми красками, которые являются дисперсиями полимеров в воде.

Используемые для создания водоразбавляемых лакокрасочных эмалей смолы содержат карбоксильные и гидроксильные группы, что позволяет при температуре сушки покрытия (170—180 °С) осуществлять их поликонденсацию с образованием прочной полимерной пленки.

Помимо использования обычных технологий нанесения лакокрасочных материалов, водоразбавляемые эмали наносят способом электрофореза. Такие эмали изготавливают только на основе индивидуальных смол, поскольку скорости осаждения разных смол при электрофорезе различны, что не позволяет получать однородные лакокрасочные покрытия на основе смесей полимеров.

Разбавленные водой растворы эмалей являются негорючими материалами, при использовании которых исключается возникновение пожара.

Отверждение водоразбавляемых эмалей осуществляется при повышенной температуре в два этапа. На первом этапе температура не должна превышать 100 °С, так как в это время испаряется содержащаяся в эмали вода. На втором этапе осуществляется поликонденсация входящих в эмаль олигомеров. Этот этап образования пленочного покрытия проводится при 170—180 °С. В результате поликонденсации полимерный материал приобретает сетчатую трехмерную структуру и теряет способность к растворению и плавлению.

Водоразбавляемые грунтовки и эмали нашли применение в автомобильной промышленности для окраски автомобилей методом электрофореза благодаря экономичности и экологичности этой технологии.

Дивинилацетиленовые лаки и эмали изготавливают на основе линейных полимеров дивинилацетилена. Лак представляет собой раствор смолы в ксилоле, а для получения эмали в него добавляют технический углерод, алюминиевую пудру, железный сурик. Отверждение дивинилацетиленовых лакокрасочных материалов происходит в два этапа: на первом этапе происходит испарение растворителя и отверждение пленочного покрытия, а на втором образовавшаяся пленка окисляется кислородом воздуха в течение 7—10 суток, в результате чего переходит в неплавкое и нерастворимое состояние и приобретает ценные свойства. Вторая стадия отверждения дивинилацетиленового покрытия может производиться и под водой. Возможно и горячее отверждение материала, что позволяет ускорить процесс получения покрытия с требуемыми свойствами и повысить его химическую устойчивость.

Основные достоинства дивинилацетиленовых лакокрасочных покрытий — высокая водо-, бензо-, маслостойкость, а также устойчивость к воздействию разбавленных кислот и щелочей.

Важнейшая область применения этих лакокрасочных материалов — защита подводной части судов, а также других изделий из металла, работающих в коррозионно-активных средах.

Кремнийорганические лаки и эмали изготавливают на основе растворов полиорганосилоксанов в органических растворителях. Наибольшее распространение получили лаки и эмали на основе полиме- тилфенилсилоксанов, полиметиленсилоксанов, полифенилсилокса- нов. Для улучшения технологических и эксплуатационных свойств кремнийорганических лаков в композиции добавляют органические полимеры (алкидные и эпоксидные смолы, полиэфиры, полиакрилаты и др.).

Остальные компоненты кремнийорганических эмалей принципиально не отличаются от использующихся при создании других лакокрасочных материалов.

При создании теплостойких кремнийорганических покрытий перед окраской используют кремнийорганические грунтовки. Тип грунтовки зависит от вида окрашиваемого металла. Суммарная толщина всех видов кремнийорганических лакокрасочных покрытий (грунтовки, шпатлевки, эмали) не должна превышать 55 мкм. Сушку и отверждение кремнийорганического покрытия производят при

200—250 °С. Образование пленки кремнийорганического покрытия происходит, как правило, вследствие поликонденсации.

Такие покрытия могут эксплуатироваться при 180—200 °С, сохраняя в течение длительного времени эластичность. Эмали, содержащие мелкодисперсный алюминиевый порошок (пудру), длительно работоспособны при 400—500 °С.

