Лакокрасочные покрытия металлов
Лакокрасочные покрытия приобретают методом нанесения на подробности лакокрасочных материалов; их обширно используют для предохранения летательных двигателей и аппаратов от коррозии, для улучшения аэродинамических особенностей поверхности, а также в Целях маскировки.
По окончании нанесения на покрываемую поверхность лакокрасочные материалы высыхают и образуют плотную пленку, прекрасно сцепляющуюся с покрытой поверхностью, достаточно прочную и эластичную, сохраняющую сообщение с подробностью фактически при всех трансформациях внешних условий в ходе хранения, эксплуатации и транспортировки.
Лакокрасочные материалы классифицируются по характеру процесса пленкообразования и по виду.
Рис. 1. Схема защиты стали анодным (а) и катодным (б) покрытиями
По характеру процесса пленкообразования, либо подсыхания, все лакокрасочные материалы подразделяются на две группы-материалы на базе растительных масел и материалы на базе смол и нитроцеллюлозы.
1. Материалы на базе растительных масел
Образование пленки у этих материалов происходит в следствии долгого процесса физико-химического трансформации растительного масла под действием воздуха, температуры и света. Происходящее наряду с этим присоединение кислорода воздуха к молекулам масла информирует лакокрасочной пленке достаточную прочность и высокую вязкость.
2. Материалы на базе смол и нитроцеллюлозы
Быстровысыхающие лакокрасочные материалы изготовляются на базе нитроцеллюлозы, глифталевой, перхлорвиниловой и других смол. Образование пленок у этих материалов является следствием испарения растворителей из жидкого слоя лака либо краски. Оставшаяся наряду с этим нитроцеллюлоза либо смола образует пленку с нужными защитными особенностями.
По виду лакокрасочные материалы подразделяются на четыре группы:
1. Грунт, предназначающийся для яркой защиты изделия от обеспечения и коррозии прочной связи главной лакокрасочной пленки с поверхностью изделия.
2. Шпаклевка, служащая для выравнивания покрываемой поверхности.
3. Краска, используемая для получения главного слоя покрытия, защищающего подробность от окружающей среды.
4. Лак, применяемый для получения последнего, отделочного слоя покрытия, придающего поверхности подробности гладкость и хорошую обтекаемость.
На рис. 2 представлен разрез полного лакокрасочного покрытия, включающего все обрисованные слои.
Рис. 2 Схема разреза полного лакокрасочного покрытия
Пленкообразователи являются основой лакокрасочных материалов, из них образуются защитные пленки лакокрасочного подпития’. В качестве пленкообразователей используются растительные масла, смолы и эфиры целлюлозы.
Из растительных масел используются древесное (тунговое), льняное, конопляное, подсолнечное и другие. Главным качеством этих масел есть свойство их высыхать, характеризуемая йодным числом, показывающим ненасыщенность масла и, следовательно, свойство его окисляться и высыхать. Йодным числом именуется число граммов иода, присоединяющегося к 100 г масла.
У высыхающего льняного масла оно равняется 190, а у невысыхающего касторового —всего лишь 85.
Для лакокрасочных материалов используют не сами масла, а олифы, воображающие собой масла, уплотненные (частично окисленные) выдержкой при повышенной температуре и, следовательно, более частые. Помимо этого, в олифу вводят ускорители сушки.
Ускорители сушки (сиккативы) представляют собой вещества, каталитически ускоряющие процесс подсыхания масел. Они делают роль передатчиков кислорода. В качестве сиккативов употребляются высшие окислы кобальта, свинца и марганца.
Льняное масло без сиккатива высыхает через 70 час, то же масло со свинцовым сиккативом высыхает через 21 час, с марганцевым — через 4 час, а с кобальтовым — через 2,5 час.
