Защитные свойства покрытий.ppt
- Количество слайдов: 27
Наименование материала назначению Гр. экспл. по Условия эксплуатации Атмосферостойкие 1 Покрытия, стойкие к различным климатическим воздействиям, эксплуатируемые на открытых площадках Ограниченно атмосферостойк ие 2 Покрытия, эксплуатируемые в отапливаемых помещениях, под навесом и внутри неотапливаемых помещений Консервационные 3 Лакокрасочные покрытия, применяемые для вре менной защиты окрашиваемой поверхности в процессе производства, транспортирования и хра нения изделий Водостойкие 4 Покрытия, стойкие к воздействию пресной воды и ее паров, а также морской воды Специальные 5 Покрытия, обладающие специфическими свойст вами: стойкостью к рентгеновским и другим излучениям; светящиеся; терморегулирующие; противообрастающие; материалы для пропитки тканей, окраски кож, резин, пластмасс Маслобензиностойкие 6 Покрытия, стойкие к воздействию минеральных масел и консистентных смазок, бензина, керосина и других нефтяных продуктов, содержащих менее 20% ароматических соединений Химическистойкие 7 Покрытия, стойкие к воздействию кислот, щелочей и других жидких химических реагентов и их паров Термостойкие 8 Покрытия, стойкие к воздействию повышенных температур Электроизоляционны е 9 Покрытия, стойкие к воздействию электрического тока, электрической дуги и поверхностных разря дов Грунтовки и лаки в виде полуфабрикатов 0 Грунтовки применяются для уменьшения расхода лакокрасочного материала Шпатлевки 00 Используются для местного и общего шпатлевания
Защитные свойства покрытий • • • адгезия к подложке, твердость, эластичность, прочность при растяжении, абразивостойкость (прочность к истиранию), водостойкость, влагопроницаемость, химическая стойкость, термостойкость, стабильность цвета, стойкость к образованию плесени, срок службы (долговечность).
Адгезия • Адгезия — связь между поверхностями двух соприкасающихся тел, обусловливающая их прилипание друг к другу. • Адгезия определяется интенсивностью межмолекулярного и химического воздействия на поверхности раздела. Хорошую адгезию проявляют полярные полимеры с большим числом активных функциональных групп в молекуле.
Факторы, влияющие на образование адгезионной прочности между покрытием и подложкой: • микроструктура поверхностного слоя древесины и древесного материала, • гидрофильность и гидрофобность поверхности подложки, • поверхностная энергия подложки, • последовательность формирования покрытия, • технологические особенности нанесения и отверждения полимерной пленки
Твердость • Твердость — сопротивление поверхностных слоев материала местным деформациям. Твердость покрытия обеспечивает его целостность при механических воздействиях (ударе, царапании, давлении) и определяется когезионными свойствами материала покрытия.
• По твердости наиболее твердые покрытия образуют карбамидные пленкообразователи, составляющие верхние слои декоративных бумажнослоистых пластиков и ламината. • Несколько уступают им покрытия из полиэфирных, меламиноалкидных и полиуретановых лакокрасочных материалов. • Еще меньший уровень твердости характерен для линейных структур нитроцеллюлозных и поливинилхлоридных покрытий.
Эластичность • Эластичность — способность покрытия принимать свою прежнюю форму после снятия деформирующего усилия без растрескивания и отслаивания. • эластичность связывают со способностью пленки к растяжению без разрыва (безотносительно к адгезии) методы испытания эластичности пленок (метод изгиба на стержнях).
Способность пленок к деформации (деформационные свойства) зависит от: . • степени структурирования В случае олигомерных пленкообразователей (карбамидоформальдегидные, полиэфирные и др. ) они улучшаются по мере роста плотности трехмерной сетки. В случае полимеров типичной является экстремальная зависимость прочности от числа поперечных связей. Деформируемость покрытий при этом падает.