Отличительные свойства кремнийорганических покрытий, помимо высокой теплостойкости, — устойчивость к воздействию воды и ультрафиолетовых лучей, грибостойкость, морозостойкость (до -60 °С), высокие диэлектрические свойства. Среди недостатков этих материалов — низкая масло- и бензостойкость, невысокая адгезия к металлам, которую можно повысить с помощью грунтовок.

Кремнийорганические лаки и эмали используют в производстве электрических машин, для окраски двигателей внутреннего сгорания, горячих трубопроводов, бойлеров, дымовых труб, для окраски зданий и сооружений из бетона и других целей.

Нитроцеллюлозные лаки и эмали изготавливают на основе растворов нитроцеллюлозы в сложных эфирах и кетонах. Широко используются для получения нитроцеллюлозных лакокрасочных материалов растворители — этил- и бутилацетат в сочетании с ацетоном или ме- тилэтилкетоном. Для разбавления нитроцеллюлозных лаков и эмалей применяют ароматические углеводороды (ксилол, толуол). Содержание пленкообразующего вещества в таких продуктах не превышает 10 %, поэтому для получения покрытия наносят несколько слоев материала.

С целью улучшения технологических и эксплуатационных свойств нитроцеллюлозных лаков и эмалей в их состав вводят другие пленкообразующие олигомеры и полимеры: высыхающие алкидные смолы, фенолоальдегидные и мочевино-формальдегидные смолы, акриловые полимеры, эпоксидные смолы в сочетании с отвердителями.

Механизм отверждения нитроцеллюлозных лакокрасочных материалов зависит от их состава. Продукты, содержащие только нитроцеллюлозу в качестве пленкообразующего составляющего, отверждаются за счет испарения растворителей. Процесс протекает очень быстро уже при комнатной температуре, что является важным преимуществом нитроцеллюлозных лаков и эмалей перед другими лакокрасочными материалами. Полное высыхание нитроцеллюлозных эмалей происходит в течение одного часа. Нагревание до 40—80 °С ускоряет процесс отверждения.

Нитроцеллюлозные лаки и эмали, содержащие термореактивные смолы, отверждаются не только вследствие улетучивания растворителя, но и за счет образования трехмерной сетчатой структуры второго полимера. Отверждение таких материалов происходит, как правило, при более высокой температуре, которая зависит от природы добавок.

Помимо пленкообразующих веществ нитроцеллюлозные лаки и эмали содержат пластификаторы, стабилизаторы, пигменты, наполнители и другие компоненты. В качестве пластификаторов используют фталаты, адипинаты, себацинаты в сочетании с касторовым маслом, хлорпарафином, невысыхающими алкидными смолами и др.

Благодаря низкой вязкости наиболее распространенным способом нанесения нитроцеллюлозных лаков и эмалей является распыление. Иногда при изготовлении мебели лак наносят с помощью лаконаливного оборудования.

Преимущества нитроцеллюлозных лакокрасочных материалов заключается в высокой технологичности и в возможности создания на их основе декоративных покрытий с высокими эстетическими свойствами. Однако такие покрытия обладают и существенными недостатками: низкой устойчивостью к органическим растворителям, недостаточными водо- и атмосферостойкостью, горючестью и др.

Объемы применения нитроцеллюлозных лаков и эмалей постоянно сокращаются благодаря использованию новых материалов с более высокими эксплуатационными свойствами, хотя они все еще применяются при отделке натуральной и искусственной кожи, ремонте оборудования и автомобилей и в других производствах.

Перхлорвиниловые лаки и эмали изготавливают на основе растворов перхлорвиниловых смол с молекулярной массой 30 000—60 000 в органических растворителях — кетонах, сложных эфирах, ароматических углеводородах. Для пластификации лаков в их состав вводят фталаты и фосфаты спиртов, хлорпарафин и другие продукты, кроме того, используют термостабилизаторы и сиккативы. Для получения перхлорвиниловых эмалей в лаки добавляют минеральные или органические пигменты и наполнители.

Для повышения адгезии перхлорвиниловых эмалей к металлам используют грунтовки или фосфатирование.

