Лакокрасочные покрытия

Лакокрасочные покрытия, покрытия, которые образуются в результате плёнкообразования (высыхания) лакокрасочных материалов, нанесённых на поверхность изделий. Основное назначение Л. п. - защита материалов от разрушения (например, металлов - от коррозии, дерева - от гниения) и декоративная отделка изделий (см. также Защитные лакокрасочные покрытия, Декоративные лакокрасочные покрытия, Отделка древесины, Малярные работы). Существуют также Л. п. специального назначения - электроизоляционные, флуоресцентные, термоиндикаторные, термостойкие, бензо- и маслостойкие и др. Применяют Л. п. во всех отраслях народного хозяйства и в быту. При правильной эксплуатации срок службы Л. п. может достигать нескольких лет, они не дороги, просто наносятся и ремонтируются, придают защищаемой поверхности красивый внешний вид. В 1972 во всём мире для получения Л. п. было израсходовано около 14,5 млн. т лакокрасочных материалов.

Свойства Л. п. определяются составом лакокрасочных материалов (типом плёнкообразующих веществ, пигментов и др.), а также структурой покрытий, которые в большинстве случаев состоят из нескольких слоев. Важнейшие требования к Л. п. - прочное сцепление (адгезия) отдельных слоев друг с другом, а нижнего слоя - также и с подложкой, твёрдость, прочность при изгибе и ударе, влагонепроницаемость, атмосферостойкость, комплекс декоративных свойств (прозрачность или укрывистость, цвет, степень блеска, узор и др.). При получении многослойных Л. п. применяют следующие материалы: грунтовки, которые наносят непосредственно на подложку для её антикоррозионной защиты и обеспечения адгезии Л. п.; шпатлёвки, наносимые по слою грунтовки при необходимости заполнения пор, мелких трещин и устранения др. дефектов поверхности; краски, которые придают поверхности необходимые декоративные свойства и обеспечивают стойкость Л. п. к внешним воздействиям; лаки, наносимые по слою краски для повышения блеска Л. п. (при получении прозрачных Л. п. лак наносят непосредственно на защищаемую поверхность). Общая толщина многослойных Л. п. составляет обычно 40-300 мкм.

Технологический процесс получения Л. п. включает операции подготовки поверхности, нанесения отдельных слоев, сушку Л. п. и их отделку. Качество подготовки поверхности под окраску в значительной степени определяет адгезию Л. п. к подложке. Эффективные способы подготовки металлических поверхностей - придание им шероховатости с помощью дробеструйной или гидроабразивной обработки или создание микропористого подслоя путём оксидирования или фосфатирования.

