ляется требование высокой гибкости. Эти различные требования будут описаны в гл. 8-11, посвященных различным областям иснользования лакокрасочных материалов.
Уже давно поняли, что трудно, если вообще возможно вполне удовлетворить разнообразным требованиям, используя только один слой краски. Достаточно перечислить требования, предъявляемые к типичному покрытию. Обычно требуются многие, если не вое, из следующих свойств: укрывистость, цвет, глянец, шеро-хова-ость поверхности (текстура), адгезия к подложке, необходимые механические или физические свойства, химическая стойкость] защита от коррозии и все то, что вкладывается в понятие долговечность. Долговечность - очень важный показатель, к которому мы будем часто возвращаться Число различных слоев, из которых состоит система покрытия, будет определяться типом подложки и условиями эксплуатации окращенного объекта. Типичная система глянцевого покрытия может состоять из грунтовочного слоя, промежуточного слоя и верхнего слоя. Каждый из этих слоев может быть получен из пигментированных композиций, причем для формирования каждого слоя может быть использовано неоднократное нанесение соответствующего лакокрасочного материала. Например, может быть один слой грунтовки, промежуточный слой, полученный двукратным нанесением, и верхний слой также двукратного нанесения. Назначение каждого из слоев и, соответственно, их состав сильно различаются. Грунтовка должна укрыть подложку и обеспечить достижение хорошей адгезии между подложкой и промежуточным слоем. Она может также дополнительно повышать укрывистость, но это не является ее основной функцией. Промежуточный слой имеет два назначения: обеспечить укрывистость подложки и выравнивание поверхности, по которой будет нанесен верхний слой. Гладкую поверхность получают путем шлифования шлифовочной шкуркой после высушивания каждого слоя. Затем наносят верхний слой, который также вносит вклад в укрывистость и обеспечивает соответствующий эстетический эффект, например, цвет и глянец. В целом покрытия должны обеспечить защиту деревянных, металлических и других подложек, на которые они нанесены.
Целесообразно рассмотреть взаимосвязь между этими слоями. Механические и физические свойства каждого из слоев весьма различны. О назначении грунтовки обеспечить адгезию уже упоминалось. Кроме этого, может появиться необходимость уменьшить напряжения, которые возникают в покрытии при отверждении и вследствие появления хрупкости верхнего (и промежуточного) слоя Б результате процесса старения, или воспринять напряжения, возникающие при различных движениях подложки. Известно, что мягкие сорта дерева, используемые для оконных рам, расширяются и сжимаются в сухих (летом) и влажных (зимой) условиях почти на 10% поперек волокна, но намного меньше
вдоль волокон. Цвет промежуточного слоя должен приблизительно соответствовать цвету верхнего слоя. Обычно содержание пигментов в нем высокое, в противоположность верхнему слою. Причина этого в том, что от верхнего слоя требуется обеспечение максимального глянца и растяжимости. Использовать лакокрасочные материалы верхнего слоя в промежуточных слоях поэтому нецелесообразно. /
Очень часто грунтовка должна обеспечить защиту от ioppo зии. Поэтому при использовании по стальным подложка/vi она должна содержать в своем составе химически активный антикоррозионный пигмент. Коррозионная защита .может быть достигнута дополнительно другими методами, в частности химической обработкой подложки. Поэтому обычно технология получения покрытий включает предварительную химическую обработку металла, главным образом алюминиевых или железных подложек. Последние наиболее часто обрабатывают фосфатным раствором, который обеспечивает образование кристаллического фосфатного слоя. Поэтому последующий слой грунтовки наносится на кристаллический неорганический слой, а не прямо на чистую поверхность металла.
Поверхнос,ти редко бывают тем, чем кажутся. За исключением благородных металлов, на поверхности почти всех других метал лов, по которым наносятся покрытия, находится не собственно металл, а оксидный слой. Поэтому чистота поверхности может быть неизвестна. Так как состояние поверхности сильно влияет на адгезионную прочность лакокрасочного покрытия, очень важно иметь это в виду. Поскольку больщинство поверхностей «загрязнены» и качество их не всегда одно и то же, необходимо, чтобы лакокрасочные материалы и получаемые покрытия не были очень чувствительны к загрязнениям и непостоянству состава поверх ностей. Такие материалы должны допускать присутствие на поверхности различных загрязнений в умеренных количествах; их часто называют «устойчивыми к загрязнениям» («robust»). Однако это не означает, что промышленные технологические процессы окраски не требуют предварительной обработки поверхностей, например, обезжиривания и упомянутой выше химической обработки.
Разрушение покрытий при их эксплуатации в различных условиях обусловлено в основном изменениями в химической природе пленкообразователя с последующими изменениями в его механических свойствах. Поэтому усиленно проводятся исследования по созданию полимеров и смол с целью повышения долговечности покрытий при их эксплуатации. Разработка новых более качественных пигментов может повысить срок службы покрытий, но в большинстве случаев наиболее слабым звеном в системе покрытия является пленкообразователь. Одним из следствий этого является необходимость разработки материалов и покрытий для
конкретных областей использования. Этот подход позволяет избежать компромиссов, на которые приходится идти в случае материалов общего назначения. По экономическим или другим причинам наилучший материал для данного конкретного применения может быть недоступен, вследствие чего неизбежен- компромисс между ценой и эксплуатационными качествами. Дейст-Биттгльно, соотношение цена - эффективность конкретной лакокрасочной композиции обычно является доминирующим по сравнению с другими факторами на рынке промышленных красок.
1.3. КОМПОНЕНТЫ КРАСОК .
В табл. 1.1 представлен состав красок и указаны назначения основных компонентов.
В последующих специальных главах будет показано, что наличие каждого из компонентов не обязательно во всех красках. Например, краски для глянцевых покрытий не содержат наполнителей, которые являются грубодисперсными неорганическими частицами. Последние используются в красках для матовых покрытий, например в автомобильной промышленности.
Природа полимеров или смол Для красок различного целевого назначения сильно различается. Это обусловлено различиями
Таблица 1.1. Состав красок
Компоненты красок
Типичная функция
Раствор связующего (гомогенная фаза)
Пигмент
(дисперсная
фаза)
Полимер или смола (связующее)
Растворитель или разбавитель
Добавки (могут относиться как к гомогенной, так и к дисперсной фазам)
Основной пигмент (тон-кодисперсиые частицы, органические или неорганические)
Обеспечивает создание сплошной пленки, изолирование или же защиту покрываемой" поверхности. Варьируется по химическому составу в зависимости от области использования покрытия Обеспечивает возможность нанесения краски. Отсутствует в некоторых композициях, таких как порошковые краски и 100%-ные полимсризующиеся системы Компоненты в незначительных количествах, разнообразные по природе и эффектам, например катализаторы, сиккативы, добавки, улучшающие розлив Обеспечивает укрывистость, цвет и другие оптические или визуальные эффекты..Наиболее часто используется для эстетических целей. В грунтовках пигмент может обеспечивать противокоррозионные" свойства Имеет многочисленные функции, включая повышение укрывистости .(в дополнение к основному пигменту); для облегчения шлифовки, например, поверхностей грунтовки
