Виды лакокрасочных покрытий
 Полимерные покрытия, разработанные для защиты от коррозии, обычно образуют более твердую и прочную пленку на поверхности окрашиваемого материала. К качеству таких покрытий предъявляется гораздо более строгие требования: они должны прочно сцепляться с окрашиваемой поверхностью, не должны легко откалываться или разлагаться под воздействием высокой температуры, влажности, соли или химикатов.
 Факторы окружающей среды также способствуют усовершенствованию технологии создания полимерных покрытий, заменяющих покрытия из кадмия и хрома. Это происходит частично из-за увеличивающегося беспокойства, вызванного переизбытком тяжелых металлов в окружающей среде. Кроме того, автомобилестроители должны защищать свою продукцию и от воздействия кислотных дождей в дополнение к солевому туману, и в этом полимеры превосходят хром и кадмий, обеспечивая более высокий уровень защиты изделия.
Акриловые и алкидные красители
Акриловые и алкидные красители широко используются для окрашивания сельскохозяйственного оборудования и индустриальных изделий, требующих хорошей защиты от коррозии при умеренной стоимости. Алкидные смолы при этом играют главную роль, благодаря хорошей сопротивляемости воздействию погодных условий, относительной дешевизне, простоте в использовании и низкой токсичности. Алкидные краски также содержат относительно большое количество твердых частиц красителя, что позволяет хорошо окрасить поверхность, при этом нанося минимальное количество слоев краски.
Модификации кремнийорганического материала органических смол улучшают атмосферостойкость и долговечность данного вида краски. По сравнению с другими лакокрасочными материалами, краски, содержащие кремнийорганические соединения, имеют большую термостабильность, более долговечны, устойчивы к воздействию солнечного света, влажности, биологических и химических веществ.
Исследования доказали, что алкидные красители обладают множеством положительных качеств. Эти материалы атмосферостойки, образуют ровный блестящий слой покрытия на окрашиваемом материале, просты в эксплуатации и, по сравнению с другими красками, содержат небольшое количество летучих органических соединений. Доказана также их долговечность и устойчивость к обесцвечиванию под воздействием химикатов. Этот вид лакокрасочных материалов может использоваться для окрашивания хранилищ для природного газа, конструкций, находящихся на палубе нефтяных танкеров, и других строений и конструкций подвергаемых воздействию индустриальных и морских окружающих сред.
Для достижения оптимальной атмосферостойкости, содержание кремнийорганического материала должно составлять 25 - 30 %.
Для покрытий, требующих более высокой теплостойкости, кремнийорганические смолы (иногда смешанные с различными органическими смолами), могут использоваться как связующее вещество краски. Эти материалы используются для окрашивания поверхностей отопительных приборов, сушилок для одежды, грилей барбекю. Подобные составы используются также для покрытия дымовых труб, установок для сжигания отходов, испарителей и реактивных двигателей.
Полиуретановая эмаль
Полиуретановая эмаль отличается высокой степенью прочности, долговечностью и коррозионной стойкостью. Стоимость этих термореактивных материалов несколько выше, чем алкидных и акриловых красок.
Уретановая химия достаточно универсальна, чтобы создать вещество, образующее на окрашиваемой поверхности твердую, долговечную, экологически стойкую пленку, жесткое, высокоэластичное покрытие, или нечто среднее. Уретаны являются лакокрасочными материалами с органическим растворителем, содержащие от 25% до 45 % твердых частиц, но экологические проблемы побудили изготовителей увеличить количество твердых частиц до 100% и создать составы, разбавляемые водой.
Толщина полиуретановых покрытий составляет от 2 миллиметров до 30 миллиметров для поверхностей, от которых требуется высокий уровень сопротивления истиранию, а так же коррозионная стойкость. Чаще всего данный вид покрытий используют для окрашивания конвейерного оборудования, обтекателей антенн радиолокационных станций самолетов, буксирных судов, дорожных машин и частей мотоциклов. Износостойкие уретановые покрытия используются для окраски железнодорожных бункеров и внутренней поверхности камер пескоструйной обработки и шламовых труб.