Пленкообразование перхлорвиниловых лаков и эмалей происходит вследствие испарения растворителей, которое при комнатной температуре происходит в течение одного часа. Полное высыхание покрытия и приобретение им своих максимальных показателей происходит в течение пяти суток. Горячая сушка при 60 °С сокращает продолжительность полного высыхания до двух часов, а при 120 °С — до 20 мин.

Перхлорвиниловые лакокрасочные покрытия обладают высокими защитными свойствами при эксплуатации окрашенных изделий на открытом воздухе, большой стойкостью к минеральным маслам, многим органическим растворителям, высокими прочностью, эластичностью и огнестойкостью.

Однако, как и другие термопластичные лакокрасочные материалы, не образующие при отверждении трехмерную сетчатую структуру, перхлорвиниловые покрытия обладают низкой теплостойкостью и при температуре выше 60 °С начинают размягчаться.

Эти материалы используют для окраски сельхозмашин, станков, оборудования, железнодорожных вагонов, дорожных и строительных машин, металлических и бетонных строительных конструкций, работающих в условиях агрессивных сред в различных климатических зонах, в том числе в странах с тропическим климатом.

Поливинлацетальные лаки и эмали изготавливают на основе растворов ацеталей поливинилового спирта: поливинилформаля или поливинил бутираля.

Поливинилформалевый лак используют в кабельной промышленности для электроизоляции проводов. Он имеет высокую вязкость и наносится путем протягивания проволоки через ванну с лаком и калибровочную фильеру. Лак отверждается при 300—350 °С вследствие улетучивания растворителя и протекания химической реакции между компонентами: поливинлацеталем и фенолформальдегидной смолой.

Изоляция, полученная на основе поливинилформалевого лака, обладает высокими диэлектрическими свойствами, прочностью и эластичностью.

Модифицированные изоцианатами, эпоксидными смолами по- лиформалевые лаки помимо отмеченных свойств обладают устойчивостью к воздействию фреонов, что дает возможность использовать их для изоляции проводов, работающих в условиях воздействия этих веществ, например, в холодильных установках.

Поливинлбутиралевые лаки и эмали являются растворами пленкообразующих веществ в комплексных растворителях, содержащих спирты, альдегиды, кетоны и сложные эфиры. Их используют для получения масло-, бензостойких антикоррозионных покрытий металла.

Они устойчивы при воздействии воды, нагретой до 95 °С. На их основе изготавливают двухупаковочные фосфатирующие грунтовки, в состав которых входит ортофосфорная кислота, добавляемая к поливи- нилбутиралевому лаку перед применением. Такие грунтовки используют в автомобильной промышленности и других отраслях для повышения коррозионной стойкости металла и увеличения адгезии к нему лакокрасочного покрытия.

Полиуретановые лаки и эмали изготавливают на основе полиуретановых пленкообразующих продуктов, образующихся в результате химического взаимодействия содержащихся в них полиизоцианатов и гидроксилсодержащих соединений.

Полиуретановые лакокрасочные материалы могут быть одно- и двухупаковочными. Первые изготавливают из сложных олигоэфиров и блокированных изоцианатов. Блокирование изоцианатов при комнатной температуре может продолжаться сколь угодно долго. При высоких температурах изоцианатная группа освобождается от блокировки и вступает во взаимодействие с гидроксильными группами полиэфира. Как правило, отверждение одноупаковочных полиуретановых лакокрасочных материалов проводится в течение 0,1—1,0 ч при 180 °С. Нагревание до 350 °С позволяет завершить процесс отверждения за 3—5 мин.

Двухупаковочные материалы состоят из раствора гидроксилсодержащих простых и сложных полиэфиров, эпоксидной и алкидной смолы, а также раствора полиизоцианата.

Образование полимерной пленки при использовании двухупаковочных полиуретановых материалов происходит вследствие двух процессов — испарения растворителей и химического взаимодействия полиизоцианатов и гидроксилсодержащих веществ. Отверждение лакокрасочного покрытия может осуществляться при комнатной температуре либо при температуре 80—120 °С. Полное отверждение покрытия происходит в течение 5—7 сут.