Нитроцеллюлоза, и глифталевая, перхлорвиниловая, эпоксидная и кремнийорганическая смолы кроме этого являются плен-кообразователями. Они образуют прочные и стойкие в разных средах защитные пленки. отвердевание и Высыхание их происходит благодаря испарения растворителя.
Исходя из этого введение в них ускорителей сушки — сиккативов не нужно.
красители и Пигменты вводятся в лакокрасочные материалы для защитной способности и увеличения прочности пленки, и для придания ей определенной окраски. Красящие вещества, не растворяющиеся в связующем, именуются пигментами, растворяющиеся — красителями.
Пигменты являются тонко размолотые минеральные вещества.
По цвету пигменты возможно поделить на две группы:
1. Ахроматические пигменты: белые, воображающие собой по большей части разные белила — цинковые, свинцовые, титановые; серые — алюминиевая пудра, цинкоЬая пыль; тёмные — сажа, жженая кость.
2. Хроматические пигменты: желтые — охра, цинковый и свинцовый крон; красные — свинцовый и металлический сурик, мумия и киноварь; зеленые — окись хрома, медянка; светло синий — уль рамарин, берлинская лазурь.
Пластификаторы представляют собой вещества, вводимые нитроцеллюлозные лаки для сохранения эластичности пленки q течением времени, предупреждения отслаивания ее от поверхно сти металла, растрескивания, морщения и для понижения во пламеняемости пленки. Предполагается, что пластификатор внедряясь между макромолекулами нитроцеллюлозы, облегчает скольжение их относительно друг друга. В качестве пластифика торов используются фталаты (эфиры фталевой кислоты), фос фаты (эфиры фосфорной кислоты) и касторовое масло.
Наполнители являются тонко размолотые мел, тальк, другие порошки и каолин, вводимые в грунты и шпаклев ки для придания им соответствующих химических и физико-ме ханических особенностей.
Растворители являются органические летучие жид кости, используемые для растворения пленкообразователей, улетучивающиеся в ходе образования пленки.
До недавнего времени не было системы обозначения и общепринятой классификации лакокрасочных материалов; по данной причине их заглавия случаен. На данный момент ГОСТ 9825—61 предусмотрена маркировка и единая классификация лакокрасочных материалов. Обозначения лакокрасочных материалов определяются главной смолой либо эфиром целлюлозы, введенными в состав пленкообразующего вещества и группой, к которой отнесен этот лакокрасочный материал.
Для смол, масел и эфиров целлюлозы приняты обозначения, главные из которых приведены ниже: битумы — БТ; глифтали — ГФ; пентафтали — ПФ; фенольные — ФЛ; меламинные — МЛ; кремнийорганические — КО; эпоксидные — ЭП; перхлорвинило-вые — ХВ; нитроцеллюлоза — НЦ; ацетилцеллюлоза — АЦ; масла растительные — МА.
По назначению лакокрасочные материалы делятся на восемь групп, обозначенных в таблице 38.
Обозначение (марка) лаков, шпаклёвок и грунтовок складывается из пяти групп знаков, следующих друг за другом слева направо.
Первая несколько определяет вид лакокрасочного материала, к примеру: «лак», «эмаль», «грунтовка», «шпаклевка».
Вторая несколько определяет главную смолу, входящую в состав пленкообразующего вещества. Между второй и третьей группой знаков ставится тире; третья несколько определяет преимущественное значение материала и обозначается цифрой в соответствии с таблице 38.
Четвертая несколько определяет порядковый номер, присвоенный данному лакокрасочному материалу в группе, к которой он отнесен.
Пятая несколько — относится по большей части к эмалям и определяет их цвет — «красная», «светло синий» и т. п.
Ниже приведены примеры обозначения лаков, грунтовок и эмалей.
Грунтовка коричневая на базе фенолформальдегидной смолы: грунтовка ФЛ—013 коричневая.
Эмаль голубая нитроцеллюлозная для внутренних работ: эмаль НЦ—25 голубая.
Лак глифталевый электроизоляционный: лак ГФ—95.
