Нанесение лакокрасочных материалов
Содержание
Введение…………………………………………………………
Подготовка поверхности ……………………………………………………………………….3
Безвоздушный и комбинированный способы нанесения ЛКМ………………………………………………………………………
Оценка качества лакокрасочных материалов……………………………………..18
Заключение……………………………………………………
Список литературы……………………………………………………
Введение
Подготовка окрашиваемой поверхности включает очистку от загрязнений, создание шероховатого профиля и другие действия, направленные на улучшение адгезии к подложке, тем самым увеличивая срок службы покрытия. Предварительная подготовка поверхности, выполненная тщательно и надлежащим образом, — залог успеха, ведь, по статистике, именно 50–70% проблем качества окрашенной поверхности связано с ее недобросовестной подготовкой.
Подготовка повехности
При эксплуатации изделий с нанесенным без конверсионного подслоя покрытием, в жестких климатических условиях (открытая атмосфера, помещения с повышенной влажностью) через поры покрытия к подложке будут поступать влага, кислород, кислотные загрязнения. В результате их контакта с металлической поверхностью на ней развиваются коррозионные процессы, приводящие к вспучиванию покрытия .Подготовка поверхности с использованием специальных химических средств создает на металлической поверхности инертный к коррозии конверсионный слой, препятствующий распространению подпленочной коррозии. Этот слой является связующим звеном между металлической поверхностью и порошковым покрытием. За счет мелкокристаллической структуры конверсионный слой улучшает адгезию покрытия к металлу.
Только используя химические методы подготовки поверхности можно добиться получения порошкового покрытия с хорошими защитными и физико-механическими свойствами.Выбор технологии подготовки поверхности зависит от двух основных факторов: условий эксплуатации окрашенных изделий и вида применяемой металлической поверхности (типа металла, состояния поверхности).Перед окраской порошковыми ЛКМ применяются следующие виды конверсионной обработки: фосфатирование, хроматирование, пассивирование. В мировой практике подготовки поверхности фосфатирование применяют для обработки стали, хроматирование − для обработки алюминия и оцинкованной стали. При одновременной обработке со сталью оцинкованной стали или алюминия предпочтение отдают фосфатированию. Пассивирование применяют в качестве заключительной обработки после операций фосфатирования и обезжиривания.
Обезжиривание
Первой и обязательной операцией подготовки поверхности является обезжиривание. Этот этап предшествует фосфатированию и хроматированию, но может применяться как самостоятельная стадия, в тех случаях, когда условия эксплуатации изделий не жесткие, например, в теплом отапливаемом помещении. При использовании только операции обезжиривания для стали необходимо заключительно перед сушкой проводить пассивацию в растворах с использованием шестивалентного хрома.
Использование для этих целей растворов нитрита натрия, три- и моноэтаноламина недопустимо.
В нашем институте разработан широкий ассортимент щелочных составов для обезжиривания марки КМ, выпускаемых промышленностью.
Составы − порошкообразные слабо- или средне-щелочные, состоят из смеси щелочных солей: фосфатов, боратов, соды, силикатов и ПАВ. Применяемые ПАВ биоразлагаемые. Обезжиривающие составы обеспечивают стабильное моющее действие.
Концентрация моющих составов в воде составляет для метода распыления 5 − 15 г/л, для метода окунания − 15−30 г/л; температура 60 − 70 С: время обработки − 2−15 мин; расход – 2−10 г/л.
Для стали рекомендуются составы: КМ-1, КМ-2, КМ-19, КМ-17, КМ-22.
Для алюминия и оцинкованной стали: КМ-18М, КМ-17, КМ-25.
При использовании метода распыления рекомендуются составы с пониженным пенообразованием: КМ-1, КМ-17, КМ-25, КМ-18М.
Подготовка холоднокатаной стали перед окраской порошковыми ЛКМ
Перед окраской порошковыми материалами изделия из стали фосфатируют.
Фосфатирование – процесс получения на металлической поверхности пленки из труднорастворимых фосфорнокислых солей тяжелых металлов. Фосфатирование применяется для подготовки поверхности стальных и оцинкованных реже алюминиевых поверхностей. Фосфатирование подразделяется на кристаллическое (цинк-фосфатное покрытие) и аморфное (железофосфатное).
Для стальных изделий, эксплуатируемых в жестких атмосферных условиях, необходимо применять кристаллическое цинк-фосфатирование. Основным требованием, предъявляемым к кристаллическим слоям, используемым под порошковые Пк является небольшой вес до 2,5 г/м2 и мелкокристаллическая структура. Технологический процесс кристаллического фосфатирования реализуется как минимум за шесть стадий и включает:
обезжиривание щелочными составами типа КМ;
промывку водой;
активацию;
фосфатирование;
промывку водой;
промывку обессоленной водой или пассивацию.