Эпоксидные покрытия
Эпоксидные покрытия лучше сцепляются с металлической поверхностью, чем большинство других органических материалов. Эпоксигруппы экономичны, потому что они эффективны против коррозии даже при нанесении на окрашиваемую поверхность тонкой пленки красящего вещества. Они часто используются как грунтовки под другие материалы.
Толщина покрытия может варьироваться от 1 миллиметра для обеспечения невысокого уровня защиты до 20 миллиметров при окрашивании поверхностей, от которых требуется высокий уровень сопротивления коррозии, воздействию химикатов или абразивных материалов. Не следует наносить покрытия, относящиеся к эпоксигруппе, более толстым слоем, потому что они более ломки, чем другие органические материалы.
Полиамидное покрытие
Полиамидное покрытие обеспечивает привлекательный внешний вид окрашиваемой поверхности, а так же защиту от воздействий химикатов и высокую износостойкость. Наносимые способом электростатического напыления толщиной от 2.5 до 8 миллиметров, полиамидные покрытия используются для окрашивания офисной и наружной мебели, больничных коек, частей торговых автоматов, а также изгородей вокруг домов. Более толстое покрытие - до 50 миллиметров - наносится методом псевдоожиженного слоя и используется, чтобы защитить контейнера посудомоечных машин, машин для обработки пищевых продуктов, хранилищ и погрузочно-разгрузочного оборудования, а также индустриального оборудования (труб, соединительных деталей и клапанов).
Фториованые углеводороды
Фториованые углеводороды более близки к химикатам и растворителям, чем все другие полимеры. Наиболее эффективно защищают окрашиваемую поверхность от коррозии пенополиуретан, ПТФЭ (политетрафторэтилен, тефлон), хлортрифторэтиленополимер, фторированный этилен-пропилен и ПВДФ (поливинилиденфторид).
Для обеспечения противоударной защиты используют ПВДФ (поливинилиденфторид) и покрытия из хлортрифторэтиленополимера. Также может быть использован ПТФЭ (политетрафторэтилен, тефлон), фторированный этилен-пропилен и пенополиуретан, но они могут деформироваться через некоторое время под воздействием груза. Для защиты от воздействия абразивных материалов ПВДФ (поливинилиденфторид) является наиболее подходящим среди фторзамещенных углеводородов. Для окрашивания поверхностей, подвергающихся воздействию высоких температур (например, поверхностей сушильных шкафов и парового погрузочно-разгрузочного оборудования) чаще всего применяется пенополиуретан и ПВДФ (поливинилиденфторид). Эти материалы также используются для окрашивания узлов двигателей и сварочных аппаратов. ПВДФ (поливинилиденфторид) также имеет самый высокий среди фторзамещенных углеводородов уровень прочности при сжатии. ПТФЭ (политетрафторэтилен, тефлон) способен выдерживать наибольшую среди фторзамещенных углеводородов допустимую рабочую температуру (600°F).
Покрытия, основанные на ПТФЭ (политетрафторэтилене, тефлоне)используются для повышения износостойкости продукции американской автомобильной промышленности, в частности для нанесения покрытий на дисковых тормозных системах, работающих при температурах около 100°C. ПТФЭ (политетрафторэтилен, тефлон)также используется как сухая смазка. Кроме того, ПТФЭ может использоваться как покрытие на соединительных частях автомобилей, а также для предотвращения заклинивания клапанной пружины. В соударении смесь неорганических и органических частиц наносится на клапанную пружину, уменьшая внутреннее напряжение и исправляя неровности поверхности. Покрытие также защищает клапанные пружины от воздействия масел.
Новый вид покрытия - сплав фторполимера и других смол – отличается от покрытий, в состав которых входят органические смолы вязкостью.
Толщина поверхностной пленки, образуемой данным покрытием, составляет от 0.5 до 0.7 миллиметра, но составы могут быть изменены и образовывать пленку, толщина которой составит от 0.3 до 0.4 миллиметра. Эти чрезвычайно прочные покрытия обеспечивают не только более надежную защиту от разъедающих веществ, но и основаны на полимерах, устойчивых к воздействию широкого спектра кислот, щелочей и водных растворов.