Выбор сырьевых материалов для получения полиуретанов чрезвычайно широк, что позволяет делать лакокрасочные материалы с очень разными свойствами. Эти лаки и эмали могут обладать высокой твердостью, сопротивлением абразивному износу, эластичностью, высокими диэлектрическими свойствами, масло-, бензо-, морозо- и теплостойкостью, они устойчивы к воздействию кислот и щелочей и т. д. Выбор материалов и сырьевых компонентов для получения полиуретановых лаков и эмалей производится с учетом технических требований к покрытию и условий эксплуатации окрашенных ими изделий.

Эпоксидные лакокрасочные материалы изготавливают на основе растворов эпоксидных смол в этилцеллозольве, кетонах, ароматических углеводородах и других растворителях. Кроме эпоксидной смолы, в состав лаков входят отвердители и ускорители отверждения, а в эмали добавляют пигменты и наполнители, пластификаторы и тиксотропные добавки.

Для отверждения эпоксидных лакокрасочных материалов применяют полиамины, низкомолекулярные полиамиды, изоцианаты, модифицированные фенолформальдегидные смолы.

Эпоксидные эмали могут в зависимости от рецептуры отверждаться при комнатной температуре или при нагревании. Полное отверждение лаков и эмалей на холоду завершается через 5—10 сут. Го- рячеотверждаемые лаки и эмали нагревают до 180—235 °С в зависимости от вида отвердителя.

Эпоксидные лакокрасочные материалы имеют хорошие физико-механические и диэлектрические характеристики, высокую теплостойкость, устойчивость к кипящей воде, щелочам, органическим растворителям и другим агрессивным веществам.

Для улучшения свойств эпоксидных лакокрасочных материалов в композиции добавляют другие пленкообразующие полимеры и олигомеры: нитроцеллюлозу, алкидные смолы и другие продукты.

Эпоксидные лакокрасочные материалы используют для окраски металлических изделий: холодильников, трубопроводов, стиральных машин, оборудования, эксплуатирующихся в различных климатических условиях, в том числе в регионах с тропическим климатом.

В автомобилестроении применяют эпоксидные грунтовки. Широко используются порошкообразные краски на основе эпоксидных смол.

Масляные лаки и эмали производят на основе растворов натуральных растительных масел и природных смол. Для их изготовления применяют высыхающие масла: льняное, конопляное, тунговое и другие, а в качестве смол используют канифоль и продукты на ее основе, янтарь, копал и другие природные смолы. В качестве растворителей применяют уайт-спирит, нефрас, скипидар, ксилол и др. В состав масляных лаков и эмалей обязательно вводят сиккативы, ускоряющие процесс сушки покрытия. Образование пленки лакокрасочного покрытия на основе масляных лаков и эмалей происходит в результате испарения растворителей и полимеризации жирных кислот растительных масел.

Свойства масляных лаков и эмалей зависят от состава и содержания масел, условий сушки лакокрасочного покрытия и других факторов.

Масляные лаки и эмали ограниченно используют для защиты металлических и деревянных изделий, эксплуатирующихся в помещении, их применение постоянно сокращается в связи с разработкой новых лакокрасочных материалов с улучшенными свойствами, в составе которых не используются пищевые продукты.

Полиэфирные лакокрасочные материалы изготавливают на основе растворов олигомерных полиэфиров в мономерах. При определенных условиях олигомеры и мономеры сополимеризуются, превращаясь в твердый полимерный материал. Полимеризация смолы и мономеров протекает под воздействием низкомолекулярных инициаторов, в качестве которых используют органические пероксиды, например, пероксиды бензоила или метилэтилкетона. Ускоряют процесс сополи- меризации органические соли металлов переменной валентности, например, нафтенат кобальта.

В состав полиэфирных лакокрасочных материалов входят другие олигомеры, а также наполнители, пигменты, тиксотропные добавки, пластификаторы.