Обозначения масляных красок кроме этого складываются из пяти групп знаков, к примеру: краска МА—11 коричневая, что свидетельствует — краска масляная для наружных (1) работ; (для внутренних работ первая цифра правее тире — 2). Для красок довольно часто вместо слова «краска» указывается пигмент, к примеру «белила цинковые», «охра» и т. п.
Главными лакокрасочными материалами, используемыми для покрытия летательных двигателей и аппаратов, наземных транспортных средств, конструкций и наземного оборудования, являются грунты, шпаклевки, краски, эмали и лаки.
Грунты предназначаются для нанесения первого слоя лакокрасочного покрытия и смогут изготавливаться на базе растительных масел, смол либо нитроцеллюлозы.
Наровне с этим в качестве грунта под лакокрасочное покры тие во многих случаях употребляются неметаллические неорганиче ские покрытия, к примеру фосфатные на стали и окисные на алю минии.
Грунты для металлов делятся на пять групп: изолирующие; с пигментами главного характера; пассивирующие; протекторные и фосфатирующие.
Изолирующие грунты изготовляются на базе инертных пигментов. К ним относятся, к примеру, грунты с металлическим суриком. Для покрытия дюралюминиевых и магниевых подробностей используется лаковый желтый грунт АЛГ-1 ‘) на базе цинкового крона и масляного лака.
Для металлических подробностей используется глифталеЕый коричневый грунт № 138 на базе железного сурика и глифталевого лака либо свинцового крона. Покрытия этим грунтом отличаются хорошими антикоррозионными особенностями, хорошей адгезией, механической прочностью и эластичностью.
Для подробностей из легких сплавов и дерева используются нитро-грунты, складывающиеся из нитроцеллюлозы, смолы, пластификаторов, растворителей и пигментов. Для легких сплавов употребляются грунты АГ-10с и АГ-ЗА, для подробностей из дерева — желтый грунт дд-пз.
Грунт с пигментами главного характера (свинцовый сурик, цинковые белила) отличается повышенной влагостойкостью в следствии образования сложных комплексных соединений при сотрудничестве пигмента с пленкообразователем.
Пассивирующие грунты отличаются пассивирующими особенностями и содержат хроматы металлов: цинковый крон, хромат свинца и другие.
Протекторные грунты включают порошкообразный железный пигмент, имеющий более низкий электродный потенциал если сравнивать с покрываемым металлом. Примером таких грунтов могут служить цинковые протекторные грунты ПС.
Фосфатирующие грунты (ФХЛ) содержат хромовый ангидрид и фосфорную кислоту, талантливые фосфатировать поверхность металлических подробностей, улучшать защиту и адгезию от коррозии.
Шпаклевка наносится на слой грунта до полного выравнивания поверхности. По составу шпаклевки смогут быть масляные (лаковые) и нитрошпаклевки.
Шпаклевка представляет собой густую пасту, состоящую приблизительно из 80% наполнителей и пигментов (металлический сурик, цинковые белила, охра, мел и другие), затертых на разных пленкообразующих веществах.
Для покрытия по грунту № 138 наружных поверхностей используется шпаклевка ЛШ-1.
сплошное покрытие и Выравнивание поверхностей подробностей из легких сплавов по грунту АЛГ-1 осуществляется коричневой шпаклевкой № 175 на глифталевом лаке.
Древесные подробности покрываются желто-зеленой нитрошпак-левкой АШ-30, содержащей 7% нитроцеллюлозы, 5% смолы, 45о/0 пигмента, маленькое количество амилацетата в качестве растворителя и другое наполнитель. Расход ее до 300 г/м2.
Эмали и краски предназначаются для нанесения главного слоя лакокрасочного покрытия. Краски представляют собой суспензии мелкорастертых пигментов в пленкообразователе. Эмали либо эмалевые краски в отличие от простых красок при высыхании образуют жёсткую блестящую пленку с хорошим лаковым глянцем, напоминающим эмали ‘).