После подготовки поверхности проводится сушка горячим воздухом.
Фосфатирующие составы выпускаются в виде жидких концентратов. Рекомендуемые характеристики при использовании:
концентрация в воде 20 − 50г/л;
температура – 40 − 50 С;
время обработки – 2мин в случае нанесения распылением, 3−5 мин – окунанием;
расход − 16-25 г/м2.
Для мягких условий эксплуатации Пк перед нанесением порошковых ЛКМ применяют аморфное фосфатирование.
В процессе аморфного фосфатирования на поверхности металлов образуется тонкая инертная пленка, состоящая их оксидов и фосфатов обрабатываемых металлов. Масса фосфатного аморфного слоя составляет 0,2−0,8 г/м2, толщина до 1 мкм. Аморфное фосфатирование может также применяться для оцинкованной стали и алюминия. В этом случае в фосфатирующие растворы дополнительно вводят фтористые соли.
Стадию аморфного фосфатирования можно совмещать со стадией обезжиривания, что позволяет экономить производственные площади и сокращает расходы на оборудование.
Составы для аморфного фосфатирования: КФА-1, КФА-2, КФА-4.
Составы для одновременного обезжиривания и аморфного фосфатирования: КФА-8, КФА-10; для пароструйной обработки – КФА-9.
Процесс включает 3 − 6 стадий. Оптимальным считается процесс, состоящий как минимум из 4 стадий.
Технологический процесс аморфного фосфатирования с разделением стадий обезжиривания и фосфатирования включает следующие операции:
обезжиривание составами типа КМ;
промывка водой;
аморфное фосфатирование составами КФА;
промывка водой:
промывка деминерализованной водой или пассивация.
Широкое применение в отечественной промышленности находит процесс одновременного обезжиривания и аморфного фосфатирования, включающий как минимум 3 стадии (оптимально 4).
Технологический процесс аморфного фосфатирования с совмещением стадий обезжиривания и фосфатирования включает следующие операции:
две последовательных стадии одновременного обезжиривания и аморфного фосфатирование составом КФА-8;
- промывка водой;
- промывка деминерализованной водой или пассивация.
При эксплуатации изделий в открытой атмосфере хороший антикоррозионный эффект дает заключительная пассивация растворами хроматов.
Концентрация растворов для аморфного фосфатирования составляет 20–40 г/л, температура фосфатирования 20−50оС. Температура одновременного обезжиривания и фосфатирования 55−60оС.
Составы для аморфного фосфатирования применяются для методов распыления и окунания.
Особое внимание следует уделять стадии финальной промывки, хотя тщательная промывка должна проводиться после каждой стадии химической обработки. Там, где это возможно, необходимо применять 2 стадии промывки между различными зонами обработки. Использование второй ванны промывки требует дополнительной ванны и рабочих площадей, но при этом в два раза сокращается количество воды, необходимой на промывку. Наличие остаточных химических продуктов или солей жесткости на поверхности изделий после стадии финальной промывки может привести к осмотическому вспучиванию порошковой краски и преждевременному разрушению покрытия при эксплуатации. Когда в воде заключительной промывки содержится много хлоридов и сульфатов, при эксплуатации изделий на порошковом покрытии образуется большое количество пузырей и нитевидная коррозия. Поэтому предпочтительно последнюю промывку проводить полностью обессоленной водой. При возможности следует применять хроматную промывку. При этом соли жесткости остаются нерастворимыми в хроматном растворе, и соединения шестивалентного хрома улучшают коррозионную стойкость конверсионного покрытия, а значит и порошкового .
Подготовка поверхности цинка и оцинкованной стали
Оцинкованную сталь в настоящие время широко используют в промышленности и строительстве благодаря высокой коррозионной устойчивости. Ее часто окрашивают Порошковыми красками. Однако порошковые покрытия имеют довольно низкую адгезию к цинку. Проблемой также является кратерообразование и проколы покрытия. Причиной этих дефектов является газовыделение в процессе оплавления порошкового покрытия.
К горячеоцинкованной стали, предназначенной для окраски порошковыми ЛКМ предъявляют ряд требований:
она не должна иметь узора кристаллизации или этот узор должен быть сглажен, т.е. должен пройти процесс дрессирования;
под химические способы подготовки поверхности пригодна только непассивированная оцинкованная сталь.