Технология нанесения лакокрасочных материалов претерпела начиная с 1920-30-х гг. существенные изменения в связи с развитием производства синтетических плёнкообразующих веществ, а также в результате разработки эффективных средств механизации и автоматизации производственных процессов. Известные издавна ручные методы нанесения лакокрасочных материалов с помощью кисти или шпателя ввиду их малой производительности и затруднений при работе с быстровысыхающими лакокрасочными материалами используются в современном производстве в ограниченных масштабах. В машиностроении наиболее распространён метод нанесения Л. п. с помощью ручных или автоматических пистолетообразных краскораспылителей. Применение этого высокопроизводительного метода позволяет получать Л. п. хорошего качества на поверхностях различной формы. В установках для пневматического распыления может быть осуществлен подогрев (до 55-70?С) как лакокрасочного материала, так и расходуемого на распыление воздуха. Это позволяет наносить высоковязкие материалы и уменьшать, таким образом число слоев, необходимых для получения Л. п. заданной толщины. Недостаток метода - большие потери лакокрасочного материала (до 50%) па рассеивание в окружающем воздухе ("туманообразование"). Помимо непроизводительного расхода материалов, это создаёт тяжёлые условия работы. Поэтому лакокрасочные материалы распыляют обычно в огражденных, хорошо вентилируемых камерах. Потери на "туманообразование" могут быть существенно уменьшены (до 15-30%) при распылении лакокрасочных материалов под высоким давлением, создаваемым насосом [4-25 Мн/м² (40-250 кгс/см²)].
Резкое сокращение потерь на "туманообразование" (до 5-10%) достигается при распылении лакокрасочных материалов в электрическом поле постоянного тока высокого напряжения (около 100 кв). В результате коронного разряда, создаваемого на острой кромке распылителя, частицы материала приобретают заряд (обычно отрицательный), вследствие чего они распыляются и осаждаются на противоположно заряженном и заземлённом изделии. В электрическом поле наносят многослойные Л. п. как на металлы, так и на неметаллические материалы, в частности на древесину с влажностью не менее 8%. Электрораспыление, широко применяемое для окраски деталей на конвейерных линиях, осуществляется автоматически. Единичные и разнотипные изделия окрашивают с помощью ручных электрораспылителей, изделия сложного профиля - с помощью пневмоэлектро- и гидроэлектрораспылителей, применение которых позволяет покрывать заглубленные участки поверхности. При подкраске и восстановлении внешнего вида изделий (например, автомобилей, мебели) используют метод аэрозольного распыления с помощью баллончиков, заполненных лакокрасочным материалом, разбавленным сжиженным фреоном.
Однотипные изделия массового производства, имеющие обтекаемую форму, можно окрашивать методами окунания и струйного обливания; в последнем случае расходуется меньше лакокрасочного материала. Дефект Л. п., получаемых этими методами, - образование подтёков и "наплывов" - предотвращают, пропуская окрашенные изделия через туннель с парами растворителя. При этом задерживается улетучивание растворителя из нанесённого слоя, что позволяет избежать преждевременного загустения лакокрасочного материала.
Для нанесения полиэфирных лакокрасочных материалов на деревянные щитовые заготовки мебели применяют лаконаливную машину.
Методом электроосаждения в ваннах на аноде (напряжение постоянного тока 30-500 в) на автоматизированных конвейерных линиях получают Л. п. из водоразбавляемых грунтовок и лаков. Под влиянием электрофореза частицы лакокрасочного материала разряжаются на аноде и осаждаются на нём, переходя в водонерастворимую форму. Этим методом может быть нанесён только один слой Л. п. (20-25 мкм), т. к. его изолирующее действие препятствует электроосаждению последующих слоев. К числу высокопроизводительных методов нанесения Л. п. на листовые и рулонные материалы (например, металлические ленты, полосы) относится накатка с помощью валков.
Сушка Л. п. бывает холодная (естественная, воздушная) или горячая (искусственная, печная). Холодную сушку применяют для быстро высыхающих лакокрасочных материалов, а также для медленно высыхающих, но наносимых на изделия, которые нельзя подвергать действию высоких температур. Горячая сушка позволяет не только ускорить улетучивание растворителя, но и отвердить Л. п. на основе реакционноспособных (превращаемых) плёнкообразователей. Один из наиболее старых методов горячей сушки - конвективный, осуществляемый в сушильных камерах; при его использовании сушка каждого слоя длится 1-3 ч. Более производителен (в 3-6 раз) метод терморадиационной сушки Л. п. под действием инфракрасных лучей. Источниками излучения служат лампы накаливания или тёмные излучатели - металлические панели или керамические плиты, нагреваемые до 400-700?С трубчатыми электронагревателями или газовыми горелками. Тёмные излучатели долговечнее, эффективнее и экономичнее ламповых (см. Инфракрасный нагрев). Быстрое высыхание Л. п. достигается при индукционном методе сушки вследствие нагрева подложки вихревыми токами. Под действием ультрафиолетового облучения или потока быстрых электронов полиэфирные лакокрасочные материалы высыхают (отверждаются) в течение долей секунды.
Отделочные операции включают шлифование абразивными шкурками высушенных нижних слоев Л. п. для удаления посторонних включений и улучшения адгезии между слоями. Верхний слой Л. п. при необходимости полируют, например, с помощью полировочной пасты и полировочной воды. Шлифование и полирование могут быть осуществлены вручную, а также с помощью машинок пневматического действия или автоматических устройств.
Для контроля качества Л. п. проводят их внешний осмотр и определяют (на образцах) твёрдость, эластичность, прочность при изгибе, антикоррозионные свойства, атмосферостойкость и др. эксплуатационные характеристики.
Лит.: Любимов Б. В., Специальные защитные покрытия в машиностроении, 2 изд., М. - Л., 1965; Аронов Н. В., Оборудование и механизация цехов неметаллических защитных покрытий, М., 1969; Справочник по лакокрасочным покрытиям в машиностроении, М., 1964; Альбом оборудования окрасочных цехов, М., 1970.
? М. М. Гольдберг.