• Химической природы, размера и формы частиц пигмента и наполнителя (чешуйчатые и волокнистые – усиливают ПО и способствуют лучшей деформируемости пленок) • Температуры (с Т – ↓ Е, твердость, прочность при растяжении и изгибе, долговечность покрытий, относительное удлинение пленок возрастает) • Величины когезии
Абразивостойкость • Абразивостойкость — сопротивление покрытия к истиранию. Прочность к истиранию определяется когезионными свойствами материала покрытия. (это свойство очень важно для покрытий, подвергающихся сильному истиранию) Наиболее абразивостойкие пленки отличаются высокой прочностью при растяжении и некоторой эластичностью. При хорошей абразивостойкости лакокрасочное покрытие должно обладать достаточной адгезией к подложке.
Водостойкость • Водостойкость — сохранение покрытием физико механических свойств при поглощении воды. • Водопроницаемость обусловлена капиллярным эффектом. • Малой проницаемостью для паров воды обладают пленки эпоксидных, перхлорвиниловых и полиуретановых лаков (от 5 до 20 мг/м 2 за 10 суток), более проницаемы пленки алкидных (30. . . 50 мг/м 2) и еще более — нитроцеллюлозных лаков (около 70 мг/м 2).
Влагопроницаемость • Влагопроницаемость характеризуется количеством воды, проходящим через пленку определенных размеров при различном давлении водяного пара по обе стороны пленки. • По водопроницаемости полимерные пленки занимают промежуточное отношение между такими материалами, как металлы и стекло, с одной стороны, и кожей и бумагой — с другой. Коэффициент водопроницаемости составляет 10 15. . . 10 11 м 2/(ч Па).
Влагопроницаемость зависит от степени капиллярной пористости: • Степень капиллярной пористости зависит от метода нанесения лакокрасочного материала, его способности смачивать поверхность, характера микрорельефа подложки. • Пористость покрытий явная и скрытая. • Явная пористость легко обнаруживается обычными методами определения сплошности; скрытая пористость обусловлена замкнутыми порами (слабыми дефектными местами пленки), обычно быстро проявляющиеся при эксплуатации покрытия. • Механическая пористость любых покрытий уменьшается с увеличением их толщины и числа наносимых слоев. Для получения беспористых покрытий обычно применяют технологию многослойных покрытий ( каждый последующий слой более чем на 50 % перекрывает дефекты предыдущего).
К числу факторов, влияющих на диффузию воды в покрытия, относятся • полярность, фазовое и физическое состояние материала пленки, густота пространственной сетки, химический состав. • Наиболее низкими коэффициентами диффузии и проницаемости обладают покрытия, находящиеся в застеклованном или кристаллическом состоянии. Покрытия, полученные из эластомеров, имеют значительно более высокое значение диффузии и проницаемости. • При сопоставлении покрытий линейного и трехмерного строения предпочтение в отношении изолирующих свойств отдается последним. При этом, чем плотнее и жестче трехмерная сетка, тем меньше проницаемость.
Пигменты и наполнители оказывают влияние на проницаемость • Природа пигментов и наполнителей, объемное содержание, размер и форма частиц, степень взаимодействия с пленкообразователем • при введении пигмента до критической объемной концентрации влагопроницаемость пленки уменьшается. • Реакционноспособные пигменты (окись цинка, свинцовые белила и основной силикат свинца) в высыхающих масляных связующих омыляются и образуют полимеры с меньшей влагопроницаемостью, чем непигментированные пленки масла, высохшего в результате окисления и полимеризации.
Для получения покрытий с высокой проницаемостью используют разные приемы: • повышают механическую пористость пленок путем перенаполнения, использованием грубых пигментов и наполнителей, волокнистых наполнителей, ориентированных перпендикулярно к поверхности подложки и др. • Проницаемость покрытий увеличивается с ростом температуры и концентрации диффундирующих веществ.