Если цинк обрабатывается один, то лучшей подготовкой является хроматирование или альтернативная бесхроматная пассивация, если в сочетании со сталью − применяется фосфатирование. Для максимальной защиты от коррозии используют процесс кристаллического фосфатирования. Такой процесс осуществляется не менее чем в 6 стадий. Для менее жестких условий эксплуатации можно применять процессы аморфного фосфатирования. Составы и технология аналогичны фосфатированию стали. Для обезжиривания используют моющие композиции: КМ-25, КМ-17. Для кристаллического фосфатирования: КФ-14 (окунание), КФ-12 (распыление). Для аморфного фосфатирования − КФА-1, КФА-2; для одновременного обезжиривания и аморфного фосфатирования − КФА-8.
Для исключения потери адгезии и вспучивания порошкового покрытия на оцинкованной поверхности рекомендуется такой эффективный и легкий способ обработки поверхности как обдирка щетками, удаляющими оксиды цинка и увеличивающими шероховатость поверхности. Во избежание перегрева слоя цинка температура формирования порошкового покрытия не должна превышать 175 − 180оС. Если поверхность цинка выделяет газы при оплавлении порошковой краски, то необходимо после подготовки поверхности прогреть изделие при температуре на 10 °С выше, чем температура оплавления порошковой краски.
Подготовка поверхности алюминия
Хроматирование − самый эффективный способ подготовки поверхности алюминия под порошковую краску. Особенно широко он используется в странах Западной Европы и США. Однако сейчас не всегда применяется из-за токсичности хроматирующих растворов, содержащих шестивалентный хром.
В нашем институте разработаны составы для желтого хроматирования: Алькон-1, Формихром, изготавливаемые АО «Хромпик» (Первоуральск, Свердловской обл.) и состав для зеленого фосфохроматирования Алькон-4. Толщина образующейся хроматной пленки не превышает 0,5 мкм.
Технологический процесс хроматирования во многом определяется состоянием алюминиевой поверхности (наличие белой коррозии, тип сплава), и может включать до 11 стадий. При наличии на поверхности алюминия белой коррозии проводят процесс щелочного травления с последующим осветлением в 5 %-ном растворе азотной кислоты. В современных технологиях допускается кислотное травление алюминия, не требующее последующей операции осветления. Между всеми стадиями химической обработки необходима промывка водой. Финальная промывка должна проводиться обессоленной водой.
Полный техпроцесс хроматирования включает следующие стадии:
сильно щелочное обезжиривание составом КМ-5 со щелочью;
промывка водой;
осветление в азотной кислоте;
промывка водой;
хроматирование;
промывка водой;
промывка обессоленной водой;
сушка.
С целью экономии воды и улучшения качества обработки желательно все промывки проводить в две стадии.
Хроматирование проводится, как правило, методом окунания при температуре 20− 30оС в течение 5 − 30 с.
В случае совместной обработки алюминия со сталью следует применять фосфатирование. Кристаллическое цинкфосфатирование используют для достижения максимальной антикоррозионной защиты. Можно применять составы КФ – 11 при нанесении распылением, КФ-14 – окунанием. Для нежестких условий эксплуатации покрытия пригодны тонкие аморфные фосфатные слои. В нашем институте разработан более экологически чистый, чем хроматирование техпроцесс аморфного фосфатирования алюминия с использованием состава КФА-8.
Самым большим достижением в области подготовки поверхности алюминия за последние годы является разработка составов, не содержащих токсичных хроматов.
Пассивация составами на основе фторидных комплексов титана и циркония с добавкой полимеров формирует конверсионное покрытие на цинке и алюминии требуемого качества.
Тонкое бесцветное покрытие толщиной 10 − 40 нм содержит цирконий в количестве 10 − 35 мг/м2. Оно состоит из двух слоев. Нижний слой содержит только алюминий и кислород, верхний – фторциркониевые соединения и полимер, который концентрируется у внешней стороны.
Ускоренные климатические испытания алюминиевого профиля, подготовленного по этой технологии, и окрашенного полиэфирной краской гарантируют срок эксплуатации в открытой атмосфере до 14 лет.
Правильно подготовленная поверхность алюминия имеет хорошую адгезию к порошковому покрытию. Конверсионное покрытие не должно удаляться ветошью.
Безвоздушный и комбинированный способы нанесения ЛКМ
Оба эти способа целесообразно рассмотреть вместе, поскольку общего между ними гораздо больше, чем различий.
Распылители. Механизм переноса
Образование дисперсии (аэрозоля)
Принцип диспергирования при безвоздушном и комбинированном распылении одинаков. ЛКМ подается к распылителю под очень высоким давлением, 30-75 атм. для комбинированного способа и 120-400 атм. и выше для безвоздушного. Благодаря высокому давлению материал продавливается наружу через форсунку. В этом месте, благодаря переходу из области высокого давления (система ЛКМ) в область низкого давления (атмосфера), а также, благодаря большой скорости струи лака, превышающей критическую скорость движения в данной среде при данной вязкости, происходит разрыв струи ЛКМ на миллионы микроскопических капелек (дисперсию). Размер капель составляет от 6 до 80 мкм. |
Формирование формы факела
В безвоздушных и комбинированных распылителях формирование факела происходит по-разному. Собственно, именно в этом и заключается принципиальное различие этих двух способов распыления.