Поскольку кислород воздуха препятствует сополимеризации полиэфирных смол с мономерами, в состав лаков и эмалей на их основе вводят вещества, способные мигрировать на поверхность покрытия и создавать изолирующую от воздуха тончайшую пленку. Такими веществами являются парафин, воски, жирные кислоты, растворимые в полиэфирах.

Многие полиэфирные лакокрасочные материалы отверждаются при комнатной температуре. Такие материалы состоят из двух частей: полиэфирной смолы, содержащей ускоритель полимеризации, и инициатора полимеризации. Обе части смешиваются перед нанесением покрытия в определенной пропорции. Повышение температуры до 80 °С позволяет ускорить процесс отверждения лакокрасочного материала и улучшить свойства покрытия.

Под действием облучения ультрафиолетом или быстрыми электронами отверждение полиэфирных лаков и эмалей, содержащих сенсибилизаторы, резко ускоряется. Такие полиэфирные лаки под воздействием УФ-облучения отверждаются в течение двух минут, а при воздействии быстрых электронов — за 0,1—3 с. Эти технологии используются при массовом производстве плоских деревянных и металлических материалов с защитными декоративными покрытиями.

Полиэфирные покрытия обладают хорошими эстетическими свойствами, стойкостью к кислотам, высокими диэлектрическими характеристиками.

В автомобилестроении широко используются пастообразные двухупаковочные полиэфирные шпатлевки для выравнивания неровностей кузова. Полимеризация этих материалов, протекающая без выделения побочных продуктов или испарения растворителей, позволяет избежать усадки шпатлевки даже при отверждении в толстом слое.

Порошкообразные краски отличаются от всех других, рассмотренных выше, своим исходным физическим состоянием: в момент нанесения на окрашиваемую поверхность они представляют собой твердые порошкообразные композиции. Порошковые краски наносят в псевдоожиженном слое, в электрическом поле высокого напряжения, струйным, плазменным и другими способами. Защитные покрытия, образуемые этими красками, получаются путем оплавления напыленных порошков.

Порошковые краски могут изготавливаться на основе термопластичных и термореактивных полимеров. Компоненты, входящие в состав термореактивных красок, не вступают в химическое взаимодействие в условиях хранения, но при повышении температуры при оплавлении нанесенного на окрашиваемое изделие порошка в результате протекающей реакции полимеризации или поликонденсации образуют прочное защитное покрытие.

Химическая природа порошковых красок может быть различной: наиболее широко используются эпоксидные, полиамидные, поливи- нилбутиральные, поливинилхлоридные и другие материалы. В состав порошковых красок, помимо полимерной основы, входят пигменты, наполнители, пластификаторы, тиксотропные добавки и др. Выбор компонентов порошковых красок определяется химической природой полимерной основы и решаемыми задачами по обеспечению необходимых технологических и эксплуатационных свойств. При изготовлении порошковых красок оборудование, режимы смешения и диспергирования входящих в их состав компонентов выбирают с учетом их физического состояния и химических свойств.

Преимущества порошковых красок заключаются в их высоких экономических и экологических характеристиках. Поскольку они не содержат легковоспламеняющихся и токсичных растворителей, то для их применения не требуется дорогостоящих защитных мер по обеспечению безопасности производства.

Порошковые краски применяют для окраски изделий, изготовленных из материалов, допускающих нагревание до температур, при которых происходит оплавление порошка. Наиболее целесообразно использовать порошковые краски для защиты и декоративной отделки изделий из металлов, керамики, фарфора, стекла и других термостойких материалов.

Области применения порошковых красок определяются химической природой их полимерной основы. Их используют для электроизоляции деталей электрических машин и оборудования, антикоррозионной защиты металла, создания масло-, бензо-, кислото- и щелочестойких покрытий.

Широко используются, например, эпоксидные порошкообразные краски. Они представляют собой смеси твердых эпоксидных смол, чаще диановых, с отвердителями, пигментами, тиксотропными добавками, пластификаторами и другими компонентами. Получают их путем сплавления в смесителях или экструдерах и измельчения в дезинтеграторах или струйных мельницах. Измельченные смеси фракционируют по крупности, отбирая узкую фракцию порошковой краски, а остальной порошок доизмельчают до кондиционной дисперсности.