По эксплуатационной стойкости краски и эмали подразделяются на атмосферостойкие, химически стойкие, термостойкие и жаростойкие.
Атмосферостойкими являются масляные краски 4БО (ГОСТ 5786—51) защитного цвета, приготовленная на олифе, и зеленая масляная эмаль А24г, светло-коричневая А21 и другие. Высокой атмосферостойкостью отличаются кроме этого эмали на базе перхлорвиниловых материалов, к примеру защитная эмаль ПХВ-715Т серая, голубая, коричневая и другие.
Химически стойкие предназначаются для эксплуатации в кислотах, щелочах и других агрессивных средах. К ним относятся материалы на базе перхлорвиниловой смолы. Так, к примеру, для защиты от серной, азотной, фосфорной и других кислот, и от растворов и щелочей солей предназначаются грунты ХСГ, эмали ХСЭ и лаки ХСЛ.
Термостойкие лакокрасочные покрытия под действием больших температур не изменяют внешнего вида, защитных и физи-ко-химических особенностей. Они получаются в основном на алкидно-масляной либо кремнийорганической базе в сочетании с пигментами: металлическим суриком, графитом, алюминиевой пудрой и другими. Термостойкая эмаль тёмная 4-1 стойка при температурах 200—250° в течение 200 часов; срок работы в атмосферных условиях — около года.
Эмаль жаростойкая АЛ-70 отличается стойкостью при температурах до 350° в течение 350 — 400 часов, срок работы в атмосферных условиях около 18 месяцев.
Жаростойкие покрытия получаются при применении лакокрасочных материалов на базе кремнийорганических и перхлорвиниловых смол. Примером может служить композиция, складывающаяся из жаростойкого лака ФГ-9, представляющего собой смесь кремнийорганической смолы Ф-9 и полуфабриката ФХ-02, растворенных в толуоле и смешанных с алюминиевой пудрой. Эта эмаль используется для подробностей, действующий при температуре до 500° в течение 300 часов.
Для агрегатов систем и окраски трубопроводов летательных двигателей и аппаратов используются глифталевые эмали разных цветов. Для нанесения опознавательных знаков и окраски противопожарной аппаратуры используется красная пентаф-талевая эмаль марки А67.
Нитроэмали являются раствораминитроцеллюлозы в летучих органических растворителях, смешанные с наполнителями, пигментами, пластификаторами и смолами.
Для окраски изделий, не подвергающихся яркому действию воздуха, широкое использование находят нитроэмали марки ДМ разных цветов.
стрелок приборов и Окраска шкал, надписей и указателей осуществляется композициями, содержащими наровне с простыми составляющими светящиеся вещества — люминофоры. При изготовлении светящейся краски на один литр лака добавляется 400 г цинкового, цинково-кадмиевого либо щелочно-земельного светосостава.
Лаки являются главным образом для защиты лакокрасочных покрытий, и для окончательной отделки окрашенной поверхности. Используются масляные, смоляные и эфироцеллюлоз-ные лаки.
Масляные лаки являются сплавамисмол с олифами, растворенные в скипидаре. В зависимости от смолы количества и соотношения масла эти лаки подразделяются на жирные, полужирные и худые. Жирные лаки если сравнивать с худыми образуют более плотную и эластичную пленку.
Жирный масляный лак марки 17А используется для алюминиевых сплавов и сталей. Для декоративной отделки устройств используется лак марки ЛМ-33, так называемый лак-кристалл «Холод».
Смоляные лаки являются растворамисмол в растворителях. Примером их могут служить бакелитовые лаки, воображающие собой растворы резольных смол в этиловом спирте.
Эфироцеллюлозные лаки являются растворами нитроцеллюлозы, других эфиров и ацетилцеллюлозы целлюлозы. Основное использование взяли нитролаки.