При безвоздушном распылении форма факела формируется исключительно благодаря щелевидной форме форсунки. Эти форсунки, изготавливаются из высокопрочных материалов, как правило, из искусственного алмаза. Применение высокопрочных материалов обусловлено тем, что при таких высоких давлениях, даже самые малоагрессивные ЛКМ оказывают разрушающее химическое (окислительное) и физическое (абразивное) воздействие на форсунку. По сравнению со комбинированными распылителями, безвоздушные распылители дают более резко очерченный факел, с минимумом завихрений. Это приводит к тому, что отпечаток факела на отделываемой поверхности имеет слишком четкий контур. Чтобы хоть как-то смягчить границы факела проектировщикам пришлось значительно увеличить давление лакокрасочного материала в системе, в результате чего оно составило от 120 до 400 атмосфер. При комбинированном распылении форма факела формируется в два этапа. Первый этап полностью аналогичен формированию факела при безвоздушном распылении. Даже конструкция форсунок совершенно идентична. Второй этап преследует цель смягчить границы факела. Эта задача была успешно решена при помощи сжатого воздуха, подающегося на факел с боков, примерно так же как в традиционных воздушных распылителях. Благодаря такому решению, удалось избежать чрезмерного завышения давления ЛКМ в системе, которое в комбинированных распылителях варьирует от 30 до 75 атм. Установки для безвоздушного и комбинированного распыления Установка, как для безвоздушного, так и для комбинированного распыления ЛКМ состоит из трех основных частей – это насос для нагнетания давления ЛКМ, шланги для транспортировки ЛКМ от насоса к распылителю и распылитель (пистолет). Как правило, производители предлагают на выбор различные комбинации насосов, шлангов и распылителей. Попробуем разобраться, чем же все они друг от друга отличаются. Насос. Основные характеристики Для рассматриваемых насосов применяют два вида приводов – пневматический и электрический. Самый распространенный – пневматический. Обусловлено это в первую очередь безопасностью, поскольку большинство лакокрасочных материалов крайне горючи. Но встречаются, хотя и реже, насосы с электрическим приводом. Обычно это мобильные установки, созданные для работы на открытом воздухе, на высоте и в других труднодоступных местах. Давление лакокрасочного материала |
Насосы для комбинированного распыления работают в диапазоне от 30 до 120 атм.
Насосы для безвоздушного распыления работают в диапазоне от 120 до 400 атм. и выше.
Эта характеристика влияет на производительность и на диапазон вязкостей лакокрасочных материалов, которые вы сможете наносить при помощи данного насоса. Принцип такой – чем выше вязкость материала, тем выше требуется давление.
Насосы, работающие от пневмопривода, устроены по принципу преобразования и преумножения давления сжатого воздуха в давление жидкости. Мощность такого насоса выражается в числовом виде. Например, если в характеристиках насоса вы видите цифры 30:1, значит, каждая атмосфера сжатого воздуха преобразуется в тридцать атмосфер жидкости (ЛКМ). Например, максимальное давление в пневмосистеме, обычно составляет 6-7 атмосфер, соответственно, у насоса с соотношением 30:1 максимальное давление составит 180-210 атмосфер.
При выборе насоса с пневмоприводом следует также учитывать, что при давлении воздуха ниже 1,2 атмосфер такие насосы работают не стабильно и даже останавливаются, а при давлении, приближенном к 6-7 атмосферам работают с перегрузкой, резко сокращающей ресурс не только самого насоса, но и распылителя. Оптимальным рабочим давлением воздуха для насосных приводов является диапазон от 1,5 до 5 атмосфер. Помножив эти значения на мощность конкретного насоса, получим реальный рабочий диапазон давлений ЛКМ для данного насоса. Например, для того же насоса с соотношением 30:1, рабочее давление ЛКМ будет лежать в диапазоне от 45 до 150 атмосфер.