Эпоксидные порошковые краски оплавляют при 150—200 °С в течение 15—20 мин, в результате чего на окрашиваемом изделии образуется прочное монолитное покрытие с высокими декоративными и техническими свойствами. Такие покрытия применяют для окраски металлических изделий (деталей автомобилей, холодильников, мебели, медицинского оборудования и другой техники).

Силикатные краски в отличие от других рассматриваемых лакокрасочных материалов изготавливают из продуктов, образующих пленочное покрытие на основе неорганических полимеров. Они представляют собой суспензии наполнителей и пигментов в жидком стекле. На воздухе в присутствии углекислого газа происходит поликонденсация жидкого стекла с образованием трехмерной сетчатой структуры. Образующийся неорганический полимер не растворяется в воде и органических жидкостях, обладает высокой прочностью, атмосферостойко- стью, теплостойкостью и огнезащитными свойствами.

Поликонденсация протекает очень длительно, если в композицию не добавить силикатизаторы, катализирующие процесс. Долговечность силикатных красок зависит от вводимых в их состав пигментов и наполнителей, активность которых различна.

Помимо минеральных наполнителей в состав силикатных красок часто вводят алюминиевую пудру в количестве до 15 %. При выборе наполнителей необходимо учитывать обязательное к ним требование — они должны быть устойчивы к воздействию слабых щелочных растворов.

Силикатные краски смешивают перед применением, вводя в жидкое стекло все остальные компоненты. Основное назначение силикатных красок — защита и окраска строительных сооружений из бетона, кирпича и камня. Такие краски обеспечивают необходимые декоративные свойства в течение нескольких десятилетий.

Таким образом, полимерные лакокрасочные материалы имеют очень большое значение для современной промышленности, строительства, транспорта и других отраслей экономики. Ассортимент лакокрасочных материалов очень велик, что представляет определенные трудности при их выборе для решения конкретных технических задач. Выбирая лаки и эмали для создания защитных и декоративных покрытий, необходимо исходить из их назначения.

Условия эксплуатации различных изделий сильно отличаются, а потому и материалы, используемые для их защиты, должны быть разными. Наиболее важные условия эксплуатации, которые следует учитывать при выборе лакокрасочных материалов, следующие:

• • воздействие агрессивных сред (воды, кислорода, кислот, щелочей, топлива, масел и др.);
• • температура эксплуатации;
• • воздействие ультрафиолетового облучения;
• • абразивный износ;
• • вид механических нагрузок;
• • необходимый срок эксплуатации;
• • технологические возможности нанесения и сушки лакокрасочных материалов.

Кроме того, следует учитывать свойства материала, из которого изготовлено изделие, возможности его нагревания и модификации поверхности с целью повышения к ней адгезии покрытия.

Широкий ассортимент лакокрасочных материалов, разработанность существующих технологий их нанесения и отверждения предоставляет большие возможности выбора материалов, удовлетворяющих различным требованиям, предъявляемым к лакокрасочным покрытиям изделий.

Контрольные вопросы

• 1. Какие материалы называют лакокрасочными? Расскажите об их назначении.
• 2. Какие полимеры используются для производства лакокрасочных материалов?
• 3. Какие виды сырья используются в составе лакокрасочных материалов? Расскажите об их назначении.
• 4. В чем заключается подготовка поверхности изделия перед нанесением лакокрасочного покрытия?
• 5. Какие способы нанесения лакокрасочных материалов вам известны?
• 6. Что такое грунтовки? Какие виды грунтовок вам известны?
• 7. Каковы назначение, свойства и области применения шпатлевок?
• 8. Какие способы отверждения лакокрасочных материалов вам известны?
• 9. Расскажите об ассортименте лакокрасочных материалов.
• 10. Как производится оценка качества лакокрасочных материалов и покрытий?
• 11. Назовите теплостойкие лакокрасочные покрытия.
• 12. Что такое порошкообразные краски, каковы их технология нанесения, свойства и области применения?