Комбинированные покрытия
Комбинированные покрытия соединяют в себе преимущества анодизации или металлизации твердого покрытия и примесей полимеров с низким коэффициентом трения или твердых смазочных материалов. Покрытия становятся неотъемлемой частью верхних слоев металлической основы, обеспечивая повышенную твердость окрашиваемой поверхности.
Эти покрытия различны для разных видов металлов. Например, покрытие для алюминия совмещает твердость окиси алюминия и защитные свойства поверхностного покрытия из фторзамещенного углеводорода, чтобы придать окрашиваемому материалу большую прочность, износостойкость и коррозионную стойкость, а также обеспечить постоянную смазываемость.
Процесс обработки материала начинается с того, что на окрашиваемой поверхности образуется окись алюминия. После этого мельчайшие частицы ПТФЭ (политетрафторэтилена, тефлона) сплавляются в пористую анодированную поверхность, формируя непрерывную пластмассовую/керамическую поверхность, которая не откалывается, не отслаивается и не расслаивается. Такое покрытие имеет большее сопротивление истиранию, чем цементированная сталь или твердая хромовая пластина.
Другое покрытие, при создании которого ПТФЭ проникает внутрь твердого покрытия в процессе анодизации имеет самосмазывающуюся поверхность, низкий коэффициент трения, высокую коррозионную стойкостью и диэлектрические свойства, превышающие таковые у обычных анодированных твердых покрытий. Это покрытие экстенсивно используется в авиакосмической промышленности, текстильной промышленности, пищевой промышленности, при изготовлении упаковки, а также в других отраслях промышленности, позволяя изготовителям извлекать выгоду из легкого веса и легкости обработки алюминия, усиливаемого прочным покрытием и сухой смазкой.
Другие комбинированные покрытия были разработаны для окрашиваемых поверхностей из стали, нержавеющей стали, меди, магния и титана. Существуют также покрытия, которые усиливают определенные свойства окрашиваемых материалов, например, маслянистость, коррозионную стойкость, или износостойкость.
Другой тип покрытия - покрытия из порошкового материала – совмещает в себе свойства пластмасс и красок. Покрытия производятся на оборудовании, служащем для изготовления пластмасс. Вначале нужные ингредиенты расплавляют, смешивают, прессуют и затем перемалывают. Применяемый как покрытие полученный порошок образует пленку, как и остальные виды лакокрасочных изделий.
Эти покрытия были разработаны с целью уменьшения распространения летучих органических соединений, количество которых в последнее время сильно увеличилось. Жидкие краски содержат растворители, которые в результате избыточного распыления данного вида покрытий попадают в атмосферу. Покрытия из порошкового материала не производят такого эффекта, кроме того, существует возможность их повторного использования. Излишнее напыление может быть легко собрано и многократно использовано. Если некоторое количество краски данного вида становится слишком загрязненным для рециркуляции, существуют безопасные методики его устранения.
Покрытия из порошкового материала в перспективе заменят прозрачные лакокрасочные покрытия в автомобильной промышленности. Существующие краски на основе растворителя могут быть заменены прозрачным покрытием из порошкового материала, которое затвердевает при почти той же самой температуре, что и обычные краски. Покрытия из порошкового материала могут также заменить краски, наносимые на поверхность, подвергаемую термической обработке, например, на фарфоровые эмали.
Большинство покрытий из порошкового материала относятся или к эпоксигруппе или к веществам на основе полиэфирной смолы. Акриловые краски изготовляются и на других возможных основах, включая нейлон, винил, и различные фторполимеры.
Существует два процесса, применяемых для очистки покрытий. Первый - распыление в электростатическом поле, самый популярный метод. Частицам порошка придают заряд и распыляют на электрически заземленную деталь. Обжиг завершает процесс отверждения. Непроводящие части окрашиваемой поверхность должны быть заряжены или нагреты, чтобы увеличить их электростатическое притяжение.