Производительность
От этой характеристики будет зависеть, во-первых, с какой скоростью распылитель сможет двигаться над отделываемой поверхностью, во-вторых, сможете ли вы наносить ЛКМ средних и высоких вязкостей (чем выше вязкость материала, тем больший его объем можно нанести на единицу площади), в-третьих, какое количество распылителей (рабочих постов) удастся запитать от одного насоса. Все насосы для безвоздушного и комбинированного распыления имеют циклический принцип действия. Отсюда вывод – производительность насоса равна количеству циклов в единицу времени, помноженному на объем одного цикла. Количество циклов в минуту у таких насосов примерно одинаково и варьирует в диапазоне от 30 до 60. Для полноценной работы одного распылителя (рабочего поста), например, с форсункой диаметром 0,18 мм, наносящего ЛКМ вязкостью до 30 секунд (по вискозиметру DIN-4), достаточно насоса производительностью 0,25 л/мин., или 0,006 л за один цикл. |
Распылитель (пистолет) для безвоздушного распыления
Характеристики распылителя зависят от конструкции форсунки, а значит, и выбор безвоздушного распылителя условно можно свести к выбору форсунки.
Основными характеристиками форсунки являются диаметр материального канала, и глубина щелевидного пропила (Рис. 1).
Рис. 1
Строение форсунки
для безвоздушного и комбинированного распылителя
Диаметр форсунки
Эта характеристика зависит от вязкости материала и влияет на производительность распылителя. Чем больше диаметр форсунки, тем более вязкий материал можно нанести и тем выше производительность распылителя.
Ширина раскрытия факела
Как уже упоминалось выше, ширина раскрытия факела на безвоздушном распылителе не регулируется и зависит только от конструкции форсунки. Подбирая необходимую ширину факела, следует идти по пути подбора соответствующей форсунки. Конструктивно ширина факела зависит от глубины щелевидного пропила в головке форсунки (Рис. 2). Чем глубже пропил – тем шире факел.
Рис. 2
Форсунка в разрезе
Электростатическая окраска
Главный принцип электростатической окраски заключается в том, что жидкий ЛКМ, соприкасаясь с электродом, которым оборудован каждый электростатический краскораспылитель, получает высоковольтный отрицательный заряд (60—100 кВ), и после распыления его частицы направленно движутся к заземленному окрашиваемому изделию по силовым линиям электростатического поля, возникающим между краскораспылителем и изделием (рис. 3).
|
Образование дисперсии
· воздействия на материал потока сжатого воздуха (пневматическое электростатическое распыление);
· прохождения материала под высоким давлением через щелевидное сопло (безвоздушное и комбинированное электростатическое распыление);
· распыления материала под воздействием центробежных сил (электростатическое распыление чашечными дисковыми распылителями).
Формирование факела
Окрасочный факел формируется за счет взаимного отталкивания одноименно заряженных частиц ЛКМ. Кроме того, силы электростатического поля направляют движение заряженных частиц ЛКМ, препятствуя образованию красочного тумана, и способствуют повышению коэффициента переноса материала на окрашиваемое изделие до 70—98% (рис. 4).
Рис. 4. Электростатическое поле направляет движение частиц ЛКМ,
препятствуя образованию красочного тумана:
а — традиционное распыление;
б — электростатическое распыление
Особенности и ограничения метода
Как отмечалось выше, главной отличительной чертой электростатической окраски является наличие в системе высокого напряжения, а главное преимущество метода состоит в высоком переносе материала на изделие, достигающем 70—98% (рис. 5).
Рис. 5. Окраска в электростатическом поле
обеспечивает наибольшую эффективность
переноса материала на изделие:
1 — традиционное пневмораспыление; 2—
3—комбинированное распыление; 4—пневмораспыление HVLP;
5—электростатическое распыление; 6—
7—электростатическое распыление дисковыми высокооборотными краскораспылителями;
8— электростатическое распыление чашечными низкооборотными краскораспылителями.
Применение
Технологии нанесения ЛКМ в электростатическом поле совершенствуются на протяжении более полувека. В настоящее время электростатическая окраска – самый экономичный из методов распыления, обеспечивающий получение высококачественного лакокрасочного покрытия при максимальном переносе ЛКМ на окрашиваемое изделие и значительном снижении затрат на переработку отходов ЛКМ. В зависимости от типа применяемого окрасочного оборудования этот метод окраски может использоваться как в условиях массового и серийного производства, так и при мелкосерийном и единичном производстве изделий.
Оценка качества лакокрасочных материалов
Хороший специалист должен уметь определять качество тех материалов, которыми он пользуется.
Своевременное обнаружение некачественной краски, грунта или другого материала сбережет много сил и средств.