Химическая стойкость • Стойкость к действию агрессивных реагентов (жидких и газообразных), растворителей и других веществ. • Покрытия должны быть стойкими к воде, моющим веществам и различным щелочам, фруктовым сокам, органическим кислотам типа лимонной кислоты и т. п. • Такие покрытия часто изготавливают на основе сочетания алкидов, модифицированных невысыхающими и полувысыхающими маслами, с мочевино и меланиноформальдегидными смолами. • В последнее время разработаны лакокрасочные материалы на основе реакционноспособных акриловых полимеров. По сравнению с покрытиями на основе сочетания алкидных и мочевино или меламиноформальдегидных смол такие покрытия обладают лучшей химической и термической стойкостью.
Термостойкость • . Термостойкость — способность покрытий сохранять свой внешний вид и не разрушаться под воздействием высоких и низких температур. • При термическом воздействии на полимерную пленку возможно протекание обратимых и необратимых процессов.
Обратимый термический процесс • Обратимый термический процесс изменения свойств покрытий характеризует теплостойкость • В случае кристаллических полимеров мерой теплостойкости может служить температура плавления.
Необратимый термический процесс • Необратимые химические изменения, (разрыв молекулярных связей ПО) отображают термостойкие покрытия. • На термостойкость оказывает влияние энергия химических связей в полимере, из которого образовано покрытие. • Термостойкость ПО возрастает при их структурировании. • Термическое сопротивления покрытий повышается с увеличением пластичности мостичных связей и уменьшением их длины.
На термостойкость оказывают влияние компоненты лакокрасочного состава — пигменты, пластификаторы и другие добавки. • Разрушение покрытий замедляется при наличии пигментов, обладающих отражательными свойствами или выполняющих функции термостабилизаторов. • Особенно благоприятно влияют на термостойкость самых разных покрытий пигменты с чешуйчатой формой частиц — алюминиевая пудра, бронза, слюда, графит.
• Белые, отражающие тепловые лучи покрытия также медленнее стареют при нагревании, чем аналогичные цветные покрытия. • Присутствие пластификаторов и остаточных растворителей в пленке может вызвать усиление деструкции. • Замедление процессов деструкции и старения покрытий может быть достигнуто введением термостабилизаторов
Стабильность цвета • Стабильность цвета у цветных пигментированных покрытий в основном определяется свойствами пигментов и условиями эксплуатации лакокрасочных покрытий • белые краски на основе смол, содержащих жирные кислоты растительных масел, желтеют при старении, особенно в темноте или плохо освещенных местах.
• Такие полимеры, как поливинилхлорид, сополимер винилхлорида с винилацетатом, полиметакрилаты и полиакрилаты, очень хорошо сохраняют свой цвет. • Этим свойством обладает также пигментированная нитроцеллюлоза, если не применяют ее со смолами или пластификаторами, не способствующими изменению цвета.
Развитие плесени на лакокрасочных покрытиях • Развитию плесени на лакокрасочных покрытиях способствует высокая влажность и повышенная температура воздуха. • Плесень развивается на покрытиях, содержащих в качестве ПО только высыхающие масла или в сочетании с алкидными смолами. Очень энергично она развивается на покрытиях, подготовленных эмульсионными красками. • Росту плесени не способствует связующее на основе сополимеров винилхлорида.
Защита покрытия от воздействия плесени • Введение в краску специальных компонентов, препятствующих развитию плесени. • Самым эффективными являются ртутьорганические и оловоорганические соединения, хлорированные фенолы, а также некоторые соединения, содержащие непрочно связанную серу. • Цинк, присутствующий в покрытиях, пигментированных окисью цинка, сильно задерживают рост плесени. Двуокись титана, заменившая во многих красках окись цинка (вследствие значительно большей укрывистости), не задерживает рост плесени.
Срок службы (долговечность) • степень противодействия лакокрасочных покрытий разрушительному действию окружающей среды. • Это определение охватывает все лакокрасочные покрытия независимо от их типа, условий эксплуатации и метода нанесения.