В процессе кипения псевдосжиженного слоя воздух проходит через пористый фильтр у основания резервуара и аэрирует порошок так, чтобы он образовал завихрение в резервуаре. Окрашиваемые предметы нагревают и опускают в резервуар так, чтобы порошок попадал на их поверхность и сплавлялся с ней. Этот процесс используется для образования толстой защитной пленки, и применяется для окрашивания только металлических частей, которые могут достаточно долго сохранять высокую температуру, нужную для окрашивания.
Данный вид порошковых покрытий сопоставим с жидкими красками, которые отверждаются при температуре от 300 до 400°F, но исследователи надеются разработать покрытия, которые могут быть отверждены при более низких температурах и использованы для окрашивания изделий из пластмассы.
Фасадные краски
Фасадные краски (декоративные покрытия, архитектурные краски) – термин, употребляемый в лакокрасочной промышленности для обозначения покрытий, употребляемых как для внутренней, так для внешней отделки, служащей для защиты и украшения зданий (жилых, коммерческих, общественных и индустриальных). Выделяют внешние и внутренние фасадные краски.
Многие покрытия, изготовленные с применением различных технологий, можно отнести к категории фасадных красок: покрытие из порошкового материала, койлкоутинг, гелевое покрытие, наносимое щеткой или валиком.
Архитектурные (фасадные) краски могут быть разделены на бытовые, используемые простыми обывателями, и профессиональные, применяемые малярами-профессионалами. Между различными видами краски могут наблюдаться определенные различия, но все вышеуказанные материалы можно разделить на 2 категори - на основе растворителя и на водной основе. Очевидно в пределах этих 'широких' групп красок есть различные виды полимеров и покрытий, предназначенных для окрашивания разнообразных поверхностей и образования слоя с определенными качествами.
Некоторые виды смол на основе растворителя:
- Жирные алкидные смолы;
- Полужирные алкидные смолы;
- Полиуретаны.
Некоторые виды смол на водной основе:
- Акриловые смолы;
- Поливинилацетаты;
- Полиуретаны;
- Кремнийорганические эмульсии.
При выборе вида архитектурной краски следует учитывать климатические условия местности, в которой возведено строение, материал, из которого сделан дом, преобладающие погодные условия и т.д.
Например, фасадные краски на основе растворителя обычно применяются для отделки внутренних помещений, но из этого правила есть исключения. Краски на водной основе гораздо реже применяются для внутренней отделки и используются почти исключительно для окрашивания внешних поверхностей зданий. Следует учесть, что покрытие для внешнего использования, независимо от субстрата, должно противостоять воздействию щелочи и быть исключительно влагостойким.
Силикатные краски
Силикатные краски в основном используются в центральной Европе, но все чаще применяются и в пределах южной Европы. Силикатные краски имеют очень высокий уровень pH, поэтому не могут быть применены для окрашивания любых поверхностей. После высыхания многих силикатных красок образуется пленка, pH-фактор которой превышает 12.5.
Силикатные краски, прежде всего, используются для окрашивания фасадов при структурном ремонте или реконструированных старых зданий, но все чаще они используются и для окрашивания новых строений. Их популярность объясняется тем, что связующий компонент данного вида красок химически реагирует с окрашиваемой поверхностью, проникая в нее на глубину до 5 см, формируя прочные химические связи. Это помогает увеличить прочность стен здания и улучшить устойчивость к атмосферным воздействиям. Силикатные краски образуют слой, не разрушающийся в течение 20 лет после одноразового нанесения покрытия.
Другая особенность силикатных красок – создание покрытия, препятствующего проникновению газов и влаги и, следовательно, уменьшающего возможность разрушения окрашиваемой поверхности из-за воздействия вышеупомянутых технических и природных факторов.
Кремнекислые эмульсии отличаются от силикатных красок. Эмульсии кремнийорганического материала обычно смешиваются с обычными эмульсиями, например акриловой или стирольной, образуя покрытие, обладающее всеми лучшими качествами стандартных эмульсий, но с высоким уровнем водостойкости, обеспечиваемым кремнийорганическим материалом.
Подробнее в разделе:
|