Определение вязкости. Вязкость характеризует качество лакокрасочных материалов с точки зрения их использования. Вязкость считается удовлетворительной, если она не создает затруднений при определенном способе пользования продукцией. Высокая вязкость затрудняет применение лакокрасочных материалов, так как слишком вязкие материалы с трудом проходят, или даже совсем не проходят, через сопло распылителя и не могут быть распределены ровным слоем по поверхности окрашиваемого изделия. При слишком низкой вязкости лакокрасочные материалы стекают с окрашиваемых вертикальных или наклонных поверхностей, оставляя на верхней части слишком тонкий слой материала и образуя натеки в нижней части. Ровную пленку, имеющую одинаковую толщину по всей поверхности, удается получить только при использовании лакокрасочных материалов, обладающих оптимальной вязкостью.
В действующих стандартах и технических условиях на лакокрасочные материалы нормирован показатель вязкости в условных единицах. Условная вязкость это продолжительность истечения (в секундах) определенного объема жидкого продукта через калиброванное сопло принятого диаметра при 20 °С или другой регламентированной температуре.
Наиболее распространено определение, условной вязкости по вискозиметрам. Прибор представляет собой дюралюминиевый или пластмассовый цилиндрический сосуд, переходящий в полый конус. Верхний край цилиндрической части имеет желоб для слива избытка испытуемого материала. Коническая часть заканчивается соплом (диаметр 4±0,02 мм, высота 4±0,02 мм) из нержавеющей стали. Емкость вискозиметров ВЗ-4 равняется 100±0,5 мл. В комплект вискозиметра входит еще два сопла, диаметром 2 и 6 мм.
Испытуемый материал перед определением вязкости тщательно перемешивают, доводят до температуры 20±2°С и оставляют для выхода пузырьков воздуха на 5— 10 мин.
Вискозиметр устанавливают на штативе, отверстие сопла закрывают шариковым клапаном (или пальцем) и заполняют сосуд испытуемым материалом вровень с краями. Избыток стекает в боковой желоб. Пузырькам воздуха, находящимся в жидкости, дают подняться на поверхность, пену сдвигают линейкой или стеклянной палочкой в желоб. Под вискозиметр подставляют приемный сосуд, после чего поднимают шариковый клапан (или отнимают палец от сопла), пуская одновременно секундомер. По прекращении истечения непрерывной струи материала секундомер останавливают. Время истечения определяют с точностью до 0,2 с. За условную вязкость в
секундах, определенную по вискозиметру, принимают среднее арифметическое значение трех параллельных измерений времени истечения испытуемого материала. Вязкость вычисляют по формуле
X = tk,
где t — среднее арифметическое значение времени истечения испытуемого материала, с; к — поправочный коэффициент вискозиметра.
Допускаемые отклонения отдельных измерений времени истечения от среднего значения не должны превышать ±2,5%. Поправочный коэффициент (к) указывается в паспорте на вискозиметр и на его бирке и должен быть в пределах от 0,9 до 1,1.
После окончания работы вискозиметр промывают соответствующим растворителем и тщательно вытирают мягким материалом. Особое внимание должно быть обращено на чистоту сопла.
Определение укрывистости. Укрывистость важный показатель. Главным образом он зависит от типа пигмента, входящего в лакокрасочный материал, и его дисперсности (перетира). Как правило, черные лакокрасочные материалы, содержащие сажу, имеют хорошую укрывистость, а белые материалы — наоборот.
Количественно укрывистость выражают массой краски в граммах, необходимой, чтобы сделать невидимым цвет закрашиваемой поверхности площадью в 1 м2.
Чаще укрывистость определяется по шахматной доске. Для определения укрывистости этим способом применяют пластину размером 90×120 мм из фотостекла и шахматную доску, разбитую на 12 черных и белых квадратов. Размер шахматной доски 90×120 мм. Практически — Далее делается так.
Лакокрасочный материал разбавляют до рабочей вязкости. Стеклянную пластину, взвешенную с погрешностью 0,0002 г, ставят на шахматную доску и наносят один i или два слоя лакокрасочного материала. Если квадраты : шахматной доски просвечиваются, то наносят следующий слой, пока разница между черными и белыми квадратами шахматной доски окончательно не исчезнет. Лакокрасочный материал должен наноситься равномерным слоем без потеков и посторонних включений, иначе будут получены искаженные результаты. Затем пластинку сушат в сушильном шкафу и взвешивают с погрешностью не более 0,0002 г.
Определение розлива (растекаемости). Под розливом понимают способность лакокрасочного материала после ] нанесения на подложку растекаться с образованием ровного поверхностного слоя.
Стандарт устанавливает два метода определения розлива. Первый метод применяют для определения розлива лакокрасочных материалов, наносимых распылением. В этом случае розлив оценивают по шагрени и наличию потеков. Наличие потеков определяют визуально, сравнением с утвержденным образцом, а шагрень — визуальным методом сравнения с эталоном или измеряют на профилографе и выражают в баллах от 1 до 5. Второй метод применяют для определения розлива лакокрасочных ! материалов, наносимых кистью. В этом случае оценку производят в сравнении со шкалой розлива и выражают степенью от 0 до 10.
Для определения розлива по второму методу изготовляют прибор из инструментальной стали для нанесения пяти пар параллельных полос лакокрасочного мате- { риала на стеклянную пластинку из фотостекла размером 100×200 мм. Размеры канавок и ширина выступов прибора
определены стандартом. Прибор устанавливают на стеклянную пластинку, наносят лакокрасочный материал и перемещают его вдоль направляющей стекла, нанося параллельные полосы. Розлив испытуемого лакокрасочного материала определяют количеством слившихся пар параллельных полос материала, нанесенного на пластинку, и сопоставлением с соответствующей степенью по шкале розлива. Розлив считается хорошим при полном слиянии пяти пар полос (степень 10); плохим — если все полосы разъединены (степень 0).
Определение адгезии покрытий. Для определения адгезии используют два метода: решетчатого надреза и параллельных надрезов. При определении адгезии методом решетчатых надрезов на испытуемом покрытии делают не менее пяти параллельных надрезов до подложки бритвенным лезвием или скальпелем по линейке или шаблону на расстоянии 1—2 мм друг от друга и столько же аналогичных надрезов перпендикулярно первым. В результате на покрытии образуется стандартная решетка из квадратов одинакового размера, 1×1 мм — для покрытий толщиной менее 60 мкм, или 2×2 мм — для покрытий более 60 мкм.
Поверхность покрытия после нанесения решетки очищают кистью от отслоившихся кусочков пленки и оценивают адгезию покрытия по четырех балльной шкале.
Для покрытий, обладающих высокой адгезией (более единицы по методу решетчатых надрезов), применяют метод параллельных надрезов, с целью более точной оценки ее. На покрытии делают не менее пяти параллельных надрезов до подложки бритвенным лезвием или скальпелем по линейке или шаблону на расстоянии 1— 2 мм друг от друга. Перпендикулярно надрезам накладывают полоску липкой полиэтиленовой ленты размером 10х100 мм, оставляя один конец полоски не приклеенным.
Быстрым движением ленту отрывают перпендикулярно от покрытия.
Определение твердости покрытий. Чаше всего твердость покрытия, высушенного до требуемой степени, определяют на маятниковых приборах и выражают десяточной дробью, являющейся отношением времени качания двух шариков маятника на поверхности покрытия, нанесенного на стеклянную поверхность, ко времени качания маятника на поверхности непокрытой стеклянной пластинки.
Для определения твердости покрытий применяют маятниковый прибор типа МЭ-3 (для определения твердости покрытия при 20—200°С) и маятниковый прибор типа М-3 (для определения твердости покрытий при 20+ ГС). На пластинку из фотостекла наносят испытуемый лакокрасочный материал, затем его высушивают в соответствии с требованиями технических условий. Перед началом работы производят проверку маятникового прибора по «стеклянному числу» — времени затухания колебаний маятника, точки которого лежат на пластинке из фотостекла от 5 до 2°. Пластинку помещают на столик прибора. «Стеклянное число» должно быть 440 ±6 с.
Твердость (X) в условных единицах вычисляют по формуле
X = t/t2, *
где t — время затухания колебаний маятника от 5 до 2° на испытуемом лакокрасочном покрытии, с; t2 — время затухания колебаний маятника от 5 до 2° на пластинке из фотостекла («стеклянное число»), с. За результат испытания принимают среднее арифметическое из двух измерений, расхождение между результатами которых не должно превышать 3%. Твердость,
измеренная этим методом, указывается в ГОСТах и технических условиях на все эмали, выпускаемые отечественной промышленностью.
В настоящее время для измерения твердости всего комплекса лакокрасочного покрытия на готовом изделии, а также для отдельных лакокрасочных материалов применяют метод определения твердости с помощью карандашей. Поверхность пленки царапают остро заточенными карандашами различной твердости. Твердость пленки выражают максимальной твердостью карандаша, не оставляющего на пленке видимого следа царапины. Этот метод считается очень чувствительным, и воспроизводимым при условии, если применяемые при замерах карандаши выпускаются со стабильной твердостью определенным предприятием.
Определение эластичности покрытий. Для испытания лакокрасочных пленок на эластичность применяют: метод изгиба покрытия на шкале гибкости (ШГ) и метод с использованием пресса Эриксена. На результаты испытаний влияют толщина покрытия, температура помещения, продолжительность изгибания пластинки, поэтому эти параметры должны быть регламентированы.
Наиболее простым методом является изгибание пленки вокруг металлических стержней различных диаметров до появления трещин. Метод основан на определении минимального диаметра стержня, изгибание на котором окрашенной металлической пластинки не вызывает механического разрушения лакокрасочного покрытия.
На пластинку из жести, очищенную от окалины и обезжиренную уайт-спиритом, наносят испытуемый материал, по способу, указанному в технических условиях. После высыхания пленки пластинку плотно прижимают к стержню и изгибают пленкой вверх на 180° вокруг
стержня диаметром 20 мм. Изгибание производят плавно в течение 2—3 с. Если после изгибания на пленке не образуются трещины и отслаивание, производят изгибание пластинки в другом месте, вокруг стержня диаметром 15 мм; затем в новом месте, вокруг стержня диаметром 10 мм, и так до тех пор, пока на пленке не будут обнаружены трещины или отслаивание, видимые в лупу четырехкратного увеличения.
Прочность пленки при изгибе выражается минимальным диаметром стержня, при котором лакокрасочное покрытие осталось неповрежденным. Определение прочности лакокрасочных пленок на изгиб производится с помощью прибора ШГ-5.
Испытание эластичности по Эриксену заключается в постоянном вдавливании в металлическую пластину с лакокрасочным покрытием шаровидного пуансона. Эластичность покрытия в данном случае определяется степенью растяжения пленки лакокрасочного материала, нанесенного на металл. Критерием эластичности считается глубина вытяжки подложки (в мм), при которой происходит разрыв пленки на наружной стороне пластины. Если пленки очень эластичные, пластины часто разрушаются раньше самой пленки.
Определение прочности пленки при ударе. Этот показатель также характеризует эластичность покрытий при мгновенном приложении силы. Метод определения прочности пленок при ударе основан на деформации металлической пластины с нанесенным на нее лакокрасочным материалом при свободном падении груза на < пластинку.
Для определения прочности пленки используют приборы У-1а и У-2. Прочность (Дж или кгс-см) пленки при ударе выражает максимальную высоту (см), с которой на
пластину падает груз массой 1 кг при нормальном ускорении свободного падения, не вызывая при этом механических разрушений (трещин, смятия, отслаивания). За результат испытания принимают среднее арифметическое трех измерений, проводимых последовательно на разных участках образца.
Определение толщины покрытий. Известны разные способы определения толщины как свободной пленки, так и покрытия на подложке — от простого измерения микрометром до применения сложных оптических и магнитных приборов. Наиболее распространено “определение толщины покрытий магнитными методами, так как они дают возможность определять толщину лакокрасочного покрытия на любом предмете (из ферромагнитных металлов) без нарушения целостности покрытия.
Для измерения толщины лакокрасочных покрытий применяют измеритель толщины ИТП-1. Принцип действия прибора основан на изменении силы притяжения магнита к ферромагнитной подложке в зависимости от толщины немагнитной пленки. Сила притяжения выражается удлинением пружины на передвижной шкале. Зависимость силы притяжения магнита от толщины пленки указывается в номограмме, предназначенной для перевода показаний шкалы измерителя. За результат измерения принимают среднее арифметическое 5 измерений.
В последнее время разработано много различных, основанных на магнитном способе, приборов для определения толщины лакокрасочных покрытий.
Определение степени блеска. Для установления класса покрытий определяют прежде всего блеск — различными методами и оптическими (фотометры) и фотоэлектрическими приборами. Сущность метода определения блеска лакокрасочных покрытий заключается в измерении
фототока, возбуждаемого в фотоприемнике под действием пучка света, отраженного от поверхности испытуемого покрытия. Метод обеспечивает количественную оценку блеска покрытий. Блеск лакокрасочных покрытий выражают в процентах в соответствии с показаниями шкалы прибора.
Измерение блеска лакокрасочных покрытий производят с помощью фотоэлектрического блескомера ФБ-2 или другого прибора этого типа, основанного на бескомпенсационной схеме, т. е. позволяющего отсчитывать результат испытания непосредственно по шкале прибора.
Для измерения блеска лакокрасочных покрытий фотоэлектрическим методом в качестве подложки применяют стеклянные пластинки, подготовленные для нанесения лакокрасочных материалов. Минимальные размеры поверхности покрытий для замера блеска — 40×60 мм. Образцы лакокрасочных покрытий, подготовленные к замеру блеска, должны иметь ровную, гладкую и однородную поверхность, без припусков, потеков, морщин, посторонних включений и механических повреждений. Замеры производят на горизонтальной поверхности. Величину блеска образца определяют на различных участках его поверхности.
Итак, для того чтобы покрасить кузов качественно, необходимо по возможности использовать материалы, которые соответствуют тем характеристикам и свойствам, которые предусмотрены стандартами.